[發明專利]一種不穩定信道條件下的邊緣協同數據卸載方法

有效

• 申請號: 201910060717.8
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109729175B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 朱曉敏;包衛東;閆輝;周云;張耀鴻;張雄濤;陳黃科;張亮
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 曾志鵬

本發明提供了一種不穩定信道條件下的邊緣協同數據卸載方法，在任務到達后，更新設備拓撲相連設備集和信道狀態，判斷是否滿足設備存儲和可靠性約束，按照可靠性與能耗比值對可用任務卸載設備集合進行排序，按順序依次判斷任務卸載設備是否滿足任務聯合可靠性約束，將任務卸載到對應的設備上。該方法能夠模擬不穩定的信道質量，優化了任務調度模型，并降低了方法的復雜度，大大提高了控制效率，該邊緣協同數據卸載方法在靜態和動態通信條件下，綜合考慮能耗和可靠性，在設備通信概率較高的情況下具有更好的適應性，且能隨著任務大小的增加具有最好的性能。

技術領域

本發明屬于一種物聯網任務調度優化方法，，適用于數據卸載與調度問題，具體是涉及到一種不穩定通信信道條件下邊緣協同數據卸載。

背景技術

物聯網(IoT)的發展被譽為空前的成功，數以百億計的物聯網設備將應用于家庭、學校、公司、醫院等，隨著應用場景的增加，物聯網設備將執行越來越復雜的任務，如監控、人群感知和健康監控。然而，物聯網設備的處理能力并不能完全保證按時完成任務，將任務卸載到網絡邊緣并在邊緣進行處理已經成為主流模式。近年來提出了邊緣計算、移動邊緣計算、移動云計算、霧計算等概念。為了在網絡邊緣獲取邊緣設備的計算和存儲資源，學術界和工業界都把重點放在邊緣網絡與物聯網設備之間的協作上。

由于在移動設備上存儲數據缺乏可靠性和安全性，將數據卸載到邊緣或數據中心成為永久存儲數據的重要方式。作為一種服務模式，協同數據卸載被認為是降低通信帶寬以及節省能耗的有效方法。但是，對于移動物聯網設備來說，它們經常用于通信質量動態變化的網絡中，因此數據丟失或數據卸載失敗是不可避免的。迄今為止，現有技術在不穩定信道條件下，無法實現高效地消耗能量并具有高可靠性的協同數據邊緣卸載。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種不穩定信道條件下的邊緣協同數據卸載方法，該方法在保證數據卸載可靠性的同時，盡可能地降低能耗。

本發明的內容包括一種不穩定信道條件下的邊緣協同數據卸載方法，包括以下步驟：

步驟一、任務到達，更新設備拓撲相連設備集和信道狀態；

步驟二、按設備編號依次取拓撲相連設備；

步驟三、判斷設備拓撲相連設備集是否為空：若不為空，則轉至步驟四；若為空，則轉至步驟五；

步驟四、判斷是否滿足設備存儲和可靠性約束：若滿足設備存儲和可靠性約束，則將設備列入可用任務卸載設備集合；若不滿足設備存儲和可靠性約束，則將設備移除出拓撲相連設備集合，并返回步驟二；

步驟五、更新可用任務卸載設備集合；

步驟六、判斷任務卸載設備集合是否為空，若為空，則轉至步驟七；若不為空，則轉至步驟八；

步驟七、拒絕并結束任務；

步驟八、計算可用任務卸載設備的任務可靠性與處理能耗，按照可靠性與能耗比值對可用任務卸載設備集合進行排序；

步驟九、按順序依次取任務卸載設備，判斷其是否滿足任務聯合可靠性約束，若滿足約束，轉至步驟十；若不滿足約束，轉至步驟十一；

步驟十、將任務卸載到對應的設備上，結束任務；

步驟十一、將設備移出可用任務卸載設備集合，并判斷此時可用任務卸載設備集合是否為空：若可用任務卸載設備集合不為空，則轉至步驟九；若可用任務卸載設備集合為空，則拒絕并結束任務。