Energy-efficient Offloading for Mobile Edge Computing in 5G Heterogeneous Networks----邊緣計算譯文part II

四、問題公式化

知識儲備：

香農定理指出，如果資訊源的資訊速率R小于或者等于信道容量C，那麼，在理論上存在一種方法可使資訊源的輸出能夠以任意小的差錯機率通過信道傳輸。

該定理還指出：如果R>C，則沒有任何辦法傳遞這樣的資訊，或者說傳遞這樣的二進制資訊的差錯率為1/2。

可以嚴格地證明；在被高斯白噪聲幹擾的信道中，傳送的最大資訊速率C由下述公式确定：

C=Wlog₂（1+S/N) （bit/s)

該式通常稱為香農公式。C是資料速率的極限值，機關bit/s；W為信道帶寬，機關Hz；S是信号功率（瓦），N是噪聲功率（瓦）。*

符号說明：

K	分開後的頻譜信道
	回程的傳輸時延與資料的長度的比例因子
	第i個任務，，包括程式代碼、輸入檔案等
di	計算的輸入資料的大小
ci	表示完成這項任務所需的計算能力，其計算能力由CPU周期的數量量化的
	計算任務所需的最大延遲
	一裝置i的CPU周期的本地計算能力
	一裝置i的CPU周期的本地計算功耗
	任務Ti在本地執行的持續時間
	本地執行的能耗
	在這種情況下移動裝置i通路在通道k上的MBS，獲得的上行鍊路資料傳輸速率
	移動裝置i在單元信道中給MBS傳輸資料的能力
	移動使用者i和MBS之間的信道增益
	其他裝置上行傳輸到同一信道上的SBS所引起的k信道上MBS處的幹擾
	背景噪聲功率

  本文以計算解除安裝網絡的能量效率為研究對象，以計算任務延遲限制下的系統能量消耗最小為目标。能量消耗包括計算能量和通信能量。

  由于這些移動裝置的計算和通信能力各不相同，對于每個裝置，本地計算任務的能耗可能高于或低于在MEC伺服器上執行任務時的能耗。是以，為了降低能源成本，每個移動裝置應該決定是否以節能的方式解除安裝任務。

考慮到裝置i可以通過MBS和SBS兩種方式解除安裝Ti，我們将

表示裝置i的任務解除安裝決策，其中

。

否則的話，ai;j;k = 1表示移動裝置i選擇模式j來完成任務Ti，計算資料通過信道k

這裡是

和

。設

表示選擇的模式

它們分别通過MBS和SBS進行本地計算、傳輸。需要注意的是，由于在本地計算模式下沒有信道，是以當j = 1時，k項是沒有意義的。是以我們取ai;1;1 = 1作為裝置i選擇局部計算的名額。

在将計算任務轉移到MEC伺服器時，無線上行傳輸會産生一些額外的能量和時間成本。在裝置i通過MBS将其任務解除安裝到MEC伺服器的情況下，總持續時間可以計算為

是MEC伺服器的計算能力。為了集中研究5G異構網絡對計算負載的影響，我們考慮了fR

0是每個解除安裝任務的常數。rM i是資料從裝置i傳輸到MBS的總上行速率。rM i可以表示為