1.一种任务卸载和资源分配方法,其特征在于,所述方法包括:
步骤1:构建D2D通信辅助的MEC系统模型,定义智能设备的任务处理模式以及边缘服务器的计算任务卸载模式,将任务型智能设备产生的任务划分为本地计算、D2D卸载和边缘卸载三个任务处理模式;
步骤2:以最小化任务执行成本为优化目标,将任务划分策略、计算资源分配策略、终端直传卸载选择策略和动态定价策略联合公式化;
步骤3:采用块坐标下降方法和重构-线性化技术将联合优化问题分解为多个子问题,将非凸问题近似为凸优化问题,并应用凸优化理论对任务卸载比例和计算资源分配策略进一步优化;
所述步骤2中的任务执行成本为:
其中,分别表示分配给本地计算、D2D卸载和边缘卸载的任务的计算比特数目,ml、和me分别表示任务型智能设备、服务型智能设备和边缘服务器提供单位比特计算服务的单价,xi,j∈{0,1}是二进制选择变量,xi,j=1表示任务型智能设备与服务型智能设备存在D2D通信链路,xi,j=0表示两者之间不存在D2D通信链路;
将任务划分策略、计算资源分配策略、终端直传卸载选择策略和动态定价策略联合公式化,表示为:其中,Li表示任务型智能设备产生的任务的计算比特数目,表示SSDs执行本地任务的计算频率,表示分配给的计算频率,表示的最大频率;fie表示BS分配给的计算频率,表示BS的最大频率;Tik,k={d,e}表示D2D卸载和边缘卸载两个阶段的时延,Ti表示最大可容忍时间阈值,表示经过本地计算、D2D卸载和边缘卸载三个阶段处理后的剩余电池能量;
所述步骤3包括:
步骤31:给定选择策略Xm,求解以下问题得到当前迭代次数下局部最优卸载方案Lm+1和计算频率方案Fm+1:其中,μi,j为辅助变量,Ci表示处理单位比特任务所需CPU周期转数;Cj表示处理单位比特任务所需CPU周期转数;表示D2D卸载阶段数据传输速率;Lj表示SSDs待执行任务总数据大小;νi表示辅助变量,表示边缘卸载中数据传输速率;表示D2D卸载阶段的发射功率;表示边缘卸载阶段传输数据至BS时的发射功率;Ei表示初始能量状态;表示本地计算阶段消耗的能量;
步骤32:根据所述步骤31得到的局部最优卸载方案Lm+1和计算频率方案Fm+1,计算局部最优选择策略Xm+1,求解式如下:利用求解器对上式进行求解,获得可行解;
步骤33:对所述步骤31和步骤32进行迭代,直至获得满足预设条件的卸载方案、计算频率和选择策略。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通信过程采用正交频分多址技术。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤3采用CVX求解器求解凸优化问题。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述D2D卸载阶段数据传输速率的计算方式为:其中,B表示每个子信道的传输带宽,和分别表示的发射功率和D2D链路信道功率增益,N表示每个子信道的噪声功率。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,边缘卸载中数据传输速率计算公式为:其中,B表示每个子信道的传输带宽,和分别表示通过D2D链路传输数据至SSDs时的发射功率和蜂窝链路信道增益,N表示每个子信道的噪声功率。
6.一种任务卸载和资源分配系统,其特征在于,所述系统用于实现如权利要求1-5任一项所述的方法,所述系统包括:系统模型构建模块,被配置为构建D2D通信辅助的MEC系统模型,定义智能设备的任务处理模式以及边缘服务器的计算任务卸载模式,将任务型智能设备产生的任务划分为本地计算、D2D卸载和边缘卸载三个任务处理模式;
联合优化公式构建模块,被配置为以最小化任务执行成本为优化目标,将任务划分策略、计算资源分配策略、终端直传卸载选择策略和动态定价策略联合公式化;
求解模块,被配置为采用块坐标下降方法和重构-线性化技术将联合优化问题分解为多个子问题,将非凸问题近似为凸优化问题,并应用凸优化理论对任务卸载比例和计算资源分配策略进一步优化。
7.一种电子设备,其特征在于,包括存储器和处理器;
所述存储器,用于存储计算机程序;
所述处理器,用于当执行所述计算机程序时,实现如权利要求1至5任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1至5任一项所述的方法。