[發(fā)明專利]邊緣網(wǎng)絡(luò)下的任務(wù)可靠性保證方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210872704.2
• 申請(qǐng)日: 2022-07-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115292037A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周傲;馬驍;袁進(jìn)良;徐夢(mèng)煒;張紫慧;孫其博;王尚廣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F9/50
• 分類號(hào): G06F9/50;G06N20/00
• 代理公司: 北京潤(rùn)澤恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11319
• 代理人: 茍冬梅

1.一種邊緣網(wǎng)絡(luò)下的任務(wù)可靠性保證方法，其特征在于，所述方法包括：

確定下一周期位于目標(biāo)邊緣服務(wù)器的覆蓋范圍內(nèi)的第一終端設(shè)備，生成第一終端設(shè)備集合；

在所述第一終端設(shè)備集合中，選取下一周期處于空閑狀態(tài)的第二終端設(shè)備，生成第二終端設(shè)備集合；

在所述第二終端設(shè)備集合中，選取下一周期滿足電量要求的目標(biāo)終端設(shè)備；

每個(gè)所述目標(biāo)終端設(shè)備接收所述目標(biāo)邊緣服務(wù)器下發(fā)的初始模型，并根據(jù)本地存儲(chǔ)的樣本數(shù)據(jù)集，對(duì)所述初始模型進(jìn)行本地訓(xùn)練；

所述目標(biāo)邊緣服務(wù)器接收每個(gè)所述目標(biāo)終端設(shè)備上傳的經(jīng)過(guò)本地訓(xùn)練得到的模型參數(shù)，已對(duì)所述目標(biāo)邊緣服務(wù)器中的全局參數(shù)進(jìn)行更新，并繼續(xù)執(zhí)行確定下一周期位于目標(biāo)邊緣服務(wù)器的覆蓋范圍內(nèi)的第一終端設(shè)備，生成第一終端設(shè)備集合的步驟，直至達(dá)到預(yù)設(shè)的全局訓(xùn)練輪次。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定下一周期位于所述目標(biāo)邊緣服務(wù)器覆蓋范圍內(nèi)的第一終端設(shè)備，生成第一終端設(shè)備集合的步驟，包括：

根據(jù)總終端設(shè)備集合中每個(gè)終端設(shè)備的歷史移動(dòng)數(shù)據(jù)，確定每個(gè)所述終端設(shè)備的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，其中，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣用于表征所述終端設(shè)備在下一周期由第一邊緣服務(wù)器移動(dòng)到第二邊緣服務(wù)器的概率；

根據(jù)所述每個(gè)終端設(shè)備當(dāng)前周期的位置坐標(biāo)信息以及所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，確定所述每個(gè)終端設(shè)備下一周期的關(guān)聯(lián)邊緣服務(wù)器；

將所述關(guān)聯(lián)邊緣服務(wù)器為所述目標(biāo)邊緣服務(wù)器的終端設(shè)備，確定為第一終端設(shè)備。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一終端設(shè)備集合中，選取處于空閑狀態(tài)的第二終端設(shè)備，生成第二終端設(shè)備集合的步驟，包括：

根據(jù)每個(gè)第一終端設(shè)備的歷史CPU使用數(shù)據(jù)，確定每個(gè)所述第一終端設(shè)備的CPU占用率時(shí)間序列；

根據(jù)所述CPU占用率時(shí)間序列，預(yù)測(cè)每個(gè)所述第一終端設(shè)備在下一周期的CPU占用率；

根據(jù)所述每個(gè)所述第一終端設(shè)備在下一周期的CPU占用率與預(yù)設(shè)CPU占用率閾值的關(guān)系，確定所述第二終端設(shè)備。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二終端設(shè)備集合中，選取滿足電量要求的目標(biāo)終端設(shè)備的步驟包括：

獲取所述第二設(shè)備集合中每個(gè)第二終端設(shè)備當(dāng)前周期的電量信息；

根據(jù)預(yù)先建立的電量損失函數(shù)，確定每個(gè)所述第二終端設(shè)備下一周期的電量信息；

根據(jù)每個(gè)所述第二終端設(shè)備下一周期的電量信息與預(yù)設(shè)電量閾值的關(guān)系，確定所述目標(biāo)終端設(shè)備。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，每個(gè)所述目標(biāo)終端設(shè)備接收所述目標(biāo)邊緣服務(wù)器下發(fā)的初始模型，并根據(jù)本地存儲(chǔ)的樣本數(shù)據(jù)集，對(duì)所述初始模型進(jìn)行本地訓(xùn)練的步驟包括：

根據(jù)如下公式更新所述目標(biāo)終端中初始模型的參數(shù)，

式中，w_i(t+1)為目標(biāo)終端設(shè)備下一周期的模型參數(shù)，η為代表學(xué)習(xí)率，f代表本地的損失函數(shù)，w_i(t)為目標(biāo)終端設(shè)備當(dāng)前周期的模型參數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)邊緣服務(wù)器接收每個(gè)所述目標(biāo)終端設(shè)備上傳的經(jīng)過(guò)本地訓(xùn)練得到的模型參數(shù)，并進(jìn)行聚合的步驟包括：

獲取全局計(jì)時(shí)器記錄的模型參數(shù)上傳時(shí)間；

若所述模型參數(shù)上傳時(shí)間大于所述全局計(jì)時(shí)器預(yù)設(shè)的合理超時(shí)時(shí)間，則根據(jù)已經(jīng)接收的所述目標(biāo)終端設(shè)備的模型參數(shù)以及對(duì)應(yīng)的權(quán)重參數(shù)，更新所述目標(biāo)邊緣服務(wù)器中的全局參數(shù)，并繼續(xù)執(zhí)行確定下一周期位于目標(biāo)邊緣服務(wù)器覆蓋范圍內(nèi)的第一設(shè)備集合的步驟。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，根據(jù)已經(jīng)接收的所述目標(biāo)終端設(shè)備的模型參數(shù)以及對(duì)應(yīng)的權(quán)重參數(shù)，更新所述目標(biāo)邊緣服務(wù)器中的全局參數(shù)的步驟包括：

根據(jù)如下公式更新所述目標(biāo)邊緣服務(wù)器中的全局參數(shù)，

式中，w為所述目標(biāo)邊緣服務(wù)器的全局參數(shù)，|D_i|代表每個(gè)終端設(shè)備的訓(xùn)練集樣本數(shù)，w_i為第i個(gè)目標(biāo)終端設(shè)備的模型參數(shù)，|∪_iD_i|代表所有目標(biāo)終端設(shè)備的樣本總數(shù)，k為目標(biāo)終端設(shè)備的數(shù)量。