[发明专利]一种边缘云计算任务的卸载调度方法

权利要求书

1.一种边缘云计算任务的卸载调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、移动边缘计算硬件配置，

在MEC的应用场景中，有N个移动终端，每个移动终端都有一个不可分割的移动计算任务需要计算，移动计算任务集合B＝{B₁,B₂,…,B_N}，其中，B_i代表属于第i个移动终端的任务，可以写成B_i＝(d_i,c_i)的形式，d_i表示移动计算任务B_i的数据量大小，c_i表示移动计算任务B_i的单位比特在单位计算力下的计算时间，其服从一个正态分布：其中，u_i为正态分布的均值，为正态分布的方差；

在整个应用场景中部署了M个微基站，微基站集合S＝{S₁,S₂,…,S_M}，其中，S_j代表第j个微基站，并且在基站本地部署有MEC服务器，每个微基站的服务信号范围覆盖了整个场景中的一部分，并为在这一部分场景中的移动终端提供服务，每个微基站信号的范围互不相交即同一个移动终端只能与一个微基站进行通信；

另外应用场景中部署有一个宏基站，用S₀表示，并在基站本地部署有一个MEC服务器，这个唯一的宏基站覆盖应用场景的所有区域，并为所有的移动终端提供服务，其硬件资源相比于微基站更为丰富；应用场景中的移动终端可以选择在本地处理移动计算任务，也可以将移动计算任务卸载到对应的微基站或宏基站来进行处理；

(2)、求解移动计算任务的卸载调度方案

2.1)、将乘法因子用多元变量V表示，其中，α_j为微基站S_j的MEC服务器计算力约束的乘法因子，β_j为微基站S_j的MEC服务器带宽约束的乘法因子，γ为宏基站的MEC服务器带宽约束的乘法因子，δ为宏基站的MEC服务器计算力约束的乘法因子；

初始化多元变量V中变量的值为0，初始化集合set为空集，初始化迭代次数k＝0，设置迭代次数上限为k_max；

2.2)、对于每一个移动终端，根据以下求解模型，得到决策变量

s.t.

x_il+x_is+x_im＝1；x_il,x_is,x_im∈{0,1}

其中，变量x_il为二元变量，表示移动终端i是否在本地计算移动计算任务B_i，值为1表示在本地计算，值为0表示不在本地计算，变量x_is为二元变量，表示移动终端i是否把移动计算任务B_i卸载到微基站MEC服务器进行计算，值为1表示卸载到微基站MEC服务器，值为0表示不卸载到微基站MEC服务器，变量x_im为二元变量，表示移动终端i是否把移动计算任务B_i卸载到宏基站MEC服务器进行计算，值为1表示卸载到宏基站MEC服务器，值为0表示不卸载到宏基站MEC服务器，f_ij表示微基站MEC服务器j在计算移动计算任务B_i时，分配给移动计算任务B_i的计算资源大小，w_ij表示移动终端i将移动计算任务B_i卸载到微基站MEC服务器j时，获得的带宽资源大小，f_i0表示宏基站MEC服务器在计算移动计算任务B_i时，分配给移动计算任务B_i的计算资源大小，w_i0表示移动终端i将移动计算任务B_i卸载到宏基站MEC服务器时，获得的带宽资源大小；

T_il为移动计算任务B_i在本地的计算时间，T_ij为移动计算任务B_i在微基站MEC服务器j完成的总时间，y_ij为移动终端i与微基站MEC服务器j连接情况，y_ij＝1表示连接，y_ij＝0表示未连接，移动终端i只能与一个微基站MEC服务器连接，T_i0为移动计算任务B_i在宏基站MEC服务器完成的总时间，θ为一个常数，代表时间代价和能量代价之间比例的因子，可控制θ值来达到控制时间代价和能量代价对总代价影响的百分比，E_il为移动计算任务B_i在本地的计算能量消耗，E_ij为移动计算任务B_i在微基站MEC服务器j完成的总能量消耗，E_i0为移动计算任务B_i在宏基站MEC服务器完成的总能量消耗，T_i^max为移动计算任务B_i的最大容忍完成的时间，T_tij为移动计算任务B_i上传微基站MEC服务器j的时间，T_ti0为移动计算任务B_i上传宏基站MEC服务器的时间；

符号E表示“取均值”，符号表示“对于任意”，符号s.t.表示约束条件即“满足”；

N个移动终端下得到决策变量合并为一个多元变量并用多元变量U表示，表示卸载情况的多元变量用多元变量X表示；

2.3)、判断多元变量X是否在集合set中，如果在，则进行步骤2.4)，如果不在，则将多元变量X加入到集合set中，然后根据以下求解模型求解多元变量X条件下的多元变量U以及目标函数值R：

s.t.

判断是否记录有最优解，如果没有，将多元变量U以及目标函数值R作为最优解，分别记为和并将迭代次数k赋值为0；如果有，则进一步判断目标函数值R是否小于记录最优解中的如果小于，则将多元变量U以及目标函数值R分别作为和进行记录，并将迭代次数k赋值为0如果不小于，则将迭代次数k赋值为0；

2.4)、更新多元变量V：

其中，h₁、h₂、h₃、h₄为更新步长，F_j为微基站MEC服务器j可分配的计算力资源的大小，W_j为微基站MEC服务器j可分配的带宽资源的大小，F₀为宏基站MEC服务器可分配的计算力资源的大小，W₀为宏基站MEC服务器可分配的带宽资源的大小；

2.5)、迭代次数k加1，如果多元变量U满足终止条件或k大于迭代次数上限k_max，则迭代结束，返回最优解中的多元变量U％，并作为移动计算任务的卸载调度方案，否则，返回步骤2.2)；

其中，所述的终止条件为：

以及多元变量U中每个变量值与上一次迭代多元变量U中对应的每个变量值求差值并取绝对值，然后将所有得到的绝对值求和，如果求和得到的值小于ε，其中，ε为阈值，根据具体实施情况确定。