[发明专利]一种多智能设备协同优化系统

权利要求书

1.一种多智能设备协同优化系统，其特征在于，包括：

智能设备单元，所述智能设备单元包含M个智能设备SD，每个智能设备SD选择一个距离其最近的边缘服务器进行计算任务卸载，每个智能设备SD的需要完成的总的计算任务量通过SD_m表示，其中m＝1,2,...,M；

分解计算任务单元，所述分解计算任务单元将每个智能设备中的计算任务SD_m分成通过无线传输网络卸载到边缘服务器的计算任务S_m和智能设备本地完成的计算任务

任务迁移单元，所述任务迁移单元将不同的智能设备的总任务量其中m＝1,2,...,M且M表示智能设备端总的个数，通过FDMA迁移到边缘服务器组；

模型转化单元，所述模型转化单元计算所述智能设备将任务通过FDMA卸载到边缘服务器发送的传输功率，将系统转化为所有智能设备在满足时延约束的条件下完成所有任务的总能量最小化模型；

所述多智能设备协同优化系统还包括k个边缘服务器，所述边缘服务器按序是：g₁＞g₂＞...＞g_k，其中，g_k表示从用户到边缘服务器k的信道功率增益；所述智能设备将总任务通过FDMA卸载到边缘服务器发送的总传输功率为：其中，参数W表示信道带宽，S_m表示第m个智能设备卸载到边缘服务器的卸载的计算任务量，参数n₀表示背景噪声的功率密度，t表示卸载任务至边缘服务器的时间；且，

所述模型转化单元将非凸的最小化模型P1转化为凸优化模型P1-Sub，所述P1为：P1:Min(E_OC+E_LC)，式中，E_LC为所述智能设备计算完成本地任务量花费的能量，E_OC为所述智能设备卸载花费的总能量；其中，

所述模型转化单元先将模型P1转化为模型P1-E：

其中，

变量为和

式中，表示发射功率不超过智能设备的功率预算，为每个智能设备完成其的总体计算任务量总体延迟，表示所述智能设备的卸载总延迟不超过最大延迟限制，μ_L,m表示第m个智能设备的计算速度，单位bit/s；μ_E表示边缘服务器的计算速度，单位bit/s；表示第m个智能设备迁移其工作负载到边缘服务器的总延迟；得到带入模型P1得到模型P1-E：

其中，

变量为t和

再在给定t下，求解底层问题P1-Sub模型：

P1-Sub：其中，

变量为

并进一步求解P1-top模型：

P1-top：Min V(t)，其中，

变量为t，所述V(t)是智能建筑系统的总体能量开销；其中，在求解所述P1-top模型时，以步长Δ来线性搜索t，对于每一轮给定当前评估的t，迭代求解底层P1-Sub模型，求解获得其最小的能量消耗，最佳传输持续时间t^*以及相应的最优分配卸载决策

2.根据权利要求1所述的一种多智能设备协同优化系统，其特征在于：所述任务迁移单元将不同的智能设备的任务SD_m的计算任务量同时迁移到边缘服务器组。

3.根据权利要求1或2所述的一种多智能设备协同优化系统，其特征在于：所述系统应用于智能建筑物系统。