[发明专利]一种多用户MEC系统中的云端计算资源分配方法

权利要求书

1.一种多用户MEC系统中的云端计算资源分配方法，所述多用户MEC系统包括至少2个移动用户和1个MEC服务器，各移动用户向MEC服务器发送卸载请求，其特征在于，包括如下步骤：

(1)建立误工损失模型：

11)在每个卸载请求的任务信息中，包括有任务的大小、任务的计算强度和任务的截止期限，还包括移动用户与MEC服务器之间的传输速率；利用上述任务信息、传输速率以及MEC服务器的CPU时钟频率计算出执行任务的完成时间；

12)利用任务的完成时间与任务的截止期限的差值构建σ(·)函数，再利用任务的大小、任务的计算强度、每单位CPU周期的收益以及σ(·)函数建立误工损失模型；

(2)MEC服务器接收卸载请求：

在不计入等待时间的情况下，利用σ(·)函数拒绝不符合要求的任务请求，并将剩余各个任务请求按截止期限从小到大进行排序，得到初始执行次序；

(3)分支定界法确定任务执行次序：

31)如按照初始执行次序依次上传各任务，MEC服务器在接收在后上传的任务的同时依次处理在先上传的任务，在接收完所有任务时，便出现已处理任务集合和待处理任务集合；

32)利用分支定界法对待处理任务集合进行排序，得到已排序执行次序，将已处理任务集合的执行次序与已排序执行次序合并，得到收益最大化执行次序；

(4)MEC服务器按照收益最大化执行次序执行完成时间小于截止期限的任务；

步骤32)的实现过程为：

(32a)将待处理任务集合划分为无优任务和普通任务，并对无优任务和普通任务进行分支定界；

(32b)计算最终分支问题的目标值，提取目标值最小的分支问题对应的执行次序作为利益最大化执行次序；

步骤(32a)的实现过程为：

32aa)将“待处理任务集合中的任务经排序后使得MEC服务器误工损失达到最小化”作为问题，建立问题表达式；

32bb)将问题中的任务进行EDD排序，针对第一个误工任务，如有两个任务，该两个任务分别为第一任务和第二任务，满足：均不属于误工任务、第二任务的次序号在误工任务的次序号之前、第一任务的执行时间小于等于第二任务的执行时间、第一任务的收益大于等于第二任务的收益，则认为第二任务为无优任务，将第二任务更新到误工集合中，并得到无优任务分支问题，否则，认为第一任务和第二任务均为普通任务，将第一任务和第二任务分别更新到误工集合中，得到2个新的误工集合，得到2个普通任务分支问题；

32cc)针对32bb)中得到各个任务分支问题，将误工损失值最小的任务分支问题继续执行步骤32bb)，直至最终的任务分支问题中无误工任务。

2.根据权利要求1所述的一种多用户MEC系统中的云端计算资源分配方法，其特征在于：

在步骤11)中，计算执行任务的完成时间的步骤为：

(11a)在各个任务中，利用任务的大小和传输速率计算上传时间，用于确定执行当前任务的起始时刻；

(11b)在各个任务中，利用任务的大小、任务的计算强度和MEC服务器的CPU时钟频率计算当前任务的处理时间；

(11c)在各个任务中，上一任务的完成时间与执行当前任务的起始时刻相比，较大值与当前任务的处理时间相加，得到当前任务的完成时间。

3.根据权利要求2所述的一种多用户MEC系统中的云端计算资源分配方法，其特征在于：

步骤(11a)中，记K个移动用户向MEC服务器发送卸载请求，K≥2，K为正整数；记任务s(k)是实际执行次序s中第k个执行，任务s(k)的上传时间为其中，k∈{1,2,...,K}，k为正整数，j∈{1,2,...,k}，j为正整数，l_s(j)为任务s(j)的大小，r_s(j)为任务s(j)与MEC服务器之间的传输速率；

进一步地，B_s(j)为MEC服务器分配给任务s(j)的传输带宽，N₀为噪声功率谱密度，h_s(j)是介于任务s(j)和MEC服务器之间的信道增益，p_s(j)为传输功率。