1.一种基于云边端协同任务卸载策略的MEC系统，其特征在于，包括以下内容：MEC系统架构由本地端、边缘层和云层三部分组成，基于普通用户与VIP用户，考虑任务的安全性，将边缘层划分为私有边缘资源与公有边缘资源；

在设备本地端，每个设备单元由负载均衡器、发送端口和本地处理器三部分构成；

引入虚拟化技术，将系统中的单物理机虚拟化为多台虚拟机，在公有边缘资源中将算力较强的虚拟机划分为簇Ⅰ，将算力有限的虚拟机划分为簇Ⅱ，在私有边缘资源中按照算力不同将虚拟机划分为宏基站与微基站，虚拟机簇Ⅰ与宏基站具有有限容量缓存空间，虚拟机簇Ⅱ与微基站具有无限容量缓存空间；

云层由公有云与私有云构成，分别用于处理普通任务与安全任务，考虑到公有云具有较强的服务能力，普通任务在公有云的时延不包含等待时延，即为服务时延，私有云具有无限容量缓存空间，安全任务在私有云的时延由等待时延与服务时延两部分组成；

考虑到MEC卸载场景实际上存在动态、随机、时变特性，在该MEC系统中任务流的到达强度随机变化；

所述MEC系统中卸载策略如下：

(1)考虑部分用户的特殊业务具有安全需求，将用户划分为普通用户与VIP用户，VIP用户产生安全任务与普通任务，普通用户只产生普通任务，考虑普通任务的时延敏感性，将其划分为实时任务与非实时任务，实时任务具有较高的时延敏感性，非实时任务具有较低的时延敏感性，考虑安全任务的安全等级，将其划分为高安全级别任务与低安全级别任务，两类用户产生的任务均由负载均衡器调度至本地、边缘或云端进行处理，调度至本地计算的任务将在本地处理器缓存中排队等待处理，卸载的任务由发送端口传输至边缘或云端；

(2)普通用户产生的实时任务以概率 卸载到公有边缘虚拟机簇Ⅰ处理，公有边缘虚拟机簇Ⅰ以概率 在本地执行，VIP用户产生的实时任务以概率卸载到公有边缘虚拟机簇Ⅱ处理，公有边缘虚拟机簇Ⅱ以概率在本地执行，卸载至公有边缘的实时任务，首先进入虚拟机簇Ⅰ缓存队列，若缓存空间中的实时任务数达到接入阈值Hpub，则新到达的实时任务抢占虚拟机簇Ⅱ中非实时任务的虚拟机，被抢占的非实时任务将回到虚拟机簇Ⅱ缓存中队首位置排队等待空闲的虚拟机重新接受服务，若虚拟机簇Ⅰ缓存空间中的实时任务数达到接入阈值Hpub且虚拟机簇Ⅱ中的虚拟机全部被实时任务抢占，则新到达的实时任务将被丢弃，即被系统阻塞，普通用户产生的非实时任务以概率 卸载到公有边缘虚拟机簇Ⅱ处理，虚拟机簇Ⅱ以概率 卸载到公有云处理，以概率 在

本地执行，VIP用户产生的非实时任务以概率 卸载到公有边缘虚拟机簇Ⅱ处理，以概率 卸载到公有云处理，以概率 在本

地执行，卸载至公有边缘的非实时任务进入虚拟机簇Ⅱ缓存队列接受服务，卸载至公有云的非实时任务经过远距离传输后在公有云虚拟机上接受服务；

(3)VIP用户产生的高安全级别任务以概率 卸载到私有边缘宏基站处理，以概率 在本地执行，VIP用户产生的低安全级别任务以概率卸载到私有边缘微基站处理，以概率 在本地执行，若私

有边缘微基站缓存空间中的低安全级别任务数达到接入阈值Hpri，则新到达的低安全级别任务将被进一步卸载至私有云进行处理。

2.根据权利要求1所述的MEC系统的任务卸载方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，为了描述突发任务流的相关性，采用MAP刻画各类任务的到达过程；

普通用户中的任务到达过程为由带有状态空间 与无穷小生成元的底层马氏链{W1(t),t≥0}决定的MAP；对于 表示底层马氏链{W1(t),t≥0}由状态w1转移到状态w′1的过程中普通用户没有产生任务； 表示底层马氏链{W1(t),t≥0}由状态w1转移到状态w′1的过程中普通用户产生一个实时任务； 表示底层马氏链{W1(t),t≥0}由状态w1转移到状态w′1的过程中普通用户产生一个非实时任务；

由此计算出普通用户产生实时任务的平均速率为 产生非实时任务的速率为o

其中θ满足θD ＝0与θe＝1；VIP用户中的任务到达过程为由带有状态空间与无穷小生成元 的底层马氏链{W2(t),t≥0}决定的MAP；对于 表示底层马氏链{W2(t),t≥0}由状态w2转移到状态w′2的过程中VIP用户没有产生任务； 表示底层马氏链{W2(t),t≥0}由状态w2转移到状态w′2的过程中VIP用户产生一个实时任务； 表示底层马氏链{W2(t),t≥0}由状态w2转移到状态w′2的过程中VIP用户产生一个非实时任务； 表示底层马氏链{W2(t),t≥0}由状态w2转移到状态w′2的过程中VIP用户产生一个高安全级别任务； 表示底层马氏链{W2(t),t≥0}由状态w2转移到状态w′2的过程中VIP用户产生一个低安全级别任务；由此计算出VIP用户产生实时任务的平均速率为 产生非实时任务的速率为 产生高安全级别任务v

的平均速率为 产生低安全级别任务的速率为 其中θ满足θD＝0与θe＝1；

步骤2，求解任务在本地处理器接受服务的平均时延；

普通用户本地设备中任务到达过程由

与 刻画；VI P 用户本 地设 备中 任务 到达 过程由与 刻画；普通用户本地处理器服务两类任务的时间均服从参数为的指数分布；VIP用户本地处理器服务四类任务的时间均服从参数为的指数分布；针对两类用户分别建立MAP/M/1排队模型，采用矩阵几何解方法解析模型，分别给出普通用户与VIP用户中各类任务的本地平均时延其中x(x≥0)表示普通用户本地设备中的总任务数， 表示普通用户任务到达过程的底层状态；

其中x(x≥0)表示VIP用户本地设备中的总任务数， 表示VIP用户任务到达过程的底层状态；

步骤3，求解普通任务卸载到公有边缘接受服务的平均时延；

公有边缘资源中簇Ⅰ的虚拟机数量为nmac，服务率为μmac，簇Ⅱ的虚拟机数量为nmic(0＜nmic＜nmac＜∞)，服务率为μmic(0＜μmic＜μmac＜+∞)；

公有边缘的任务流由来自于两类用户的普通任务组成，将两类用户的任务到达过程叠加，求得其到达过程为由带有状态空间 与无穷小生成元的底层马氏链{WPub(t),t≥0}决定的MAP，其中符号×表示笛卡尔积，符号 表示克罗内克积；结合t时

刻公有边缘节点中的普通任务数X(t)，微基站中的实时任务数Y(t)，公有边缘节点中剩余的实时任务数Z(t)，底层状态WPub(t)，构建四维马尔可夫链{X(t),Y(t),Z(t),WPub(t),t≥

0}，其状态空间表示为 利用矩阵

几何解方法求得四维马尔可夫链{X(t),Y(t),Z(t),W(t),t≥0}的稳态解πx,y,z,w，分别给出实时任务与非实时任务在公有边缘节点上的平均时延 实时任务的阻塞率Pblo及任务卸载至边缘的传输时延其中γ表示任务的大小，B表示信道带宽，P表示传输功率，ξ表示信道增益，表示信道噪声功率的谱密度；

步骤4，求解安全任务卸载到私有边缘接受服务的平均时延；

私有边缘中宏基站的虚拟机数量为np，服务率为μp，微基站的虚拟机数量为nf，服务率为μf；私有云中的虚拟数量为nc(0＜nf＜np＜nc＜∞)，服务率为μc(0＜μf＜μp＜μc＜+∞)；

宏基站的任务到达过程为由带有状态空间 与无穷小生成元 的底层马氏链{Wh(t),t≥0}决定的MAP，其中 由此计

算出高安全级别任务的平均到达速率为 结合t时刻宏基站中的高安全级别任务数X(t)，底层状态Wh(t)，构建二维马尔可夫链{X(t),Wh(t),t≥0}，其状态空间表示为利用矩阵几何解的方法求得二维马尔可夫链{X(t),Wh(t),t≥0}的稳态解πx,w，给出高安全级别任务在私有边缘节点上的平均时延微基站缓存空间中的低安全级别任务数达到接入阈值Hpri后，新到达的低安全级别任务将进一步卸载至私有云进行处理；微基站任务到达过程为由带有状态空间 与无穷小生成元 的底层马氏链{Wl(t),t≥0}决定的MAP，其中结合t时刻微基站与私有云中的低安全级

别任务总数X(t)，微基站中的低安全级别任务数Y(t)，底层状态Wl(t)，构建三维马尔可夫链{X(t),Y(t),Wl(t),t≥0}，其状态空间表示为 利用矩阵几何解的方法求得三维马尔可夫链{X(t),Y(t),Wl(t),t≥0}的稳态解πx,y,w，给出低安全级别任务在私有边缘节点上的平均时延其中 表示发送端口将任务从本地发送到云的平均传输时延；

步骤5，以最小化系统平均时延为目标给出优化问题；

为了在动态MEC环境下实现系统平均时延最小化，优化任务调度方案，给出最优任务卸载策略；普通用户产生的实时任务在系统中的平均时延为非实时任务在系统中的平均时延为 VIP用

户产生的实时任务在系统中的平均时延为 非实时任务在系

统中的平均时延为 高安全级别任务在系

统中的平均时延为 低安全级别任务在系统中的平均时延为

优化问题可表示如下：

式中， 表示底层马氏链{W1(t),t≥0}由状态w1转移到状态w′1的过程中普通用户没有产生任务； 表示底层马氏链{W1(t),t≥0}由状态w1转移到状态w′1的过程中普通用户产生一个实时任务； 表示底层马氏链{W1(t),t≥0}由状态w1转移到状态w′1的过程中普通用户产生一个非实时任务；由此计算出普通用户产生实时任务的平均速率为o产生非实时任务的速率为 其中θ满足θD ＝0与θe＝1；VIP用户中的任务到达过程为由带有状态空间 与无穷小生成元

的底层马氏链{W2(t),t≥0}决定的MAP；对于

表示底层马氏链{W2(t),t≥0}由状态w2转移到状态w′2的过程中VIP用户没有产生任务；

表示底层马氏链{W2(t),t≥0}由状态w2转移到状态w′2的过程中VIP用户产生一个实时任务； 表示底层马氏链{W2(t),t≥0}由状态w2转移到状态w′2的过程中VIP用户产生一个非实时任务； 表示底层马氏链{W2(t),t≥0}由状态w2转移到状态w′2的过程中VIP用户产生一个高安全级别任务； 表示底层马氏链{W2(t),t≥0}由状态w2转移到状态w′2的过程中VIP用户产生一个低安全级别任务；由此计算出VIP用户产生实时任务的平均速率为产生非实时任务的速率为 产生高安全级别任务的平均速率为v

产生低安全级别任务的速率为 其中θ满足θD＝0与θe＝1；

步骤6，利用DDPG算法，运用Pycharm软件与Matlab软件，求解步骤5中的优化问题，以实现系统平均时延最小化为目标，求得动态MEC环境下的最优任务卸载方案：