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专利号: 2022102218570
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-03-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于服务器协作的任务卸载和计算资源分配方法,其特征在于,包括:S1.根据边缘服务器的计算任务建立任务到达模型,计算任务包括本地任务和迁移任务;

S2.构建时延模型,时延模型用于计算时延参数,时延参数包括本地计算时延,迁移计算时延,本地队列排队时延,迁移队列排队时延,迁移时延;

S3.构建能耗模型,能耗模型用于计算能耗参数,能耗参数包括计算能耗和迁移能耗;

S4.根据任务到达模型、时延模型和能耗模型建立计算任务在服务器间协作的系统模型,系统模型以最小化系统成本即时延成本和能耗成本的总和为优化目标;

S5.基于优化目标构建优化问题,求解优化问题得到最优任务卸载策略和计算资源分配方法。

2.根据权利要求1所述的一种基于服务器协作的任务卸载和计算资源分配方法,其特征在于,任务到达模型中每个边缘服务器到达的计算任务量表示为:Ai(t)=ai(t)+ci(t);

其中,Ai(t)表示第i个边缘服务器到达的计算任务量,且 表示第i个边缘服务器到达的最大任务量,ai(t)表示第i个边缘服务器的本地计算任务量,ci(t)表示第i个边缘服务器的迁移计算任务量。

3.根据权利要求1所述的一种基于服务器协作的任务卸载和计算资源分配方法,其特征在于,时延模型中各时延参数的计算公式为:本地计算时延:

迁移计算时延:

本地队列中排队时延:

迁移队列中排队时延:

迁移时延:

l o

其中,γ是计算密度,fi (t)表示第i个边缘服务器分配给本地任务的计算资源,fi (t)表示第i个边缘服务器分配给迁移任务的计算资源,λl(t)表示本地队列任务到达率,λo(t)表示迁移队列任务到达率, 表示基站间光纤通信的恒定传输速率,ai(t)表示第i个边缘服务器的本地到达的任务量,ci(t)表示第i个边缘服务器的迁移任务队列任务量。

4.根据权利要求1所述的一种基于服务器协作的任务卸载和计算资源分配方法,其特征在于,能耗模型中各能耗参数的计算公式为:计算能耗:

迁移能耗:

l

其中,ξ为边缘服务器的CPU能耗加权参数,θ为单位任务传输能耗,fi (t)表示第i个边o缘服务器分配给本地任务的计算资源,fi (t)表示第i个边缘服务器分配给迁移任务的计算cp资源,ci(t)表示第i个边缘服务器的迁移任务队列任务量,Tl (t)表示本地计算时延,表示迁移计算时延, 表示迁移时延。

5.根据权利要求1所述的一种基于服务器协作的任务卸载和计算资源分配方法,其特征在于,基于优化目标构建的优化问题P1表示为:P1:

其中, 表示计算期望,R(t)表示时隙t时的优化对象,ri(t)表示时隙t时第i个边缘服务器处理任务的成本, 表示边缘服务器总数,Λ表示每个边缘服务器的任务卸载策略,F表示每个边缘服务器的计算资源管理策略,sup表示最小上界。

6.根据权利要求1所述的一种基于服务器协作的任务卸载和计算资源分配方法,其特征在于,基于优化问题P1的约束条件为:C1:0≤ai(t)≤Ai(t),

C2:0≤ci(t)≤Ai(t),

lmin l lmax

C3:fi (t)≤fi(t)≤fi (t),omin o omax

C4:fi (t)≤fi(t)≤fi (t),其中,ai(t)表示第i个边缘服务器的本地到达的任务量,Ai(t)表示第i个边缘服务器到l o达的计算任务量,fi(t)表示第i个边缘服务器分配给本地任务的计算资源,fi (t)表示第ilmin个边缘服务器分配给迁移任务的计算资源,fi (t)表示边缘服务器分配给本地任务的CPUlmax omin频率最小值;fi (t)表示边缘服务器分配给本地任务的CPU频率最大值;fi (t)表示边omax缘服务器分配给迁移任务的CPU频率最小值;fi (t)表示边缘服务器分配给迁移任务的CPU频率最大值。

7.根据权利要求1所述的一种基于服务器协作的任务卸载和计算资源分配方法,其特征在于,步骤S5包括:基于优化问题,采用拉格朗日乘数构造拉格朗日函数;

根据KKT条件求解拉格朗日函数的最优解,该最优解中包括拉格朗日乘数;

采用次梯度算法求解拉格朗日乘数,得到最优任务卸载策略和计算资源分配方法。