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龍圖騰網(wǎng)獲悉上海大學(xué)申請的專利任務(wù)隊列感知的邊緣計算實時信道分配和任務(wù)卸載方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN114375058B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-06發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202210058397.4，技術(shù)領(lǐng)域涉及：H04W72/542；該發(fā)明授權(quán)任務(wù)隊列感知的邊緣計算實時信道分配和任務(wù)卸載方法是由孫彥贊;謝新坤;張舜卿;吳雅婷;王濤設(shè)計研發(fā)完成，并于2022-01-19向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本任務(wù)隊列感知的邊緣計算實時信道分配和任務(wù)卸載方法在說明書摘要公布了：一種任務(wù)隊列感知的邊緣計算實時信道分配和任務(wù)卸載方法，根據(jù)李雅普諾夫優(yōu)化框架，將任務(wù)隊列感知的基站信道分配和用戶任務(wù)卸載問題轉(zhuǎn)化為單時隙優(yōu)化模型，根據(jù)博弈論理論對用戶劃分組合并進行合作博弈，形成收斂穩(wěn)定的組合集合，最終得到每個時隙的信道分配和任務(wù)卸載策略。

本發(fā)明授權(quán)任務(wù)隊列感知的邊緣計算實時信道分配和任務(wù)卸載方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種任務(wù)隊列感知的邊緣計算實時信道分配和任務(wù)卸載方法，其特征在于，基于用戶與基站間的距離生成每個時隙的信道增益矩陣和用戶在每個子信道能達到的傳輸速率，并根據(jù)邊緣服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)任務(wù)隊列的任務(wù)量計算每個任務(wù)相應(yīng)的等待時延、傳輸時延和邊緣計算時延；將任務(wù)隊列感知的基站信道分配和用戶任務(wù)卸載問題建模為以最小化任務(wù)平均時延為目標(biāo)的優(yōu)化模型，并根據(jù)李雅普諾夫優(yōu)化框架轉(zhuǎn)化為單時隙優(yōu)化目標(biāo)；在每個時隙內(nèi)根據(jù)獲得的信道分配和任務(wù)卸載策略進行任務(wù)傳輸，并根據(jù)隊列更新規(guī)則更新時延剩余隊列和任務(wù)隊列任務(wù)積壓隊列后進行組合集合的博弈，直到所有任務(wù)傳輸完成；所述的組合集合的博弈是指：構(gòu)建基于合作博弈的組合集合且用戶之間以系統(tǒng)效用最大化為目標(biāo)進行博弈，直至組合集合達到收斂穩(wěn)定；所述的每個任務(wù)相應(yīng)的等待時延、傳輸時延和邊緣計算時延，通過以下方式計算得到：步驟A-1，用戶在子信道上的信道增益其中：dm為用戶m到基站的距離，Lldm為子信道1在距基站dm處的路徑損耗，為小尺度零均值高斯分布；步驟A-2，用戶與基站之間的接收信噪比SINR為：pl,m為用戶m在子信道1的發(fā)送功率，所述的用戶在不同信道的發(fā)送功率不隨時間改變；σ為熱噪聲功率方差；在不損失一般性的前提下，第1個子信道上用戶的信道增益估計順序為步驟A-3，計算用戶m在第t時隙子信道1上的傳輸速率其中：L為子信道總數(shù)量，W為基站總信道帶寬，平均分配給每個子信道；為信道分配決策變量；步驟A-4，計算每個時隙每個任務(wù)在傳輸完成后的剩余大小：其中：為每個用戶的任務(wù)卸載決策變量，ΔT為每個時隙的持續(xù)時間；步驟A-5，計算每個任務(wù)的等待時延，即任務(wù)生成到任務(wù)開始傳輸時的時延和傳輸時延：其中：為任務(wù)的生成時間，和為每個任務(wù)的無線傳輸開始時隙和結(jié)束時隙；步驟A-6，邊緣服務(wù)器中應(yīng)用服務(wù)k在第t時隙的任務(wù)隊列任務(wù)量為Qkt，計算每個任務(wù)傳輸完成時刻任務(wù)隊列長度：其中：為第n個任務(wù)的傳輸完成時刻，m,k→n為用戶的每個任務(wù)的傳輸完成時映射的任務(wù)隊列的任務(wù)索引；當(dāng)n＝0時，任務(wù)隊列任務(wù)量Qk0＝0；步驟A-7，計算每個任務(wù)的邊緣計算時延：其中：νk為邊緣服務(wù)器中應(yīng)用服務(wù)k的平均任務(wù)處理頻率，具體為νk＝μkFK，其中：μk為k類型應(yīng)用每比特需求的計算量，F(xiàn)K為邊緣服務(wù)器為k類型應(yīng)用服務(wù)分配的計算資源；所述的單時隙優(yōu)化目標(biāo)，通過以下方式得到：步驟B-1，建立最小化任務(wù)平均時延為目標(biāo)的優(yōu)化模型；步驟B-2，優(yōu)化目標(biāo)轉(zhuǎn)換為最大化所有時隙最大傳輸和邊緣處理的任務(wù)大小的累加和；步驟B-3，基于李雅普諾夫優(yōu)化框架，通過建立的時延剩余隊列和任務(wù)隊列任務(wù)積壓隊列，將時域內(nèi)的優(yōu)化目標(biāo)轉(zhuǎn)換為單時隙模型：其中：Ukat,ct為每種應(yīng)用服務(wù)的效用函數(shù)；所述的以系統(tǒng)效用最大化為目標(biāo)進行博弈，具體是指：步驟C-1，初始化組合集合：基站隨機分配信道給服務(wù)請求的用戶，每個用戶隨機選擇待傳輸?shù)娜蝿?wù)，根據(jù)任務(wù)傳輸類型相同的用戶構(gòu)建初始組合集合Π；步驟C-2，在所在組合下計算用戶m的效用umφ，各個組合的效用Ukφ和總系統(tǒng)效用；步驟C-3，用戶m從組合集合中選擇一個組合，當(dāng)用戶沒有與子信道進行關(guān)聯(lián)，則首先將組合中關(guān)聯(lián)的子信道分配給用戶m，計算其加入后的自身效用、組合效用和總系統(tǒng)效用，判斷用戶m是否滿足轉(zhuǎn)移條件；步驟C-4，當(dāng)滿足轉(zhuǎn)移條件，則將組合φi加入到候選集合中；當(dāng)不滿足轉(zhuǎn)移條件，則重新選擇一個組合加入；步驟C-5，當(dāng)候選集合不為空時，在用戶m的候選組合中選擇使系統(tǒng)效用最大的組合φopt，更新用戶加入后的新組合與舊組合；步驟C-6，當(dāng)所有用戶的組合不再發(fā)生改變，則博弈結(jié)束，獲得穩(wěn)定的組合集合；步驟C-7，根據(jù)最終穩(wěn)定的組合集合生成信道分配和任務(wù)卸載策略；所述的轉(zhuǎn)移條件包括：步驟C-3-1，用戶m從當(dāng)前組合φi轉(zhuǎn)移到組合φj時，自身效用不小于加入前的效用；步驟C-3-2，用戶m從當(dāng)前組合φi轉(zhuǎn)移到組合φj時，系統(tǒng)效用大于加入前的原組合集合下的系統(tǒng)效用；所述的最小化任務(wù)平均時延為目標(biāo)的優(yōu)化模型，具體為： 其中：Dm,k,j為用戶m的應(yīng)用程序k的第j個任務(wù)的總時延，具體為：所述的單時隙優(yōu)化目標(biāo)具體為： 其中：Ukat,ct為每種應(yīng)用服務(wù)的效用函數(shù)，具體為所述的基于合作博弈是指：每個用戶選擇任意一種類型的任務(wù)進行傳輸，并與組合中的其他用戶共同構(gòu)建邊緣服務(wù)器中應(yīng)用服務(wù)的任務(wù)隊列，具體為：對于用戶m，定義＞m為用戶m可能形成的所有的可行組合上的一個完整的可傳遞的關(guān)系；當(dāng)φi＞mφj，表示用戶m相比于組合φj更愿意加入組合φi，這種偏好關(guān)系會影響著最終組合集合的形成，用戶之間互相博弈形成組合，根據(jù)這種偏好關(guān)系即組合規(guī)則考慮是否加入新組合，最后達到所有組合穩(wěn)定，在組合形成博弈中，偏好順序保證組合穩(wěn)定性的存在；所述的組合規(guī)則是指：當(dāng)用戶m加入組合后組合效用高于加入組合前的組合效用且自身效用提高，則該用戶將加入到新組合中，即當(dāng)用戶選擇加入組合φi時，其自身效用增加，并且會增加系統(tǒng)總效用，該組合規(guī)則具體為：其中：為用戶的效用，為用戶m加入組合φi后的新組合φi和原組合φj的組合效用，是用戶m加入組合φi前的組合φi和原組合φj的組合效用，由于用戶m的加入只會影響新舊組合，對其他組合不會產(chǎn)生影響，因此考慮新舊組合的組合效用進而影響總系統(tǒng)效用是可行的；所述的組合集合達到收斂穩(wěn)定是指：通過所有用戶根據(jù)組合規(guī)則不斷博弈并最終收斂形成穩(wěn)定的組合集合，具體包括：3.1初始化組合集合：基站隨機分配信道給服務(wù)請求的用戶，每個用戶隨機選擇待傳輸?shù)娜蝿?wù)，根據(jù)任務(wù)傳輸類型相同的用戶構(gòu)建初始組合集合為Π；3.2在所在組合下計算用戶m的效用umφ，各個組合的效用Ukφ和總系統(tǒng)效用；3.3用戶m從組合集合中選擇一個組合，當(dāng)用戶沒有與子信道進行關(guān)聯(lián)，則首先將組合中關(guān)聯(lián)的子信道分配給用戶m，計算其加入后的自身效用、組合效用和總系統(tǒng)效用；判斷用戶m是否滿足以下轉(zhuǎn)移條件：a用戶m從當(dāng)前組合φi轉(zhuǎn)移到組合φj時，自身效用不小于加入前的效用；b用戶m從當(dāng)前組合φi轉(zhuǎn)移到組合φj時，系統(tǒng)效用大于加入前的原組合集合下的系統(tǒng)效用；當(dāng)滿足轉(zhuǎn)移條件，則將組合φi加入到候選集合中；當(dāng)不滿足轉(zhuǎn)移條件，則重新選擇一個組合加入；3.4當(dāng)候選集合不為空，在用戶m的候選組合中選擇使系統(tǒng)效用最大的組合φopt，更新用戶加入后的新組合與舊組合；3.5當(dāng)所有用戶的組合不再發(fā)生改變，則博弈結(jié)束，獲得穩(wěn)定的組合集合。

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