[发明专利]一种电力物联网中基于D2D通信的MEC定价卸载方法

说明书

本发明涉及一种电力物联网中基于D2D通信的MEC定价卸载方法，属于移动通信技术领域。技术方案：通过D2D数据通信技术完成队内任务均匀分配工作；每对配对的设备确定自己的数据卸载量；确定一个定价集合，并对该定价集合进行排序；MEC服务器按照顺序广播定价集合中的一个定价方案；巡检设备确定自己的卸载方案，并上传到MEC服务器；云端服务器根据巡检设备的计算方案确定自己的收益，并按照收益最大化原则判断是否需要更新定价方案；云端服务器通过迭代输出最优的定价方案。本发明能有效的降低巡检设备的平均计算时延，会使MEC服务器产生部分收益，并且考虑了MEC服务器有限的计算资源，使得所提方案更加符合实际场景。

技术领域

本发明涉及一种电力物联网中基于D2D通信的MEC定价卸载方法，属于移动通信技术领域。

背景技术

随着电力物联网技术的发展，变电站在不同的地区范围不断扩大。手持巡检设备的应用，可以辅助巡检人员完成各种巡检任务，提升巡检的效率和水平。此外，在一些特殊的气候条件和一些环境复杂的地区，巡检机器人可以不受环境、天气等因素影响，实现全天候无间歇精准巡检。然而，无论是哪一种巡检设备，它们在巡检过程中都需要采集大量的数据，由于巡检设备的体积和电池受限，计算能力成为制约巡检设备高效率巡检的主要因素。

近年来，移动边缘计算(Mobile-edge computing,MEC)技术被看做是一种非常有前景的技术，它能够很好的弥补地面巡检设备计算能力不足的问题。文献1将MEC技术和无线能量传输(Wireless Power Transmission,WPT)技术相结合，地面多个用户可以通过WPT系统获取能量来完成自己的计算任务，每个用户都可以将自己的任务在本地计算或者通过时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)方式卸载到MEC服务器。该文通过优化无线接入点(Access Point,AP)的能量传输协方差矩阵、用户的CPU计算频率和用户的卸载数据量使得接入点的能量消耗最低。文献3提出一种二进制卸载方案。与上述文章不同的是每个用户的任务必须作为一个整体，通过任务卸载在MEC服务器上完成计算或在本地完成计算，该文通过联合优化用户的卸载方案和WPT系统能量传输时间与任务卸载时间，使得用户的计算速率最大化。与上述两篇文章不同的是，文献4把MEC服务器集成到无人机(UAVs)上，用户将自己的部分数据卸载到UAV-MEC服务器进行处理，该文优化了无人机的位置，目的是减少用户的能耗。为了充分利用系统的带宽资源，文献5、文献6、文献7将D2D通信技术应用到边缘计算技术中，提高了系统的数据传输效率。上述所提方案大都假设云端MEC服务器的计算资源是免费的且其计算资源是无限的，但是从实际考虑，MEC服务器位于网络边缘或者集成在无人机上，其计算资源应该是有限的，并且云端MEC服务器大都由第三方提供，其计算资源应该是付费的。

发明内容

本发明目的是提供一种电力物联网中基于D2D通信的MEC定价卸载方法，将缓存技术引入到MEC计算卸载中，将D2D技术和MEC技术相结合，可以缩短用户的计算时延，并且考虑到云端有限的计算资源，将云端的资源收费进行了优化分析，使得所提方案更加符合实际场景，该方案的提出可以为云端资源提供者提供定价参考，使云端服务器产生最大收益，此外，无论云端的计算资源是免费的还是付费的，所提方案都具有普适性，有效地解决背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种电力物联网中基于D2D通信的MEC定价卸载方法，包含以下步骤：步骤1，巡检设备完成数据采集工作后通过D2D数据通信技术完成队内任务均匀分配工作；步骤2，每对配对的设备根据本地的计算性能、任务计算量、云端计算性能等信息确定自己的数据卸载量；步骤3，MEC服务器收集地面所有用户的计算能力信息，并根据这些信息确定一个定价集合，并对该定价集合进行排序；步骤4，MEC服务器按照顺序广播定价集合中的一个定价方案；步骤5，巡检设备根据云端给出的定价方案确定自己的卸载方案，并将该方案上传到MEC服务器，每个巡检设备可以选择本地计算或者选择卸载数据到MEC服务器进行计算；步骤6，云端服务器根据巡检设备的计算方案确定自己的收益，并按照收益最大化原则判断是否需要更新定价方案；步骤7，云端服务器通过迭代输出最优的定价方案。