一种基于改进的李雅普诺夫优化的云业务上行调度方法

摘要

本发明公开了一种基于改进的李雅普诺夫优化的云业务上行调度方法，本发明对李雅普诺夫优化方法进行改进，通过建立虚拟队列，将云业务需要在一定时间内完成一定数据量上传这一限制条件转化为队列稳定问题，进而将原能量优化问题转化为一个联合优化队列稳定性和能量的双目标优化问题。然后利用效用函数，将该双目标优化问题合并为一个单目标优化问题进行求解。同时，本发明建立了一个保证机制来确保数据可以全部上传。本发明可以在未来信道增益未知的情况下，得到最优调度策略的解析解，使用本发明中策略时上传所耗能量远低于传统算法。

主权项

一种基于改进的李雅普诺夫优化的云业务上行调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、采用能量‑速率公式表示传输速率与能量消耗之间的关系；步骤B、根据传输速率与能量消耗之间的关系，结合云业务需在一定时间内上传完一定数据量的数据这一限制条件，建立云业务的能量消耗优化模型；步骤C、建立虚拟队列，将云业务需在一定时间内上传完一定数据量的数据这一限制条件改写为队列稳定问题；步骤D、引入李雅普诺夫函数，将队列稳定问题转化为最小化李雅普诺夫偏移问题，进而将云业务的能量消耗优化模型所表示的能量消耗优化问题转化为最小化李雅普诺夫偏移且最小化上传能量消耗的双目标优化问题；步骤E、采用效用函数将双目标优化问题合并为单目标优化问题，根据贪婪算法将该单目标优化问题化为一个时隙内的优化问题，从而利用导数求得最优解，即得到最优调度策略的解析解；其中，效用函数中的加权系数作为控制参数，所述控制参数是从最优控制参数选取表中选取的，最优控制参数选取表是根据电磁波的大尺度衰落值、上传数据量及上传截止时间采用离线算法建立的。