[发明专利]一种基于多源-多中继设备的能耗优化方法

权利要求书

1.一种基于多源-多中继设备的能耗优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：边缘服务器为所有源设备上的任务选择一种任务完成的方式，任务完成的方式包括本地完成方式以及边缘服务器完成方式两种；

步骤S2：边缘服务器为完成任务的源设备一中继设备配对选择任务完成方式并求出任务完成方式矩阵以及能耗矩阵；任务完成方式包括中继设备完成以及协同完成两种；

步骤S3：边缘服务器计算能耗矩阵的最佳带权匹配，根据任务完成方式矩阵以及能耗矩阵的最佳带权匹配求得该任务的完成方式；

步骤S4：边缘服务器将任务完成方式、源设备与中继设备匹配结果发送到各源设备中。

2.根据权利要求1所述的一种基于多源-多中继设备的能耗优化方法，其特征在于，在步骤S1中，定义s_i，i∈{1，2，...，N}，为第i个源设备，其中N为源设备的数量；定义r_j，j∈(1，2，...，M}，为第j个中继设备，其中M为中继设备的数量；定义源设备s_i上有一个任务T_i，任务T_i的数据量大小为W_i；边缘服务器为所有源设备s_i，i∈{1，2，...，N}上的任务T_i从本地完成、边缘服务器完成两种任务完成方式选择一种作为默认的任务完成方式way_i。

3.根据权利要求2所述的一种基于多源-多中继设备的能耗优化方法，其特征在于，任务T_i为不可分任务，即任务T_i无法分成多个子任务在不同设备上并行执行。

4.根据权利要求3所述的一种基于多源-多中继设备的能耗优化方法，其特征在于，在步骤S1中，任务T_i从本地完成、边缘服务器完成两种任务完成方式选择一种作为默认的任务完成方式way_i的具体方式如下：

步骤S1.1：本地完成方式为源设备s_i上的任务T_i在源设备s_i自身完成，该方式下完成任务T_i所需时间为：

其中D_i是完成任务T_i所需要的CPU周期数，f_i^l为源设备s_i上的CPU频率，其单位是Hz；该方式下完成任务T_i的能耗为：

其中为源设备s_i上CPU的有效电容系数，为一个远小于1的正数，其单位为J/bit；

步骤S1.2：边缘服务器完成方式是源设备s_i上的任务T_i通过中继设备发送到边缘服务器并由边缘服务器完成任务T_i，该方式下完成任务T_i所需时间为：

其中W_i为任务T_i的数据量大小，其单位为bit，为源设备s_i的传输功率，单位为w，B_i为源设备s_i拥有的带宽，其单位为Hz，α为该边缘服务器完成架构下的路径损耗常数，为边缘服务器作为接收端时的噪音功率，其单位为w，为s_i和边缘服务器的欧式距离，其单位为m，为边缘服务器上的CPU频率，其单位为Hz，该方式下完成此任务T_i所需能耗为：

步骤S1.3：首先设定En_i＝max，其中max表示能耗最大，表示无法通过此完成方式完成任务T_i；

步骤S1.4：当其中Ψ为完成任务T_i的最大时间，任务T_i将以本地完成方式完成，即way_i＝localComp，能耗En_i＝El_i；

步骤S1.5：当且ED_i＜En_i，任务T_i将通过边缘服务器完成方式完成，即way_i＝edgeComp，能耗En_i＝ED_i。