[发明专利]一种面向边缘无线网络中UDL任务的在线调度系统及方法

权利要求书

1.一种面向边缘无线网络中UDL任务的在线调度系统，其特征在于：包括边缘分布式机器学习子系统、站点、UDL任务；

所述边缘分布式机器学习子系统，由R个跨区域分布的站点组成；

所述站点，为一个边缘服务器或一个小型边缘云；每个站点r能够提供数量的k类资源，并通过无线网络与其它站点连接通信，站点r与站点r′之间的单位带宽成本为q^rr′；每个站点r收集并为UDL任务i提供训练数据块，每一数据块的大小为θ_iMB；其中，资源类型的数量记为K，每一资源类型k∈[k]；表示站点r为任务i收集的训练数据块的数量，即初始的训练数据块数量；

所述UDL任务，每个UDL任务i在a_i时隙到达并请求训练；该任务申请一个计算节点或参数服务器节点需要占用或单位的k类资源；每个计算节点的处理能力为P_i；每个数据块需要训练E_i个轮次；每时隙一个计算节点与一个参数服务器节点参数交换的大小为λ_iMB；其中，表示任务申请一个计算节点需要占用的k类资源数量；表示任务申请一个计算参数服务器节点需要占用的k类资源数量。

2.一种面向边缘无线网络中UDL任务的在线调度方法，其特征在于：首先将响应延迟转化为一个非减成本函数表示UDL任务i的完成时间，a_i表示任务i的到达时间；并将UDL任务i的训练总带宽成本定义为其数据传输成本和参数交换成本之和B_i，将总训练成本最小化问题建模为混合整数非线性问题然后，UDL任务到达后在每个时隙计算确定该时隙执行时间窗口、训练数据量、计算节点和参数服务器节点的部署数量和位置以及数据传输；

其中，

上式中，T为系统中时隙数量，每一时隙t∈[T]；R为系统中站点数量，每一站点r∈[R]；q^rr′为站点r与站点r′之间的单位带宽成本；θ_i为任务i单个数据块的大小；为在时隙t，任务i从站点r传输到站点r′的数据块的数量；λ_i为任务i每时隙一个计算节点与一个参数服务器节点参数交换的大小；为在时隙t，任务i在站点r部署计算节点的数量；为在时隙t，任务i是否在站点r部署参数服务器节点；

的约束条件为：

上式中，I为系统中任务数量，每一任务i∈[I]；为站点r为任务i收集的训练数据块的数量；P_i为任务i单个计算节点的处理能力；表示任务申请一个计算节点需要占用的k类资源数量；表示任务申请一个计算参数服务器节点需要占用的k类资源数量；为站点r中k类资源的容量；K为站点资源类型的数量，每一资源类型k∈[k]。