[发明专利]面向信息物理系统的可靠边缘-云计算服务延迟优化方法

权利要求书

1.一种面向信息物理系统的可靠边缘-云计算服务延迟优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：基于计算卸载传输延迟和执行延迟对基站的服务延迟进行建模，根据能量预算和可靠性特征设置边缘云计算的服务延迟目标，所述边缘云计算的服务延迟目标包括静态阶段目标和动态阶段目标，静态阶段目标为寻找最优的计算卸载映射和任务备份数量，动态阶段目标为避免冗余任务在运行时传输和执行；

步骤2：计算系统服务延迟，将边缘云计算的服务延迟目标转化为5个调度约束条件，所述5个调度约束条件包括第一调度约束条件、第二调度约束条件、第三调度约束条件、第四调度约束条件、第五调度约束条件；

所述第一调度约束条件为每个基站只允许将其计算任务转发到一个边缘/云服务器，所述第二调度约束条件为任何边缘/云服务器的工作负载不能超过其最大处理能力，所述第三调度约束条件为整个系统消耗的能量不能超过给定的能量阈值，所述第四调度约束条件为每个基站的任务备份数量不能超过系统指定的最大备份数量，所述第五调度约束条件为具有容错的系统可靠性高于预先设定的可靠性阈值；

步骤3：根据备份数量计算公式并利用误差适应因子得到备份数量，其中误差适应因子用于表示由于出现比特错误和软错误而导致的平均到达率的不确定性，所述备份数量计算公式具体表示为：

式中表示第j个基站与第m个边缘/云服务器的备份数量，表示从基站到边缘/云服务器的平均容错到达率，表示在基站的计算转发的处理过程中不发生错误的最佳情况下的平均到达率，表示与相除后取向上取整的值；

步骤4：在静态阶段，通过蒙特卡罗模拟和整数线性规划确定最优的计算卸载映射和任务备份数量进行最小化系统服务延迟；

步骤5：在动态阶段基于在线备份自适应动态策略确定一次备份任务成功传输和执行，对所有基站遍历，分别找出所有与基站建立通信连接的边缘/云服务器，遍历完后找到每个基站更新后的任务备份数量，对每个基站的所有任务备份中执行备份。

2.根据权利要求1所述的面向信息物理系统的可靠边缘-云计算服务延迟优化方法，其特征在于，在步骤4中，所述通过蒙特卡罗模拟和整数线性规划确定最优的计算卸载映射和任务备份数量进行最小化系统服务延迟具体为：利用误差适应因子和ILP算法通过重复蒙特卡罗模拟的过程寻找最优的计算卸载映射，根据备份数量计算公式得出每个基站与每个边缘/云服务器备份数量，利用蒙特卡罗模拟得到系统可靠性，根据5个调度约束条件进行筛选输出在静态优化阶段的每个基站的最优计算卸载映射和任务备份数量。

3.根据权利要求1所述的面向信息物理系统的可靠边缘-云计算服务延迟优化方法，其特征在于，在步骤5中，一旦检测到第一个成功的备份，则取消其他任务备份的传输和执行。