[发明专利]一种基于人工鱼群算法的低时延计算任务卸载方法及系统

权利要求书

1.一种基于人工鱼群算法的低时延计算任务卸载方法，其特征在于，包括建立多用户设备卸载计算任务至MEC服务器的MEC系统；所述MEC系统包括K个MEC服务器和N个用户设备；

以各用户设备的计算任务完成所需的最长时间为优化目标，建立优化问题模型；利用人工鱼群算法对优化问题模型进行求解获得最佳的MEC系统参数；根据最佳的MEC系统参数对MEC系统进行优化；

通过优化的MEC系统划分每个用户设备的计算任务为K+1个子任务，采用数据压缩方法对子任务的部分数据进行压缩获得压缩数据，将子任务划分为压缩数据和非压缩数据，将用户设备的K个子任务采取非正交多址方式传输至各MEC服务器，用户设备和各MEC服务器分别对K+1个子任务进行计算，将MEC服务器计算结果回传给用户设备。

2.根据权利要求1所述的一种基于人工鱼群算法的低时延计算任务卸载方法，其特征在于，以各用户设备的计算任务完成所需的最长时间为优化目标，建立优化问题模型的方法包括：

所述优化问题模型的表达公式为：

优化问题模型的约束包括：

约束C1：

约束C2：

约束C3：

约束C4：

约束C5：

约束C6：

约束C7：

约束C8：

约束C9：

约束C10：

约束C11：

约束C12：

公式中，f表示为各用户设备的计算任务完成所需的最长时间；λ_n,k表示第n个用户设备的子任务k的数据量占用户的计算任务的比例，γ_n,k表示第n个用户设备的第k个子任务中压缩部分的数据量占子任务的比例，p_n,k表示第n个用户设备的第k个子任务卸载到MEC服务器的发射功率，q_n,k表示表示第k个MEC服务器回传子任务计算结果给第n个用户设备的发射功率，表示第k个MEC服务器为第n个用户设备分配计算资源，表示第n个用户设备上传非压缩任务所需时间，表示第n个用户设备上传非压缩任务所需时间，表示MEC服务器回传计算结果至第n个用户设备所需时间；D_n表示为第n个用户设备计算任务的数据大小；表示为第n个用户设备上传子任务至第k个MEC服务器的速率；表示为第k个MEC服务器将计算任务计算结果回传给第n个用户设备的速率；表示为第n个用户设备上传子任务至第k个子任务中非压缩部分所需能量；表示为第n个用户设备上传子任务至第k个子任务中压缩部分所需能量；表示为第n个用户设备本地计算子任务所需能量；表示为第n个用户设备完成压缩任务所需能量；表示为第n个用户设备最大能耗；表示为第n个用户设备最大的发射功率；表示为第k个MEC服务器最大的发射功率；p^max表示用户设备最大的发射功率；q^max表示MEC服务器最大的发射功率；表示为MEC服务器的最大计算资源。

3.根据权利要求2所述的一种基于人工鱼群算法的低时延计算任务卸载方法，其特征在于，各用户设备的计算任务完成所需的最长时间的计算方法为：

T_n＝max(t_1n,t_2n)

公式为，表示在第n个用户设备压缩数据所需的时间，表示第n个用户设备计算子任务所需的时间；表示用户设备上传非压缩的任务所需时间，表示第k个MEC服务器处理第n个用户设备的非压缩数据所需时间，表示第k个MEC服务器处理第n个用户设备的压缩数据所需时间。