[發明專利]基于D2D通信的多任務聯合計算卸載與資源分配方法

在審

• 申請號: 202210101461.2
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114449490A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 朱琦;韓躍林
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W4/70
• 分類號: H04W4/70;H04W28/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

1.基于D2D通信的多任務聯合計算卸載與資源分配方法，其特征在于，按預設周期執行以下步驟，將本地終端上的計算任務卸載到該本地終端周圍具有空閑計算資源的各閑置終端，實現本地終端總開銷最小化的本地終端計算任務的分配；

S1.以本地終端為中心，檢測預設范圍內存在的閑置終端，獲取各閑置終端的計算能力f_n、能耗定價允許接受的最大能耗信道狀態g_n，其中n∈{1,2,…,N},N為閑置終端的總數；

S2.基于本地終端上各計算任務的執行方式，構建各個決策樣本；

S3.分別針對各決策樣本，基于各計算任務的處理延遲函數t_m，其中m∈{1,2,…,M}，M為計算任務的總數，本地終端處理決策樣本所分配各計算任務的總計算能耗函數E_loc、該決策樣本所涉及各閑置終端分別接收來自該決策樣本所分配計算任務的傳輸能耗函數其中n∈{1,2,…,N},N為閑置終端的總數，以及該各閑置終端分別接收本地終端各計算任務所對應的收取費用函數，確定本地終端對應該決策樣本的總開銷目標函數、以及約束條件；

S4.分別針對各決策樣本，計算各決策樣本分別所對應的本地終端與各閑置終端之間的傳輸時延上限、本地終端與各閑置終端之間的時延下限，確定在約束條件下該決策樣本所對應的最佳傳輸時延函數；

分別針對各決策樣本，基于本地終端對應該決策樣本的總開銷目標函數、約束條件、在約束條件下該決策樣本所對應的最佳傳輸時延函數，計算本地終端對應該決策樣本的總開銷；

S5.以最小化本地終端總開銷為目標，通過預設次數的迭代，選取使本地終端總開銷最小的決策樣本，并基于該決策樣本完成本地終端上各計算任務的分配。

2.如權利要求1所述的基于D2D通信的多任務聯合計算卸載與資源分配方法，其特征在于，所述步驟S2中構建決策樣本的具體步驟如下：

S21.本地終端上的各計算任務用集合Γ＝{T₁，T₂，…T_M}表示，其中計算任務的總數為M，各計算任務的屬性用集合{C_m，D_m，L_m}表示，其中C_m為處理該計算任務所需要的CPU周期總數，D_m為該計算任務的數據量，L_m為該計算任務允許接受的最大時延，其中m∈{1,2,…,M}，M為計算任務的總數；

S22.將各閑置終端根據其信道增益由大至小進行排序并編號，各閑置終端的信道增益滿足g₁≥…≥g_n≥…≥g_N，其中g_n為其中一個閑置終端的信道增益，n∈{1,2,…,N},N為閑置終端的總數，各閑置終端用集合Λ＝{1,2,…,N}表示；

S23.分別針對本地終端上的各計算任務中的一個計算任務T_m，其中m∈{1,2,…,M}，M為計算任務的總數，構建計算任務T_m執行方式如下式：

{x_m,0,x_m,1,…x_m,n,…x_m,N}

式中x_m,n表示計算任務T_m的執行方式，其中n∈{1,2,…,N},N為閑置終端的總數，x_m,0＝1表示計算任務T_m在本地終端進行處理，x_m,0＝0表示計算任務T_m不在本地終端進行處理，x_m,n＝1表示計算任務T_m卸載到閑置終端n進行處理，x_m,n＝0表示計算任務T_m不在閑置終端n進行處理，本地終端上的各計算任務集合中的每個計算任務的執行方式均滿足

S24.分別針對本地終端上的各計算任務，基于本地終端上的各計算任務的執行方式，構建決策樣本，每個決策樣本用一個M行，N+1列的矩陣A表示，矩陣A如下式：

其中，矩陣A中第1列表示本地終端上的各計算任務的執行情況，第2列至第N+1列表示卸載到各閑置終端上的各計算任務的執行情況。