[发明专利]物联网边缘任务卸载方法及装置

权利要求书

1.一种物联网边缘任务卸载方法，其特征在于，包括：

获取物理网络模型、待卸载任务队列模型、能耗模型以及物联网边缘网络的预设边缘任务卸载模型的约束条件；

基于所述物理网络模型、所述待卸载任务队列模型、所述能耗模型和所述预设边缘任务卸载模型的约束条件，构建边缘任务卸载模型；

基于近端策略优化PPO算法求解所述边缘任务卸载模型的最优卸载策略；

根据所述最优卸载策略，将待卸载任务队列的边缘任务卸载至目标边缘服务器；

其中，所述能耗模型是由目标边缘服务器的能耗和物理链路的能耗确定的；

所述获取物理网络模型、待卸载任务队列模型、能耗模型，包括：

将获取的边缘网络中包括所有物理节点的集合及所有物理链路的集合使用无向图进行建模，以获取所述物理网络模型；

将获取的待卸载任务队列的目标节点和开始节点、所述待卸载任务队列的边缘任务类型和边缘任务间的数据依赖关系，以及待卸载任务队列的边缘任务间的传输带宽使用有向图进行建模，以获取所述待卸载任务队列模型；

基于卸载至所述目标边缘服务器上的所述待卸载任务队列中的边缘任务数量，以及目标边缘服务器的开机能耗、目标边缘服务器满负荷运行时的能耗和卸载所述边缘任务所需的CPU数量，获取所述目标边缘服务器的能耗；

基于物理链路的带宽利用率、物理链路的开机能耗和物理链路满负载运行时的能耗，获取所述物理链路的能耗；

根据所述目标边缘 服务器的能耗和所述物理链路的能耗，获取所述能耗模型。

2.根据权利要求1所述的物联网边缘任务卸载方法，其特征在于，所述物联网边缘网络的预设边缘任务卸载模型的约束条件通过如下方式获取：

确定所述待卸载任务队列的所述边缘任务间的所述数据依赖关系；

确定所述待卸载任务队列的所述边缘任务只能卸载一次；

确定所述待卸载任务队列的所述边缘任务在卸载过程中按照所述数据依赖关系进行卸载；

根据所述卸载至所述目标边缘服务器上的所述待卸载任务队列中的边缘任务数量、所述卸载所述边缘任务所需的CPU数量和所述物理节点的计算能力，获取所述目标边缘服务器的计算能力约束；

根据所述边缘任务数量的吞吐量、所述待卸载任务队列的边缘任务间的传输带宽和所述物理链路的负载能力，获取所述物理链路的带宽约束。

3.根据权利要求1所述的物联网边缘任务卸载方法，其特征在于，所述基于所述物理网络模型、所述待卸载任务队列模型、所述能耗模型和所述预设边缘任务卸载模型的约束条件，构建边缘任务卸载模型，包括：

获取所述边缘任务卸载模型的状态空间向量和动作空间向量，以及所述边缘任务卸载模型的动作执行函数；

基于所述状态空间向量、所述动作空间向量、所述动作执行函数、所述预设边缘任务卸载模型的约束条件和预设值，获取所述边缘任务卸载模型的奖励值；

根据所述奖励值获取所述边缘任务卸载模型；

其中，所述状态空间向量表示已经卸载预设数量个所述边缘任务时，所述目标边缘服务器的可用CPU数量和所述物理链路的可用带宽资源；

所述动作空间向量表示部署所述边缘任务；

卸载策略为所述状态空间向量到所述动作空间向量的映射关系。

4.根据权利要求3所述的物联网边缘任务卸载方法，其特征在于，所述基于近端策略优化PPO算法求解所述边缘任务卸载模型的最优卸载策略，包括：

获取包括所述目标边缘服务器的可用CPU数量和所述物理链路的可用带宽资源的所述边缘网络的环境状态向量，并将当前状态信息输入到基于所述PPO算法的Actor-Critic模型进行训练，以对卸载策略初始值进行更新，获取更新后的卸载策略；

根据所述更新后的卸载策略，确定所述最优卸载策略。

5.根据权利要求4所述的物联网边缘任务卸载方法，其特征在于，获取更新后的卸载策略，包括：

初始化卸载策略，获取所述卸载策略初始值；

利用预设损失函数的反向传播对所述Actor-Critic模型的所述卸载策略进行更新，并基于预设Clip函数将所述卸载策略的更新步长约束在预设更新幅度范围，以所述更新步长对所述卸载策略进行更新获取所述更新后的卸载策略。