[发明专利]一种移动用户计算任务的卸载方法

说明书

本发明公开了一种移动用户计算任务的卸载方法，步骤包括：该方法以满足边缘计算服务器的计算资源约束为前提，对每个任务请求进行卸载调度以及选择用户合适的基站，保证用户终端完成任务的系统时延与终端能耗最小，得到了用户的基站选择、卸载决策和任务调度方案。本发明大幅度降低了计算复杂度，提升了用户满意度，实现了系统时延与终端能耗最优化的目标。

技术领域

本发明涉及无线通信系统中任务卸载，尤其涉及一种移动用户计算任务的卸载方法。

背景技术

近些年来，随着物联网、人工智能和虚拟现实等技术的发展，高能耗的计算密集型业务不断增长，计算密集型应用和资源受限的移动计算系统之间的冲突给未来移动业务的发展带来了前所未有的挑战。为了应对这一挑战，通常采用的是移动云计算技术MCC，将移动终端上的计算任务卸载到资源丰富的远端云完成。然而，传统的MCC方法具有通过广域网的数据传输引起的长延迟和低可靠性的缺点。近些年，可以在移动用户附近提供云计算能力的移动边缘计算MEC被提议作为5G的关键技术之一。将用户的计算任务卸载到邻近的MEC服务器，即移动边缘计算卸载，被认为是解决上述挑战的一个有前途的解决方案。与传统的MCC方案相比，边缘计算可以实现更低的延迟和更高的可靠性，已经成为研究热点，该技术的关键研究用户的计算卸载以及计算资源和通信资源的分配。计算卸载分为部分卸载和完全卸载两种形式，卸载目标服务器也包括边缘服务器和远端云服务器。

移动边缘计算中的计算卸载和资源分配方法至关重要，人们已经进行了一些研究，但是大多数都是针对单基站用户卸载的情况，并且用户一次只卸载一个任务，部分考虑了多基站用户的情况，例如文献NING Zhaolong，DONG Peiran，KONG Xiangjie，et al.ACooperative Partial Computation Offloading Schemefor Mobile Edge ComputingEnabled Internet of Things[J].IEEE Internet of Things Journa1，2019，6(3)：4804-4814.中记载了其它基站用户对目标基站下用户的干扰情况，但是并没有解决多基站重叠覆盖用户的基站接入选择问题以及多用户多任务的卸载问题。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种移动用户计算任务的卸载方法，在满足边缘计算服务器计算资源的约束前提下，选择移动用户合适的基站以及对每个任务请求进行卸载调度，实现用户终端完成任务时系统时延与终端能耗最小的目标。

技术方案：本发明公开了一种移动用户计算任务的卸载方法，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i∈[1，N]，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；