[发明专利]一种边缘计算与通信资源分配方法及系统

说明书

本发明提供一种边缘计算与通信资源分配方法，包括获取任务、计算资源块和通信频率资源块，以及确定参与计算的参数值；计算各任务的平均信道增益，以对所有任务进行分簇；给各簇中的所有任务均分配有至少一个计算资源块，使每一个任务的任务计算时间均小于各自对应的任务传输上限时间；给各簇中的所有任务均分配有至少一个通信频率资源块，分配通信频率资源块，使每一个任务的数据传输率均大于等于各自对应的最小数据传输率。实施本发明，不仅实现了计算资源和通信资源的联合分配，最大化利用效率，还避免了无效的资源开支，降低了功耗。

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种边缘计算与通信资源分配方法及系统。

背景技术

随着物联网的快速发展，海量终端布置在配电网的智能配电房、智能管廊以及智能台区。为了提高数据运算效率和通信可靠性，需要通过逐步构建边缘计算中心，实现信息的就地处理和决策。由于部分智能终端(如配电网同步向量终端、视频侦测以及级差保护终端等)需要低时延、大容量的数据传输，且在实现良好系统吞吐量的同时，为了保持接收的低成本，因此在第四代无线网络中采用了正交多址接入技术。

然而，为了满足第五代无线网络中频谱效率提升5～15倍的需求，业内提出在第四代无线网络中采用新型多址接入复用方式(即非正交多址接入)。非正交多址接入方式可将一个资源分配给多个任务，且在服务多个任务的同时，可通过相同的无线电资源支持更多的任务，从而显著增加网络处理能力。

但是，基于非正交多址接入技术的传统边缘计算与通信资源分配方法，因计算资源和通信资源采用整体打包分配方式而不加以区分，从而导致整体利用率效率低，且无效功耗增加。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种边缘计算与通信资源分配方法及系统，不仅实现了计算资源和通信资源的联合分配，最大化利用效率，还避免了无效的资源开支，降低了功耗。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种边缘计算与通信资源分配方法，其在基于非正交多址接入技术的无线网络上实现，所述方法包括以下步骤：

获取任务、计算资源块和通信频率资源块，以及任务总数、计算资源块总数和通信频率资源块总数，并确定每一个任务分别与各通信频率资源块之间的信道增益，确定每一个任务的任务传输上限时间、任务数据量和工作数据流，以及确定单个计算资源块及单个通信频率资源块各自中央处理的运行周期数目；

根据每一个任务分别与各通信频率资源块之间的信道增益以及通信频率资源块总数，计算各任务的平均信道增益，并根据所计算的各任务的平均信道增益，将所有任务进行归类分簇；

给各簇中的所有任务均分配有至少一个计算资源块，并使每一个任务根据各自分配的计算资源块数目获得的任务计算时间均小于各自对应的任务传输上限时间；其中，每一个任务的任务计算时间均根据各任务的工作数据流、各任务分配到的计算资源块数目及单个计算资源块中央处理的运行周期数目来决定；

给各簇中的所有任务均分配有至少一个通信频率资源块，并使每一个任务根据各自分配的通信频率资源块数目获得的数据传输率均大于等于各自对应的最小数据传输率；其中，每一个任务的数据传输率均根据各任务的任务数据量、各任务的工作数据流、各任务分配到的通信频率资源块数目及单个通信频率资源块中央处理的运行周期数目来决定；每一任务的最小数据传输率均根据各任务的任务数据量、各任务的任务传输上限时间及各任务的任务计算时间来决定。

其中，所述根据每一个任务分别与各通信频率资源块之间的信道增益以及通信频率资源块总数，计算各任务的平均信道增益，并根据所计算的各任务的平均信道增益，将所有任务进行归类分簇的具体步骤包括：

根据公式计算出各任务的平均信道增益；其中，表示任务u的平均信道增益；R_f表示通信频率资源块集合；M_f表示通信频率资源块总数；表示任务u和通信频率资源块r之间的信道增益；