[發(fā)明專利]基于D2D通信的多用戶計(jì)算卸載資源優(yōu)化決策方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110762459.5
• 申請(qǐng)日: 2021-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113518330B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李余;楊婷;何希平;郭智威;晏力
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶工商大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W4/70
• 分類號(hào): H04W4/70;H04W72/04;G06F9/50
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.基于D2D通信的多用戶計(jì)算卸載資源優(yōu)化決策方法，所述多用戶通信系統(tǒng)包括有d_t個(gè)需要請(qǐng)求D2D計(jì)算卸載的移動(dòng)用戶，用集合D_t＝{1,2,...,i,...,d_t}表示，有d_r個(gè)相鄰的有閑置計(jì)算資源能夠提供D2D計(jì)算卸載服務(wù)的移動(dòng)用戶，用集合D_r＝{1,2,...,j,...,d_r}表示，d_t個(gè)移動(dòng)用戶均有一個(gè)獨(dú)立的并且時(shí)延較為敏感的計(jì)算任務(wù)需要向鄰近移動(dòng)用戶請(qǐng)求計(jì)算卸載服務(wù)，其特征在于，D2D計(jì)算卸載的具體步驟為：

1)建立基于D2D通信的數(shù)據(jù)通信模型，得到D2D通信可實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率；

2)分別建立任務(wù)傳輸和任務(wù)執(zhí)行階段包括時(shí)間和能量開(kāi)銷的計(jì)算開(kāi)銷模型；

3)基于時(shí)間和能量開(kāi)銷模型，建立最小化整個(gè)系統(tǒng)所有用戶任務(wù)卸載所需計(jì)算總開(kāi)銷的全局優(yōu)化問(wèn)題；

4)以計(jì)算總開(kāi)銷的大小為排序依據(jù)建立雙邊用戶的偏好序列；

5)基于建立的偏好序列，利用穩(wěn)定匹配算法得到多用戶D2D計(jì)算卸載的資源優(yōu)化決策。

2.如權(quán)利要求1所述的基于D2D通信的多用戶計(jì)算卸載資源優(yōu)化決策方法，其特征在于：所述步驟1)中，用戶間計(jì)算卸載需利用D2D通信傳輸計(jì)算任務(wù)，D2D通信在蜂窩網(wǎng)控制下采用正交頻分多址接入方式接入無(wú)線信道；基于自由空間傳播路徑損耗和瑞利衰落，得到用戶i∈D_t和用戶j∈D_r之間D2D通信可實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率r_ij。

3.如權(quán)利要求1所述的基于D2D通信的多用戶計(jì)算卸載資源優(yōu)化決策方法，其特征在于：所述步驟2)中，用戶間計(jì)算卸載的任務(wù)傳輸和任務(wù)執(zhí)行階段所產(chǎn)生的計(jì)算開(kāi)銷均包含時(shí)間開(kāi)銷和能量開(kāi)銷；任務(wù)傳輸階段，用戶i計(jì)算任務(wù)包括時(shí)間開(kāi)銷和能量開(kāi)銷的計(jì)算總開(kāi)銷為其中，是用戶i將計(jì)算任務(wù)的輸入數(shù)據(jù)B_i通過(guò)D2D通信傳輸?shù)接脩鬸所消耗的傳輸時(shí)間，是用戶i以功率P_i將輸入數(shù)據(jù)B_i通過(guò)D2D通信傳輸?shù)接脩鬸所消耗的能量，分別表示時(shí)間開(kāi)銷和能量開(kāi)銷的權(quán)重；任務(wù)執(zhí)行階段，用戶i計(jì)算任務(wù)包括時(shí)間開(kāi)銷和能量開(kāi)銷的計(jì)算總開(kāi)銷為其中，是用戶j計(jì)算接收到的計(jì)算任務(wù)所消耗的計(jì)算時(shí)間，是用戶j計(jì)算接收到的計(jì)算任務(wù)所消耗的計(jì)算能量。

4.如權(quán)利要求1所述的基于D2D通信的多用戶計(jì)算卸載資源優(yōu)化決策方法，其特征在于：所述步驟3)中，為了使整個(gè)任務(wù)卸載過(guò)程中時(shí)延最小化的同時(shí)用戶的能耗也最小，提升用戶體驗(yàn)，以最小化整個(gè)系統(tǒng)中所有用戶任務(wù)卸載過(guò)程中的計(jì)算總開(kāi)銷，即包含任務(wù)傳輸和任務(wù)執(zhí)行階段總的時(shí)間開(kāi)銷和能量開(kāi)銷為目標(biāo)函數(shù)，建立線性的全局優(yōu)化問(wèn)題。

5.如權(quán)利要求1所述的基于D2D通信的多用戶計(jì)算卸載資源優(yōu)化決策方法，其特征在于：所述步驟4)中，為了低復(fù)雜度的求解建立的優(yōu)化問(wèn)題，將卸載請(qǐng)求的用戶集合D_t和計(jì)算卸載服務(wù)的用戶集合D_r看作是參與匹配的兩個(gè)集合，則計(jì)算任務(wù)的卸載過(guò)程就可以看作是一個(gè)用戶任務(wù)匹配一個(gè)服務(wù)用戶的雙邊匹配，最終匹配的結(jié)果就是多用戶計(jì)算卸載的優(yōu)化決策；要進(jìn)行雙邊匹配，首先要根據(jù)用戶的不同偏好建立雙邊用戶的偏好序列，根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)，請(qǐng)求用戶和服務(wù)用戶以計(jì)算總開(kāi)銷的大小為排序依據(jù)來(lái)建立偏好序列：總開(kāi)銷越小，用戶的偏好就越高，排序就越靠前。

6.如權(quán)利要求1所述的基于D2D通信的多用戶計(jì)算卸載資源優(yōu)化決策方法，其特征在于：所述步驟5)中，當(dāng)偏好序列建立完成以后，利用穩(wěn)定匹配算法進(jìn)行雙邊匹配，請(qǐng)求用戶會(huì)根據(jù)偏好序列向排在第一位的最高偏好的服務(wù)用戶發(fā)起匹配請(qǐng)求，相對(duì)應(yīng)的服務(wù)用戶會(huì)根據(jù)自己的偏好序列作出接受或者拒絕的選擇，算法迭代進(jìn)行，未被匹配的請(qǐng)求用戶又會(huì)繼續(xù)向當(dāng)前偏好序列中最高偏好的服務(wù)用戶提出新的匹配/任務(wù)卸載請(qǐng)求，直到與服務(wù)用戶匹配成功或者其偏好序列中再無(wú)可發(fā)起請(qǐng)求的服務(wù)用戶，沒(méi)有新的匹配請(qǐng)求時(shí)算法終止，輸出最終的匹配結(jié)果θ，即多用戶D2D計(jì)算卸載資源優(yōu)化的決策。