[發明專利]一種基于移動邊緣計算網絡的計算速率確定方法及系統

有效

• 申請號: 202110870619.8
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113556764B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 趙明雄;楊昭杰;王子睿;肖一鳴;張榕倩;張賢琪
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W28/06;H04W72/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

1.一種基于移動邊緣計算網絡的計算速率確定方法，其特征在于，包括：

獲取網絡的基本配置以及迭代參數；所述基本配置包括：用戶節點的計算資源和計算能力、移動邊緣服務器的計算資源和計算能力以及網絡內子載波集合；所述迭代參數包括：當前迭代輪次、最大迭代輪次以及輔助變量的初始值；

以移動邊緣計算網絡系統的計算速率最大為目標函數，以移動邊緣計算網絡系統的限制的最長執行時間、移動邊緣計算網絡系統的總計算資源以及最大發射功率為約束條件，構建計算速率最大化系統優化模型；

利用輔助變量的初始值將計算速率最大化系統優化模型由非光滑轉為光滑形式，確定轉變后的計算速率最大化系統優化模型；

采用塊坐標下降算法對轉變后的計算速率最大化系統優化模型進行迭代，直至迭代論次到達最大迭代輪次，確定用戶節點不同計算任務的傳輸速率、計算資源分配和子載波分配策略；

根據用戶節點不同計算任務的傳輸速率、計算資源分配和子載波分配策略確定計算速率；

所述以移動邊緣計算網絡系統的計算速率最大為目標函數，以移動邊緣計算網絡系統的限制的最長執行時間、移動邊緣計算網絡系統的總計算資源以及最大發射功率為約束條件，構建計算速率最大化系統優化模型，具體包括：

其中，t_k為應用的完成時間，為系統限制的最長執行時間，f_km為處理任務m時的計算資源，F_k為系統總計算資源，為系統在處理任務m時分配給移動邊緣服務器的計算資源，F_s為服務器的總計算資源，x_kn是信道分配指示符，是一個二進制變量，當第n個子載波分配給第k個用戶時，x_kn為1，其他情況均為0，p_kn為第k個用戶在第n個子載波上的發射功率，為最大發射功率，λ_km為用戶任務卸載到移動邊緣服務器上的比率，t_km為處理任務m時所需要花費的時間，X為用戶節點的計算資源，F為移動邊緣服務器計算資源分配；

所述利用輔助變量的初始值將計算速率最大化系統優化模型由非光滑轉為光滑形式，確定轉變后的計算速率最大化系統優化模型，具體包括：

輔助變量a的更新：

輔助變量Φ的更新：

其中，a_k和均為輔助變量，d_km為用戶節點k處理的第m個任務的數據大小，c_km為計算1比特數據所需要的CPU周期數，r_k為將數據卸載到移動邊緣服務器的傳輸速率，B為用戶分配的每個子載波的帶寬，g_kn為用戶節點k和基站之間的信道增益，σ為子載波n在基站處加性高斯白噪聲的方差。

2.根據權利要求1所述的一種基于移動邊緣計算網絡的計算速率確定方法，其特征在于，所述采用塊坐標下降算法對轉變后的計算速率最大化系統優化模型進行迭代，直至迭代論次到達最大迭代輪次，確定用戶節點不同計算任務的傳輸速率、計算資源分配和子載波分配策略，具體包括：

利用公式將轉變后的計算速率最大化系統優化模型轉化為拉格朗日對偶函數；

利用公式確定拉格朗日對偶問題；

采用塊坐標下降方法對拉格朗日對偶函數和拉格朗日對偶問題進行迭代，直至迭代論次到達最大迭代輪次，確定用戶節點不同計算任務的傳輸速率、計算資源分配和子載波分配策略；

其中，以及γ均為對應于相關約束地非負拉格朗日乘子，即對偶變量，F為滿足約束的所有可能f集合，M為滿足約束的所有F集合，X為滿足約束及的所有可能X集合。