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专利号: 2021106610275
申请人: 长沙理工大学
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:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种能量消耗成本最小化的电动汽车辅助移动边缘计算卸载方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1,求解电动汽车边缘最优的计算频率 所述最优的计算频率 满足在约束条件st1下使能耗成本函数FUN1最小;所述能耗成本函数FUN1为 其中,ai,j为电动汽车边缘选择决策参数, 为电动汽车边缘的单位能耗成本,λi为卸载比率,ki为能量效率系数,Fi为完成任务的总CPU周期,n为场景中的用户设备数量,m为场景中的电动汽车边缘数量,i为第i个用户设备,j为第j个电动汽车边缘;

S2,求解用户最优的卸载比率λi,所述最优的卸载比率λi满足在约束条件st2下使能耗成本函数FUN2最小;所述能耗成本函数FUN2为其中, 为用户

ue

设备的单位能耗成本,fi 为本地计算频率,Fi为完成任务的总CPU周期,ai,j为电动汽车边缘选择决策参数,Di为任务数据大小,B为传输带宽,C为子信道数量, 为用户设备的发射2

功率,gi,j为信道增益,σ为高斯白噪声功率, 为电动汽车边缘的单位能耗成本,ki为能量效率系数, 为电动汽车边缘的计算频率,n为场景中的用户设备数量,m为场景中的电动汽车边缘数量,i为第i个用户设备,j为第j个电动汽车边缘;

S3,求解最优传输功率 所述最优传输功率 满足在约束条件st3下使能耗成本函数FUN3最小;所述能耗成本函数FUN3为 其中,ai,j为电动汽车边缘选择决策参数, 为用户设备的单位能耗成本,λi为卸载比率,Di为任务数据大2

小,B为传输带宽,C为子信道数量,gi,j为信道增益,σ为高斯白噪声功率,n为场景中的用户设备数量,m为场景中的电动汽车边缘数量,i为第i个用户设备,j为第j个电动汽车边缘;

S4,采用启发式算法求解最优电动汽车边缘选择决策参数ai,j,所述最优电动汽车边缘选择决策参数ai,j满足在约束条件st下使能耗成本函数FUN最小;所述能耗成本函数FUN为其中, 为用户

ue

设备的单位能耗成本,fi 为本地计算频率,Fi为完成任务的总CPU周期,Di为任务数据大小,2

B为传输带宽,C为子信道数量, 为用户设备的发射功率,gi,j为信道增益,σ为高斯白噪声功率, 为电动汽车边缘的单位能耗成本,λi为卸载比率,ki为能量效率系数, 为电动汽车边缘的计算频率,n为场景中的用户设备数量,m为场景中的电动汽车边缘数量,i为第i个用户设备,j为第j个电动汽车边缘。

2.根据权利要求1所述的能量消耗成本最小化的电动汽车辅助移动边缘计算卸载方法,其特征在于,步骤S4中,电动汽车边缘的计算频率 取步骤S1求解的电动汽车边缘最优的计算频率 卸载比率λi取步骤S2求解的用户最优的卸载比率λi,用户设备的发射功率 取步骤S3求解的最优传输功率

3.根据权利要求1所述的能量消耗成本最小化的电动汽车辅助移动边缘计算卸载方法,其特征在于,步骤S4所述求解最优电动汽车边缘选择决策参数ai,j的启发式算法包括以下步骤:

S41,重复步骤S1、步骤S2、步骤S3,遍历场景中的所有电动汽车边缘,计算并选择场景中第i个用户设备的最小能耗成本函数值FUNi,存储最小能耗成本函数值FUNi以及其对应的计算频率 卸载比率λi、传输功率S42,重复步骤S41,遍历场景中的所有用户设备,选择所有FUNi中的最小值作为本次计算的最优能耗成本函数值FUNmin,存储最优能耗成本函数值FUNmin及其对应的计算频率卸载比率λimin、传输功率

S43,重复步骤S41、步骤S42,得到最优能耗成本函数值FUN′min以及其对应的最优变量计算频率 卸载比率 传输功率

S44,若|FUN′min‑FUNmin|小于预设阀值,则收敛,取FUNmin、FUN′min中较小者以及其对应的最优变量计算频率、卸载比率、传输功率、电动汽车边缘选择决策参数作为最终的优化结果;若|FUN′min‑FUNmin|大于预设阈值,进行步骤S45;

S45,用FUNmin、FUN′min中较小的替换FUNmin,重复步骤S43、步骤S44,直到结果收敛。

4.根据权利要求3所述的能量消耗成本最小化的电动汽车辅助移动边缘计算卸载方法,其特征在于,步骤S44中所述预设阀值为0.00001。

5.根据权利要求1所述的能量消耗成本最小化的电动汽车辅助移动边缘计算卸载方法,其特征在于,步骤S1所述约束条件st1为,对于属于用户设备集合N中的任一第i个用户设备和属于电动汽车边缘集合M中的第j个电动汽车边缘,满足:C1, C5, C9,

其中,ri,j为任务上传速率,Ti为用户设备的最大任务延迟, 为电动汽车边缘的最大计算频率, 为用户设备的最大发射功率。

6.根据权利要求1所述的能量消耗成本最小化的电动汽车辅助移动边缘计算卸载方法,其特征在于,步骤S2所述约束条件st2为,对于属于用户设备集合N中的任一第i个用户设备和属于电动汽车边缘集合M中的第j个电动汽车边缘,满足:C1, C2, C3, C8,0≤λi≤1;

其中,ri,j为任务上传速率,Ti为用户设备的最大任务延迟, 为用户设备的初始剩余能量。

7.根据权利要求1所述的能量消耗成本最小化的电动汽车辅助移动边缘计算卸载方法,其特征在于,步骤S3所述约束条件st3为,对于属于用户设备集合N中的任一第i个用户设备和属于电动汽车边缘集合M中的第j个电动汽车边缘,满足:C1, C3, C9,

其中,ri,j为任务上传速率,Ti为用户设备的最大任务延迟, 为用户设备的初始剩余能量, 为用户设备的最大发射功率。

8.根据权利要求1所述的能量消耗成本最小化的电动汽车辅助移动边缘计算卸载方法,其特征在于,步骤S4所述约束条件st为,对于属于用户设备集合N中的任一第i个用户设备和属于电动汽车边缘集合M中的第j个电动汽车边缘,满足:C1, C2, C3, C4,

C5, C6, C7,ai,j∈{0,1};C8,0≤λi≤1;C9,其中,ri,j为任务上传速率,Ti为用户设备的最大任务延迟, 为用户设备的初始剩余能量, 为电动汽车边缘的最大计算频率, 为用户设备的最大发射功率。