[发明专利]一种考虑电路功率消耗的系统总能量消耗最小化方法

权利要求书

1.一种数据包离线传输情况下考虑电路功率消耗的系统总能量消耗最小化方法，其特征在于：能够在传输总时长内完成所有数据包的传输，同时通过移动每个数据包的开始传输时刻、设计每个数据包的传输时长，最小化系统总能量消耗；该方法包括如下步骤：

(1)参数初始化：传输总时长为T，数据包总个数为M，第i个数据包的大小为B_i，第i个数据包的到达时刻为t_i，电路功率消耗为ε、迭代终止门限为Δ；

(2)迭代初始化：令第i个数据包的开始传输时刻s_i与第i个数据包的达时刻为t_i相同，计算第i个数据包的传输时长τ_i、第i个数据包的传输速率r_i、存在电路功率消耗情况下数据包的最优传输速率r_ee；

(3)内部迭代和外部迭代：在内部迭代中，按照数据包到达的先后顺序依次对数据包的传输时长进行优化；每次外部迭代包含M-1次内部优化，对比当前次外部迭代后与上次外部迭后系统总能量消耗，根据对比结果判断是否结束迭代；如下步骤：

(31)计算优化前系统总能量消耗进入步骤(32)；

(32)i＝1；进入步骤(33)；

(33)分四种情况调整第i+1个数据包的开始传输时刻s_i+1：

情况①：若r_i≥r_ee且r_i+1≥r_ee，则在维持τ_i+τ_i+1不变的情况下，延迟第i+1个数据包的开始传输时刻s_i+1，以延长τ_i并缩短τ_i+1，直至第i个数据包和第i+1个数据包的能量消耗之和最小；进入步骤(34)；

情况②：若r_i≥r_ee且r_i+1＜r_ee，则在维持τ_i+τ_i+1不变的情况下，延迟第i+1个数据包的开始传输时刻s_i+1，以延长τ_i并缩短τ_i+1，直至第i+1个数据包的传输速率r_i+1等于最优传输速率r_ee；进入步骤(34)；

情况③：若r_i＜r_ee且r_i+1≥r_ee，则维持第i个数据包和第i+1个数据包的开始传输时刻和传输时长不变；进入步骤(34)；

情况④：若r_i＜r_ee且r_i+1＜r_ee，则维持第i个数据包和第i+1个数据包的开始传输时刻和传输时长不变；进入步骤(34)；

(34)判断i＝M-1是否成立：若成立：则进入步骤(35)；否则，i＝i+1，返回步骤(33)；

(35)计算系统总能量消耗进入步骤(36)；

(36)判断E₀-E≤Δ是否成立：若成立，则进入步骤(4)；否则，E₀＝E，返回步骤(32)；

(4)传输速率替换：计算每个数据包的传输速率，若存在传输速率低于最优传输速率r_ee的数据包，则通过缩短该数据包的传输时长的方式调整该数据包的传输速率等于最优传输速率r_ee；

(5)系统根据调整后的参数τ_i,τ_i+1,s_i+1,B_i,B_i+1进行数据包的传输。

2.根据权利要求1所述的数据包离线传输情况下考虑电路功率消耗的系统总能量消耗最小化方法，其特征在于：所述步骤(4)中，计算每个数据包的传输速率，若存在传输速率低于最优传输速率r_ee的数据包，则通过缩短该数据包的传输时长的方式调整该数据包的传输速率等于最优传输速率r_ee；同时在保证数据包的开始传输时刻晚于数据包到达时刻的前提下，提前该数据包之后的数据包的开始传输时刻，提前的时间长度最大值为该数据包缩短的传输时长。