[發(fā)明專利]一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景下基于邊云協(xié)同的任務(wù)調(diào)度策略

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• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN110851277A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王淑棟;李艷青;龐善臣;王珣
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明針增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用程序?qū)r(shí)延的敏感性與用戶設(shè)備能耗的問題，提出了一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景下基于邊云協(xié)同的任務(wù)調(diào)度策略，旨在滿足AR任務(wù)時(shí)延的前提下，最小化本地用戶設(shè)備總能耗。算法根據(jù)時(shí)延與能耗確定是在云端還是本地執(zhí)行，并建立任務(wù)優(yōu)先級，利用改進(jìn)的遺傳算法根據(jù)時(shí)延與能耗對任務(wù)進(jìn)行合理的安排調(diào)度。本發(fā)明可有效滿足任務(wù)的時(shí)延與降低用戶設(shè)備的能耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于云計(jì)算、邊緣計(jì)算兩大領(lǐng)域，尤其涉及一種基于時(shí)延的邊云協(xié)同節(jié)能調(diào)度方法。

背景技術(shù)

隨著5G的興起，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augment Reality,AR)應(yīng)用程序正在日漸發(fā)展,且受到越來越多的關(guān)注。AR應(yīng)用程序?qū)ρ舆t是極其敏感的,而且對計(jì)算和通信的要求都很高,在移動(dòng)設(shè)備上執(zhí)行AR應(yīng)用程序時(shí),移動(dòng)設(shè)備電池消耗量大，用戶體驗(yàn)度較差。隨著邊云協(xié)同成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。尤其是當(dāng)我們向互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化時(shí)代邁進(jìn)的時(shí)候云端協(xié)作已經(jīng)成為CDN、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、能源、智能交通和安全監(jiān)控等許多場景中的重要應(yīng)用，其中如何根據(jù)能耗或時(shí)延將任務(wù)安排在邊緣或云端進(jìn)行處理是一個(gè)值得研究的問題。邊緣計(jì)算能夠更好地支持本地業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)智能決策與執(zhí)行，尤其是具有高實(shí)時(shí)性的任務(wù)場景：有些場景要求實(shí)時(shí)性能在10毫秒以內(nèi)，甚至更低，如果數(shù)據(jù)分析和處理都是在云中實(shí)現(xiàn)的，則很難滿足服務(wù)的實(shí)時(shí)要求。但是同樣的計(jì)算密集型任務(wù)，需要的計(jì)算量一般的邊緣設(shè)備難以滿足。計(jì)算卸載是邊緣計(jì)算中的關(guān)鍵技術(shù)之一，邊緣計(jì)算中應(yīng)用計(jì)算卸載不僅減輕了核心網(wǎng)的壓力，而且減小了傳輸帶來的時(shí)延。為此，提出一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景下基于邊云協(xié)同的任務(wù)調(diào)度策略，將用戶提交AR任務(wù)，根據(jù)計(jì)算卸載策略，合理的分配給云端或者邊緣端，使之滿足在滿足時(shí)延的前提下，最小化用戶設(shè)備的能耗，是十分有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)對時(shí)延的敏感性與用戶設(shè)備能耗的問題，提出了一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景下基于邊云協(xié)同的任務(wù)調(diào)度策略，旨在滿足AR任務(wù)時(shí)延的前提下，最小化本地用戶設(shè)備總能耗。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包括如下部分：

1.一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景下基于邊云協(xié)同的任務(wù)調(diào)度策略，具體實(shí)施步驟如下：

步驟1：用戶提交任務(wù)，任務(wù)屬性有四個(gè)(任務(wù)大小data、時(shí)延大小expT、完成此任務(wù)需要的cpu周期D、最大可容忍時(shí)延tolT)。

步驟2：對于用戶提交的任務(wù)，根據(jù)在本地的執(zhí)行時(shí)間是否能滿足時(shí)延要求以及在本地的執(zhí)行能耗是否小于平均信道環(huán)境下的平均傳輸能耗將其分類。

步驟3：將需要卸載到云端執(zhí)行的任務(wù)按照任務(wù)緊迫性與重要度進(jìn)行優(yōu)先級設(shè)置。

步驟4：對于需要卸載到MEC節(jié)點(diǎn)的任務(wù)，以最小化用戶端設(shè)備能耗以及滿足時(shí)延為目的，根據(jù)遺傳算法進(jìn)行迭代優(yōu)化選擇。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分類方法，其特征在于：

如果本地執(zhí)行時(shí)間不能滿足時(shí)延：T_local>expT_i，則將任務(wù)傳到云端執(zhí)行。如果本地執(zhí)行時(shí)間可以滿足時(shí)延并且本地執(zhí)行的能耗小于此任務(wù)在平均信道環(huán)境下的傳輸能耗：T_local≤expT_i andE_local＜E_tb，則在本地執(zhí)行，否則如果本地執(zhí)行的能耗小于此任務(wù)在平均信道環(huán)境下的傳輸能耗，則在云端執(zhí)行。其中T_local是任務(wù)在本地的執(zhí)行時(shí)間，expT_i是任務(wù)要求的時(shí)延，E_local是本地執(zhí)行的能耗，E_tb是任務(wù)在平均信道條件下的傳輸能耗

3.根據(jù)權(quán)利要求1中的優(yōu)先級設(shè)置，其特征在于：

優(yōu)先級設(shè)定為：其中tolT_i為任務(wù)i最大可容忍時(shí)延。