[发明专利]一种多用户资源分配方法、装置、系统及存储介质

权利要求书

1.一种多用户资源分配方法，其特征在于，所述分配方法基于5G D－RAN技术，包括如下步骤：

根据用户设备和边缘服务器的任务确定用户设备任务量和边缘服务器任务量；

根据用户设备和边缘服务器计算得到平均总功耗，根据所述用户设备任务量、边缘服务器任务量及基站协作比例计算得到平均执行时延；

根据所述平均总功耗及平均执行时延计算得到用户设备和边缘服务器能耗最小时信道分配与计算资源分配；

根据所述平均总功耗及平均执行时延计算得到用户设备和边缘服务器能耗最小时信道分配与计算资源分配，包括：

根据用户设备和边缘服务器的CPU频率、信道、用户设备任务量及边缘服务器任务量确定资源分配的限制条件；

根据所述平均总功耗及平均执行时延确定资源分配的优化问题；

根据所述限制条件对所述优化问题进行计算，得到用户设备和边缘服务器能耗最小时信道分配与计算资源分配；

所述边缘服务器任务量包括边缘服务器下一时刻的协作队列长度和边缘服务器下一时刻的非协作队列长度；

边缘服务器下一时刻的协作队列长度用公式(2)表示：

T_i，j，cop(t+1)＝max{T_{i，j，incop}(t)-D_s，i，j(t)，0}+min{max{Q_i(t)-D_l，i(t)，D_r，i，j(t)}}+G_j(t)  公式(2)

其中，G_j(t)表示从其他服务器收到的任务量，Q_i(t)代表本地t时刻的队列长度，D_l，i(t)表示本地处理任务量；

边缘服务器下一时刻的非协作队列长度由公式(3)表示：

T_{i，j，incop}(t+1)＝max{T_{i，j，incop}(t)-D_s，i，j(t)，0}+min{max{Q_i(t)-D_l，i(t)，D_r，i，j(t)}}公式(3)

系统的平均总功耗由如下公式表示：

其中，T表示时隙的数量，E代表取平均值，P_{loc，cop，i}(t)表示本地协作能耗，P_{loc，incop，i}(t)表示本地非协作能耗，P_{ser，cop，j}(t)表示服务器协作能耗，P_{ser，incop，j}(t)表示服务器非协作能耗；

所述限制条件采用下列公式(6)至公式(12)表示：

0≤μ≤1       公式(6)

∑_i∈Nα_i，j(t)≤1，α_i，j(t)≥0    公式(7)

0≤f_i(t)≤f_i，max    公式(8)

0≤f_ser，j(t)≤f_ser，max    公式(9)

0≤p_tx，i，j(t)≤p_tx，max    公式(10)

其中，μ为基站的协作比例，公式(7)代表的是j基站分配给i用户的信道占总信道的比例，该比例大于等于0，同时对于j基站，所有用户占用的信道比例之和小于1；公式(8)、公式(9)和公式(10)分别代表本地CPU频率的限制，边缘服务器CPU的限制与传输能耗的限制，公式(11)和公式(12)表示任务缓冲区的稳定性限制，表示所有到达的计算任务都能在有限的时延内完成；

根据所述限制条件对所述优化问题进行计算，得到用户设备和边缘服务器能耗最小时信道分配与计算资源分配，包括：

根据李雅普诺夫函数计算得到用户设备和边缘服务器的任务总量；

根据所述任务总量、平均总功耗与李雅普诺夫惩罚函数对所述优化问题进行计算，得到优化方程；

根据所述限制条件与李雅普诺夫算法对所述优化方程进行计算，得到用户设备和边缘服务器能耗最小时信道分配与计算资源分配；

根据所述限制条件与李雅普诺夫算法对所述优化方程进行计算，得到用户设备和边缘服务器能耗最小化时信道分配与计算资源分配，包括：

根据高斯塞尔德迭代确定用户设备和边缘服务器的CPU频率和信道传输能耗的动态表达式；

根据拉格朗日乘子法与二分搜索算法对所述动态表达式进行计算，得到信道分配与计算资源分配动态表达式；

根据所述信道分配与计算资源分配动态表达式确定用户设备和边缘服务器能耗最小时信道分配与计算资源分配。