[發(fā)明專利]異構(gòu)移動(dòng)邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中分層任務(wù)卸載的方法與系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010066572.5
• 申請(qǐng)日: 2020-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111262944B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋令陽(yáng);王鵬飛;邸博雅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L29/08
• 分類號(hào): H04L29/08
• 代理公司: 北京潤(rùn)澤恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11319
• 代理人: 莎日娜

1.一種在異構(gòu)移動(dòng)邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中分層任務(wù)卸載的系統(tǒng)中執(zhí)行的方法，所述系統(tǒng)包括邊緣設(shè)備、邊緣服務(wù)器和云計(jì)算中心，所述邊緣設(shè)備與邊緣服務(wù)器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接，所述邊緣服務(wù)器與云計(jì)算中心通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)連接，其特征在于，所述方法包括：

S1邊緣設(shè)備，生成計(jì)算任務(wù)和處理時(shí)限，接收邊緣服務(wù)器反饋的價(jià)格，根據(jù)價(jià)格和本地計(jì)算的能耗判斷是否卸載任務(wù)，若是，則將任務(wù)卸載給邊緣服務(wù)器，若不是，則在本地進(jìn)行所述任務(wù)計(jì)算；

S2邊緣服務(wù)器，接收云計(jì)算中心的計(jì)算資源價(jià)格并反饋給邊緣設(shè)備；

接收邊緣設(shè)備支付的費(fèi)用和卸載的任務(wù)以及剩余處理時(shí)限，并根據(jù)自身的決策策略算出所述邊緣設(shè)備卸載的任務(wù)和/或?qū)⑺鲞吘壴O(shè)備卸載的任務(wù)卸載給所述云計(jì)算中心的收益；

若收益為負(fù)，則將所述邊緣設(shè)備卸載的任務(wù)卸載到云計(jì)算中心，若收益為0或者正，則在本地計(jì)算所述邊緣設(shè)備卸載的任務(wù)；

S3云計(jì)算中心，接收邊緣服務(wù)器支付的費(fèi)用、卸載的任務(wù)和剩余處理時(shí)限，優(yōu)化計(jì)算和傳輸資源分配，計(jì)算出計(jì)算所述邊緣服務(wù)器卸載的任務(wù)所需要的能耗；將最小化整個(gè)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的能耗作為目標(biāo)函數(shù)，將任務(wù)的處理量和傳輸量作為約束條件，根據(jù)拉格朗日乘子法計(jì)算出計(jì)算資源的價(jià)格和發(fā)生系統(tǒng)阻塞后的罰金，并將所述計(jì)算資源的價(jià)格和罰金的信息反饋給邊緣服務(wù)器；

當(dāng)邊緣設(shè)備和/或邊緣服務(wù)器卸載的任務(wù)造成計(jì)算網(wǎng)絡(luò)堵塞，每個(gè)邊緣設(shè)備和每個(gè)邊緣服務(wù)器向云計(jì)算中心繳納罰金；

循環(huán)步驟S1、S2和S3，直至邊緣設(shè)備的卸載策略、邊緣服務(wù)器的決策策略以及云計(jì)算中心發(fā)布的計(jì)算資源的價(jià)格和罰金均穩(wěn)定時(shí)，整個(gè)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算卸載設(shè)計(jì)完成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述邊緣設(shè)備根據(jù)價(jià)格和本地計(jì)算的能耗判斷是否卸載任務(wù)，包括：

根據(jù)任務(wù)的數(shù)據(jù)產(chǎn)生速率和處理時(shí)限，計(jì)算出在本地計(jì)算所述任務(wù)所需要的能耗E1；

根據(jù)邊緣服務(wù)器反饋的計(jì)算資源價(jià)格和任務(wù)的數(shù)據(jù)量，計(jì)算出自身卸載任務(wù)所需要支付的成本E2；

比較E1和E2，若E1E2，則將任務(wù)卸載到邊緣服務(wù)器；若E1≤E2，則在本地進(jìn)行所述任務(wù)的計(jì)算。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在將任務(wù)卸載到邊緣服務(wù)器之前，所述方法還包括：邊緣設(shè)備根據(jù)自身的優(yōu)化策略優(yōu)化無(wú)線傳輸?shù)膫鬏敼β省?/p>

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在本地進(jìn)行所述任務(wù)的計(jì)算之前，所述方法還包括：所述邊緣設(shè)備自身的優(yōu)化策略根據(jù)任務(wù)的數(shù)據(jù)產(chǎn)生率和處理時(shí)限優(yōu)化計(jì)算資源配比。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述邊緣服務(wù)器接收多個(gè)邊緣設(shè)備卸載的任務(wù)時(shí)，根據(jù)自身的決策策略和自身的總計(jì)算能力決定是否卸載，卸載時(shí)以每個(gè)邊緣設(shè)備卸載的任務(wù)為單位；

若收益為負(fù)，則將任務(wù)卸載到云計(jì)算中心；若接收的任務(wù)的總數(shù)據(jù)量大于自身的總計(jì)算能力，將任務(wù)卸載到云計(jì)算中心；卸載時(shí)以每個(gè)邊緣設(shè)備卸載的任務(wù)為單位。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，有多個(gè)邊緣服務(wù)器時(shí)，為所有邊緣服務(wù)器的決策策略建立學(xué)習(xí)模型，包括所述邊緣服務(wù)器的狀態(tài)、行為和收益，

所述邊緣服務(wù)器的狀態(tài)包括云計(jì)算中心反饋的價(jià)格、邊緣設(shè)備的數(shù)據(jù)產(chǎn)生速率、剩余處理時(shí)限和其他邊緣服務(wù)器的卸載策略；

所述邊緣服務(wù)器的行為包括自身的計(jì)算資源分配策略和卸載策略；

將其他服務(wù)器的歷史行為作為學(xué)習(xí)策略，將邊緣服務(wù)器的收益作為目標(biāo)函數(shù)。