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专利号: 2019103344297
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-06-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于边缘服务器协作的多任务卸载方法,其特征在于,该方法具体包括以下步骤:S1:建模边缘服务器变量,具体包括:令E={Ej}表示边缘服务器集合,其中,Ej表示第j个边缘服务器,1≤j≤N,N为边缘服务器的数量;

S2:建模用户任务特性,具体包括:令系统中拟执行任务的用户设备(User Equipment,UE)集合为UE={UEi},其中,UEi表示第i个用户设备,1≤i≤M,M为用户设备的总数;UEi任务d d执行请求由三元组<Ii,Si,Ti>描述,其中,Ii、Si及Ti分别表示UEi拟执行任务所需输入数据量、待处理的数据量及任务完成截止时刻;假设在某段给定时间段内执行用户任务,将该时段依次划分为P个时隙,令Tt表示第t个时隙,1≤t≤P;

S3:建模用户任务分割变量、卸载变量及时隙分配变量,具体包括:UEi的任务被分割为Li个任意数据量的子任务,各子任务分别卸载至不同边缘服务器执行或在用户本地执行;

令λi,l∈[0,1]表示UEi的第l个子任务本地执行数据量的比率,λi,l,j∈[0,1]表示UEi的第l个子任务卸载至边缘服务器Ej进行执行的数据量比率;

令xi,l={0,1}表示UEi第l个子任务本地执行决策标识,xi,l=1表示UEi的第l个子任务本地执行,否则,xi,l=0;

令xi,l,j={0,1}表示UEi的第l个子任务卸载至边缘服务器Ej的调度决策标识,xi,l,j=1表示UEi的第l个子任务卸载至边缘服务器Ej进行执行,否则,xi,l,j=0;

令yi,l,j,t={0,1}表示UEi子任务卸载至边缘服务Ej执行对应的时隙分配标识,yi,l,j,t=

1表示在时隙t,UEi的第l个子任务卸载至边缘服务器Ej进行执行,否则,yi,l,j,t=0;

S4:建模用户任务本地执行时延;

建模UEi第l个子任务本地执行所需时延为 其中,fi表示UEi的本地计算能力,Si表示UEi拟执行任务待处理的数据量,λi,l∈[0,1]表示UEi的第l个子任务本地执行数据量的比;

S5:建模边缘服务器执行任务时延:

假设边缘服务器Ej依次执行所有用户设备所卸载的任务,令Dj为边缘服务器Ej执行UE所卸载子任务的时延总和,即 其中, 表示边缘服务器Ej执行UEi所卸载第l个子任务所需时延;

其中, 表示UEi的任务全部在边缘服务器Ej上执行所需总时延;

其中, 表示UEi的任务传输至边缘服务器Ej所需的传输时延,表示UEi的任务卸载至边缘服务器Ej对应的传输速率;Bi,j表示UEi的任务卸载至边缘服务器Ej所占用的传输带宽,Pi,j表示UEi的任务卸载至边缘服务器Ej所2

采用的发送功率,gi,j表示UEi与边缘服务器Ej之间链路的信道增益,σ表示信道噪声功率;

表示UEi的任务在边缘服务器Ej上执行所需处理时延,其中, 表示边缘计算服务器Ej的计算能力;

S6:建模用户任务调度限制条件,具体包括:

(1)任务卸载约束条件:假设一个边缘服务器Ej最多接收UEi的一个子任务,即UEi的每个子任务最多卸载至一个边缘服务器,即 且UEi的每个子任务最多卸载一个至本地,即(2)任务卸载变量与任务分割变量之间应满足: xi,l,j⊙yi,l,j,t=1,其中⊙表示二元变量的同或运算;任务分割变量约束条件:(3)用户任务执行截止时间限制条件应满足: 其中,Ti表示用户UEi任务完成执行时刻,令 其中,Ti,l表示用户UEi子任务l完成执行时刻,建模为其中, 表示UEi子任务l在边缘服

务器Ej开始执行任务时刻;

(4)用户UEi时隙分配应满足: 时隙连续性约束条件:(5)UEi的任务最多同时卸载至Ci个边缘服务器,即 其中,Ci表示UEi通信范围内的所有边缘服务器个数,Ci≤N;用户UEi子任务数应该满足:1≤Li≤Ci+1;

S7:基于用户最大任务处理时延最小化确定用户任务卸载策略。

2.根据权利要求1所述的一种基于边缘服务器协作的多任务卸载方法,其特征在于,所述步骤S7具体包括:在满足步骤S6约束条件下,基于用户最大任务处理时延最小化确定用户任务调度策略,实现任务执行总时延最小化,即其中, 为UEi第l个子任务本地执行的最优调度决策; 表示UEi第l个子任务卸载至边缘服务器Ej执行的最优调度策略; 为UEi第l个子任务本地执行的最优比例, 表示UEi第l个子任务卸载至边缘服务器Ej执行的最优比例, 表示UEi第l个子任务卸载至边缘服务器Ej执行的最优时隙分配策略。