云计算数据传输优化和智能卸载策略

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1、学校代码10459学号或申请号201312172008密级硕士学位论文云计算数据传输优化和智能卸载策略作者姓名：牛聪导师姓名：杨守义学科门类：工学专业名称：通信与信息系统培养院系：信息工程学院完成时间：2016年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterDataTransmissionOptimizationandIntelligentOffloadingStrategyinCloudComputingByNiuCongSupervisor:YangShouyiCommunication

2、andInformationSystemSchoolofInformationEngineeringMay2016原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版

3、，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。摘要智能手机和各种移动设备的发展给人们的生活带来了许多的便捷，然而，人们在享受这些便捷的同时，也诟病于移动设备的一些弊端，如存储容量、电池续航能力有限等问题。移动用户体验迫切要求新一轮的创新，云计算可以在提高移动终端计算能力的同时减少移动终端的能量消耗。然而，其实将数据卸载到云端的过程中

4、，同样需要消耗移动终端的传输功率，某些情况下，消耗的传输功率甚至大于本地计算功率。大多数人只看到无线网络技术的发展带来的便捷，却并没有意识到信息技术对环境的污染和破坏，移动终端设备和其它的信息技术基础设施消耗了大量的电力，给电网施加了沉重的负担，同时，还加剧了温室气体的排放。为了减少移动终端的能量消耗，符合当前高速化、多样化通信的需求，使云计算为移动用户端节省更多的能量，本文主要研究了以下内容：（1）研究了云计算数据传输网络中，能量效率和频谱效率的联合优化问题。传统的网络传输优化问题多是单一以能量效率最优或者频谱效率最优，结果就会导致能效最优时带宽资源使用效率低

5、，谱效最优时功率使用效率低的问题。为了使网络中的频谱和功率资源都得到较好的使用率，本文研究了云计算数据传输中能效和谱效的联合优化问题，提出了两种资源分配策略。通过仿真将联合优化策略与传统优化策略进行对比。（2）研究了云计算中的智能卸载问题。云计算可以协助移动终端完成计算任务，减轻移动端的计算负担，然而，由于数据在云端和移动端传输时也会消耗移动端的传输功率，当消耗的传输功率大于本地计算功率时，云计算就失去了减少移动端功耗的功能，甚至是加剧了移动端的能量消耗。本文将无线传输中的联合优化资源分配策略应用到云计算的数据传输中，减少数据传输带来的功耗，同时结合云计算的功耗

6、模型，提出了云计算中的智能卸载优化问题，以更节省移动端的能量消耗为目的，让系统根据实际计算任务的具体情况选择本地执行或是云端执行，提高云计算的科学性和节能性。仿真结果证实了数据卸载策略的必要性和可行性。关键词：云计算；节能通信；数据卸载；数据传输；频谱效率；能量效率IAbstractSmartphonesandthedevelopmentofvariousmobiledevicesbringalotofconvenience,however,atthesametime,wealsocriticizedinsomeoftheproblemsofmobiledevi

7、ces,suchasstoragecapacity,limitedbatterylife.Mobileusers’experienceispressingforanewroundofinnovation.Cloudcomputingcanimprovethemobilecomputingpoweraswellasreducetheenergyconsumptionofmobileterminals.However,infact,thedataintheprocessofoffloadingtothecloud,alsoneedtoconsumethetransm

8、issionpowero