1.一种移动边缘计算服务器联合能量收集及任务卸载方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:S1:建模移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)服务器电量状态;
S2:建模用户联合开销;
S3:建模用户任务执行时延;
S4:建模用户任务执行所需能耗;
S5:建模用户任务执行限制条件;
S6:基于最短路径算法确定用户最优任务卸载策略。
2.根据权利要求1所述的一种移动边缘计算服务器联合能量收集及任务卸载方法,其特征在于,所述步骤S1具体包括:假设用户任务分为K个子任务,各子任务之间按照顺序依次执行处理;MEC服务器由N个子服务器组成,各子服务器均能执行任务卸载;另假设MEC服务器由所采集的绿色能源供电,根据公式 建模采用nk-1个MEC子服务器处理子任务k-1后,MEC服务器的电量状态,其中, 表示MEC服务器处理子任务k-1时的电量状态,nk表示处理子任务k时MEC服务器开启的子服务器数目,表示在处理子任务k-1期间,nk-1个MEC子服务器收集的电量,建模为其中,ρ表示单位时间收集的能量, 表示采用nk-1个MEC子服务器处理子任务k-1时所需执行时延, 表示由nk-1个MEC子服务器处理子任务k-1所需的能耗, 表示max{min{x,B},0},B为MEC服务器最大电量值。
3.根据权利要求2所述的一种移动边缘计算服务器联合能量收集及任务卸载方法,其特征在于:根据公式 建模采用nk-1个MEC子服务器处理子任务k-1后,MEC服务器处理子任务k时最多可以开启的子服务器数目,其中, 表示向下取整。
4.根据权利要求3所述的一种移动边缘计算服务器联合能量收集及任务卸载方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括:根据公式 建模用户联合开销 为用户执行子任务的开销总和,其中, 若子任务k在本地执行处理,则nk=0; 表示采用nk个MEC子服务器处理子任务k所需开销,建模为 其中, 表示采用nk个MEC子服务器处理子任务k所需的总能耗,λ1、λ2分别表示为时延和能耗的权重。
5.根据权利要求4所述的一种移动边缘计算服务器联合能量收集及任务卸载方法,其特征在于,所述步骤S3具体包括:根据公式 建模用户任务执行时延,其中,ak={0,1}为子任务卸载标识,若ak=0,表示子任务k在本地执行;若ak=
1,表示子任务k卸载至MEC服务器进行处理;
表示用户上传子任务k至MEC服务器所需传输时延,建模为 其中,Sk表示子任务k的大小,R表示用户上传子任务的传输速率,建模为 M表示传输带宽,p表示用户发射功率,h表示信道增益,σ2表示信道噪声功率;
表示采用nk个MEC子服务器处理子任务k的处理时延,建模为 其中,fc表示各MEC子服务器的计算能力大小,nk≠0;
表示用户本地处理子任务k的处理时延,建模为 其中,fm表示用户本地计算能力大小。
6.根据权利要求5所述的一种移动边缘计算服务器联合能量收集及任务卸载方法,其特征在于,所述步骤S4具体包括:根据公式 建模用户任务执行所需能耗,其中, 表示用户上传子任务k至MEC服务器所需能耗,建模为表示采用nk个MEC子服务器处理子任务k的能耗,建模为 其中,μc表示MEC服务器中子服务器CPU计算单位时间能耗;
表示用户本地处理子任务k的能耗,建模为 其中,μm表示本地计算CPU单位时间能耗权重。
7.根据权利要求6所述的一种移动边缘计算服务器联合能量收集及任务卸载方法,其特征在于,所述步骤S5具体包括:子任务k处理时延限制条件建模为 其中,表示子任务k可允许最大处理时延。
8.根据权利要求7所述的一种移动边缘计算服务器联合能量收集及任务卸载方法,其特征在于,所述步骤S6具体包括:基于狄杰斯特拉算法,确定最优卸载策略 具体为:将用户任务处理过程建模为带权有向图G=<V,E,W>,其中,V为图中节点集合,建模为MEC服务器处理子任务时开启的子服务器数目集合,V={V0,V1,0,...,V1,N,...,VK,N,VK+1},其中,V0和VK+1分别表示图中引入的源节点和目的节点, 表示开启nk个子服务器处理子任务 E为连接节点的边集合, 其中,表示连接节点 和 的边, 表示连接源节点V0和节点 的边,表示连接节点 和目的节点VK+1的边,根据 的值限制各节点之间的连接状态;W表示各边的权重集合, 其中,根据公式 建模的权重值, 的权重值为0;
基于狄杰斯特拉算法,优化确定V0与VK+1之间联合开销最小的路由,即