[發(fā)明專利]聯(lián)合服務(wù)部署與任務(wù)卸載方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備及介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110337597.9
• 申請(qǐng)日: 2021-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN113010317B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張幸林;李鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F9/50
• 分類號(hào): G06F9/50;H04W24/02;H04W24/06;H04W28/084;H04W56/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李君

1.一種聯(lián)合服務(wù)部署與任務(wù)卸載方法，其特征在于，所述方法包括：

確定移動(dòng)邊緣計(jì)算系統(tǒng)的異步時(shí)間間隙、邊緣網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的劃分情況以及移動(dòng)邊緣計(jì)算系統(tǒng)的基本屬性；

根據(jù)異步時(shí)間間隙、劃分情況和基本屬性，建立服務(wù)部署與任務(wù)卸載計(jì)算模型；

根據(jù)李雅普諾夫優(yōu)化計(jì)算任務(wù)隊(duì)列、李雅普諾夫漂移和漂移-減-效用項(xiàng)；

根據(jù)服務(wù)部署與任務(wù)卸載計(jì)算模型以及李雅普諾夫優(yōu)化計(jì)算結(jié)果，計(jì)算每個(gè)時(shí)間槽的服務(wù)部署與任務(wù)卸載結(jié)果；

所述確定移動(dòng)邊緣計(jì)算系統(tǒng)的異步時(shí)間間隙、邊緣網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的劃分情況以及移動(dòng)邊緣計(jì)算系統(tǒng)的基本屬性，具體包括：

考慮一個(gè)以時(shí)隙方式運(yùn)行的移動(dòng)邊緣計(jì)算系統(tǒng)，將時(shí)間軸劃分為個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間幀由長(zhǎng)度為的時(shí)間槽組成；給定一個(gè)時(shí)間槽序列定義t＝kT作為每個(gè)時(shí)間段[t,t+T-1]的開始；

考慮具有N個(gè)基站的移動(dòng)邊緣計(jì)算系統(tǒng)，將N個(gè)基站定義為每個(gè)基站有移動(dòng)邊緣計(jì)算服務(wù)器為該基站覆蓋范圍內(nèi)的終端設(shè)備提供計(jì)算服務(wù)；將網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分為I個(gè)不相交的子區(qū)域，定義為

假設(shè)基站n具有有限的計(jì)算資源來(lái)處理計(jì)算任務(wù)以及有限的存儲(chǔ)空間來(lái)部署服務(wù)，將計(jì)算任務(wù)定義為F_n，將部署服務(wù)定義為R_n；假設(shè)移動(dòng)邊緣計(jì)算系統(tǒng)提供了S個(gè)計(jì)算服務(wù)，記為每個(gè)服務(wù)需要一個(gè)存儲(chǔ)空間r_s來(lái)存儲(chǔ)與服務(wù)s相關(guān)的庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)，并且每比特的計(jì)算量需要f_s的CPU周期；假設(shè)子區(qū)域i在時(shí)隙τ中對(duì)服務(wù)s的任務(wù)計(jì)算需求定義為服從參數(shù)為1/λ_s,i的指數(shù)分布；

所述服務(wù)部署與任務(wù)卸載計(jì)算模型，如下式：

所述服務(wù)部署與任務(wù)卸載計(jì)算模型受限于以下各式：

其中，為二元決策變量，表示服務(wù)s是否在時(shí)間段t部署在基站n，為時(shí)間段t基站n所有服務(wù)的服務(wù)配置決策集合，為時(shí)間段t所有基站的服務(wù)部署決策集合；為連續(xù)決策變量，表示在時(shí)間槽τ卸載到基站n的任務(wù)計(jì)算需求量的比例，為所有子區(qū)域在時(shí)間槽τ基站n中服務(wù)s的卸載決策集合；為非負(fù)實(shí)數(shù)變量，表示在時(shí)間槽τ基站n分配給服務(wù)類型為s的任務(wù)計(jì)算量的計(jì)算資源，和分別表示在時(shí)間槽τ基站n和所有基站的計(jì)算資源分配決策；表示在時(shí)間槽τ基站n中服務(wù)s的任務(wù)擠壓隊(duì)列，表示在時(shí)間槽τ從基站n遷往云的服務(wù)為s的任務(wù)計(jì)算需求。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合服務(wù)部署與任務(wù)卸載方法，其特征在于，所述根據(jù)李雅普諾夫優(yōu)化計(jì)算任務(wù)隊(duì)列、李雅普諾夫漂移和漂移-減-效用項(xiàng)，具體包括：

定義時(shí)間段t＝kT中所有服務(wù)的所有基站的任務(wù)隊(duì)列積壓向量得到二次李雅普諾夫函數(shù)L(Θ(t))；

根據(jù)二次李雅普諾夫函數(shù)L(Θ(t))，定義T-slot條件李雅普諾夫漂移；

設(shè)計(jì)漂移-減-效用最小化策略，以最小化每個(gè)時(shí)間段下漂移-減-效用項(xiàng)的上界。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聯(lián)合服務(wù)部署與任務(wù)卸載方法，其特征在于，所述二次李雅普諾夫函數(shù)L(Θ(t))，如下式：

其中，所述二次李雅普諾夫函數(shù)L(Θ(t))為非負(fù)函數(shù)，當(dāng)且僅當(dāng)L(Θ(t))中所有元素等于0時(shí)，李雅普諾夫函數(shù)等于0。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聯(lián)合服務(wù)部署與任務(wù)卸載方法，其特征在于，所述漂移-減-效用最小化策略，如下式：

其中，V≥0，為一個(gè)控制參數(shù)，表示移動(dòng)邊緣計(jì)算系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)效益最大化的重要性權(quán)重。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合服務(wù)部署與任務(wù)卸載方法，其特征在于，所述根據(jù)服務(wù)部署與任務(wù)卸載計(jì)算模型以及李雅普諾夫優(yōu)化計(jì)算結(jié)果，計(jì)算每個(gè)時(shí)間槽的服務(wù)部署與任務(wù)卸載結(jié)果，如下式：

其中，Θ(t)表示時(shí)間段t＝kT中所有服務(wù)的所有基站的任務(wù)隊(duì)列積壓向量，表示在時(shí)間槽τ基站n中服務(wù)s的任務(wù)擠壓隊(duì)列；表示在時(shí)間槽τ基站n分配給服務(wù)類型為s的任務(wù)計(jì)算量的計(jì)算資源，表示在時(shí)間槽τ從基站n遷往云的服務(wù)為s的任務(wù)計(jì)算需求，