[发明专利]一种基于服务器协作的联合任务卸载及缓存方法

说明书

本发明涉及一种基于服务器协作的联合任务卸载及缓存方法，属于无线通信技术领域。该方法包括：1)建模移动边缘计算MEC服务器变量；2)建模回声状态网络ESN；3)建模用户任务标识；4)建模用户与MEC服务器关联变量；5)建模用户任务辅助信息缓存变量；6)建模用户任务卸载变量；7)建模用户任务拆分变量；8)建模用户任务迁移判定条件；9)确定用户任务迁移目标服务器；10)建模用户任务总时延；11)建模用户任务完全本地执行时延；12)建模用户无任务迁移对应卸载时延；13)建模用户任务迁移对应卸载时延；14)建模用户任务卸载及缓存限制条件；15)基于用户任务执行总时延最小化确定用户任务卸载及缓存策略。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种基于服务器协作的联合任务卸载及缓存方法。

背景技术

随着移动互联网的快速发展和智能终端的普及，增强现实(AugmentReality，AR)、虚拟现实(VirtualReality，VR)和移动高清视频等应用对服务质量(QualityofService，QoS)的需求越来越高。然而，智能用户设备处理能力不足以及传统移动云计算(MobileCloud Computing，MCC)技术的性能局限导致网络难以满足用户短时间内处理大量数据的业务需求。针对这一问题，移动边缘计算技术(MobileEdge Computing)应运而生，通过在距离智能用户设备较近的基站处部署MEC服务器，用户终端可以将计算任务从移动设备卸载至MEC服务器进行处理，可有效提高智能终端的服务性能，显著降低终端能耗。在存在多个用户及多个MEC服务器的网络场景中，如何优化设计任务卸载策略成为亟待解决的问题。此外，用户的移动性可能导致所关联MEC服务器无法完成任务卸载，优化设计任务卸载迁移策略成为影响用户任务执行体现的重要问题。

目前已有研究中，有文献将任务执行能耗作为卸载策略设计依据，以确定任务卸载策略。有文献研究MEC系统中的任务卸载问题，并将其建模为时延优化问题以最小化用户任务执行总时延。但现有研究较少联合考虑移动用户卸载、迁移及缓存策略，导致难以实现用户卸载性能优化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于服务器协作的联合任务卸载及缓存方法。在此方法中，考虑用户随机移动，假设在用户设备的基站处部署MEC服务器，用户需要执行一定的计算任务，任务由用户自身产生的数据量和辅助信息两部分构成，MEC服务器具有一定的计算和缓存能力，用户的计算任务可以在本地执行，也可以卸载至MEC服务器执行。由于用户的移动性，在某个MEC服务器的覆盖范围内，用户不能完成卸载，因此，用户的任务卸载可能会发生迁移。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于服务器协作的联合任务卸载及缓存方法，包括以下步骤：

S1：建模移动边缘计算(MobileEdgeComputing，MEC)服务器变量；

S2：建模回声状态网络(Echo StateNetworks，ESN)；

S3：建模用户任务标识；

S4：建模用户与MEC服务器关联变量；

S5：建模用户任务辅助信息缓存变量；

S6：建模用户任务卸载变量；

S7：建模用户任务拆分变量；

S8：建模用户任务迁移判定条件；

S9：确定用户任务迁移目标服务器；

S10：建模用户任务总时延；

S11：建模用户任务完全本地执行时延；

S12：建模用户无任务迁移对应卸载时延；

S13：建模用户任务迁移对应卸载时延；