基于網(wǎng)絡(luò)模體的空閑計(jì)算資源捕獲算法

李麗庭， 朱 蓉， 林基明， 王俊義

(1.桂林電子科技大學(xué) 信息與通信學(xué)院,廣西 桂林 541004；2.桂林電子科技大學(xué) 廣西無線寬帶通信與信號(hào)處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣西 桂林 541004)

隨著無線通信技術(shù)和微處理器技術(shù)的發(fā)展，智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備急劇增加[1]，思科預(yù)測(cè)到2022年全球移動(dòng)設(shè)備將超過120億臺(tái)[2]。然而，受物理尺寸以及電池技術(shù)限制，移動(dòng)設(shè)備計(jì)算能力和電池容量有限，難以滿足像虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)等新型應(yīng)用的快響應(yīng)、高能耗執(zhí)行需求[3-4]。高可靠和低時(shí)延通信問題是近年來無線通信研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)[5]。設(shè)備到設(shè)備(device to device，簡(jiǎn)稱D2D)技術(shù)的出現(xiàn)，使得設(shè)備可以直接在設(shè)備與設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸[6-7]，可減輕基站負(fù)載，有助于緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞[8-9]，受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。然而，如何捕獲系統(tǒng)可用計(jì)算資源(即空閑終端)，減少云端負(fù)載至關(guān)重要。

目前，已經(jīng)有很多學(xué)術(shù)工作致力于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中信息的捕獲。為揭示復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)屬性，文獻(xiàn)[10]提出網(wǎng)絡(luò)模體(network motif)的概念，即復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)基元(網(wǎng)絡(luò)子圖)，其在網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的次數(shù)遠(yuǎn)高于其他隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)子圖，即網(wǎng)絡(luò)模體具有統(tǒng)計(jì)占優(yōu)特性。目前，網(wǎng)絡(luò)模體的檢測(cè)、分析、統(tǒng)計(jì)等，已成為熱門研究[11-13]。

已有的網(wǎng)絡(luò)屬性研究主要針對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、鏈接關(guān)系或整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的基本信息，如平均度[14]、聚類系數(shù)[15]、平均最短距離[16]、間度[17]等，缺乏對(duì)網(wǎng)絡(luò)模體結(jié)構(gòu)測(cè)度量的分析。不同的網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系不同，其網(wǎng)絡(luò)模體結(jié)構(gòu)也有顯著差異[18]。近年來，有少部分研究將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)模體結(jié)合，對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)模體結(jié)構(gòu)測(cè)度量進(jìn)行分析。文獻(xiàn)[19-21]主要針對(duì)生物網(wǎng)絡(luò)，研究DNA中網(wǎng)絡(luò)模體特點(diǎn)、方法、優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)模體的檢測(cè)進(jìn)行歸納。然而，上述文獻(xiàn)未考慮普通復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)屬性。鑒于此，基于移動(dòng)邊緣計(jì)算(mobile edge computing，簡(jiǎn)稱MEC)網(wǎng)絡(luò)，考慮通信網(wǎng)絡(luò)的資源利用率低下問題[22]，將計(jì)算卸載與網(wǎng)絡(luò)模體結(jié)合，通過查找復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中模體，同時(shí)計(jì)算模體的Z得分，判斷模體在原網(wǎng)絡(luò)中的重要性，并結(jié)合KM算法，提出一種基于網(wǎng)絡(luò)模體的設(shè)備匹配資源搜索算法，以充分捕獲系統(tǒng)空閑計(jì)算資源，提高系統(tǒng)資源利用率，減少邊緣云端負(fù)載。最后，仿真結(jié)果表明，該算法能有效捕獲空閑計(jì)算資源，提高空閑資源利用率。

1 網(wǎng)絡(luò)模體概述

將網(wǎng)絡(luò)模體簡(jiǎn)稱為模體，并對(duì)其定義、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特征進(jìn)行描述。

1.1 模體定義及特征

1)模體定義。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)基元(網(wǎng)絡(luò)子圖)在網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的次數(shù)遠(yuǎn)高于對(duì)應(yīng)隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)子圖[10]。給定一個(gè)網(wǎng)絡(luò)G={V,E}，節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)|V|=N，則模體定義為一個(gè)二元組(B,A)，B為k×k模體鄰接矩陣，A?{1,2,…,k}為錨定節(jié)點(diǎn)。k-模體可表示為

(1)

其中：v為節(jié)點(diǎn)向量；χA(v)為選擇函數(shù)，表示從向量中取出錨定節(jié)點(diǎn)A；(v,χA(v))∈M(B,A)為模體實(shí)例。

2)模體特性。節(jié)點(diǎn)數(shù)量特征：模體是小型、緊湊的連接子圖結(jié)構(gòu)，其大小介于網(wǎng)絡(luò)個(gè)體和社團(tuán)之間，一般由少數(shù)幾個(gè)節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成[23]。結(jié)構(gòu)特征：模體可以用來描述社團(tuán)內(nèi)部成員之間的基本連接模式，能夠揭示大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)信息結(jié)構(gòu)和基本構(gòu)成，對(duì)于一些特殊網(wǎng)絡(luò)而言，甚至可以認(rèn)為該網(wǎng)絡(luò)是多種“模體”的擴(kuò)展。統(tǒng)計(jì)特征：模體在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的次數(shù)一般大于在隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的次數(shù)，一般要求(nM-nrand)>0.1nrand。

1.2 基于模體的測(cè)度量

模體網(wǎng)絡(luò)的常用測(cè)度量包括模體頻率、模體Z分?jǐn)?shù)及模體導(dǎo)率。

1)模體頻率。在統(tǒng)計(jì)上，模體具有統(tǒng)計(jì)占優(yōu)特性，即模體在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的頻率大于模體在對(duì)應(yīng)隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的頻率。給定子圖類型M，其在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的頻率為

(2)

其中，nM、nsub分別為子圖類型M和同節(jié)點(diǎn)數(shù)子圖在D2D通信網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的次數(shù)。若M為網(wǎng)絡(luò)的模體，則fM為模體頻率。

2)模體P值。對(duì)于模體M，為保證其統(tǒng)計(jì)占優(yōu)特性，其在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的次數(shù)應(yīng)大于它在隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的次數(shù)。文獻(xiàn)[24]給出模體存在的條件，即模體在隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的次數(shù)大于在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的次數(shù)的概率應(yīng)小于一個(gè)閾值，定義此概率值為模體的P值。P值越小，說明該模體在網(wǎng)絡(luò)中越重要。P值用來證明子圖聯(lián)通類型是否可作為網(wǎng)絡(luò)模體。

3)模體Z分?jǐn)?shù)。Z分?jǐn)?shù)(Z-score)，也叫標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為

(3)

考慮衡量模體在初始通信網(wǎng)絡(luò)中的地位，將Z分?jǐn)?shù)引入模體網(wǎng)絡(luò)，分析模體類型在通信網(wǎng)絡(luò)中的重要性。模體的Z分?jǐn)?shù)表示為

(4)

1.3 相關(guān)工作

根據(jù)模體測(cè)度量性質(zhì)，當(dāng)前與模體有關(guān)的研究主要從模體的查找、統(tǒng)計(jì)特性和結(jié)構(gòu)特性上進(jìn)行分析。

在模體的查找研究方面，文獻(xiàn)[25]總結(jié)了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的主題查找算法，并概述各策略的區(qū)別和優(yōu)勢(shì)。文獻(xiàn)[26]基于網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)并行性，提出一種分布式控制策略，在整個(gè)計(jì)算過程中提供動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡以實(shí)現(xiàn)模體檢測(cè)的近線性加速。在模體統(tǒng)計(jì)特征研究方面，模體的頻率或次數(shù)常作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。文獻(xiàn)[27]計(jì)算了所有3節(jié)點(diǎn)模體的絕對(duì)頻率，并以此對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類。文獻(xiàn)[28]基于模體在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)和隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)頻率，采用Z-SCORE模型，提出一種快速、高效、并行的算法，加快模體的統(tǒng)計(jì)速度。文獻(xiàn)[24]驗(yàn)證了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中模體的存在性，并基于模體頂點(diǎn)度，通過引入模體邊度，分析模體在網(wǎng)絡(luò)中的重要性。在模體應(yīng)用上，文獻(xiàn)[29]基于模體，提出了一種新的D2D網(wǎng)絡(luò)分析框架，研究了星形和鏈形2種模體對(duì)D2D網(wǎng)絡(luò)性能的影響，并確定有效的內(nèi)容傳播策略，導(dǎo)出了模體的統(tǒng)計(jì)顯著性、中斷概率和設(shè)備平均吞吐量的封閉解析表達(dá)式。

基于上述文獻(xiàn)，通過對(duì)模體頻率、P值及Z分?jǐn)?shù)進(jìn)行分析，證明D2D網(wǎng)絡(luò)中模體的存在性，并結(jié)合KM算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)空閑計(jì)算資源進(jìn)行捕獲。

2 模體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造及分析

2.1 D2D通信模型

支持D2D通信的單蜂窩網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示，主要包含基站、MEC服務(wù)器和設(shè)備集N。設(shè)備有2種狀態(tài)，分別為空閑狀態(tài)和工作狀態(tài)，工作設(shè)備可將計(jì)算任務(wù)卸載到空閑移動(dòng)設(shè)備和MEC。

將通信網(wǎng)絡(luò)圖示化G={V,E}，其中，V={v}表示系統(tǒng)的所有設(shè)備和基站，E={e}為工作設(shè)備所有卸載鏈路，|V|表示設(shè)備和基站個(gè)數(shù)。

圖1將通信網(wǎng)映射到上方，其中綠色表示處于空閑狀態(tài)的移動(dòng)設(shè)備，定義為Nidle(Nidle?N)，紅色為處于工作狀態(tài)的移動(dòng)設(shè)備，定義為Nact(Nact?N)。工作設(shè)備允許在D2D最大傳輸范圍內(nèi)向周邊空閑設(shè)備卸載計(jì)算任務(wù)。圖G是一個(gè)有向圖，邊的方向即數(shù)據(jù)卸載方向，如圖2所示。

圖1 支持D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)

圖2 D2D通信網(wǎng)絡(luò)連接圖

針對(duì)D2D通信網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)設(shè)備可通過D2D鏈路將計(jì)算或存儲(chǔ)需占用大量資源的應(yīng)用卸載到鄰近設(shè)備，D2D傳輸速率為

Rij=Blog2(1+pitγij)。

(5)

實(shí)際上，設(shè)備距離越遠(yuǎn)，D2D通信越不穩(wěn)定，為了體現(xiàn)設(shè)備距離對(duì)用戶卸載質(zhì)量的影響，以連接質(zhì)量表示用戶進(jìn)行D2D通信的好壞程度，鏈路傳輸質(zhì)量定義為

(6)

其中：pij為鏈路中斷概率；dmax為D2D通信的最大距離，滿足dji=dij。

2.2 模體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造

本質(zhì)上，模體為網(wǎng)絡(luò)的局部連接模式。在D2D通信網(wǎng)絡(luò)中，局部移動(dòng)設(shè)備之間的相互通信構(gòu)成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的基本單元，使用模體作為新網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，一方面，模體內(nèi)部的信號(hào)流動(dòng)可以直觀映射整個(gè)網(wǎng)絡(luò)；另一方面，模體內(nèi)部聚合度高，模體網(wǎng)絡(luò)能更直觀地表現(xiàn)出區(qū)域設(shè)備的聚合度。

圖3為有向圖的所有三節(jié)點(diǎn)模體類型，也就是說，在有向網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲校?個(gè)節(jié)點(diǎn)之間可以形成13種不同的連通關(guān)系。模體節(jié)點(diǎn)越多，包含的信息量越大，其組成聯(lián)通關(guān)系也越復(fù)雜，四節(jié)點(diǎn)模體的聯(lián)通關(guān)系可達(dá)199種。

圖3 三節(jié)點(diǎn)模體類型

考慮移動(dòng)設(shè)備的計(jì)算能力受限，為保證計(jì)算任務(wù)的正常執(zhí)行，假設(shè)單個(gè)空閑移動(dòng)設(shè)備只能處理設(shè)備卸載任務(wù)的一半，即Fidle=0.5Ftask。滿足要求的模體類型有M6、M8、M10、M12，如圖4所示。

圖4 D2D通信適用模體類型

M10類型模體適用于工作設(shè)備多于空閑設(shè)備且移動(dòng)設(shè)備任務(wù)量較少，空閑設(shè)備計(jì)算資源足夠支持多個(gè)設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用卸載的場(chǎng)景。M12模體類型對(duì)D2D通信鏈路要求較高，容易因AB鏈路中斷而卸載失敗。在M6、M8模體類型下，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)突發(fā)情況，M6可通過空閑中繼將應(yīng)用卸載到中斷設(shè)備?；诖?，考慮本移動(dòng)設(shè)備計(jì)算資源受限及系統(tǒng)穩(wěn)定性，選取M6對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析。

不失一般性，采用全錨定節(jié)點(diǎn)，即對(duì)k-模體有A={1,2,…,k}。原網(wǎng)絡(luò)圖可轉(zhuǎn)化為一個(gè)有權(quán)無向的模體網(wǎng)絡(luò)圖Gm=(Vm,Em)。其中，|Vm|=N為圖Gm的節(jié)點(diǎn)集，Em為圖Gm的邊，從而定義模體鄰接矩陣WM，

(7)

其中，M表示模體類型，即每個(gè)矩陣元素表示同時(shí)包含節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j的模體個(gè)數(shù)，此時(shí)WM為雙向圖。

3 基于模體的空閑計(jì)算資源捕獲

基于D2D通信的計(jì)算卸載可以不經(jīng)過基站直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，一方面降低了通信鏈路的堵塞，另一方面減少了云端計(jì)算資源的使用量。

考慮空閑移動(dòng)設(shè)備的計(jì)算資源受限，空閑設(shè)備處理的任務(wù)量為0.5Ftask，其中Ftask為移動(dòng)設(shè)備任務(wù)的計(jì)算量。結(jié)合通信鏈路的穩(wěn)定性，假定在D2D通信鏈路中，設(shè)備i、j之間卸載中斷概率為pij，不失一般性，假設(shè)所有鏈路的中斷概率一致，中斷概率重寫為pout，此時(shí)，通信鏈路正常的概率為plink=1-pout。

基于M6模體類型對(duì)D2D網(wǎng)絡(luò)的空閑計(jì)算資源進(jìn)行配置。令設(shè)備i為工作設(shè)備，j、k為空閑設(shè)備，且3個(gè)設(shè)備之間的距離滿足最大D2D通信距離，設(shè)備i向設(shè)備j、k卸載計(jì)算任務(wù)，若通信鏈路eij中斷，則設(shè)備i可以通過鏈路eik、ekj將任務(wù)卸載到設(shè)備j。因此，考慮鏈路的中斷概率，M6對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中空閑移動(dòng)設(shè)備處理的任務(wù)量可分為以下3種情況：

1)網(wǎng)絡(luò)鏈路均正常通信時(shí)，任務(wù)處理量為

(8)

2)只有2條鏈路正常通信，有一條D2D通信鏈路斷開時(shí)，處理任務(wù)量為

(9)

3)2條D2D通信鏈路斷開時(shí)，處理的任務(wù)量為

(10)

由式(8)～(10)可得到模體處理工作設(shè)備的卸載任務(wù)量

Fmoff=FTlink+FBlink+FSlink。

(11)

對(duì)于一對(duì)一連接的D2D設(shè)備對(duì)(一個(gè)空閑設(shè)備與一個(gè)工作設(shè)備連接)，其處理的任務(wù)量為

(12)

否則，空閑設(shè)備更愿意選擇最大的偏好鏈路進(jìn)數(shù)據(jù)處理，即

(13)

(14)

通過衡量模體鏈路質(zhì)量以及用戶的偏好，將模體與KM算法結(jié)合。當(dāng)模體不存在時(shí)，考慮工作設(shè)備與空閑設(shè)備之間的通信，此時(shí)，采用KM算法對(duì)2種類型設(shè)備進(jìn)行配對(duì)，工作設(shè)備與具體算法如下：

算法1基于模體的設(shè)備匹配資源搜索

輸入：D2D網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣和模體的鄰接矩陣B

輸出：計(jì)算資源捕獲S

1. 初始化捕獲計(jì)算資源S=0，去掉空閑設(shè)備對(duì)；

2. 利用式(6)計(jì)算鏈路質(zhì)量矩陣LW；

3. 找到空閑設(shè)備與工作設(shè)備的一對(duì)一聯(lián)通對(duì)集合P，利用式(12)求出任務(wù)量S1，S=S+S1；

5. if |Cm≥1|

6. fori=1:|Cm|

8. if (Dout)v1(Dout)v2(Dout)v3

10. endif

11. endfor

12. else

13. 清除空閑設(shè)備之間的通信鏈路，構(gòu)造二分圖；基于LW使用KM算法對(duì)設(shè)備進(jìn)行配對(duì)，更新S；

14. 遍歷工作設(shè)備，將配置空閑設(shè)備大于1的工作設(shè)備鏈路清空，更新LW；

15. 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)出度入度Din、Dout；

16. if max(Dout)>0

17. 轉(zhuǎn)到步驟2；

18. endif

19. endif

考慮D2D通信網(wǎng)絡(luò)中用戶卸載任務(wù)到空閑設(shè)備，同時(shí)單個(gè)空閑移動(dòng)設(shè)備擁有的計(jì)算資源有限，無法滿足工作設(shè)備任務(wù)對(duì)計(jì)算資源的需求，同時(shí)考慮卸載中斷的可能性，選用M6模體類型構(gòu)造模體網(wǎng)絡(luò)，2個(gè)空閑設(shè)備包含的計(jì)算資源較多，應(yīng)充分考慮用戶的資源需求，以保證卸載的正常進(jìn)行。

4 仿真結(jié)果及分析

為了驗(yàn)證模體，對(duì)模體Z分?jǐn)?shù)、模體個(gè)數(shù)及P值進(jìn)行分析。將基于模體的設(shè)備匹配資源搜索算法與K-means聚類算法、隨機(jī)聚類算法及KM算法進(jìn)行對(duì)比，凸顯本算法對(duì)系統(tǒng)空閑計(jì)算資源的捕獲能力，不失一般性，利用任務(wù)數(shù)衡量所捕獲的計(jì)算資源大小。

為了保證參數(shù)的合理性，將具體仿真參數(shù)設(shè)置如下：小區(qū)覆蓋半徑為500 m[30]；系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量為100～500，且服從泊松點(diǎn)分布；D2D最大通信距離為50 m[30]；鏈路中斷概率pout=0.9[31]；模體P閾值取0.01[24]。

模體的P值通過對(duì)比模體在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)和隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的頻率，利用二者的概率對(duì)模體的存在性進(jìn)行證明。表1為通信網(wǎng)絡(luò)和隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中M6、M8和M9模體類型出現(xiàn)的頻率及P值。從表1可看出，在D2D通信網(wǎng)絡(luò)中，M6和M8模體類型出現(xiàn)的頻率遠(yuǎn)大于其在隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的頻率。此外，2個(gè)類型模體的P值均為0，遠(yuǎn)小于閾值0.01，M6和M8對(duì)應(yīng)的聯(lián)通結(jié)構(gòu)可作為D2D通信網(wǎng)絡(luò)的模體。然而，M9在隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的頻率高于在通信網(wǎng)絡(luò)中的頻率，且P值為1，遠(yuǎn)大于其閾值0.01，所以不能作為D2D通信網(wǎng)絡(luò)的模體。

表1 D2D通信網(wǎng)絡(luò)和隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中三角形模體類型出現(xiàn)的頻率和P值

不同模體類型在網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的次數(shù)及頻率均有所差異。圖5為隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)和MEC網(wǎng)絡(luò)中模體個(gè)數(shù)與設(shè)備個(gè)數(shù)的關(guān)系變化曲線。從圖5可看出，M8和M6類型模體在實(shí)際MEC網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)次數(shù)均大于在隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的次數(shù)，符合統(tǒng)計(jì)占優(yōu)特性。

圖5 隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)中模體次數(shù)

移動(dòng)設(shè)備數(shù)量的增加使得模體數(shù)量也增加，但覆蓋區(qū)域內(nèi)移動(dòng)設(shè)備密集化程度的提高，也大大增加了設(shè)備信息交互的機(jī)會(huì)，使得對(duì)應(yīng)同階子圖數(shù)量也增加，從而導(dǎo)致2個(gè)類型網(wǎng)絡(luò)模體的頻率下降，如圖6所示。

圖6 隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)中模體次數(shù)

模體類型不同，其在網(wǎng)絡(luò)中的地位也不同，圖7為M8和M6類型模體的Z分?jǐn)?shù)。從圖7可看出，M6的地位優(yōu)于M8，且隨著設(shè)備數(shù)量的增加，模體的Z分?jǐn)?shù)也增加，即大型網(wǎng)絡(luò)中的模體比小型網(wǎng)絡(luò)中的模體具有更高的Z分?jǐn)?shù)。

利用D2D通信處理的任務(wù)大小衡量捕獲的計(jì)算資源?？臻e計(jì)算資源捕獲如圖8所示。從圖8可看出，基于模體的設(shè)備匹配資源捕獲算法優(yōu)于其他3種算法。因?yàn)槟ｓw考慮了鏈路質(zhì)量及中斷概率，在計(jì)算資源配置時(shí)，優(yōu)先配置處理偏好系數(shù)高的設(shè)備，同時(shí)在完成模體配置后利用KM算法進(jìn)行匹配，以提高捕獲資源量。

5 結(jié)束語

通過對(duì)當(dāng)前關(guān)于模體研究文獻(xiàn)的介紹，匯總了支持D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中模體選取、檢測(cè)的一些技巧，包括在結(jié)構(gòu)上和統(tǒng)計(jì)上進(jìn)行測(cè)試。在結(jié)構(gòu)上，對(duì)模體Z得分及導(dǎo)率等進(jìn)行評(píng)價(jià)，以判斷選取的模體在原復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的重要性，并證明模體具有統(tǒng)計(jì)占優(yōu)特性。在計(jì)算資源發(fā)掘上，將KM算法與模體結(jié)合，在提高信息捕獲量的同時(shí)，抗干擾能力也優(yōu)于傳統(tǒng)的配對(duì)方法。在接下來的研究中，將把模體與計(jì)算資源配置結(jié)合，研究模體網(wǎng)絡(luò)在多維云資源配置下的優(yōu)越性。