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申请/专利权人：华东交通大学

摘要：本发明公开了一种MEC网络中加权时延和最小的用户关联与资源分配方法，首先利用时频资源划分消除上下行接入链路、回程链路间的干扰，再联合优化用户关联、计算与缓存资源分配以最小化计算敏感CS型与高速率HR型用户的加权时延和。该方法解决了移动边缘计算网络中的用户关联和资源配置问题，在满足CS与HR用户通信服务质量需求的同时，实现了加权时延和最小的目标。通过时频资源划分方法，本发明进一步消除了上下行链路、接入链路与回程链路间的干扰。本发明的最终实现以基于等资源分配的传统用户关联ABCG为输入，并交替优化用户关联及移动边缘计算与缓存资源。

主权项：1.一种MEC网络中加权时延和最小的用户关联与资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，针对移动边缘计算网络，对时频资源进行划分，其中移动边缘计算网络是指由多个已装备移动边缘计算与缓存服务器的微基站所形成的小小区网络；步骤2，首先采用最强信道关联规则为包括计算敏感型即CS用户与高速率型即HR用户在内的所有用户选择关联移动边缘计算网络中的微基站，然后采用等资源分配原则初始化资源分配量，之后计算包括接入链路时延、回程链路时延及计算时延在内的时延，再根据时延调整CS用户关联的微基站，最后以单个微基站的所有关联用户构建为一个联盟，记录所有联盟及用户的联盟划分；步骤3，为所有联盟分别创建对应的临时联盟，然后从所有的联盟中任选两个，并随机挑选出其中的用户进行交换，交换后的联盟作为新的临时联盟，如果交换后的临时联盟满足资源限制及速率约束条件，则以临时联盟的名单替换原联盟名单并保存，否则保持原状，然后判断是否满足步骤3的循环终止条件，满足则执行步骤4，否则重新执行步骤3；步骤4，根据凸优化理论，重新进行资源分配以最小化加权时延和；步骤5，判断是否满足整个方法的循环终止条件，满足则结束本方法计算过程，否则返回步骤3；所述的步骤2中，采用最强信道关联规则为包括CS与HR用户在内的所有用户选择关联移动边缘计算网络中的微基站包括以下步骤：在数据率约束下，任意HR用户k选择关联对该用户具有最强信道增益的微基站n，其中a为频带划分因子，0≤a≤1；为下行接入链路的可达速率，为回程链路的可达速率；任意CS用户同样选择关联对该用户具有最强信道增益的微基站；所述的步骤2中，采用等资源分配原则初始化资源分配量包括以下步骤：在下行接入链路和下行回程链路中，根据等带宽分配确定关联至微基站的HR用户的初始资源分配量β和η，初始取值均为“1服务的HR用户数”；在上行接入链路中，根据等带宽分配确定关联至微基站的CS用户的初始资源分配量α，初始取值“1服务的CS用户数”；边缘计算服务器根据等计算资源分配确定初始资源分配量γ，并取值“1服务的CS用户数”；其中，上行接入链路带宽资源分配量下行接入链路带宽资源分配量下行回程链路的带宽资源分配量及计算资源分配量和分别为微基站、HR用户、CS用户和文件的集合，其中一个信道仅传输对应的一个文件，故信道和文件采用同一编号；n、k、i分别为微基站、用户、文件的序号；αnk是微基站n分配给用户k的上行接入带宽；βnki是微基站n在信道i上分配给用户k的下行接入带宽；ηnki是微基站n在信道i上分配给用户k的下行回程带宽；γnk是微基站n分配给用户k的计算资源；所述的步骤2中，计算接入链路时延、回程链路时延及计算时延在内的时延包括以下步骤：计算下行接入链路时延下行回程链路时延上行接入链路时延边缘计算时延局部即用户本地计算时延其中βnki是微基站n在信道i上分配给用户k的下行接入带宽；为用户k在基站n的下行接入链路上的可达速率；ηnki是微基站n在信道i上分配给用户k的下行回程带宽；为基站n在回程链路上的可达速率；为CS用户k至微基站n的上行接入链路的数据率；αnk是微基站n分配给用户k的上行接入带宽；为用户k在基站n的上行接入链路上的可达速率；γnk是微基站n分配给用户k的计算资源；与分别为HR用户k在微基站n的子信道i上的下行接入链路与下行回程链路的数据率；为CS用户k至微基站n的上行接入链路的数据率；Ck、与分别为CS用户k的计算任务量即CPU环数、边缘计算服务器的计算能力即CPU环数秒及用户k的局部计算能力即CPU环数秒；M、与dk分别为宏蜂窝内微基站数量、文件i的大小、用户k的计算数据量；计算与的式中分母3表示上下行系统中，相邻宏蜂窝均使用不同的频谱资源；所述的步骤2中，根据时延调整CS用户关联的微基站包括以下步骤：对于任意CS用户，如果其边缘计算时延大于局部计算时延或其计算数据量大于基站所剩存储空间，则去除该CS用户与微基站间的关联，让其在本地完成计算任务，否则不作调整；即当CS用户k满足条件且其数据量dk超过缓存服务器的剩余存储容量时，关联至微基站n的用户k在其本地完成计算任务，其中为用户k的局部即本地计算时延；所述的步骤3中，如果交换后的临时联盟满足资源限制以及约束条件，则以临时联盟的名单替换原联盟名单并保存包括以下步骤：如果和满足微基站m与n已知的频谱资源、存储资源及计算资源的限制，且满足条件则用临时联盟更新当前联盟，即与其中表示负荷即代价，有 在中，bni与cki为已知量，其中bni为微基站n对文件i的缓存指示，cki为用户k对文件i的需求指示，如果基站n缓存了文件i，那么bni＝1，否则bni＝0，如果用户k需要文件i，那么cki＝1，否则cki＝0；如果HR用户那么ynk＝1，否则ynk＝0，ynk表示HR用户k关联至微基站n的指示变量；如果CS用户那么xnk＝1，否则xnk＝0，xnk表示CS用户k关联至微基站n的指示变量；wk为用户k的权重；从来看，如果基站n已经缓存了HR用户k所需要的文件i，则该用户时延为否则用户需通过回程链路获取该文件，从而导致时延如果CS用户k由微基站n的边缘计算服务器完成计算任务，则该用户时延为否则用户本地完成计算任务，从而导致时延最后更新用户划分为

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百度查询： 华东交通大学 MEC网络中加权时延和最小的用户关联与资源分配方法