[发明专利]一种蜂窝网络中移动终端的动态计算任务卸载方法

说明书

本发明涉及一种蜂窝网络中移动终端的动态计算任务卸载方法，包括：建立蜂窝网络中多用户系统模型；进行计算任务的卸载判定：判断每个计算资源请求者的计算任务是否满足卸载条件，即是否能同时满足时延和能耗的判定条件，若能同时满足，则该任务需要进行卸载；否则，该任务无法进行计算卸载；用动态拍卖算法分配计算资源：基站作为第三方即拍卖中间人，对满足步骤(2)中卸载判定的计算任务通过多轮多节点动态拍卖算法进行动态卸载。本发明中的基站利用拍卖算法来实现多轮卸载，并且根据网络状态变化对计算任务卸载进行及时的动态的调整；在提高利用计算资源效率的前提下，本发明引入了能耗和时延的权重系数，对能耗和时延进行了一定的优化。

技术领域

本发明涉及移动通信中计算卸载技术领域，尤其是一种蜂窝网络中移动终端的动态计算任务卸载方法。

背景技术

随着移动通信的快速发展，移动终端(Mobile Terminal，MT)设备的数量激增，随之而来的计算需求也日益增大。计算卸载技术就是为了解决计算需求而诞生的，在现有的计算卸载技术中，主要是将计算资源卸载到边缘服务器(Edge Server，MS)中，但有时候对于密集型任务来说，MS是不够用的。每一个计算资源请求者都有一个任务其中计算资源请求者接受到可拆卸的计算任务要求，为了充分利用周边的空闲计算资源的设备，需要对计算任务进行计算卸载。在此基础上，利用ITE的空闲资源，就考虑到了将计算资源卸载到MT的技术。

现有的将计算资源卸载到MT的技术有在线学习辅助协同卸载(Online Learning-aided Cooperative offloading，OLCD)和启发式方案。其中，OLCD利用累积的社会信任通过多跳路径来实现计算任务卸载，对于效率有一定的提高。启发式方案先是将问题利用Bender方法进行分解，然后将总信道划分成等大的子信道传输信息，再用启发式算法来实现计算任务卸载。

然而，无论是OLCD还是启发式方案，虽然对卸载的效率都有了一定的提高，但是考虑的问题不够全面。其中，OLCD只是静态任务卸载，考虑的计算任务和空闲资源是不变的，但是实际上，计算任务和空闲资源是会动态变化的，OLCD没有考虑这些动态的变化。启发式方案虽然从考虑了动态的卸载场景，但是将总信道等同划分成若干个子信道，降低了计算卸载的速率，增加了时延，在对于紧急的计算任务来说，无法进行及时的处理。因此，在保证计算卸载效率的前提下，跟踪网络状态的变化，对计算任务卸载进行及时的动态的调整是当前需要解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在保证计算任务速率前提下，利用拍卖算法来实现多轮卸载，在保证计算卸载效率的前提下，对计算卸载过程进行动态调控，以提高计算卸载过程时延和能耗为目标的蜂窝网络中移动终端的动态计算任务卸载方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种蜂窝网络中移动终端的动态计算任务卸载方法，该方法包括下列顺序的步骤：

(1)建立蜂窝网络中多用户系统模型；

(2)进行计算任务的卸载判定：判断每个计算资源请求者的计算任务是否满足卸载条件，即是否能同时满足时延和能耗的判定条件，若能同时满足，则该任务需要进行卸载；否则，该任务无法进行计算卸载；

(3)用动态拍卖算法分配计算资源：基站作为第三方即拍卖中间人，对满足步骤(2)中卸载判定的计算任务通过多轮多节点动态拍卖算法进行动态卸载，所述多轮多节点动态拍卖算法对计算任务进行动态调控，对计算任务的能耗和时延进行优化。

所述步骤(1)具体是指：所述蜂窝网络为小型蜂窝网络，小型蜂窝网络包括配有MEC服务器的基站，在基站的信号覆盖范围内有多个移动终端，移动终端用户分为计算资源请求者和计算资源拥有者两种类型；设R＝{R₁,R₂,...,R_M}为计算资源请求者的集合，每一个计算资源请求者都有一个计算任务需要卸载，O＝{O₁,O₂,...,O_N}为计算资源拥有者的集合。