[发明专利]一种节能高效的边缘计算任务卸载方法和系统

权利要求书

1.一种节能高效的边缘计算任务卸载方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)获取来自用户u的任务和任务数据信息，以及覆盖该用户u的边缘服务器集合以及该边缘服务器集合中每台边缘服务器的处理速度；

(2)计算步骤(1)得到的边缘服务器集合中每台边缘服务器对用户u的当前可用处理速度；

(3)针对步骤(1)得到的边缘服务器集合中的每台边缘服务器而言，根据其峰值功率、空闲功率、单位电价、处理速度、传播时延、以及时延影响因子获取该边缘服务器对用户u的成本因子，并按成本因子对边缘服务器集合中的所有边缘服务器进行从小到大的排序，以得到排序后的边缘服务器序列；步骤(3)具体为：

首先，根据边缘服务器在高CPU频率下的第一峰值功率空闲功率P_idle、单位电价ρ_s以及高CPU频率下的第一处理速度计算该边缘服务器的第一因子计算公式如下：

同时，根据边缘服务器在低CPU频率下的第二峰值功率空闲功率P_idle、单位电价ρ_s以及低CPU频率下的第二处理速度计算该边缘服务器的第二因子计算公式如下：

然后，根据用户u将任务卸载至边缘服务器s所需的传播时延t_us和时延影响因子β，计算所述边缘服务器的第三因子ξ_us，计算公式如下：

ξ_us＝βt_us

其中β表示时延影响因子，且有β∈[0.01,5]；

然后，根据边缘服务器s的第一因子和第三因子ξ_us，计算该边缘服务器对用户u的第一成本因子计算公式如下：

然后，根据边缘服务器的第二因子和第三因子ξ_us，计算该边缘服务器对用户u的第二成本因子计算公式如下：

然后，根据边缘服务器对用户的第一成本因子和第二成本因子计算边缘服务器对用户u的第三成本因子C_s，计算公式如下：

最后，根据步骤(1)得到的边缘服务器集合中的各台边缘服务器对用户的第三成本因子，将所有边缘服务器从小到大进行排序，以得到排序后的边缘服务器序列；

(4)从步骤(3)得到的排序后的边缘服务器序列中确定边界边缘服务器，对于排序后的边缘服务器序列中排在该边界边缘服务器之前的所有边缘服务器而言，从其中第一台边缘服务器开始，依次确定用户u卸载至每台边缘服务器上的任务卸载量、以及任务的频率选择因子；

(5)基于步骤(4)确定的用户u卸载至每台边缘服务器上的任务卸载量、以及任务的频率选择因子对用户u的任务进行卸载操作，并利用DVFS技术对每台边缘服务器进行CPU调频。

2.根据权利要求1所述的节能高效的边缘计算任务卸载方法，其特征在于，用户u的任务数据信息包括用户u的任务到达速率L_u；

覆盖用户的边缘服务器是满足用户u与边缘服务器s的距离d_us小于边缘服务器s的覆盖范围R_s的边缘服务器s，所有满足上述条件的多台边缘服务器s构成边缘服务器集合；

边缘服务器的处理速度包括边缘服务器在高CPU频率下的第一处理速度以及边缘服务器在低CPU频率下的第二处理速度其中f^h表示边缘服务器的高CPU频率，f^l表示边缘服务器的低CPU频率，γ表示缩放因子，且有γ∈[0.1,0.5]。

3.根据权利要求1或2所述的节能高效的边缘计算任务卸载方法，其特征在于，步骤(2)具体为：

边缘服务器s根据其在高CPU频率下的第一处理速度和第k个用户卸载至边缘服务器s上的第一任务卸载量计算边缘服务器s在高CPU频率下对用户的第一当前可用处理速度计算公式如下：

其中m表示用户的总数；

同时，边缘服务器s根据其在低CPU频率下的第二处理速度和第k个用户卸载至边缘服务器s上的第二任务卸载量计算边缘服务器s在低CPU频率下对用户的第二当前可用处理速度计算公式如下：