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专利号: 2020107336466
申请人: 山东师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种任务的网络接入和服务放置位置选择方法,其特征在于,包括以下步骤:根据获取的当前任务的实时状态数据和边缘计算系统的参数数据,得到适应度函数;

生成多个网络接入和服务放置的随机解,每个随机解中包含至少一个任务的多个网络接入和服务放置基站;

根据适应度函数,得到各个随机解中的局部最优解和全局最优解;

根据得到的局部最优解和全局最优解,利用粒子群算法进行优化,得到最优网络接入和服务放置位置坐标,根据预设转移概率得到真实的网络接入和服务放置位置;

所述适应度函数为最小化系统的时延和能耗的加权值,具体如下:

式中St是在时隙t执行任务的切换时延;Qt是在时隙t执行任务的排队时延;Ct是在时隙t执行任务的通信时延;Pt是在时隙t执行任务的计算时延;Ej(t)是在计算节点j上执行任务t t k的能源消耗;λ1 ,λ2 属于[0,1],表示决策时的计算时延和能量的加权系数;yj (t)表示用户kk在t时刻的接入点选择决策,若yj (t)=1表示在t时刻用户k的任务在接入点j上执行,否则k表示任务不在接入点j上执行;rj (t)是在接入点j执行的任务的接入点需求;Pj是边缘云jk k的接入资源容量;xi (t)表示用户k在时隙t的服务放置决策,若xi (t)=1表示任务的服务k放置在边缘云i上,否则表示服务不放在边缘云i上;si(t)是用户k在t时隙放置在边缘云i的任务的边缘云的服务资源需求;Ri是边缘云i的服务资源容量。

2.如权利要求1所述的任务的网络接入和服务放置位置选择方法,其特征在于,根据适应度函数计算每个随机解的适应度值,以各个解中适应度最高的解为局部最优解,以当前迭代及之前迭代所有解中适应度值最高的解为全局最优解。

3.如权利要求1所述的任务的网络接入和服务放置位置选择方法,其特征在于,当前任务的实时状态数据至少包括在某一时隙执行的任务的地理位置信息、所需的接入点资源需求、服务资源需求、任务需要传输的数据长度、任务执行所需的CPU周期以及执行任务所需的能源消耗;

或者,边缘计算系统的参数数据至少包括各个边缘云接入点资源限制和服务资源限制。

4.如权利要求1所述的任务的网络接入和服务放置位置选择方法,其特征在于,所述适应度函数为预设时隙内执行任务的时延与能耗的加权值的最小值,所述时延包括切换时延、排队时延、通信时延和计算时延。

5.如权利要求1所述的任务的网络接入和服务放置位置选择方法,其特征在于,当任务的接入点选择和服务放置位置可以不在同一个云中时,采用Dijkstra算法计算从网络接入基站到服务放置基站的最佳路径。

6.如权利要求1所述的任务的网络接入和服务放置位置选择方法,其特征在于,根据局部最优解和全局最优解,分别得到全局最优解和局部最优解所对应的各个基站的三维坐标,根据得到的各个基站的三维坐标,得到优化后的各个基站的三维坐标。

7.如权利要求1所述的任务的网络接入和服务放置位置选择方法,其特征在于,预设转移概率根据每个基站与得到的优化坐标之间的距离以及在对应基站上排队的任务数构建,根据预设转移概率从所有基站中选择最适当的网络选则和服务放置基站,进行任务卸载;

或者,判断迭代是否满足终止条件,如果不满足终止条件,则重复获取局部最优解和全局最优解;如果迭代次数达到给定的最大值,或者一段时间最优解没有变化,则迭代终止;

记录最高的适应度值,并输出该适应度值对应解的网络接入和服务放置基站,对任务进行卸载。

8.一种任务的网络接入和服务放置位置选择系统,其特征在于,包括:数据获取模块,被配置为:根据获取的当前任务的实时状态数据和边缘计算系统的参数数据,得到适应度函数;

随机解生成模块,被配置为:生成多个网络接入和服务放置的随机解,每个随机解中包含至少一个任务的多个网络接入和服务放置基站;

最优解获取模块,被配置为:根据适应度函数,得到各个随机解中的局部最优解和全局最优解;

位置选择模块,被配置为:根据得到的局部最优解和全局最优解,利用粒子群算法进行优化,得到最优网络接入和服务放置位置坐标,根据预设转移概率得到真实的网络接入和服务放置位置;

所述适应度函数为最小化系统的时延和能耗的加权值,具体如下:

式中St是在时隙t执行任务的切换时延;Qt是在时隙t执行任务的排队时延;Ct是在时隙t执行任务的通信时延;Pt是在时隙t执行任务的计算时延;Ej(t)是在计算节点j上执行任务t t k的能源消耗;λ1 ,λ2 属于[0,1],表示决策时的计算时延和能量的加权系数;yj (t)表示用户kk在t时刻的接入点选择决策,若yj (t)=1表示在t时刻用户k的任务在接入点j上执行,否则k表示任务不在接入点j上执行;rj (t)是在接入点j执行的任务的接入点需求;Pj是边缘云jk k的接入资源容量;xi (t)表示用户k在时隙t的服务放置决策,若xi (t)=1表示任务的服务k放置在边缘云i上,否则表示服务不放在边缘云i上;si(t)是用户k在t时隙放置在边缘云i的任务的边缘云的服务资源需求;Ri是边缘云i的服务资源容量。

9.一种介质,其上存储有程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1‑

7任一项所述的任务的网络接入和服务放置位置选择方法中的步骤。

10.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1‑7任一项所述的任务的网络接入和服务放置位置选择方法中的步骤。