[发明专利]基于MEC的启发式联合任务卸载和资源分配方法

说明书

本发明属于互联网通信技术领域，尤其涉及基于MEC的启发式联合任务卸载和资源分配方法，包括：S1，计算系统实用程序定义为所有用户卸载实用程序的加权和；S2，将联合任务卸载和资源分配问题转化为系统效用最大化问题；S3，通过临时固定二元变量{x_u,s}，将系统效用最大化问题分解为目标和约束条件分离的子问题，包括关于χ的任务卸载TO及和关于p、f的资源分配RA；其中，χ表示卸载决策，u表示用户，S表示MEC服务器；S4，对于特定的卸载决策χ，将关于p、f的资源分配RA转化为最小化总卸载开销的问题；S5，基于功率分配p_u和计算资源分配f_u,s的目标和约束可以彼此分离。本方法可以最大限度地提高用户的卸载收益。

技术领域

本发明属于互联网通信技术领域，尤其涉及基于MEC的启发式联合任务卸载和资源分配 方法。

背景技术

移动边缘计算(MEC)是基于5G演进架构的一项新技术，为减少网络延迟，确保高效的网 络运营和服务交付，并提高用户体验，通过借助边缘计算中心在无线接入网(RadioAccess Network,RAN)内提供IT服务环境、云计算和存储功能。这样，用户终端(UE)将计算任务 卸载到MEC网络中，可以解决设备在资源存储、计算性能以及能效等方面的不足。

但是，由于设备与MEC服务器之间在上行链路无线信道中的通信需要，任务卸载在延迟 和能耗方面会产生额外的开销。此外，在一个拥有大量卸载用户的系统中，MEC服务器上有 限的计算资源严重影响了任务执行延迟。因此，卸载决策和执行资源分配成为实现高效计算 卸载的关键问题。

主流技术中，虽然有考虑多用户系统中的联合任务卸载和资源优化问题，如，将部分满 足条件的计算任务卸载到云服务器，剩余任务在边缘设备执行的方式实现能耗和时间的优 化。但是这些方法只能应用在具有单个MEC服务器的系统上。而对于多MEC服务器的系统， 则难以适用。

多服务器MEC系统是指在每个基站都配备一个MEC服务器，为资源受限的移动用户(如 智能手机、平板电脑和可穿戴设备)提供计算卸载服务的平台。每个MEC服务器可以是物理 服务器，或者是网络运营商提供的具有中等计算能力的虚拟机，通过相应的BS提供的无线 通道与移动设备连接通信。每个移动用户都可以通过附近的BS将计算任务卸载到MEC服务 器。

基于此，有文献提出建立一个设备(D2D)框架，其中网络边缘的大量设备利用网络辅助 D2D协作进行计算和通信资源共享，但是，这样的方式只考虑了任务分配问题，难以实现联 合任务卸载和资源分配进行优化，对于用户的卸载收益的提高非常有限。

因此，需要一种基于MEC的启发式联合任务卸载和资源分配方法，能够在多MEC服务器 辅助网络中提供解决方案，对联合任务卸载和资源分配进行优化，从而最大限度地提高用户 的卸载收益。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于MEC的启发式联合任务卸载和资源分配方法，能够在 多MEC服务器辅助网络中提供解决方案，对联合任务卸载和资源分配进行优化，从而最大限 度地提高用户的卸载收益。

本发明提供的基础方案为：

基于MEC的启发式联合任务卸载和资源分配方法，包括：

S1，计算系统实用程序定义为所有用户卸载实用程序的加权和；

S2，将联合任务卸载和资源分配问题转化为系统效用最大化问题；

S3，通过临时固定二元变量{x_u,s}，将系统效用最大化问题分解为目标和约束条件分离的 子问题，包括关于χ的任务卸载TO及和关于p、f的资源分配RA；其中，χ表示卸载决策， u表示用户，S表示MEC服务器；

S4，对于特定的卸载决策χ，将关于p、f的资源分配RA转化为最小化总卸载开销的问 题；