基于D2D通信的多用户计算卸载资源优化决策方法与流程

技术特征：
1.基于d2d通信的多用户计算卸载资源优化决策方法，所述多用户通信系统包括有d
t
个需要请求d2d计算卸载的移动用户，用集合d
t
＝{1,2,...,i,...,d
t
}表示，有d
r
个相邻的有闲置计算资源能够提供d2d计算卸载服务的移动用户，用集合d
r
＝{1,2,...,j,...,d
r
}表示，d
t
个移动用户均有一个独立的并且时延较为敏感的计算任务需要向邻近移动用户请求计算卸载服务，其特征在于，d2d计算卸载的具体步骤为：1)建立基于d2d通信的数据通信模型，得到d2d通信可实现的数据速率；2)分别建立任务传输和任务执行阶段包括时间和能量开销的计算开销模型；3)基于时间和能量开销模型，建立最小化整个系统所有用户任务卸载所需计算总开销的全局优化问题；4)以计算总开销的大小为排序依据建立双边用户的偏好序列；5)基于建立的偏好序列，利用稳定匹配算法得到多用户d2d计算卸载的资源优化决策。2.如权利要求1所述的基于d2d通信的多用户计算卸载资源优化决策方法，其特征在于：所述步骤1)中，用户间计算卸载需利用d2d通信传输计算任务，d2d通信在蜂窝网控制下采用正交频分多址接入方式接入无线信道；基于自由空间传播路径损耗和瑞利衰落，得到用户i∈d
t
和用户j∈d
r
之间d2d通信可实现的数据速率r
ij
。3.如权利要求1所述的基于d2d通信的多用户计算卸载资源优化决策方法，其特征在于：所述步骤2)中，用户间计算卸载的任务传输和任务执行阶段所产生的计算开销均包含时间开销和能量开销；任务传输阶段，用户i计算任务包括时间开销和能量开销的计算总开销为其中，是用户i将计算任务的输入数据b
i
通过d2d通信传输到用户j所消耗的传输时间，是用户i以功率p
i
将输入数据b
i
通过d2d通信传输到用户j所消耗的能量，分别表示时间开销和能量开销的权重；任务执行阶段，用户i计算任务包括时间开销和能量开销的计算总开销为其中，是用户j计算接收到的计算任务所消耗的计算时间，是用户j计算接收到的计算任务所消耗的计算能量。4.如权利要求1所述的基于d2d通信的多用户计算卸载资源优化决策方法，其特征在于：所述步骤3)中，为了使整个任务卸载过程中时延最小化的同时用户的能耗也最小，提升用户体验，以最小化整个系统中所有用户任务卸载过程中的计算总开销，即包含任务传输和任务执行阶段总的时间开销和能量开销为目标函数，建立线性的全局优化问题。5.如权利要求1所述的基于d2d通信的多用户计算卸载资源优化决策方法，其特征在于：所述步骤4)中，为了低复杂度的求解建立的优化问题，将卸载请求的用户集合d
t
和计算卸载服务的用户集合d
r
看作是参与匹配的两个集合，则计算任务的卸载过程就可以看作是一个用户任务匹配一个服务用户的双边匹配，最终匹配的结果就是多用户计算卸载的优化决策；要进行双边匹配，首先要根据用户的不同偏好建立双边用户的偏好序列，根据优化目标，请求用户和服务用户以计算总开销的大小为排序依据来建立偏好序列：总开销越小，用户的偏好就越高，排序就越靠前。6.如权利要求1所述的基于d2d通信的多用户计算卸载资源优化决策方法，其特征在于：所述步骤5)中，当偏好序列建立完成以后，利用稳定匹配算法进行双边匹配，请求用户
会根据偏好序列向排在第一位的最高偏好的服务用户发起匹配请求，相对应的服务用户会根据自己的偏好序列作出接受或者拒绝的选择，算法迭代进行，未被匹配的请求用户又会继续向当前偏好序列中最高偏好的服务用户提出新的匹配/任务卸载请求，直到与服务用户匹配成功或者其偏好序列中再无可发起请求的服务用户，没有新的匹配请求时算法终止，输出最终的匹配结果θ，即多用户d2d计算卸载资源优化的决策。

技术总结
本发明请求保护一种基于D2D通信的多用户计算卸载资源优化决策方法，属于移动通信技术领域。所述方法包括：1、建立基于D2D通信的数据通信模型；2、分别建立任务传输和任务执行阶段包括时间和能量开销的计算开销模型；3、建立最小化整个系统所有用户计算总开销的全局优化问题；4、以计算总开销的大小为排序依据建立双边用户的偏好序列；5、基于建立的偏好序列，利用稳定匹配算法得到多用户D2D计算卸载的资源优化决策。本发明基于D2D通信的计算卸载方法有利于降低卸载时延和能量开销，利用稳定匹配算法得到计算卸载的资源优化决策，相较于随机匹配法能够有效降低系统计算总开销，并且能够以较低的计算复杂度获得非常接近最优穷举搜索法的性能。索法的性能。索法的性能。


技术研发人员：李余 杨婷 何希平 郭智威 晏力
受保护的技术使用者：重庆工商大学
技术研发日：2021.07.06
技术公布日：2021/10/18