[发明专利]一种融合无线携能通信的可充电雾计算迁移方法

权利要求书

1.一种融合无线携能通信的可充电雾计算迁移方法，其特征在于，所述方法的步骤为：

步骤1、构建计算迁移模型，所述模型包括上、下两层，上层为雾节点层，下层为具有采集功能的智能设备层，所述智能设备层一共有M个智能设备，智能设备i∈{1,2,3,...,M}，每个所述智能设备内部都集成了PPD；

步骤2、智能设备完成对本地任务的计算；智能设备i根据任务迁移比a_i∈[0,1]决定迁移到雾节点的任务大小，通过雾节点层中的信号基站将待处理的计算任务迁移到附近的雾节点进行处理；

步骤3、构建最小化所有任务完成总能耗的优化问题，在一定的约束条件下，实现总能耗的最小化；步骤3的具体流程为：

步骤3-1、智能设备i根据任务迁移比a_i∈[0,1]通过信号基站将部分任务迁移给雾节点协助处理，计算待处理任务迁移的时间及智能设备i处理任务的总能耗；

步骤3-1中，待处理任务迁移的时间定义为：

T_i^c＝T_i^tra+T_i^exe+T_i^down

其中，T_i^tra为智能设备i的上行链路传输时间，T_i^exe为雾节点的计算时间，T_i^down为智能设备i接收信号基站返回信息的下行链路传输时间；

智能设备i处理任务的总能耗定义为：

其中，为任务本地计算的能耗，为智能设备i的上行链路传输能耗，为智能设备i接收返回信息的解码能耗，为智能设备i采集到的能量；

步骤3-2、在满足时延和能耗约束的条件下，构建智能设备i处理任务的总能耗最低的优化问题；

步骤3-2中，智能设备i处理任务的总能耗是由迁移比a_i、上行传输速率以及智能设备i内置PPD的功率分割系数β_i决定的，所以在满足时延和能耗约束的条件下，通过联合优化a_i，t_i和β_i三个变量，可以使智能设备i的总能耗最低，该优化问题P1的构建如下：

约束条件如下：

T_i≤T_imax C1

0≤β_i≤1 C4

0≤a_i≤1 C5

其中，目标函数P1表示最小化所有智能设备的能耗总和，T_i^max和分别表示智能设备i的最大可容忍延迟和最大可容忍能耗，R_i表示智能设备i的上行迁移速率，E_i为智能设备i处理任务的总能耗；T_i为智能设备i处理任务的总时延，B_u表示智能设备i的上行链路带宽；

C1是时延约束，表示智能设备i的任务处理时间不可以超过最大容忍时延；

C2是能耗约束，表示智能设备i的任务处理能耗不可以超过最大容忍能耗；

C3是信道带宽约束；C4和C5分别是功率分割比约束和迁移比约束；

步骤3-3、利用交替优化算法求解优化问题，实现最优解。