基于差分进化算法的移动边缘计算 (MEC) 的资源调度分配优化(提供MATLAB代码)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了基于差分进化算法的移动边缘计算 (MEC) 的资源调度分配优化(提供MATLAB代码)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、优化模型简介

在所研究的区块链网络中,优化的变量为:挖矿决策(即 m)和资源分配(即 p 和 f),目标函数是使所有矿工的总利润最大化。问题可以表述为:

max ⁡ m , p , f F miner  = ∑ i ∈ N ′ F i miner   s.t.  C 1 : m i ∈ { 0 , 1 } , ∀ i ∈ N C 2 : p min ⁡ ≤ p i ≤ p max ⁡ , ∀ i ∈ N ′ C 3 : f min ⁡ ≤ f i ≤ f max ⁡ , ∀ i ∈ N ′ C 4 : ∑ i ∈ N ′ f i ≤ f total  C 5 : F M S P ≥ 0 C 6 : T i t + T i m + T i o ≤ T i max ⁡ , ∀ i ∈ N ′ \begin{aligned} \max _{\mathbf{m}, \mathbf{p}, \mathbf{f}} & F^{\text {miner }}=\sum_{i \in \mathcal{N}^{\prime}} F_{i}^{\text {miner }} \\ \text { s.t. } & C 1: m_{i} \in\{0,1\}, \forall i \in \mathcal{N} \\ & C 2: p^{\min } \leq p_{i} \leq p^{\max }, \forall i \in \mathcal{N}^{\prime} \\ & C 3: f^{\min } \leq f_{i} \leq f^{\max }, \forall i \in \mathcal{N}^{\prime} \\ & C 4: \sum_{i \in \mathcal{N}^{\prime}} f_{i} \leq f^{\text {total }} \\ & C 5: F^{M S P} \geq 0 \\ & C 6: T_{i}^{t}+T_{i}^{m}+T_{i}^{o} \leq T_{i}^{\max }, \forall i \in \mathcal{N}^{\prime} \end{aligned} m,p,fmax s.t. Fminer =iNFiminer C1:mi{0,1},iNC2:pminpipmax,iNC3:fminfifmax,iNC4:iNfiftotal C5:FMSP0C6:Tit+Tim+TioTimax,iN
其中:
C1表示每个矿工可以决定是否参与挖矿;
C2 指定分配给每个参与矿机的最小和最大传输功率;
C3 表示分配给每个参与矿工的最小和最大计算资源;
C4表示分配给参与矿机的总计算资源不能超过MEC服务器的总容量;
C5保证MSP的利润不小于0;
C6 规定卸载、挖掘和传播步骤的总时间不能超过最长时间约束。
在所研究的区块链网络中,我们假设 IoTD 是同质的,并且每个 IoTD 都具有相同的传输功率范围和相同的计算资源范围。
上式中:
F i m i n e r = ( w + α D i ) P i m ( 1 − P i o ) − c 1 E i t − c 2 f i , ∀ i ∈ N ′ R i = B log ⁡ 2 ( 1 + p i H i σ 2 + ∑ j ∈ N ′ \ i m j p j H j ) , ∀ i ∈ N ′ T i t = D i R i , ∀ i ∈ N ′ T i m = D i X i f i , ∀ i ∈ N ′ E i m = k 1 f i 3 T i m , ∀ i ∈ N ′ P i m = k 2 T i m , ∀ i ∈ N ′ F M S P = ∑ i ∈ N ′ ( c 2 f i − c 3 E i m ) − c 3 E 0 P i o = 1 − e − λ ( T i o + T i s ) = 1 − e − λ ( z D i + T i t ) , ∀ i ∈ N ′ F_i^{miner}=(w+\alpha D_i)P_i^m(1-P_i^o)-c_1E_i^t-c_2f_i,\forall i\in\mathcal{N'}\\R_{i}=B \log _{2}\left(1+\frac{p_{i} H_{i}}{\sigma^{2}+\sum_{j \in \mathcal{N}^{\prime} \backslash i} m_{j} p_{j} H_{j}}\right), \forall i \in \mathcal{N}^{\prime}\\T_{i}^{t}=\frac{D_{i}}{R_{i}},\forall i\in\mathcal{N}^{\prime}\\T_{i}^{m}=\frac{D_{i}X_{i}}{f_{i}},\forall i\in\mathcal{N}'\\E_i^m=k_1f_i^3T_i^m,\forall i\in\mathcal{N}'\\P_i^m=\frac{k_2}{T_i^m},\forall i\in\mathcal{N}^{\prime}\\F^{MSP}=\sum_{i\in\mathcal{N}^{\prime}}\left(c_2f_i-c_3E_i^m\right)-c_3E_0\\\begin{aligned} P_{i}^{o}& =1-e^{-\lambda(T_{i}^{o}+T_{i}^{s})} \\ &=1-e^{-\lambda(zD_{i}+T_{i}^{t})},\forall i\in\mathcal{N}^{\prime} \end{aligned} Fiminer=(w+αDi)Pim(1Pio)c1Eitc2fi,iNRi=Blog2(1+σ2+jN\imjpjHjpiHi),iNTit=RiDi,iNTim=fiDiXi,iNEim=k1fi3Tim,iNPim=Timk2,iNFMSP=iN(c2fic3Eim)c3E0Pio=1eλ(Tio+Tis)=1eλ(zDi+Tit),iN

二、差分进化算法求解

2.1部分代码

close all
clear 
clc
dbstop if all error
NP = 100;%矿工数量
para = parametersetting(NP);
para.MaxFEs =5000;%最大迭代次数
Result=Compute(NP,para);
figure(1)
plot(Result.FitCurve,'r-','linewidth',2)
xlabel('FEs')
ylabel('Token')
figure(2)
plot(Result.ConCurve,'g-','linewidth',2)
xlabel('FEs')
ylabel('Con')



2.2部分结果

当矿工数量为100时:所有矿工的利润随迭代次数的变化如下图所示
基于差分进化算法的移动边缘计算 (MEC) 的资源调度分配优化(提供MATLAB代码),MATLAB,优化算法,算法,边缘计算,matlab,人工智能

算法得到的资源分配:文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-823188.html

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三、完整MATLAB代码

到了这里,关于基于差分进化算法的移动边缘计算 (MEC) 的资源调度分配优化(提供MATLAB代码)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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