[發(fā)明專利]邊緣計算網(wǎng)絡中兼顧優(yōu)先級與公平性的數(shù)據(jù)協(xié)同傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810977882.5
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN109347902B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設計）人: 尹小燕;賈茹昭;胡瀟;王倩倩;王薇;牛進平;陳峰;劉寶英;陳曉江;房鼎益
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 西安恒泰知識產(chǎn)權代理事務所 61216
• 代理人: 張明

1.一種邊緣計算網(wǎng)絡中兼顧優(yōu)先級與公平性的數(shù)據(jù)協(xié)同傳輸方法，所述的計算網(wǎng)絡中有N個節(jié)點與邊緣服務器通信，其特征在于，所述的方法包括以下步驟：

步驟1，針對所述N個節(jié)點，判斷每個節(jié)點與邊緣服務器通信時是否需要中轉節(jié)點，將通信時需要中轉節(jié)點的節(jié)點形成集合N_r，執(zhí)行步驟2，其余節(jié)點形成集合N_u，執(zhí)行步驟3；

步驟2，對于N_r中的任意一個節(jié)點i，計算節(jié)點i與N_u中每一個節(jié)點的積分值Sum(i,j)：

Sum(i,j)＝λ_S*S(j)-λ_D*D(j)-λ_DN*DN(i,j)-λ_E*E(j) 式1

其中，j是N_u中的任意一個節(jié)點，S(j)、DN(i,j)和E(j)分別是節(jié)點j的存儲容量、j與節(jié)點i之間的距離，j的自身的能耗，D(j)是節(jié)點j的數(shù)據(jù)總量大小，λ_S、λ_D、λ_DN和λ_E均是影響因子值，λ_S、λ_D、λ_DN和λ_E的取值范圍均在0到1之間；

選取N_u中積分值最高的一個節(jié)點作為節(jié)點i的中轉節(jié)點，執(zhí)行步驟3；

步驟3，按照式2計算N_r中的每一個節(jié)點i或N_u中的每一個節(jié)點j中第k個數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級p_ik：

其中，L_i為節(jié)點i或節(jié)點j的位置重要性，為節(jié)點i或節(jié)點j的第k個數(shù)據(jù)流的截止時間，T_now為節(jié)點i或節(jié)點j的第k個數(shù)據(jù)流的當前時間，β_l和β_t均是影響因子值，取值范圍均在0到1之間；

步驟4，按照式3計算N_r中的每一個節(jié)點i或N_u中的每一個節(jié)點j中第k個數(shù)據(jù)流的傳輸速率r_ik，

r_ik＝αp_ikD_ik 式3

其中，α為分配因子，p_ik為每一個節(jié)點i的數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級，D_ik為每一個節(jié)點j的數(shù)據(jù)流大小；

步驟5，對于節(jié)點i或節(jié)點j中的所有數(shù)據(jù)流，按照數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級進行降序排序以形成發(fā)送隊列，然后節(jié)點i或節(jié)點j按照發(fā)送隊列對排序后的數(shù)據(jù)流以步驟4計算的傳輸速率發(fā)送數(shù)據(jù)；

步驟1中所述的判斷每個節(jié)點i與邊緣服務器通信時是否需要中轉節(jié)點，具體過程為：

步驟1.1，針對邊緣服務器，每個節(jié)點i向邊緣服務器發(fā)送探測數(shù)據(jù)包，邊緣服務器利用無線網(wǎng)卡從接收到的數(shù)據(jù)包中獲取信道狀態(tài)信息CSI值，將CSI值反饋給對應的節(jié)點i，邊緣服務器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)包質量與CSI值，設置閾值θ，

步驟1.2，針對接收到的CSI值，每個節(jié)點i將接收到的CSI值與閾值θ比較，若節(jié)點的CSI值小于閾值，則需要中轉節(jié)點，若節(jié)點的CSI值大于閾值θ，則能夠直接與邊緣服務器通信，不需要中轉節(jié)點。

2.如權利要求1所述的邊緣計算網(wǎng)絡中兼顧優(yōu)先級與公平性的數(shù)據(jù)協(xié)同傳輸方法，其特征在于，所述的方法還包括以下步驟：

步驟6，對于節(jié)點i或節(jié)點j中的發(fā)送隊列，判斷排序最靠前的數(shù)據(jù)流中最靠前的數(shù)據(jù)包是否失效，若失效則刪除失效數(shù)據(jù)包，執(zhí)行步驟7，若未失效，則發(fā)送數(shù)據(jù)包，執(zhí)行步驟7；

步驟7，針對發(fā)送隊列，判斷發(fā)送隊列是否為空，若發(fā)送隊列不為空，返回步驟6執(zhí)行，若發(fā)送隊列為空，則結束傳輸。

3.如權利要求2所述的邊緣計算網(wǎng)絡中兼顧優(yōu)先級與公平性的數(shù)據(jù)協(xié)同傳輸方法，其特征在于，步驟6中，所述的判斷排序最靠前的數(shù)據(jù)流中最靠前的數(shù)據(jù)包是否失效，具體方式為：

其中，s_ikm為二進制變量表示數(shù)據(jù)包m是否傳輸成功，1為傳輸成功，0為傳輸失敗，T_ikm為流中數(shù)據(jù)包m傳輸時間，為數(shù)據(jù)包m的數(shù)據(jù)流f_ik的截止時間。