[发明专利]蜂窝网络时延与成本均衡的任务卸载方法

说明书

本发明涉及云计算技术领域，特别涉及一种蜂窝网络时延与成本均衡的任务卸载方法，包括：建立用户卸载任务请求；构建成本目标函数，计算用户卸载应用过程中的卸载成本函数；通过构造李雅普诺夫函数，设置合理的控制阀值V，计算用户卸载成本与队列积压上限值；更新数据队列，卸载成本通过控制阀值V来寻找用户卸载成本与队列积压的折中点；根据选择所述折中点，得到均衡优化后的任务卸载成本与队列积压；本发明将其队列积压量表示在蜂窝网络中用户卸载任务的网络时延，使得用户卸载成本最小的同时，大幅降低了用户端卸载任务的积压量，从而降低了蜂窝网络中用户卸载的网络时延。

技术领域

本发明涉及云计算技术领域，具体涉及一种蜂窝网络时延与成本均衡的任务卸载方法。

背景技术

在“移动”时代，产业之间加速相互渗透整合，而技术和服务仍然是竞争的焦点所在。国际市场调研机构eMarketer公布的数据显示，2016年全球使用智能手机的人数已超过20亿人。智能手机市场趋于饱和，基于智能手机的相关业务进入快速发展阶段。这些业务包括移动支付、手机游戏、移动电商、移动资讯、移动出行等。移动终端(如智能手机、平板电脑)作为人们处理业务的重要工具，越来越多的人将重要的业务放到移动终端上来运行，而移动终端相对于台式计算机在运算能力、内存以及电池能耗上劣势，所以基于移动云服务的移动云计算孕育而生，基于移动云服务的移动云计算是一种将云计算和移动互联网相融合的新技术，已成为一个新兴研究领域，受到了国内外学者的广泛关注，因此移动云计算成为了人们便捷生活和工作的有力保障。

为提高计算处理能力，降低终端能耗，提高用户满意度，移动用户可以将数据处理和存储迁移到云端来改善其移动终端处理能力弱、存储空间小以及电池续航时间短等性能缺陷。云端可将移动终端的数据处理和存储作为一种业务应用来为用户提供相应的服务。移动云计算中的无线信道与传统移动互联网中的无线信道一样，都是随时空的不同动态变化的，且较低的传输速率会导致较高的传输能耗。在传统移动互联网中，一些学者采用适当延缓数据交付的方式来优化传输能耗参见文献：J.Lee and N.Jindal,Energy-EfficientScheduling of Delay Constrained Traffic over Fading Channels,IEEETrans.Wireless Commun.,vol.8,no.4,pp.1866-75,Apr.2009.将这一能耗优化问题建模为延时受限的能耗最优化问题，并采用凸优化方法来求解最优解，但是这种方式很难满足用户对不同业务的延时需求，因此具有一定的局限性。C.-P.Li和M.J.Neely在文献IEEE Transactions on Mobile Computing,Vol.9,no.4,pp.527-539,Apr.2010.提出Energy-Optimal Scheduling with Dynamic Channel Acquisition in WirelessDownlinks方法，从数据在信道中传输的角度来考虑问题，虽然可满足用户对不同业务的延时需求，但是当用户长期处于弱覆盖或干扰严重的区域时，不断到达信道的业务数据也会促使系统在信道状态较差时向用户交付数据，从而导致较高的传输能耗。

由此可见，针对用户进行数据采集、传输和处理等方面的应用，仅从业务交付的角度来考虑问题不能有效地减少传输能耗。当前的研究只是针对用户的吞吐量与能耗等方面做了大量的研究，未曾想过用户卸载任务的最终目的是获得更多的收益，尽量降低卸载成本。另一方面，用户在将应用卸载云端处理的时候需要通过无线传输才能交付给移动终端，因此，考虑网络异构，不同链接(蜂窝、WIFI等)对卸载应用产生的传输宽带成本产生影响，显然卸载成本是用户考虑是否卸载、卸载多少业务量的关键因素之一。因此，减少用户卸载任务产生的卸载成本是需要解决的问题，而从业务的实时性来看，队列积压也需要谨慎决策，需要综合考虑卸载应用带来的卸载成本和队列积压，也就是用户在蜂窝网络中的卸载任务时延，达到均衡目的。

发明内容