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专利号: 2020108930786
申请人: 三明市星辰科技有限责任公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于公平的雾计算任务卸载方法,其特征在于,包括步骤:S1、获取整个网络的信息,信息包括各个雾节点的历史平均能耗信息;

S2、根据步骤S1中获取的信息,计算各终端节点与雾节点之间的势能;

S3、利用Kuhn‑Munkras算法,以各终端节点与雾节点之间的势能为权值,并以网络整体势能最大为目标,求解终端节点与雾节点之间的一对一匹配,以作出任务卸载决策矩阵X;

S4、以最小化任务处理时延为目标,计算终端节点卸载任务数据量;

S5、计算本轮各雾节点的能耗,并更新各雾节点的历史平均能耗信息;

步骤S1中由网络控制器获取整个网络的信息,信息包括:终端节点数量M,每个终端节点的任务数据量Li、计算能力fi、发射功率t为transmission代表传输;

雾节点数量N,每个雾节点的计算能力fj、计算功率 续航能力γj,j=1,2,3...N,c为compute代表计算;

终端节点i与雾节点j之间的距离dij、信道带宽Bij以及噪声功率所述雾节点的历史平均能耗信息为

步骤S2中包括步骤:

S2.1、计算终端节点i与雾节点j之间的信道增益Gij、数据传输速率rij和等效数据处理速率Rij;

S2.2、根据终端节点i与雾节点j之间等效数据处理速率Rij、雾节点j的续航能力γj、雾节点j的历史平均能耗 计算终端节点i与雾节点j之间的势能步骤S2.1中:

计算终端节点i与雾节点j之间信道增益Gij的公式为: 其中Lij为终端节点i与雾节点j之间的路径损耗;

计算终端节点i与雾节点j之间数据传输速率rij的公式为:计算终端节点i与雾节点j之间等效数据处理速率Rij的公式为:‑1

Rij=(1/rij+1/fj) ;

计算终端节点i与雾节点j之间的路径损耗Lij的公式为:Lij=38.46+20log10(dij);

步骤S2.2中:

计算终端节点i与雾节点j之间势能 的公式为:

步骤S3中,采用目标函数 进行建模,以使网络整体势能最大,其中xij∈{0,1}、 xij为0‑1指示变量,当终端节点i的子任务分配给雾节点j时,xij=1,反之,xij=0, 表明终端节点只能将任务卸载给一个雾节点, 表明每个雾节点每次最多服务一个终端节点;

令终端节点i与雾节点j之间的权重为势能 利用Kuhn‑Munkras算法求解公式即可得到任务卸载决策矩阵X。

2.根据权利要求1所述的一种基于公平的雾计算任务卸载方法,其特征在于,步骤S4中计算终端节点卸载任务数据量Qij的公式为:

3.根据权利要求2所述的一种基于公平的雾计算任务卸载方法,其特征在于,步骤S5中,计算本轮雾节点能耗Ej的公式为: 更新雾节点历史平均能耗信息的计算公式为: 其中 为更新前雾节点的历史平均能耗信息, 为更新后雾节点的历史平均能耗信息,α为遗忘指数。

4.一种基于公平的雾计算任务卸载系统,其特征在于,包括信息获取模块、势能计算模块、矩阵获取模块、数据量计算模块以及能耗计算模块;

信息获取模块,用于获取整个网络的信息,信息包括各个雾节点的历史平均能耗信息;

势能计算模块,用于根据信息获取模块获取的信息,计算各终端节点与雾节点之间的势能;

矩阵获取模块,利用Kuhn‑Munkras算法,以各终端节点与雾节点之间的势能为权值,并以网络整体势能最大为目标,求解终端节点与雾节点之间的一对一匹配,以作出任务卸载决策矩阵X;

数据量计算模块,用于以最小化任务处理时延为目标,计算终端节点卸载任务数据量;

能耗计算模块,用于计算本轮各雾节点的能耗,并更新各雾节点的历史平均能耗信息;

信息获取模块中,由网络控制器获取整个网络的信息,信息包括:终端节点数量M,每个终端节点的任务数据量Li、计算能力fi、发射功率t为transmission代表传输;

雾节点数量N,每个雾节点的计算能力fj、计算功率 续航能力γj,j=1,2,3...N,c为compute代表计算;

终端节点i与雾节点j之间的距离dij、信道带宽Bij以及噪声功率所述雾节点的历史平均能耗信息为

势能计算模块具体如下:

计算终端节点i与雾节点j之间的信道增益Gij、数据传输速率rij和等效数据处理速率Rij;具体如下:计算终端节点i与雾节点j之间信道增益Gij的公式为: 其中Lij为终端节点i与雾节点j之间的路径损耗;计算终端节点i与雾节点j之间数据传输速率rij的公式为: 计算终端节点i与雾节点j之间等效数据处理速率‑1

Rij的公式为:Rij=(1/rij+1/fj) ;计算终端节点i与雾节点j之间的路径损耗Lij的公式为:Lij=38.46+20log10(dij);

根据终端节点i与雾节点j之间等效数据处理速率Rij、雾节点j的续航能力γj、雾节点j的历史平均能耗 计算终端节点i与雾节点j之间的势能 具体如下:计算终端节点i与雾节点j之间势能 的公式为:矩阵获取模块中,采用目标函数 进行建模,以使网络整体势能最大,其中xij∈{0,1}、 xij为0‑1指示变量,当终端节点i的子任务分配给雾节点j时,xij=1,反之,xij=0, 表明终端节点只能将任务卸载给一个雾节点,表明每个雾节点每次最多服务一个终端节点;令终端节点i与雾节点j之间的权重为势能 利用Kuhn‑Munkras算法求解公式 即可得到任务卸载决策矩阵X。