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专利号: 2021114808822
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: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种物联网环境下的云边协同计算任务卸载方法,通过计算系统的最低完成任务时延确定最优任务卸载策略,系统根据最优任务卸载策略对系统任务进行卸载,其特征在于,包括:S1:构建物联网的协同计算系统模型,构建的协同计算系统模型包括设备层、边缘节点层和云节点层;模型的设备层、边缘节点层和云节点层分别选取排队系统模型,包括:设备层的各设备均选择M/M/1/C排队模型;边缘节点层选择M/M/S/K排队模型;云节点层选择M/M/1/∞排队模型;

S2:根据协同计算系统模型构建所有任务的总完成时延期望函数;总完成时延期望函数为:E[Tfinish]=E[Tcomp]+E[Ttr]其中,E[Tcomp]表示任务的总计算时间期望,E[Ttr]表示任务的总传输时延期望;

任务的总计算时间期望计算公式为:

其中,表示任务在设备层的计算时间期望,表示任务在边缘节点层的计算时间期望,表示任务在云节点层的计算时间期望;

任务的总传输时延期望计算公式为:

其中,Q表示设备总数,表示第i个设备卸载任务的大小,表示到边缘节点层的信道带宽,gi表示瑞利衰落分布函数,pi表示传输功率,N0表示噪声功率,Φi表示路径损失;SEC表示边缘节点层卸载的总的任务大小,BEC表示边缘节点层到云节点层的带宽;

S3:将最小总完成时延期望作为目标函数,采用位置参数优化蜜獾算法对目标函数进行求解,得到各排队系统需要调整的容量大小,各排队系统根据需要调整的容量大小对排队系统容量进行调整;

S4:根据各排队系统调整后的容量大小得到最优卸载策略,根据最优卸载策略进行任务卸载。

2.根据权利要求1所述的一种物联网环境下的云边协同计算任务卸载方法,其特征在于,采用位置参数优化蜜獾算法对目标函数进行求解的过程包括:S31:初始化蜜獾种群,设置最大迭代次数、蜜獾的位置、蜂蜜吸引度以及密度因子;

S32:采用蜜獾位置更新算法更新蜜獾位置;

S33:根据目标函数寻找最优的蜜獾位置;

S34:迭代执行步骤S32‑S33,当达到最大迭代次数时,得到的最优蜜獾位置即全局最优解。

3.根据权利要求2所述的一种物联网环境下的云边协同计算任务卸载方法,其特征在于,采用蜜獾位置更新算法更新蜜獾位置包括:生成0到1之间的随机数r5,若0≤r5<0.5,则执行挖掘阶段蜜獾位置的更新方法;若0.5≤r5<1,则执行采蜜阶段蜜獾位置的更新方法。

4.根据权利要求3所述的一种物联网环境下的云边协同计算任务卸载方法,其特征在于,挖掘阶段蜜獾位置的更新方法为:xnew=α×{xprey+F×β×I×xprey+F×r1×di×|cos(2πr2)×[1‑cos(2πr3)]|}其中,xnew表示蜜獾位置,α表示密度因子,xprey表示当前最优的蜜獾位置,F表示搜寻方位标识,β表示蜜獾的搜索能力,di表示当前蜜獾与最优蜜獾的距离,r1、r2和r3均为0到1之间的随机数。

5.根据权利要求3所述的一种物联网环境下的云边协同计算任务卸载方法,其特征在于,采蜜阶段蜜獾位置的更新方法为:xnew=α×[xprey+F×r4×di]

其中,xnew表示蜜獾位置,α表示密度因子,xprey表示当前最优的蜜獾位置,F表示搜寻方位标识,r4为0到1之间的随机数,di表示当前蜜獾与最优蜜獾的距离。

6.根据权利要求1所述的一种物联网环境下的云边协同计算任务卸载方法,其特征在于,根据各排队系统调整后的容量大小得到最优卸载策略的过程包括:获取物联网的协同计算系统模型的任务个数P和各排队系统调整后的容量大小R,将各排队系统调整后的容量大小R与任务个数P进行对比,若各排队系统调整后的容量大小R小于任务个数P,则卸载对应的任务,否则,不进行任务卸载。