利索能及
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专利号: 2020109789460
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种能量捕获网络模型任务计算卸载决策与调度方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:步骤1:每个用户UEk随机产生一个任务 其中n代表第n种任务类型,Wn代表第n种任务类型的模型大小, 代表UEk产生任务类型为n的任务量,用户个数为M,任务类型个数为N;

步骤2:每个用户UEk捕获由基站发射的射频能量,捕获时间都为te,各UEk捕获到的能量为Ek, 其中Pr是射频发射器的传输功率,GT是传输信道增益,GR是接收信道增益,λ是发射波长,dk是UE与基站之间的距离,L是路径损失系数;

步骤3:用户卸载决策分析,过程如下:

3.1若在本地进行计算,记用户设备调整计算频率 本地计算时间为 消耗能量为则 表示单位时间UEk捕获到的能量,代表UEk本地处理1bit任务类型为n的任务需要CPU周期数,完成所有在本地计算的任务所需要的时间为 xk表示卸载决策,其值0表示本地计算,1表示卸载;

3.2若用户选择在边缘服务器计算,因为基站只有一根天线,同一时间只能接收一个任务,需调整任务上传的顺序lz,记边缘服务器计算的时间为 消耗能量为 则mec其中 r 为UE的传输速率,fmec为边缘服务

器的计算频率,Xn(z)表示边缘服务器接收第z个任务时,模型n是否存在Cache中,计算完成所有上传到边缘服务器的任务所需的时间步骤4:根据步骤1、步骤2和步骤3所描述,建立如下数学模型:约束(2)(3)分别表示本地处理、卸载到边缘服务器计算消耗能量不超过捕获能量,约束(4)表示Cache存储的模型有限;

步骤5:采用LRU算法动态调整Cache存储模型,新模型上传时需要检测Cache中是否已经存储,当Cache容量不足时,弹出最长时间未使用的模型,直至能放入新上传的模型;

步骤6:染色体设置成一个大小为(M+2)的向量,记X,X(1:M)代表M个用户的卸载决策用

0和1表示;X(M+1)代表能量捕获的时间;X(M+2)代表任务上传的顺序;

步骤7:利用公式 得出任务在本地计算

用时,进一步用得出完成所有任务时间Tl;

步骤8:初始化种群,上传到边缘服务器计算的任务数为Z,其中,初始化个体X(1:M)取值为{0,1},X(M+1)的取值范围是(0,Tl),X(M+2)取值范围为(1,Z!);

步骤9:确定任务数为Z的全排列,根据X(M+2)的值,确定任务上传顺序;

步骤10:确定适应度函数

步骤11:种群迭代,个体交叉变异,记录当上传到边缘服务器个数为Z时最快完成任务的个体X;

步骤12:重复步骤8,Z从(1,M)遍历,得到全局最快完成任务的X;

步骤13:根据X反向得到最优能量捕获时间、卸载决策以及任务的调度方案。

2.如权利要求1所述的能量捕获网络模型任务计算卸载决策与调度方法,其特征在于:所述步骤7中,用户设备的计算频率由捕获的能量和最大计算频率共同决定,计算出所有计算任务在本地执行的时延,在步骤8中进行剪枝。

3.如权利要求1或2所述的能量捕获网络模型任务计算卸载决策与调度方法,其特征在于:所述步骤10中,适应度函数充分考虑到用户捕获能量对计算卸载方案的影响,当卸载到MEC计算所消耗的能量大于捕获到的能量时,适应度为无穷大,种群迭代时会舍弃这些不合理的任务调度方案。