[發明專利]云邊協同網絡中時延和頻譜占用聯合優化方法及系統

有效

• 申請號: 202110975856.0
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113784373B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 陳伯文;劉玲;梁瑞鑫;王守翠;陳琪;沈綱祥;高明義;邵衛東;陳虹
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H04L47/10
• 分類號: H04L47/10;H04W24/02;H04W72/04;H04W72/08
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 張榮

1.一種云邊協同網絡中時延和頻譜占用聯合優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：初始化云邊協同網絡，生成一組用戶請求；

步驟S2：建立以用戶請求平均端到端的最低時延和最小占用頻譜隙的目標函數；

步驟S3：基于所述目標函數，在處理每個用戶請求的過程中，依次判斷是否滿足節點及路徑選擇唯一性約束、移動邊緣計算服務器負載約束、頻譜資源占用及唯一性約束、頻譜連續性約束以及頻譜一致性約束，若均滿足，則用戶請求處理成功，進入步驟S4；若有任意一項不滿足，則用戶請求處理失敗；

步驟S4：計算用戶請求平均端到端時延和頻譜資源占用率。

2.根據權利要求1所述的云邊協同網絡中時延和頻譜占用聯合優化方法，其特征在于：初始化云邊協同網絡時，對邊緣計算服務器的計算資源進行初始化，以及對頻譜靈活光網絡進行初始化。

3.根據權利要求1所述的云邊協同網絡中時延和頻譜占用聯合優化方法，其特征在于：所述目標函數包括主要優化目標和次要優化目標。

4.根據權利要求1或3所述的云邊協同網絡中時延和頻譜占用聯合優化方法，其特征在于：所述目標函數的公式為：其中|CR|表示用戶請求的總個數,CR為一組用戶請求集合；是二進制變量，如果用戶請求(u,s)在MEC服務器節點e處理且通過第k條路徑傳輸用戶請求，E表示一組MEC服務器集合，則二進制變量的值為1，否則值為0；R_(u,s)表示用戶請求(u,s)傳輸所需的計算資源數；M_e為MEC服務器節點e的計算資源能力；表示用戶請求(u,s)從節點s傳輸到MEC服務器節點e經過第k條工作路徑的鏈路(k,l)之間的距離K表示k條路徑集合；c表示用戶請求在光纖鏈路中的傳輸速率，設置為3ⅹ10⁵km/s；y_(u,s)為二進制變量，如果用戶請求(u,s)遷移到第二層即云區域的MEC服務器節點e處理，則二進制變量的值為1，否則值為0；τ為用戶請求通過交換機傳輸到云區域的額外交換時延，α和β為參數，是二進制變量，用戶請求(u,s)輸到MEC服務器節點e且鏈路(k,l)編號f的頻譜間隙被占用，則二進制變量的值為1，否則值為0。

5.根據權利要求4所述的云邊協同網絡中時延和頻譜占用聯合優化方法，其特征在于：所述節點及路徑選擇唯一性約束為：

其中，是二進制變量，如果用戶請求(u,s)在MEC服務器節點e處理且通過第k條路徑傳輸用戶請求，則二進制變量的值為1，否則值為0，y_(u,s)為二進制變量，如果用戶請求(u,s)遷移到第二層，即云區域的MEC服務器節點e處理，則二進制變量的值為1，否則值為0。

6.根據權利要求4所述的云邊協同網絡中時延和頻譜占用聯合優化方法，其特征在于：所述MEC服務器負載約束為：其中R_(u,s)表示用戶請求(u,s)傳輸所需的計算資源數，表示服務器的最大負載，V_e表示MEC服務器節點e的最大計算資源容量。

7.根據權利要求4所述的云邊協同網絡中時延和頻譜占用聯合優化方法，其特征在于：所述頻譜資源占用及唯一性約束為：

其中，|F_(k,l)|表示鏈路(k,l)上的最大頻譜間隙數，假設每條鏈路所能提供的最大頻譜間隙數相同，表示用戶請求(u,s)從節點s傳輸到MEC服務器節點e的第k條工作路徑經過光纖鏈路(k,l)，F_(u,s)表示用戶請求(u,s)傳輸所需的頻譜間隙數。

8.根據權利要求7所述的云邊協同網絡中時延和頻譜占用聯合優化方法，其特征在于：所述頻譜連續性約束為：

θ＝|F_(k,l)|×|L|；其中θ表示整個網絡的頻譜總數，等于鏈路總數與鏈路頻譜隙容量的乘積。