[发明专利]MAR任务在多接入边缘计算中的卸载和缓存放置方法及系统

说明书

本发明涉及MAR移动设备任务的任务卸载和缓存放置技术领域，提供了MAR任务在多接入边缘计算中的卸载和缓存放置方法及系统，包括：将MAR任务划分为若干个子任务；对所有子任务按照最晚执行时间进行优先级排队，得到优先级队列；对缓存集合中的缓存文件进行放置初始化，得到缓存放置策略；根据所述优先级队列，根据优先级队列，对每个子任务的卸载点和执行点进行初始化，得到任务卸载策略；根据初始化生成的缓存放置策略和任务卸载策略用多目标蜂群优化算法进行优化。提高了任务卸载和缓存放置的速度。

技术领域

本发明属于移动增强现实(Mobile AugmentedReality，MAR)移动设备任务的任务卸载和缓存放置技术领域，尤其涉及MAR任务在多接入边缘计算中的卸载和缓存放置方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

大量新的视频应用层出不穷，如增强现实(AR)、虚拟现实(VR)。由于沉浸式场景的特点，这些新的视频应用可以带来更好的体验。因此，它在物联网、教育和远程医疗等众多领域得到了应用。在中心云计算系统中，计算负载大的任务会被卸载到中心云进行处理。但是，中央云系统不足以支持这些计算负载大、低延迟要求。原因是中心云距离用户较远，计算负载高，服务质量无法保证。作为5G通信系统中的主要演进技术，移动边缘计算(MobileEdge Computing,MEC)以其强大的智能存储和计算能力为解决这些问题提供了很好的方向。MEC将中心云计算服务下沉到核心网边缘，更贴近用户产生的数据。当用户请求内容或卸载任务时，他们可以直接访问边缘服务器，而不是访问远程中央云。这样可以大大减少回程负载、服务用户数和传输链路距离。因此，它可以为用户提供高带宽、低延迟的网络服务。

由于MAR移动设备靠近边缘服务器，与基于云的架构相比，减少端到端延迟是主要优势。与基于云的架构相比，AR功能对基础设施链接的依赖更少，因为服务器部署在边缘。边缘服务器确保比基于云的架构更可靠的通信。由于信息的本地化特性，内容缓存是可能的。内容缓存减少了边缘服务器以外的基础设施网络中的端到端延迟和拥塞。用户数据不通过公共网络传输，确保更安全的通信。基于边缘的架构可以支持轻量级和节能的MAR设备，例如可穿戴设备，因为它支持计算卸载。

但是，目前MAR任务在多接入边缘计算中的卸载和缓存放置过程存在一些问题。具体来说，移动边缘缓存主要利用移动边缘服务器提供的存储资源，可以减少网络数据流量，从而缩短用户的内容访问延迟。一些研究是基于单个边缘服务器独立工作的，单个服务器的缓存能力通常特别有限，这会在很多方面降低无线移动网络的性能。此外，为每个服务器单独设计缓存方案不仅繁琐，而且无法充分利用缓存资源。为了解决这些挑战，已经提出了协作缓存方案来提高网络性能。尽管协作缓存相对于非协作缓存提高了缓存利用率，但它仍然存在一些架构上的缺点。在任务卸载的研究中，有的文献考虑了应用程序缓冲区排队状态和空闲处理器，并提出了一种一维搜索算法来最小化任务执行的延迟。还有的文献将排队理论应用于边缘计算节点的建模，目标是最小化平均任务卸载时间。这些文献在卸载过程中卸载了所有任务，忽略了本地设备的执行能力。并且上述关于任务卸载的研究仅考虑单用户任务卸载，多用户任务卸载的研究需要考虑共享资源的竞争，且调度更复杂。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供MAR任务在多接入边缘计算中的卸载和缓存放置方法及系统，采用多目标人工蜂群算法对缓存放置策略和任务卸载策略进行优化，提高了任务卸载和缓存放置的速度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供MAR任务在多接入边缘计算中的卸载和缓存放置方法，其包括：

将MAR任务划分为若干个子任务；

对所有子任务按照最晚执行时间进行优先级排队，得到优先级队列；

对缓存集合中的缓存文件进行放置初始化，得到缓存放置策略；