[发明专利]一种基于边缘计算的多用户多任务卸载系统

权利要求书

1.一种基于边缘计算的多用户多任务卸载系统，其特征在于，包括：

若干组用户端，所述用户端用于建立并发送待处理卸载任务；

覆盖所述若干组用户端的边缘服务器集合，所述边缘服务器集合包括若干组边缘服务器，每组所述边缘服务器中均包括：

接收模块，用于接收所述用户端发送的所述待处理卸载任务，所述接收模块包括无线接入点，所述无线接入点接收所述用户端边缘节点发送的数据将用户端和边缘计算节点进行配对；

排序模块，根据组成各个待处理卸载任务的规定最晚完成时间和实际执行过程中的允许最晚完成时间，确定任务执行的优先级；

最优决策获得模块，基于物联网设备、边缘服务器和远程服务器的资源状态、要执行的任务状态和优先队列状态，采用DQN网络，结合物联网设备、边缘服务器的资源情况以及物联网设备产生应用的实时信息，得到当前状态下各种动作与每种动作对应的消耗，直到DQN网络收敛，得到最优的任务执行和资源分配策略。

2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的多用户多任务卸载系统，其特征在于：所述边缘服务器还包括：

计算模块，对待处理卸载任务的消耗进行建模，根据是否进行卸载分成两种情况建模：

1)如果不卸载，则任务本地进行处理；在假设任务执行时间恰好为任务的时间约束的条件下，用户设备的CPU频率根据动态电压缩放技术，取最大频率与任务需求频率之间的较小值；然后计算本地消耗；

2)如果进行卸载，则任务在车载边缘节点进行处理；计算用户设备发送与接收数据和静态功率所消耗的能量；若任务结果数据量很小，则消耗的能量和时间忽略不计；结合发送时间计算出任务卸载时用户端的消耗。

3.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的多用户多任务卸载系统，其特征在于：所述最优决策获得模块包括：

发送子模块，用于针对与所述边缘服务器相适配的每一候选匹配网络，向所述候选匹配网络对应的匹配状态表中最大的偏好值所对应的新的顶点发送卸载请求。

4.根据权利要求2所述的一种基于边缘计算的多用户多任务卸载系统，其特征在于：所述计算模块构建基于移动边缘计算的多用户多任务场景模型，所述多用户多任务场景模型包括系统模型和模块模型；所述模块模型包括：任务模型、信道模型、待处理卸载任务卸载模型及边缘服务器的计算模型，所述根据待处理卸载任务类别和最优决策获得模块的最优的任务执行和资源分配策略对任务进行卸载，所述任务类别包括个人任务和共享任务，所述任务卸载策略以最优的任务处理时延为目标求解获得。

5.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的多用户多任务卸载系统，其特征在于：所述排序模块的具体排序方式为：

将所述待处理卸载任务中的整数变量松弛成连续变量，并将最小化最大问题转化成求最小的问题，所述待处理卸载任务便成为非线性规划任务；

所述非线性规划任务是一个非凸问题，采用渐进凸逼近的方法，将所述非线性规划任务转化为一个凸优化任务；

采用凸优化的方法求解所述凸优化任务，获得所述待处理卸载任务的次优解，根据所述待处理卸载任务的次优解并配合待处理卸载任务的规定最晚完成时间和实际执行过程中的允许最晚完成时间，进行排序，排序后每个待处理卸载任务均要在实际执行过程中的允许最晚完成时间之前完成。

6.根据权利要求4所述的一种基于边缘计算的多用户多任务卸载系统，其特征在于：对于卸载到边缘服务器进行处理的任务，任务处理包括：

用户端将部分任务上传到边缘服务器；边缘服务器进行任务处理；

边缘服务器将任务处理结果下传给用户端，所述任务处理结果即卸载到边缘服务器处理的任务结果，包括卸载到边缘服务器处理的共享任务处理结果和卸载到边缘服务器处理的个人任务处理结果。