[发明专利]面向雾计算的节点计算任务调度方法及其设备

说明书

本发明公开了一种面向雾计算的节点计算任务调度方法及其设备。在该方法中，计算用户设备与临近设备之间进行任务计算和任务迁移时的能效；通过数学优化方法，求得用户设备与临近设备进行任务迁移的最优能效通信时间以及相应的任务迁移量；承担计算任务的用户设备根据最优能效通信时间以及相应的任务迁移量，将计算任务迁移给空闲的临近设备进行计算。利用本发明，用户设备周边的空闲设备可以实现计算任务的最优迁移，从而共享其计算资源，使得资源受限的用户设备将过多的计算任务迁移到附近资源充足的空闲设备，最大程度地降低了业务时延，实现通信的高能效性。

技术领域

本发明涉及一种面向雾计算的节点计算任务调度方法，同时涉及一种实施该节点计算任务调度方法的雾计算设备，属于计算通信技术领域。

背景技术

随着网络架构的持续演进，云计算、雾计算等先进的分布式计算概念被陆续提出，用于应对爆发式增长的数据流量需求和低时延业务的挑战。云计算(Cloud Computing)将存储、控制、处理能力都集中在功能强大的云服务器中，利用集中式数据处理和资源管理，提高了网络的资源利用效率和能量效率。雾计算(Fog Computing)是弥散在人们身边的云计算。在雾计算中，数据、数据处理和应用程序集中在网络边缘设备中，而不是全部几乎保存在云服务器中。

与云计算相比，雾计算主要依赖的不是位于中心位置的云服务器，而是用离本地设备较近的分布式计算机资源。如图1所示，典型的雾计算网络系统利用了从云服务器到网络边缘设备、直至用户设备的计算、存储、通信、管理等功能，形成了从云服务器到终端的连续服务区域。该网络边缘设备可以是传统的网络设备，例如早已部署在网络中的基站、路由器、交换机、网关等，也可以是专门部署的本地服务器。雾计算将云端的边界靠近本地服务器(连接到物联网)的“边缘”，而不像云计算那样将它们几乎全部保存在云中。可见与飘在远端的云计算不同，雾计算就是让计算单元像雾气一样弥散在人们周围，从而实现计算资源最高效的利用。

在雾计算网络系统中，设备与设备之间可以实现直接通信而不需要基站等网络设备的帮助，它能够提升数据传输的频谱效率以及实现高效的负载均衡。基于这些优势，设备间直接通信将会在下一代无线通信中占据主要位置。另一方面，移动应用变得越来越复杂，由于这些复杂的应用具有低时延的需求，使得用户设备需要大量的计算和通信资源来保证实时性。因此，将用户设备的计算任务迁移到临近的空闲设备，可以实现资源的共享并保证低时延的高效运作，具有很好的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种面向雾计算的节点计算任务调度方法。

本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种实施上述节点计算任务调度方法的雾计算设备。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种面向雾计算的节点计算任务调度方法，包括如下步骤：

计算用户设备与临近设备之间进行任务计算和任务迁移时的能效；

通过数学优化方法，求得用户设备与临近设备进行任务迁移的最优能效通信时间以及相应的任务迁移量；

承担计算任务的用户设备根据所述最优能效通信时间以及相应的任务迁移量，将计算任务迁移给空闲的临近设备进行计算。

其中较优地，所述用户设备与所述临近设备之间通过机会式频谱共享机制复用蜂窝网络的频谱，实现设备间直接通信。

其中较优地，所述用户设备通过时分复用方式或者正交频分多址接入方式将计算任务迁移给所述临近设备。

其中较优地，所述能效通过如下公式计算获得：