移动边缘计算网络的计算能效优化方法
发布时间：2021-10-12 07:31
物联网业务的高速发展和新型宽带业务的快速增长,推动了移动设备的计算需求不断增加。作为一种新兴的移动计算技术,移动边缘计算是提高移动设备计算服务的重要关键技术。然而,大部分针对移动边缘计算网络中的资源优化技术的研究过于侧重优化单一度量指标而忽视了计算能效的优化。为了更有效地提高移动边缘计算网络的计算效率,本文以计算能效为优化框架,在基于正交频分多址（Orthogonal frequency division multiple access,OFDMA）接入机制移动边缘计算网络中研究了提高加权用户计算能效的资源分配优化策略;以及在基于用户协作加载的移动边缘计算网络中提出了最大化系统计算能效的最佳资源分配策略。具体研究内容如下:1.OFDMA移动边缘计算网络的最大化加权计算能效资源优化在基于OFDMA接入机制的移动边缘计算网络中,综合考虑用户计算比特需求、全局加载功率约束、局部计算用户计算频率约束以及子信道分配约束等多种因素下,建立了最大化加权用户计算能效的资源分配优化框架。在此基础上,分别在二元计算模式和部分加载模式下提出了最佳资源分配策略。仿真结果验证了加权用户计算能效和最小计算比特需求...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２文章组织结构图??本文的组织结构如图１．２所示
?第３章移动边缘计算网络的最大化加权计算能效资源优化???第３章移动边缘计算网络的最大化加权计算能效资源优化??在移动边缘计算网络设计中，资源分配策略的设计需要考虑提高计算能效??建立多种资源之间的权衡。在基于ＯＦＤＭＡ接入机制的移动边缘计算网络中，??本章建立了最大化加权计算能效资源分配问题框架。分别在采用部分加载模式??和二元加载模式的移动边缘计算网络中，设计了最大化加权计算能效的最佳资??源分配策略。在此基础上，设计了获取最大化加权计算能效的迭代算法。最后，??仿真结果验证了?：（?１）本章提出的资源分配策略所获得的计算能效高于单一最大??化计算比特优化方案和最小化能量消耗优化方案；（２）在基于ＯＦＤＭＡ接入机??制的移动边缘计算网络中，能量消耗和加载计算比特之间存在折中。??３．１系统模型??３．１．１信道模型??加载计算模式??／?＼?ｕ，??Ｗ９?Ｓ?＿模式??移动边缘计算＼?？??（ＭＥＣ）服务器?＼??Ｕ，??图３．１系统模型??１７??
?第３章移动边缘计算网络的最大化加权计算能效资源优化???ＰＶ?：?Ａ?＾?４?Ｚ?Ｃ〇ｋ?（ＸＬ?Ｐｋ．＾Ｐｋ，ｎ?＋?＋?Ｐｃ?）??ｓ．ｔ．?Ｃｌ，Ｃ３－Ｃ５〇??从图３．３中可以看出，部分加载模式下的计算能效首先随着最大可用功率的??增加而增加。然后，当最大可用功率足够高时，计算能效达到饱和点。这是因为??当采用较小的最大可用发射功率时，计算比特数增加得比消耗的能量快。但是，??当最大可用功率足够高时，用户选择使用最大化总和加权计算能效的最佳传输??功率，而不使用最大可用功率。由于更高的可用功率使用户可以将更多的计算任??务卸载到ＭＥＣ服务器或在本地进行处理，从而显着提高了计算能效。此外，可??以观察到本文提出的方案获取的计算能效比其他四个基准方案所获取的计算能??效大，且部分加载模式下获取的计算能效略高于二元计算模式所获取的计算能??效，这是因为提出的部分加载模式方案在计算卸载或本地计算之间分配资源时??具有更大的灵活性。另一方面，在部分加载方案下获得的计算能效优于在计算比??特最大化方案下获得的计算能效。这是由于计算比特最大化方案消耗了所有可??用能量以获得最大可实现的计算位。由于计算比特和消耗的能量同时增加，因此??计算能效无法得到提高。??ｘ１０６??１４??－???ｒ???１２＾??运?１．２５?；???．．．．．—????１５?〇?部分加载模式?」??＾?一＾一?一元加载模式??ｇ?ｆ．１５?单一加载模式??ｇ?ＪＳＬ—??；—■？—单一本地计算模式?＿??０．１２?（１．１４??Ｓ?４??蘇??２＾－：?浚．?泷?以?寒?雾?齋?
【参考文献】：
期刊论文
[1]一类带反凸约束的非线性比式和问题的全局优化算法[J]. 申培萍,王俊华. 应用数学. 2012(01)
博士论文
[1]绿色认知无线电资源分配技术研究[D]. 周福辉.西安电子科技大学 2016
本文编号：3432140
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２文章组织结构图??本文的组织结构如图１．２所示
?第３章移动边缘计算网络的最大化加权计算能效资源优化???第３章移动边缘计算网络的最大化加权计算能效资源优化??在移动边缘计算网络设计中，资源分配策略的设计需要考虑提高计算能效??建立多种资源之间的权衡。在基于ＯＦＤＭＡ接入机制的移动边缘计算网络中，??本章建立了最大化加权计算能效资源分配问题框架。分别在采用部分加载模式??和二元加载模式的移动边缘计算网络中，设计了最大化加权计算能效的最佳资??源分配策略。在此基础上，设计了获取最大化加权计算能效的迭代算法。最后，??仿真结果验证了?：（?１）本章提出的资源分配策略所获得的计算能效高于单一最大??化计算比特优化方案和最小化能量消耗优化方案；（２）在基于ＯＦＤＭＡ接入机??制的移动边缘计算网络中，能量消耗和加载计算比特之间存在折中。??３．１系统模型??３．１．１信道模型??加载计算模式??／?＼?ｕ，??Ｗ９?Ｓ?＿模式??移动边缘计算＼?？??（ＭＥＣ）服务器?＼??Ｕ，??图３．１系统模型??１７??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]一类带反凸约束的非线性比式和问题的全局优化算法[J]. 申培萍,王俊华. 应用数学. 2012(01)
博士论文
[1]绿色认知无线电资源分配技术研究[D]. 周福辉.西安电子科技大学 2016
本文编号：3432140
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