[發明專利]一種基于邊緣計算的多用戶多任務卸載系統

在審

• 申請號: 202210055327.3
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114416367A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 孫致堯;陳桂芬;王義君;陳廣交;王柳;李新州;吳國偉;顧興龍
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F9/48
• 代理公司: 北京智行陽光知識產權代理事務所(普通合伙) 11738
• 代理人: 崔新芬

本發明公開了一種基于邊緣計算的多用戶多任務卸載系統，包括：若干組用戶端，所述用戶端用于建立并發送待處理卸載任務；覆蓋所述若干組用戶端的邊緣服務器集合，所述邊緣服務器集合包括若干組邊緣服務器。通過采用計算模塊對待處理卸載任務的消耗進行建模，然后基于計算模型通過排序模塊根據組成各個待處理卸載任務的規定最晚完成時間和實際執行過程中的允許最晚完成時間，確定任務執行的優先級，不僅解決現有卸載系統計算資源浪費的現象，還解決了解決現有卸載系統無法實現邊緣服務器的能源消耗和用戶任務的響應時間權衡優化的問題。

技術領域

本發明屬于多用戶多任務卸載領域，更具體地說，尤其涉及一種基于邊緣計算的多用戶多任務卸載系統。

背景技術

邊緣計算，是指在靠近物或數據源頭的一側，采用網絡、計算、存儲、應用核心能力為一體的開放平臺，就近提供最近端服務，其應用程序在邊緣側發起，產生更快的網絡服務響應，滿足行業在實時業務、應用智能、安全與隱私保護等方面的基本需求，邊緣計算處于物理實體和工業連接之間，或處于物理實體的頂端，而云端計算，仍然可以訪問邊緣計算的歷史數據。

目前的基于邊緣計算的卸載系統，在處理緊急任務時，可能會出現計算資源不足的現象，從而導致任務不能在規定時間內完成；而在處理對時間寬容的任務時，可能會出現計算資源浪費的現象，從而導致產生大量不必要的能耗。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種基于邊緣計算的多用戶多任務卸載系統。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于邊緣計算的多用戶多任務卸載系統，包括：

若干組用戶端，所述用戶端用于建立并發送待處理卸載任務；

覆蓋所述若干組用戶端的邊緣服務器集合，所述邊緣服務器集合包括若干組邊緣服務器，每組所述邊緣服務器中均包括：

接收模塊，用于接收所述用戶端發送的所述待處理卸載任務，所述接收模塊包括無線接入點，所述無線接入點接收所述用戶端邊緣節點發送的數據將用戶端和邊緣計算節點進行配對；

排序模塊，根據組成各個待處理卸載任務的規定最晚完成時間和實際執行過程中的允許最晚完成時間，確定任務執行的優先級；

最優決策獲得模塊，基于物聯網設備、邊緣服務器和遠程服務器的資源狀態、要執行的任務狀態和優先隊列狀態，采用DQN網絡，結合物聯網設備、邊緣服務器的資源情況以及物聯網設備產生應用的實時信息，得到當前狀態下各種動作與每種動作對應的消耗，直到DQN網絡收斂，得到最優的任務執行和資源分配策略。

優選的，所述邊緣服務器還包括：

計算模塊，對待處理卸載任務的消耗進行建模，根據是否進行卸載分成兩種情況建模：

1)如果不卸載，則任務本地進行處理；在假設任務執行時間恰好為任務的時間約束的條件下，用戶設備的CPU頻率根據動態電壓縮放技術，取最大頻率與任務需求頻率之間的較小值；然后計算本地消耗；

2)如果進行卸載，則任務在車載邊緣節點進行處理；計算用戶設備發送與接收數據和靜態功率所消耗的能量；若任務結果數據量很小，則消耗的能量和時間忽略不計；結合發送時間計算出任務卸載時用戶端的消耗。

優選的，所述最優決策獲得模塊包括：

發送子模塊，用于針對與所述邊緣服務器相適配的每一候選匹配網絡，向所述候選匹配網絡對應的匹配狀態表中最大的偏好值所對應的新的頂點發送卸載請求。