[发明专利]一种基于结合负载均衡的边缘计算任务调度方法

权利要求书

1.一种基于结合负载均衡的边缘计算任务调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立边缘计算的网络场景模型；具体为：在一个方形的L*L的有界区域内，有I个用户终端随机分布在这个区域内，用表示，其中I≥1，假设所有设备都有一个需要卸载的任务其中D_i是任务的计算量，用CPU执行时钟周期计量；B_i是卸载任务所需上传的数据量大小，用比特来计量；是该任务QoS，单位是秒，同时在这个区域随机分布着J个边缘云，用表示，如果一个任务卸载到边缘云j，那么它将分配计算资源来处理这个任务；

S2、收集当前区域内的用户终端信息，并导入网络场景模型确定每个用户终端到边缘云的时间开销和能量开销；

S3、根据用户的服务质量要求确定每个用户终端可以进行卸载的边缘云，并调整网络场景模型；

S4、通过调整后的网络场景模型确定初始的禁忌表；

S5、根据选择概率函数选择一个用户终端进行任务的卸载；

S6、根据转移概率函数让该用户终端选择一个边缘云；具体包括：

转移概率受到信息素、启发因子和负载均衡因子的影响，信息素τ_ij表示信息量的大小，启发因子η_ij设置为能耗的倒数表示为：负载均衡因子θ_ij表示为其中，O_i表示用户终端存在的潜在边缘云连接的集合，o_j表示边缘云剩余的能够计算卸载任务的容量，其中α，β，γ分别表示信息素、启发因子、负载均衡因子的加权参数；

S7、如果存在还没有被选择的用户终端，则返回S5，反之，进入S8；

S8、判断本次的循环是否比当前循环能耗更低或者卸载成功数最多，如果是，则将当前循环替代为本次循环，并且进行信息素更新；

S9、判断是否达到最大迭代次数，如果是，则当前的方案就是任务的调度方案，反之，则返回S4。

2.根据权利要求1所述的一种基于结合负载均衡的边缘计算任务调度方法，其特征在于，在S2中包括：

S21、收集当前区域内的用户终端信息包括用户终端i的发射功率用户终端i与边缘云j之间的距离d_ij、信道容量W和背景噪音w_n；

S22、通过用户终端信息确定上传速率R_ij，表达式为其中H_ij表示从终端i到边缘云j的新到增益，通过α＝4求得；

S23、根据上传速率R_ij确定时间开销，在网络场景模型中，时间由两个部分组成，即上传任务的时间和边缘云处理任务的时间分别表达为

S24、根据计算资源确定在j中虚拟机执行任务时的计算功率大小，表示为：式中κ^C为有效开关常数，v^C是大于等于1的常数，在该场景下将κ^C和v^C分别设置为1和3；

S25、根据计算功率表确定系统能量开销，系统能量开销包括传输数据耗能和计算耗能，其中计算耗能可以表示为：传输数据能耗可以表示为：式中，表示终端的传输功率，表示终端上传数据到边缘云所需时间。

3.根据权利要求2所述的一种基于结合负载均衡的边缘计算任务调度方法，其特征在于，在S3中，根据用户的服务质量要求得到每个用户可以进行卸载的边缘云，其中κ^C和v^C分别为1和3，根据QoS的约束：对于每个用户终端可以得到某几个边缘云是可以满足用户的质量要求约束的，然后将每个用户终端与满足要求的边缘云连接起来便得到调整后的网络场景模型。

4.根据权利要求3所述的一种基于结合负载均衡的边缘计算任务调度方法，其特征在于，在S4中，根据调整后的网络场景模型中的连接关系生成初始禁忌表为其中c_ij的取值是{0,1},如果值是0那么代表用户i和边缘云j之间禁止访问，反之则代表可以进行访问，禁忌表用来表示哪些用户设备和边缘云之间是能够进行任务卸载的，如果一个边缘云的计算资源被耗尽那么就应该更新禁忌表让后序的用户设备知道该边缘云是禁止访问的。