[发明专利]基于非正交多址的计算任务分流联合执行时间与计算资源消耗优化方法

说明书

一种基于非正交多址的计算任务分流联合执行时间与计算资源消耗优化方法，包括以下步骤：(1)在集成边缘计算服务器的蜂窝网络基站的覆盖范围下有1个智能终端，优化问题描述为SCM问题；(2)将SCM问题进行两次转化，转化为问题SCM‑E2，将问题SCM‑E2分解为两个子问题(3)分别提出SubBiSec算法和TopLS算法来解决；(4)SubBiSec算法通过在给定t的情况下通过对分搜索θ来解决问题；(5)TopLS算法通过对满足约束条件的t进行枚举，对于每一次枚举t都调用SubBiSec算法算出取中的最小值。本发明提高了系统传输效率，节省了带宽资源和边缘服务器计算资源总成本，获得更优质的无线网络体验质量。

技术领域

本发明属于通信领域，基于非正交多址的多接入边缘计算来优化智能终端完成所有计算工作量所需要的总延迟和边缘计算服务器所消耗的计算资源代价。

背景技术

物联网服务迅猛发展，需要大量的计算资源。然而，传统的物联网设备通常配备有限的计算资源，这导致在执行计算量需求很大的任务时会产生很大的延迟。多接入边缘计算(Mobile edge Computing,MEC) 能够将部分计算任务迁移到位于蜂窝网络基站的边缘计算服务器上执行，从而减小执行任务的计算时间。但是使用边缘计算服务器会产生相应的计算资源使用成本问题。

发明内容

为了克服现有智能终端完成所有计算工作量所需要的总延迟和计算资源代价过大的难点，本发明提供一种基于非正交多址的计算任务分流联合执行时间与计算资源消耗优化方法，研究了基于非正交多址的多接入边缘计算来优化智能终端完成所有计算工作量所需要的总延迟问题和边缘计算服务器产生相应的计算资源使用成本问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于非正交多址的计算任务分流联合执行时间与计算资源消耗优化方法，所述方法包括以下步骤：

(1)在一组集成边缘计算服务器的基站的覆盖范围下有一个智能终端，基站用集合表示，智能终端使用非正交多址的多接入技术同时向基站发送数据，其中智能终端需要处理的数据量用 S^tot表示；

在保证智能终端数据需求的情况下最小化智能终端完成所有计算工作量所需要的总延迟和边缘计算服务器所消耗的计算资源代价的问题描述为如下所示的优化问题SCM：

约束条件：0≤t≤d^ove≤T^max

待优化变量：

下面将问题中的各个参数做一个说明，如下：

g_i:从智能终端到边缘服务器i的信道功率增益；

W：智能终端的信道带宽，单位是赫兹；

n₀：背景噪声的光谱功率密度；

g₀：g₀表示一个很大的数，因此

S^tot：智能终端需要处理的计算工作量，单位是兆比特；

β_i：边缘服务器i计算资源的边际成本；

给定迁移到边缘服务器i上的计算量，单位是兆比特；

μ_L：智能终端的本地计算速率，单位是兆比特/秒；

ρ_L：智能终端的本地计算的能量消耗，单位是焦耳/秒。