[发明专利]时敏条件下移动边缘计算网络能耗最小化策略方法

权利要求书

1.一种时敏条件下移动边缘计算网络能耗最小化策略方法，其特征在于，方法包括以下步骤：

步骤一：初始化阶段：在本阶段网络内节点获得网络的基本配置信息，并进行相关参数的初始化，包括本地计算资源和计算能力、网络内子载波集合、当前循环轮次、最大循环次数、辅助变量的初始值；

步骤二：根据最小化系统能耗的优化总目标以及所受到的时延、最大计算资源和处理速度等约束条件，建立能耗最小系统优化模型，将相关参数代入优化模型；

步骤三：根据约束条件，求得初始最佳卸载比，依据该最佳卸载比，进一步计算得到分配给用户K的计算资源，分配给用户K的子载波集合以及该集合内子载波的传输能量和其他计算相关参数；

步骤四：满足约束条件下，根据得到的当前轮次的最佳负载比、计算资源和子载波分配策略，回到步骤二，依据块坐标下降算法进入下一轮迭代循环计算；

步骤五：循环达到最大限制次数后，得到各用户节点不同计算任务的最佳卸载比、计算资源和子载波分配表达式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤二，具体为：所属系统优化模型为：

E_k代表用户k总能耗，λ_k代表用户任务负载到MEC服务器处理数据占总数据R_k的比例，t_k，l代表用户本地计算的用时，t_k，off代表MEC服务器负载计算的用时，f_k，m表示MEC服务器分配给用户k的计算频率，F表示MEC服务器的可提供的总CPU计算频率，T表示一个时隙长度，x_k，n表示子载波n是否被分配给用户k，是一个二进制变量；

其中负载计算用时t_k，off包括数据从用户k到MEC服务器的上行传输时间，MEC服务器处理数据的时间两部分；其中，R_k代表总的待处理数据；r_k表示MEC服务器获取用户负载数据的传输速率：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤三，具体为：将问题P解耦为子问题Po,Ps，进一步针对k个用户进行解耦分别计算得到对应用户k的最佳卸载比和计算资源以及子载波分配策略；

求解用户k的最佳卸载比转化为如下最小化问题：

s.t.0≤λ_k≤1,

且有

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤三，具体为：

Ps问题建模为如下形式，以下步骤将对其进行进一步解耦：

s.t.(7d)-(7g)

引入一个非负的辅助变量将Ps问题转换为Ps1：

s.t.(7b)-(7g),(11b)

进一步地，将问题Ps1转化为非约束拉格朗日乘式：

其中γ三者是非负朗格朗日乘子，并记为满足约束的f的集合，x为满足约束且的x的集合；则拉格朗日对偶函数定义如下：

即所要求解的拉格朗日对偶问题为

maxg(α，β，γ)

s.t.α≥0，β≥0，γ≥0.

Ps问题解耦完成。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的步骤三，具体为：求解计算资源最优分配策略：

已知满足BCD算法KKT条件的情况下，容易得到计算资源分配的最优解满足以下充分必要条件：

其中为凸函数，且随f_k，m单调增加，且有0≤f_k，m≤F。