[发明专利]一种移动用户计算任务的卸载方法

权利要求书

1.一种移动用户计算任务的卸载方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：初始化：基站集用集合{1,...,m,...,M}表示，总数为M，每个基站都配备一个边缘计算服务器，边缘计算服务器又可分为λ_m个服务模块，用户集用{1,...,i,...,N}来表示，总数为N，每个用户包含k_i个任务；用m∈[1,M]表示基站的选择策略集合，其中，a_i,m表示若用户i选择基站m进行卸载，则a_i,m＝1，否则a_i,m＝0；i∈[1,N]表示用户的卸载决策集合，其中，x_i表示用户i本地执行的任务数，表示卸载至边缘服务器的任务数，表示卸载至远端云的任务数；i∈[1,N]表示边缘计算服务器的服务模块分配策略集合；

步骤2：根据每个用户与各个基站之间的信道增益进行区域划分，划分为单基站覆盖下的用户和多基站重叠覆盖下的用户，对于单基站覆盖下的用户，用户任务只能卸载到一个目标基站，而对于重叠覆盖区域的用户，需要选择基站进行接入；

步骤3：如果用户i只被基站m所覆盖，则用户i对于基站m的选择a_i,m＝1，对于其它基站的选择设置为0，不考虑边缘计算服务器的计算资源限制，即边缘计算服务器的服务模块数量无约束，计算各个基站能够分配的服务模块数，作出初始卸载决策集合；

步骤4：如果用户i被多个基站所覆盖，则用户对于这些基站的选择设置为1，对于其它不相关的基站选择设置为0，不考虑边缘计算服务器的计算资源限制，分别计算卸载到不同基站下的初始卸载决策集合；

步骤5：对于多基站覆盖下的用户，利用所述步骤3和所述步骤4获得的初始卸载决策计算出各个基站能分配的平均计算资源，即平均服务模块数，结合用户与各个基站之间的信道增益，选择平均计算资源和信道增益最优的基站进行接入，作出基站选择策略；

步骤6：根据上述获得的用户初始卸载决策以及基站选择策略，依次对每个基站下覆盖用户的卸载决策进行动态调整以满足边缘计算服务器的服务模块数的约束；

步骤7：对每个基站按照步骤6进行执行，直到所用用户都满足MEC服务模块数量的限制，返回所有用户的基站选择方案A，卸载决策方案X，MEC服务模块分配方案C；

其中，根据Shann-Hartley定理，用户i到基站m的通信模型可以定义为：

其中，B表示信道带宽，a_i,m表示若用户i选择基站m进行卸载，则a_i,m＝1，反之a_i,m＝0，P_i^up表示用户i的传输功率，h_i,m表示用户i和基站m之间的信道增益，σ²表示高斯白噪声功率，j∈N\{i}表示除了用户i以外其它用户的集合，表示其他用户传输卸载数据对用户i产生的干扰；

将用户终端i的计算任务定义为数组其中，表示任务计算输入数据的大小，D_i表示单任务执行所需的CPU周期数，表示任务计算后响应数据大小，多基站多用户场景下的基站选择、卸载决策和资源分配优化问题可以公式化为：

P1：

s.t.C1：

C2：

C3：

C4：

C5：

其中，ε表示为权重系数，S表示自然数的集合，f_i为用户终端i的计算能力，即单位时间运行CPU周期数，c表示每个CPU周期消耗能量的系数，表示用户到目标基站之间的传输时延，f_edge为MEC为用户终端i分配的计算资源，f_cloud为远端云的计算能力，约束C1表示一个用户最多选择一个基站进行接入，C2表示在本地、MEC和远端云执行的任务数均为正数，C3表示用户终端的k_i个任务需要全部执行完成，C4表示卸载到目标基站下MEC服务器处理的任务数不能超过目标基站MEC的服务模块数量，C5表示基站的选择是一个二进制变量，C6表示在不同位置处理的任务数均为自然数。