[发明专利]边缘计算中低能耗的计算结点选择和计算任务分配方法

说明书

本发明提供了在边缘计算中低能耗的计算结点选择和计算任务分配方法。首先确定计算任务量与时延违反概率之间的关系。当给定时延违反概率后，确定每个结点在规定的时间内能处理的最大计算量。当需要完成的计算任务的总计算量小于周围结点能提供的最大计算量总和时，给出一种低能耗的计算结点选择和计算任务分配方法，进一步降低边缘计算的能耗。若需要完成的计算任务的总计算量大于周围结点能提供的最大计算量总和时，该任务无法完成，丢弃该任务。本发明在满足时延违反概率和总计算量的前提下，能够有效降低边缘计算的能量消耗。

技术领域

本发明属于边缘计算、边缘存储、资源分配、能量效率领域，具体涉及边缘计算中低能耗的计算结点选择和计算任务分配方法。

背景技术

边缘技术是运用网络边缘的计算资源，在规定的时间内，完成计算任务。与云计算相比，边缘计算的主要优点是时延较短，且由于边缘结点众多，可以提供可观的计算能力。为了更好的实现边缘计算，还需要解决在规定时间内、规定的时延违反概率条件下，给定了完成该任务的最大能耗情况下，如何进行计算结点选择，以及计算任务如何分配的问题。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种边缘计算中低能耗的计算结点选择和计算任务分配方法，目的在于填补边缘计算中低能耗计算结点选择和计算任务分配方法的空白，进一步降低边缘计算的能耗。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

边缘计算中低能耗的计算结点选择和计算任务分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：确定计算任务量与时延违反概率之间的关系；

S2：给定时延违反概率后，确定在规定时间内每个结点能处理的最大计算量；

S3：当需要完成的计算任务的总计算量小于周围结点能提供的最大计算量总和时，根据给出的计算结点选择和计算任务分配方法，进一步降低边缘计算的能耗；若需要完成的计算任务的总计算量大于周围结点能提供的最大计算量总和时，该任务无法完成，丢弃该任务。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，步骤S1中，确定计算任务量与时延违反概率之间的关系，表达式为：

其中，i表示计算结点的编号，表示计算请求用户到计算结点的信道排队延迟，T表示规定的时间，表示计算结点的计算时延，且X_i为分配给计算结点的计算量，L为计算强度，f_o为计算结点的基础计算能力，γ_i为可调节参数，用于调节计算能力；计算结点在时间n到达的数据量表示为a_i(n)；在时间n，从计算结点到计算请求用户的服务速率表示为s_i(n)；表示对求期望，表示a_i(0)的右特征向量，a_i(0)表示时间为0时计算结点的初始计算量；表示a_i(n)的右特征向量，表示s_i(n)的右特征向量；θ_i为人为定义的变量，表示a_i(n)的转移矩阵，表示的谱半径，

进一步地，步骤S2中，给定时延违反概率ε后，确定在规定时间T内每个结点能处理的最大计算量表达式如下：