[发明专利]一种移动边缘计算服务器联合能量收集及任务卸载方法

权利要求书

1.一种移动边缘计算服务器联合能量收集及任务卸载方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：建模移动边缘计算MEC服务器电量状态；

S2：建模用户联合开销；

S3：建模用户任务执行时延；

S4：建模用户任务执行所需能耗；

S5：建模用户任务执行限制条件；

S6：基于最短路径算法确定用户最优任务卸载策略；

所述步骤S1具体包括：假设用户任务分为K个子任务，各子任务之间按照顺序依次执行处理；MEC服务器由N个子服务器组成，各子服务器均能执行任务卸载；另假设MEC服务器由所采集的绿色能源供电，根据公式建模采用n_k-1个MEC子服务器处理子任务k-1后，MEC服务器的电量状态，其中，表示MEC服务器处理子任务k-1时的电量状态，n_k表示处理子任务k时MEC服务器开启的子服务器数目，表示在处理子任务k-1期间，n_k-1个MEC子服务器收集的电量，建模为其中，ρ表示单位时间收集的能量，表示采用n_k-1个MEC子服务器处理子任务k-1时所需执行时延，表示由n_k-1个MEC子服务器处理子任务k-1所需的能耗，表示max{min{x,B},0}，B为MEC服务器最大电量值；

根据公式建模采用n_k-1个MEC子服务器处理子任务k-1后，MEC服务器处理子任务k时最多能够开启的子服务器数目，其中，表示向下取整；

所述步骤S2具体包括：根据公式建模用户联合开销为用户执行子任务的开销总和，其中，若子任务k在本地执行处理，则表示采用n_k个MEC子服务器处理子任务k所需开销，建模为其中，表示采用n_k个MEC子服务器处理子任务k所需的总能耗，λ₁、λ₂分别表示为时延和能耗的权重；

所述步骤S3具体包括：根据公式建模用户任务执行时延，其中，a_k＝{0,1}为子任务卸载标识，若a_k＝0，表示子任务k在本地执行；若a_k＝1，表示子任务k卸载至MEC服务器进行处理；

表示用户上传子任务k至MEC服务器所需传输时延，建模为其中，S_k表示子任务k的大小，R表示用户上传子任务的传输速率，建模为M表示传输带宽，p表示用户发射功率，h表示信道增益，σ²表示信道噪声功率；

表示采用n_k个MEC子服务器处理子任务k的处理时延，建模为其中，f^c表示各MEC子服务器的计算能力大小，n_k≠0；

表示用户本地处理子任务k的处理时延，建模为其中，f^m表示用户本地计算能力大小；

所述步骤S4具体包括：根据公式建模用户任务执行所需能耗，其中，表示用户上传子任务k至MEC服务器所需能耗，建模为

表示采用n_k个MEC子服务器处理子任务k的能耗，建模为其中，μ^c表示MEC服务器中子服务器CPU计算单位时间能耗；

表示用户本地处理子任务k的能耗，建模为其中，μ^m表示本地计算CPU单位时间能耗权重；

所述步骤S5具体包括：子任务k处理时延限制条件建模为其中，表示子任务k可允许最大处理时延；

所述步骤S6具体包括：基于狄杰斯特拉算法，确定最优卸载策略具体为：

将用户任务处理过程建模为带权有向图G＝V,E,W，其中，V为图中节点集合，建模为MEC服务器处理子任务时开启的子服务器数目集合，V＝{V₀,V_1,0,...,V_1,N,...,V_K,N,V_K+1}，其中，V₀和V_K+1分别表示图中引入的源节点和目的节点，表示开启n_k个子服务器处理子任务k，1≤k≤K，E为连接节点的边集合，其中，表示连接节点和的边，表示连接源节点V₀和节点的边，表示连接节点和目的节点V_K+1的边，根据的值限制各节点之间的连接状态；W表示各边的权重集合，其中，根据公式建模的权重值，的权重值为0；

基于狄杰斯特拉算法，优化确定V₀与V_K+1之间联合开销最小的路由，即