[发明专利]一种针对移动边缘计算的通信和计算资源联合分配方法

权利要求书

1.一种针对移动边缘计算的通信和计算资源联合分配方法，其特征在于：在移动边缘计算系统中确定用户终端所产生计算任务的执行地点，通过控制用户终端的数据传输功率减小整个系统的能耗和计算包含时延的综合开销；

其中移动边缘计算系统包含一个移动边缘计算服务器、K个射频拉远单元和N个用户终端，N个用户终端产生计算任务以及执行该计算任务所需的输入数据，K个射频拉远单元作为小型基站，用于从用户终端接收计算任务请求并转发至移动边缘计算服务器；

移动边缘计算服务器对接收到的用户终端的计算任务请求后进行决策，若移动边缘计算服务器接受用户终端的计算任务请求，则计算任务的输入数据先从用户终端传输至射频拉远单元，再由射频拉远单元传输至移动边缘计算服务器，由移动边缘计算服务器执行计算任务，此时用户终端卸载本地计算等待移动边缘计算服务器的反馈，最终移动边缘计算服务器将计算结果返回给用户终端；若决策为本地执行，则移动边缘计算服务器拒绝用户终端发送的计算任务请求，用户终端本地执行计算；

每个用户终端计算任务卸载策略的决策过程如下：

S1.初始化用于表示每个用户终端的累积奖励函数表Q，即令Q＝0；

S2.初始化所有用户终端的状态s，即s＝0,

S3.设置最大迭代次数T^max并在T≤T^max时，对执行周期T中的每个时间步t执行下面的循环步骤操作：

1)从状态s_t中选择动作a_t；

2)执行动作a_t并观察奖励r_t和下一状态s_t+1；

3)根据公式：

更新累积奖励函数表Q，令s_t＝s_t+1；α为学习率，γ为奖励折扣因子；

4)判断状态s_t+1是否为最终的状态并且TT^max，如果不是则转向步骤1)；否则，算法终止；

所述步骤3)和4)中，当系统中所有用户终端的状态都不再发生改变时，算法结束，此时用户终端的状态为当前环境设置下的最优状态；

所述状态s_t为在任一时间步t，如果用户终端选择通过第k个射频拉远单元来卸载用户终端计算任务，则该用户终端处于状态若移动边缘计算服务器拒绝计算，则该用户终端选择本地执行计算任务，则定义其处于状态任意用户可能存在的所有状态构成的状态集表示为

所述动作a_t为：对于每个时间步t，用户终端根据其策略在当前状态s_t选择并执行一个动作a，则会从当前状态s_t转移到了下一状态s_t+1，用来表示用户终端的动作空间，a＝φ_0，0表示其选择在本地执行计算任务，a＝φ_k，y表示其使用传输功率p^y并选择第k个射频拉远单元来将其计算任务卸载至移动边缘计算服务器进行数据处理；将用户终端的传输功率设置为Y个等级，

使用r对奖励函数进行统称，奖励函数r为：在每一个时间步t，具体用户的奖励函数其中λ₁和λ₂为标准化变量；U^M_n，k表示用户终端n选择通过第k个射频拉远单元将计算任务卸载至移动边缘计算服务器执行的总开销；U^L_n示用户终端n选择本地执行计算任务的总开销。