[发明专利]一种面向交通数据的端边协同计算卸载方法

权利要求书

1.一种面向交通数据的端边协同计算卸载方法，其特征在于：首先为通信时延和计算时延建立系统模型；然后建立以时延和资源为约束条件的系统效用函数；最后设计优化策略在两者之间取得平衡；

包括以下步骤：

1)构建通信时延和计算时延模型：

101)进行相关参数进行定义，对计算进行准备，具体为：根据道路的邻近性把城市空间分成m个区域，每个区域部署一个边缘计算节点，边缘计算节点集合定义为M＝{1，…，m}；

假定有n个摄像头设备请求计算服务，每个计算任务表示为其中d_i表示第i个计算任务输入数据大小，c_i表示第i个任务所需要计算资源数，T_i^max表示任务完成所允许的最大时延；

假定每个任务都可以选择一个边缘计算节点去执行，那么，边缘计算节点选择策略变量x_ij＝1表示为D_i任务在第j个边缘计算服务器上执行，x_ij＝0则表示任务不在第j个边缘计算服务器上执行；

102)构建通信时延计算模型；

2)平衡时延与资源：

采用系统效用函数在资源和时延之间取得平衡：U_i(x_ij，f_ij)＝α log(1+β-T_i)；其中，α是一个满意度参数，α越大，满意度越高；β用于将满意度标准化为非负的参数；整个系统的效用函数可以记为：T_i为任务处理总时延；

优化策略函数：定义x＝{x_ij}为边缘计算节点选择策略向量；f＝{f_ij}为计算资源向量，则系统最优函数为：

s.t.①

②

③

④

⑤

其中，①条件保证任务处理时间不能超过允许的最大的时延；条件②和③保证每个任务只能在一个边缘计算节点上或当摄像头上运行；条件④和⑤约束在同一边缘计算节点上的所有任务所需要的计算资源之和不能超过该边缘计算节点资源的总和。

2.根据权利要求1所述的一种面向交通数据的端边协同计算卸载方法，其特征在于：

其中，步骤102)构建通信时延计算模型的具体步骤为：

1021)对于无线通信，假设第i个摄像头设备向第j个边缘计算节点请求计算任务，h_ij表示信道增益，p_ij表示传输功率，那么可达率可以表示为：其中，P_noise表示噪声功率，B表示系统带宽，则通信时间为：

1022)对于有线通信：假设第i个摄像头设备向第j个边缘计算节点请求计算任务，摄像头设备发包收包的时间为T^wired，则通信时间为：T_ij^com＝T^wired/2；

1023)计算时间系统模型：假定第j个边缘计算节点的总计算资源表示为F_j，f_ij表示分配给第i个任务的计算资源，那么计算资源分配需要满足约束条件那么第i个任务在第j个边缘节点的任务计算时间为：

1024)计算卸载时间计算：任务D_i卸载到第j个边缘计算节点所需要的总时间为：

1025)本地计算时间系统模型：如果任务在摄像头设备中执行，没有经过计算卸载，那么总时间就是计算任务在本地处理的时间：其中，f_i表示摄像头设备的计算资源；

1026)通信的总时延计算：任务处理总时延：