[發明專利]一種融合無線攜能通信的可充電霧計算遷移方法

有效

• 申請號: 202110593699.7
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113326127B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 陳思光;葛欣煒;王倩;陳康宇
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G16Y10/75;G16Y20/30;H04W84/18
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 張玉紅

1.一種融合無線攜能通信的可充電霧計算遷移方法，其特征在于，所述方法的步驟為：

步驟1、構建計算遷移模型，所述模型包括上、下兩層，上層為霧節點層，下層為具有采集功能的智能設備層，所述智能設備層一共有M個智能設備，智能設備i∈{1,2,3,...,M}，每個所述智能設備內部都集成了PPD；

步驟2、智能設備完成對本地任務的計算；智能設備i根據任務遷移比a_i∈[0,1]決定遷移到霧節點的任務大小，通過霧節點層中的信號基站將待處理的計算任務遷移到附近的霧節點進行處理；

步驟3、構建最小化所有任務完成總能耗的優化問題，在一定的約束條件下，實現總能耗的最小化；步驟3的具體流程為：

步驟3-1、智能設備i根據任務遷移比a_i∈[0,1]通過信號基站將部分任務遷移給霧節點協助處理，計算待處理任務遷移的時間及智能設備i處理任務的總能耗；

步驟3-1中，待處理任務遷移的時間定義為：

T_i^c＝T_i^tra+T_i^exe+T_i^down

其中，T_i^tra為智能設備i的上行鏈路傳輸時間，T_i^exe為霧節點的計算時間，T_i^down為智能設備i接收信號基站返回信息的下行鏈路傳輸時間；

智能設備i處理任務的總能耗定義為：

其中，為任務本地計算的能耗，為智能設備i的上行鏈路傳輸能耗，為智能設備i接收返回信息的解碼能耗，為智能設備i采集到的能量；

步驟3-2、在滿足時延和能耗約束的條件下，構建智能設備i處理任務的總能耗最低的優化問題；

步驟3-2中，智能設備i處理任務的總能耗是由遷移比a_i、上行傳輸速率以及智能設備i內置PPD的功率分割系數β_i決定的，所以在滿足時延和能耗約束的條件下，通過聯合優化a_i，t_i和β_i三個變量，可以使智能設備i的總能耗最低，該優化問題P1的構建如下：

約束條件如下：

T_i≤T_imax C1

0≤β_i≤1 C4

0≤a_i≤1 C5

其中，目標函數P1表示最小化所有智能設備的能耗總和，T_i^max和分別表示智能設備i的最大可容忍延遲和最大可容忍能耗，R_i表示智能設備i的上行遷移速率，E_i為智能設備i處理任務的總能耗；T_i為智能設備i處理任務的總時延，B_u表示智能設備i的上行鏈路帶寬；

C1是時延約束，表示智能設備i的任務處理時間不可以超過最大容忍時延；

C2是能耗約束，表示智能設備i的任務處理能耗不可以超過最大容忍能耗；

C3是信道帶寬約束；C4和C5分別是功率分割比約束和遷移比約束；

步驟3-3、利用交替優化算法求解優化問題，實現最優解。