[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于雙延遲深度確定性策略梯度的智能計(jì)算遷移方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111145230.3
• 申請(qǐng)日: 2021-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113835894A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳思光;湯蓓;繆逸峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F9/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F9/50;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

1.一種基于雙延遲深度確定性策略梯度的智能計(jì)算遷移方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

步驟1，構(gòu)建由用戶層和服務(wù)層組成的多用戶計(jì)算遷移模型，計(jì)算得到用戶層產(chǎn)生的計(jì)算任務(wù)總能耗；

步驟2，基于遷移決策、帶寬資源分配及傳輸功率調(diào)節(jié)的聯(lián)合考量，構(gòu)建一個(gè)最小化所有計(jì)算任務(wù)總能耗的優(yōu)化問(wèn)題；

步驟3，構(gòu)造包含兩個(gè)獨(dú)立評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)的模型架構(gòu)，并引入連續(xù)變量離散化運(yùn)算，以提升策略探索的隨機(jī)性，從而更好地生成全局最優(yōu)計(jì)算遷移策略。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙延遲深度確定性策略梯度的智能計(jì)算遷移方法，其特征在于：步驟1中，用戶層由用戶設(shè)備構(gòu)成，服務(wù)層部署有多個(gè)霧節(jié)點(diǎn)組成的霧節(jié)點(diǎn)集和一個(gè)控制器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于雙延遲深度確定性策略梯度的智能計(jì)算遷移方法，其特征在于：步驟1中，定義用戶集合為I＝{1,2,...,|I|}，霧節(jié)點(diǎn)集合為J＝{0,1,2,...,|J|}；用戶設(shè)備i向霧節(jié)點(diǎn)發(fā)送的任務(wù)請(qǐng)求信息為(D_i,T_i^max)。其中，D_i表示用戶設(shè)備i產(chǎn)生的計(jì)算任務(wù)數(shù)據(jù)大小，T_i^max表示用戶設(shè)備i對(duì)任務(wù)處理的最大容忍延遲；控制器根據(jù)該計(jì)算任務(wù)請(qǐng)求信息、霧節(jié)點(diǎn)可用帶寬資源及最大可分配傳輸功率，生成能耗最小化計(jì)算遷移決策α_ij(α_ij∈{0,1})，當(dāng)α_ij＝0時(shí)，表示用戶設(shè)備i的計(jì)算任務(wù)不在節(jié)點(diǎn)j處理；當(dāng)α_ij＝1時(shí)，表示用戶設(shè)備i的計(jì)算任務(wù)在節(jié)點(diǎn)j處進(jìn)行處理，其中j＝0特指用戶設(shè)備本身。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于雙延遲深度確定性策略梯度的智能計(jì)算遷移方法，其特征在于：步驟1中，包括如下分步驟：

步驟1-1，將用戶設(shè)備i的CPU時(shí)鐘頻率定義為f_i^l，用戶設(shè)備i處理一個(gè)比特計(jì)算任務(wù)所需的CPU周期數(shù)定義為C_i，其中i∈{1,2,...,|I|}。當(dāng)計(jì)算任務(wù)選擇在用戶設(shè)備本身進(jìn)行處理時(shí)，其對(duì)應(yīng)的本地計(jì)算時(shí)間表示為：

結(jié)合CMOS電路的性質(zhì)，將本地計(jì)算的能量消耗表示如下：

其中，κ^l為與設(shè)備型號(hào)相關(guān)的有效電容系數(shù)，默認(rèn)所有用戶設(shè)備的電容系數(shù)相等，為一個(gè)固定常數(shù)；

步驟1-2，將用戶設(shè)備i至霧節(jié)點(diǎn)j(j∈{1,2,...,|J|})的上行傳輸速率表示如下：

其中，B_ij為霧節(jié)點(diǎn)j分配給用戶設(shè)備i產(chǎn)生的計(jì)算任務(wù)的帶寬資源大小，為霧節(jié)點(diǎn)j分配給用戶設(shè)備i產(chǎn)生的計(jì)算任務(wù)的傳輸功率大小，d_ij為用戶設(shè)備i與霧節(jié)點(diǎn)j之間的距離，δ為無(wú)線信道的損耗系數(shù)，為無(wú)線信道的信道增益；

由此表示出將用戶設(shè)備i產(chǎn)生的計(jì)算任務(wù)遷移至霧節(jié)點(diǎn)j所需要的傳輸時(shí)延和傳輸能耗

步驟1-3，在霧節(jié)點(diǎn)j處理用戶設(shè)備i產(chǎn)生的計(jì)算任務(wù)所需要的計(jì)算時(shí)間和能量消耗表示如下：

其中，C_j表示霧節(jié)點(diǎn)j處理一個(gè)比特計(jì)算任務(wù)所需要的CPU周期數(shù)，f_j^f表示霧節(jié)點(diǎn)j的CPU時(shí)鐘頻率，κ^f為霧節(jié)點(diǎn)的有效電容系數(shù)。

步驟1-4，根據(jù)上述得到的本地計(jì)算的能量消耗傳輸能耗和霧節(jié)點(diǎn)j處理用戶設(shè)備i產(chǎn)生的計(jì)算任務(wù)所需要的能量消耗將用戶設(shè)備i所產(chǎn)生的計(jì)算任務(wù)的能量消耗表示為：