[發明專利]蜂窩網絡時延與成本均衡的任務卸載方法

有效

• 申請號: 201711213276.8
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107820278B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 李云;鄭夢妍;黃巍;吳廣富
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W28/02
• 分類號: H04W28/02
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 寸南華

本發明涉及云計算技術領域，特別涉及一種蜂窩網絡時延與成本均衡的任務卸載方法，包括：建立用戶卸載任務請求；構建成本目標函數，計算用戶卸載應用過程中的卸載成本函數；通過構造李雅普諾夫函數，設置合理的控制閥值V，計算用戶卸載成本與隊列積壓上限值；更新數據隊列，卸載成本通過控制閥值V來尋找用戶卸載成本與隊列積壓的折中點；根據選擇所述折中點，得到均衡優化后的任務卸載成本與隊列積壓；本發明將其隊列積壓量表示在蜂窩網絡中用戶卸載任務的網絡時延，使得用戶卸載成本最小的同時，大幅降低了用戶端卸載任務的積壓量，從而降低了蜂窩網絡中用戶卸載的網絡時延。

技術領域

本發明涉及云計算技術領域，具體涉及一種蜂窩網絡時延與成本均衡的任務卸載方法。

背景技術

在“移動”時代，產業之間加速相互滲透整合，而技術和服務仍然是競爭的焦點所在。國際市場調研機構eMarketer公布的數據顯示，2016年全球使用智能手機的人數已超過20億人。智能手機市場趨于飽和，基于智能手機的相關業務進入快速發展階段。這些業務包括移動支付、手機游戲、移動電商、移動資訊、移動出行等。移動終端(如智能手機、平板電腦)作為人們處理業務的重要工具，越來越多的人將重要的業務放到移動終端上來運行，而移動終端相對于臺式計算機在運算能力、內存以及電池能耗上劣勢，所以基于移動云服務的移動云計算孕育而生，基于移動云服務的移動云計算是一種將云計算和移動互聯網相融合的新技術，已成為一個新興研究領域，受到了國內外學者的廣泛關注，因此移動云計算成為了人們便捷生活和工作的有力保障。

為提高計算處理能力，降低終端能耗，提高用戶滿意度，移動用戶可以將數據處理和存儲遷移到云端來改善其移動終端處理能力弱、存儲空間小以及電池續航時間短等性能缺陷。云端可將移動終端的數據處理和存儲作為一種業務應用來為用戶提供相應的服務。移動云計算中的無線信道與傳統移動互聯網中的無線信道一樣，都是隨時空的不同動態變化的，且較低的傳輸速率會導致較高的傳輸能耗。在傳統移動互聯網中，一些學者采用適當延緩數據交付的方式來優化傳輸能耗參見文獻：J.Lee and N.Jindal,Energy-EfficientScheduling of Delay Constrained Traffic over Fading Channels,IEEETrans.Wireless Commun.,vol.8,no.4,pp.1866-75,Apr.2009.將這一能耗優化問題建模為延時受限的能耗最優化問題，并采用凸優化方法來求解最優解，但是這種方式很難滿足用戶對不同業務的延時需求，因此具有一定的局限性。C.-P.Li和M.J.Neely在文獻IEEE Transactions on Mobile Computing,Vol.9,no.4,pp.527-539,Apr.2010.提出Energy-Optimal Scheduling with Dynamic Channel Acquisition in WirelessDownlinks方法，從數據在信道中傳輸的角度來考慮問題，雖然可滿足用戶對不同業務的延時需求，但是當用戶長期處于弱覆蓋或干擾嚴重的區域時，不斷到達信道的業務數據也會促使系統在信道狀態較差時向用戶交付數據，從而導致較高的傳輸能耗。

由此可見，針對用戶進行數據采集、傳輸和處理等方面的應用，僅從業務交付的角度來考慮問題不能有效地減少傳輸能耗。當前的研究只是針對用戶的吞吐量與能耗等方面做了大量的研究，未曾想過用戶卸載任務的最終目的是獲得更多的收益，盡量降低卸載成本。另一方面，用戶在將應用卸載云端處理的時候需要通過無線傳輸才能交付給移動終端，因此，考慮網絡異構，不同鏈接(蜂窩、WIFI等)對卸載應用產生的傳輸寬帶成本產生影響，顯然卸載成本是用戶考慮是否卸載、卸載多少業務量的關鍵因素之一。因此，減少用戶卸載任務產生的卸載成本是需要解決的問題，而從業務的實時性來看，隊列積壓也需要謹慎決策，需要綜合考慮卸載應用帶來的卸載成本和隊列積壓，也就是用戶在蜂窩網絡中的卸載任務時延，達到均衡目的。

發明內容