[发明专利]一种毫米波移动边缘计算组网资源分配方法

说明书

本发明提供了一种毫米波移动边缘计算组网资源分配方法，在系统构成方面，考虑了用户、边缘云计算服务器、中央云服务器之间的用户配对以及资源分配方案，使用了基于盖尔‑沙普利算法将用户、边缘计算服务器、中央云服务器作为一个整体系统进行资源分配优化、配对方案优化和任务卸载优化，灵活的将不同计算复杂度的任务分配到合适的服务器进行处理，辅助以OFDMA技术以及毫米波通信，使服务器能同时服务于更多用户并有效降低通信延迟，从而最大幅度降低系统能量时间成本。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种毫米波移动边缘计算组网资源分配方法。

背景技术

随着第五代移动通信技术和物联网的发展，无线通信设备和无线数据流量已呈几何式增长；尤其是近几年，随着各种计算密集型和时延敏感型应用的出现，如智能交通、智慧城市等，提供低时延、超可靠、高鲁棒性的网络至关重要。

现有技术大多只考虑单边缘计算服务器与多用户之间的计算资源分配以及频谱分配问题，没有考虑引入计算能力更强的中央云服务器；在处理用户与边缘计算服务器的配对问题时大多考虑单边喜好列表；在处理卸载策略时没有考虑优化卸载策略过程中可能出现的用户与边缘计算服务器的配对变化，从而影响最终的优化结果。

为了应对上述挑战，移动边缘计算的概念已经被提出以解决上述问题；移动边缘计算，旨在将具有计算能力的服务器部署到距离终端设备较近的网络边缘，如路侧基站处和无人机处，再辅助以毫米波技术进一步降低通信延迟，因此发明一种毫米波移动边缘计算组网资源分配方法对于实现降低时延、提升效率、节省功耗等目标具有重要意义。

发明内容

本发明在系统构成方面，考虑了用户、边缘云计算服务器、中央云服务器之间的用户配对以及资源分配方案，使用了基于盖尔-沙普利算法将用户、边缘计算服务器、中央云服务器作为一个整体系统进行资源分配优化、配对方案优化和任务卸载优化，灵活的将不同计算复杂度的任务分配到合适的服务器进行处理，辅助以OFDMA技术以及毫米波通信，使服务器能同时服务于更多用户并有效降低通信延迟，从而最大幅度降低系统能量时间成本。

本发明的目的是这样实现的：一种毫米波移动边缘计算组网资源分配方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1，设置M个用户、N个边缘计算服务器和1个中央云服务器组成系统模型，用户与边缘计算服务器之间无线连接，边缘计算服务器与中央云服务器之间有线连接；

用户产生的计算任务由本地执行或协作云执行，所消耗的资源分为时间消耗和能量消耗；

采用OFDM技术毫米波通信，数据传输的时间消耗及能量消耗受负载决策和传输功率的影响。

步骤2，根据步骤1中的系统模型，为了衡量系统性能，通过联合优化资源分配、移动边缘匹配策略和负载决策构造能量时间成本ETC的最小化问题；上述联合优化的问题表示为：

P：

步骤3，解决资源分配问题，首先优化在应用程序需要卸载到特定边缘计算服务器的情况下进行，通过优化用户m传输到边缘计算服务器n的传输功率和边缘计算服务器n分配给用户m的计算频率使得每一个最小化；将和带入的最小化问题可以被表示为P1：

P1:

s.t.C₄,C₅