[發明專利]面向大規模邊緣計算系統的任務卸載控制方法及系統

有效

• 申請號: 202111325318.3
• 申請日: 2021-11-10
• 公開（公告）號: CN113766037B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 呂豐;董哲;吳帆;張堯學
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H04L67/1008
• 分類號: H04L67/1008;H04L41/147
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 鄧宇

1.一種面向大規模邊緣計算系統的任務卸載控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

對邊緣計算系統中的邊緣服務器進行分組，得到多個服務器組；

對于任意一組服務器組，獲取所述服務器組下的移動用戶的歷史平均任務到達速率，并根據所述歷史平均任務到達速率預測所述服務器組下的移動用戶在預測時刻的平均任務到達速率，并根據所述服務器組下的移動用戶在預測時刻的平均任務到達速率計算所述服務器組內的所有移動用戶計算成本之和最小時對應的最優卸載概率；再在預測時刻以所述最優卸載概率控制所述服務器組下的移動用戶進行任務卸載；

獲取所述服務器組下的移動用戶的歷史平均任務到達速率，并根據所述歷史平均任務到達速率預測所述服務器組下的移動用戶在預測時刻的平均任務到達速率，包括以下步驟：

在時隙末尾，統計所述服務器組內的所有服務器在當前時隙收到的任務量之和和所述服務器組下的移動用戶的數量，其中，為當前時隙；

基于得到的所述服務器組內的所有服務器在當前時隙收到的任務量之和和所述服務器組下的移動用戶的數量，通過以下公式計算所述服務器組內的所有移動用戶在當前時隙的平均任務到達速率：

其中，為時隙的服務器組的卸載概率值；

基于計算得到的所述服務器組內的所有移動用戶在當前時隙的平均任務到達速率，通過卡爾曼濾波估計所述服務器組內的所有移動用戶在預測時刻的平均任務到達速率。

2.根據權利要求1所述的面向大規模邊緣計算系統的任務卸載控制方法，其特征在于，根據所述服務器組下的移動用戶在預測時刻的平均任務到達速率計算所述服務器組內的所有移動用戶計算成本之和最小時對應的最優卸載概率，包括以下步驟：

根據所述服務器組內的所有移動用戶在預測時刻的平均任務到達速率計算所述服務器組內的所有移動用戶預測時刻將任務卸載到邊緣進行執行的時延；

構建以所述服務器組內的所有移動用戶計算成本之和最小為優化目標，以所述服務器組內的所有移動用戶將任務卸載到邊緣進行執行的時延以及卸載概率為變量的目標優化模型；

將計算得到的所述服務器組內的所有移動用戶預測時刻將任務卸載到邊緣進行執行的時延輸入到所述目標優化模型中，求解所述目標優化模型的最優解作為所述服務器組的最優卸載概率。

3.根據權利要求2所述的面向大規模邊緣計算系統的任務卸載控制方法，其特征在于，服務器組內的所有服務器共享所述服務器組的最優卸載概率；所述目標優化模型為：

式中，表示服務器組下的所有移動用戶的計算成本之和，表示服務器組下的第個移動用戶，為服務器組下的移動用戶總數；表示服務器組的卸載概率值，表示服務器組下的第個移動用戶的計算成本；表示服務器組下的第個移動用戶在本地執行任務的計算成本，表示服務器組下的第個移動用戶將任務卸載到邊緣進行執行的計算成本；、分別表示所述服務器組下第個移動用戶在本地執行任務的時延、功耗；、分別表示所述服務器組下第個移動用戶將任務卸載到邊緣進行執行的時延、功耗；表示計算成本中時延的比重，越大表示任務對時延越敏感，反之則對功耗敏感，且01。

4.根據權利要求1所述的面向大規模邊緣計算系統的任務卸載控制方法，其特征在于，

根據所述服務器組內的所有移動用戶在預測時刻的平均任務到達速率計算所述服務器組內的移動用戶預測時刻將任務卸載到邊緣進行執行的時延，通過以下公式實現：

式中，所述服務器組下第個移動用戶將任務卸載到邊緣進行執行的時延，表示服務器組內的所有的移動用戶的平均任務大小，表示服務器組內的所有的移動用戶的平均傳輸速率，為服務器組的任務處理速率表示服務器組的卸載概率值，為服務器組下的移動用戶總數；為所述服務器組下的所有移動用戶在預測時刻的平均任務到達速率。