一种面向异构网络移动边缘计算系统的任务卸载方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115866691A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202310167622.2(22)申请日2023.02.27(71)申请人南京邮电大学地址210033江苏省南京市栖霞区广月路30-06号(72)发明人邹玉龙李旭冉翟亮森(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200专利代理师田凌涛(51)Int.Cl.H04W28/08(2023.01)H04W28/084(2023.01)权利要求书5页说明书10页附图3页(54)发明名称一种面向异构网络移动边缘计算系统的任务卸载方法(57)摘要本发明涉及一种面向异构网络移动边缘计算系统的任务卸载方法，适用于由宏基站、小基站以及用户终端组成的异构网络场景。基于用户终端与小基站之间、小基站与宏基站之间的信道中断概率，分析用户终端将目标任务卸载至小基站、小基站转发部分目标任务至宏基站的传输开销，同时对小基站中边缘服务器、宏基站中边缘服务器分别完成部分目标任务的计算开销进行建模，构建了异构网络任务卸载模型。并通过交替优化算法解决了用户任务时延约束下系统总能耗最小化问题，以获得小基站向宏基站转发该目标任务的分配比例、以及小基站为该用户终端分配的计算资源。按设计方案实现用户终端上目标任务的卸载计算，可显著降低系统能耗，提高工作效率。CN115866691ACN115866691A权利要求书1/5页1.一种面向异构网络移动边缘计算系统的任务卸载方法，其特征在于：基于存在卸载任务的多个用户终端分别与小基站建立的通信连接，以及小基站与宏基站之间的通信连接，各用户终端分别按如下步骤执行，实现用户终端上目标任务的卸载计算；步骤A.根据该用户终端与小基站之间的信道状态信息、以及该用户终端的发射功率，计算获得该用户终端到小基站的信道容量，并利用信道统计特性，计算该用户终端到小基站之间的信道中断概率；同时，根据小基站与宏基站之间的信道状态信息、以及小基站为该用户终端预设的发射功率，计算获得小基站到宏基站对应该用户终端的信道容量，并利用信道统计特性，计算获得小基站到宏基站之间对应该用户终端的信道中断概率；然后进入步骤B；步骤B.针对该用户终端将目标任务卸载至小基站、小基站转发该目标任务中部分任务至宏基站，以及小基站中边缘服务器、宏基站中边缘服务器分别完成部分目标任务的计算，构建时延模型与能耗模型，并以最小化总能耗为目标，用户时延为约束构建优化问题，通过求解此问题获得小基站向宏基站转发该目标任务的分配比例、以及小基站为该用户终端分配的计算资源，然后进入步骤C；步骤C.按小基站向宏基站转发部分任务相对该目标任务的分配比例、以及小基站为该用户终端分配的计算资源，实现用户终端上目标任务的卸载计算。2.根据权利要求1所述一种面向异构网络移动边缘计算系统的任务卸载方法，其特征在于，所述步骤A中，根据第个用户终端与小基站之间的信道状态信息、以及第个用户终端的发射功率，按如下公式：计算获得第个用户终端到小基站的信道容量，其中，，表示存在卸载任务的用户终端的数量，表示第个用户终端的发射功率，表示第个用户终端与小基站之间的信道增益，表示噪声功率，表示小基站为其与第个用户终端之间分配到的传输带宽，基于小基站的总带宽，结合用户终端的数量，按带宽均分的方式获得。3.根据权利要求2所述一种面向异构网络移动边缘计算系统的任务卸载方法，其特征在于：所述步骤A中，基于第个用户终端到小基站的信道为瑞利信道，即服从瑞利分布，则利用信道统计特性，按如下公式：2CN115866691A权利要求书2/5页计算获得第个用户终端到小基站之间的信道中断概率，其中，表示第个用户终端向小基站卸载目标任务时的信息传输速率，表示信道衰落的方差。4.根据权利要求1所述一种面向异构网络移动边缘计算系统的任务卸载方法，其特征在于，所述步骤A中，根据小基站与宏基站之间的信道状态信息、以及小基站为第个用户终端预设的发射功率，按如下公式：计算获得小基站到宏基站对应第个用户终端的信道容量，其中，，表示存在卸载任务的用户终端的数量，表示小基站与宏基站之间对应第个用户终端的信道增益，表示噪声功率，表示宏基站为其与小基站之间分配到对应第个用户终端的传输带宽，基于宏基站的总带宽，结合用户终端的数量，按带宽均分的方式获得。5.根据权利要求4所述一种面向异构网络移动边缘计算系统的任务卸载方法，其特征在于：所述步骤A中，基于小基站与宏基站之间对应第个用户终端的信道为瑞利信道，即服从瑞利分布，则利用信道统计特性，按如下公式：3CN115866691A权利要求书3/5页计算获得小基站到宏基站之间对应第个用户终端的信道中断概率，其中，表示小基站向宏基站转发第个用户终端目标任务中部分任务时的信息传输速率，表示信道