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专利号: 2020105437265
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:2024-01-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种移动边缘计算系统子任务协同调度方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:S1:建模移动边缘计算系统;

S2:建模移动设备变量;

S3:建模边缘服务器变量;

S4:建模子任务模型;

S5:建模子任务完成时间;

S6:建模本地计算模式子任务完成时间;

S7:建模边缘服务器卸载模式子任务完成时间;

S8:建模子任务卸载及调度约束条件;

S9:确定子任务卸载及协同调度策略以实现任务最大完成时间最小化;

所述步骤S1具体包括:建模一个多移动设备MD多边缘服务器的移动边缘计算MEC系统,系统内时间被分为多个时隙,持续时间为T,令t表示时隙的索引,t=0,1,...,T;

所述步骤S2具体为:令Φ={MD1,...,MDi,...,MDM}表示移动设备集合,MDi表示第i个移动设备,1≤i≤M,M为移动设备总数目,fi为本地MDi的计算能力;

所述步骤S3具体为:令Ψ={MEC1,...,MECj,...,MECN}表示MEC服务器的集合,MECj表示第j个边缘服务器,1≤j≤N,N为边缘服务器的数量, 表示第j个边缘服务器的服务能力,Bj表示边缘服务器MECj所关联基站的带宽;

所述步骤S4具体为:MDi请求的任务由多个具有因果依赖关系的子任务组成;对于每一个子任务采用二元卸载方式,即子任务能够选择在MD本地处理或卸载至MEC服务器处理;令K={Ai,k|1≤i≤M,1<k≤Ki}表示子任务的集合,Ki为MDi的子任务数目,令Ai,k为MDi的第k个子任务, 其中,Ii,k为子任务Ai,k的任务数据量,Ci,k为完成子任务Ai,k所需要的CPU周期数, 为完成子任务Ai,k的截止时间;令ψp(.)和ψd(.)为子任务依赖关系函数;若Ai,k'为Ai,k的前级子任务,也即执行Ai,k前需执行Ai,k',定义ψp(Ai,k)=Ai,k';若Ai,k'为Ai,k的后一级子任务,即需首先执行Ai,k,继而执行Ai,k',定义ψd(Ai,k)=Ai,k';

所述步骤S5具体为:建模子任务Ai,k的完成时间为Ti,k, 其中,为子任务Ai,k的本地卸载决策二元变量, 表示子任务Ai,k在本地执行,否则,为子任务Ai,k的MEC服务器卸载变量, 表示子任务Ai,k卸载至MECj执行,否则, 和 分别为Ai,k在本地计算模式和MEC卸载模式下的完成时间;

所述步骤S6具体为:建模本地计算模式下子任务的完成时间为其中, 由前序子任务的完成时间决定,建模为 为Ai,k本地执行排队时延,建模为 为Ai,k本地执行的处理时延,建模为所述步骤S7具体为:令 表示边缘服务器卸载模式下子任务完成时间,其中, 由前序子任务的完成时间决定,建模为为Ai,k传输等待时延, 为子任务Ai,k卸载至MECj的传输时延,建模为其中,Ri,j,t为子任务Ai,k卸载至边缘服务器MECj对应的传输速率,建模为 其中,pi为MDi的发射功率,hij为MDi2

与MECj所关联基站之间的链路增益,σ为噪声功率,yi,k,j,t为传输时隙分配标识,yi,k,j,t=1表示子任务Ai,k占用时隙t传输至MECj,否则,yi,k,j,t=0;τ为时隙长度; 为子任务Ai,k在MECj执行的排队时延,建模为 为子任务Ai,k在MECj上执行的处理时延,建模为

所述步骤S8具体包括:

任务卸载约束条件建模为:

传输速率约束条件建模为:若 其中, 为MDi的最低传输速率限制;

子任务依赖关系约束条件建模为:

子任务截止时间约束条件建模为:

时隙分配约束条件建模为:

所述步骤S9具体包括:在满足任务卸载约束条件的前提下,以系统最大任务完成时间为优化目标,确定边缘服务器任务卸载及调度策略,即:其中, 本地执行最优计算策略变量, 为MEC卸载最优策略变量, 为传输时隙分配最优调度策略。