[發明專利]基于移動邊緣計算的計算密集型數據狀態更新實現方法

在審

• 申請號: 202010084053.1
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111262947A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 陳翔;鄺巧斌;邱繼云;龔杰;陳曉春;田華
• 申請（專利權）人: 深圳清華大學研究院
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李盛洪

1.一種基于移動邊緣計算的計算密集型數據狀態更新實現方法，其特征在于，所述的計算密集型數據狀態更新實現方法包括以下步驟：

S1、參數初始化，確定本地服務器的計算率μ_l、用戶卸載數據的數據傳輸率μ_t、遠端服務器的計算率μ_s；

S2、計算本地計算的信息年齡；

S3、計算遠端計算的信息年齡；

S4、控制中心根據計算的平均信息年齡選擇處理狀態更新數據的服務器；如果本地計算的平均信息年齡大于遠端計算的平均信息年齡，則把狀態更新包卸載到遠端服務器進行處理；否則，直接在本地服務器處理；

S5、將處理完成的狀態更新信息傳輸到目的節點；

S6、目的節點收到最新的狀態更新包，將目的節點的年齡更新為最新收到的包的年齡。

2.根據權利要求1所述的基于移動邊緣計算的計算密集型數據狀態更新實現方法，其特征在于，所述的步驟S1過程如下：

給定c和f_l，通過公式μ_l＝f_l/c來確定本地服務器的計算率μ_l的值；

給定R和l，通過公式μ_t＝R/l來確定卸載數據的數據傳輸率μ_t的值；

給定c和f_s，通過公式μ_s＝f_s/c來確定遠端服務器的計算率μ_s的值；

其中，l是狀態更新包的大小，c是處理包所需的CPU周期數，R是數據速率，f_l是本地計算能力，f_s是遠端服務器計算能力。

3.根據權利要求1所述的基于移動邊緣計算的計算密集型數據狀態更新實現方法，其特征在于，所述的步驟S2過程如下：

S21、使用零等待策略，即假設本地服務器完成上一個包的計算，馬上產生下一個包，沒有計算等待的時間，則本地計算的平均年齡的表達式為其中E(·)表示期望算子，Y_i表示第i-1個包和第i個包產生間隔時間，也表示第i-1個包的本地計算時間；

S22、假設本地計算時間是服從指數分布的，則根據已經得到的μ_l的值，計算得到本地計算的平均信息年齡。

4.根據權利要求1所述的基于移動邊緣計算的計算密集型數據狀態更新實現方法，其特征在于，所述的步驟S3過程如下：

S31、使用零等待策略，即當上一個包傳輸到移動邊緣服務器時，馬上產生下一個包進行傳輸，沒有傳輸等待時間，則化簡遠端計算的平均年齡為Y_i表示第i-1個包和第i個包到達遠端服務器的間隔時間，假設Y_i是服從指數分布的，且E[Y_i]＝1/μ_t，定義W_i為第i個包的等待時間，等待時間表示從包到達遠端服務器到開始被服務的時間，定義S_i為第i個包在遠端服務器的服務時間，服務時間表示一個包被服務的時間，即包從開始被服務到離開遠端服務器的時間，定義T_i表示第i個包在該移動邊緣計算系統中的系統時間，系統時間表示包從到達遠端服務器到離開遠端服務器這段時間，它是等待時間和服務時間之和，也就是一個包在遠端服務器中所停留的時間，即有T_i＝W_i+S_i；

S32、計算E[Y_iY_i-1]和的值，由于Y_i是服從指數分布的，根據公式得到這兩個期望的值；

S33、計算E[T_iY_i-1]的值，假設遠端服務器的服務時間S_i是服從指數分布的，并且S_i＝1/μ_s，這樣E[T_iY_i-1]＝E[(W_i+S_i)Y_i-1]＝E[W_iY_i-1]+E[S_iY_i-1]，首先計算出接著計算E[W_iY_i-1]，給定Y_i-1＝y_i，根據下面的公式得出E[W_i|Y_i-1＝y_i]，公式如下：

其中，y表示相鄰包到達遠端服務器的間隔時間，s表示包在遠端服務器的服務時間，t表示包到達遠端服務器到離開遠端服務器的時間，運算()⁺表示僅當括號內取值為正時，才保留括號內的值，否則將括號內的值置為零，狀態更新包在遠端服務器停留的系統時間T的概率密度函數為其中ρ_s＝μ_t/μ_s，狀態更新包間隔到達遠端服務器的時間Y的概率密度函數為遠端服務器的服務時間S的概率密度函數為得到E[W_i|Y_i-1＝y_i]后，根據公式

計算出E[W_iY_i-1]的值，從而得到E[T_iY_i-1]的值；

S34、根據求得的E[T_iY_i-1]、E[Y_iY_i-1]和的值，最后得到遠端計算的平均信息年齡的值。