技术摘要：
本发明公开了一种面向低时延边缘计算中多跳卸载的任务调度方法，属于通信领域。它的步骤为：获取移动终端待处理的计算任务负载、目标终端的计算任务负载、移动终端本地计算速度、计算卸载的通信速度等信息，基于背压式平均化发送节点与接收节点的负载的基本思想，把各  全部
背景技术：
随着移动设备的普及和移动互联网的发展，未来将呈现万物互联的发展趋势，而 物联网中海量的终端连接和实时的操控技术都离不开高效的通信技术，考虑到物联网中大 部分设备本地的计算是有限的，要想可靠且快速的完成任务的分析处理，需要依靠具有丰 富计算资源的云端来协助，由于网络带宽资源受限和云计算自身的集中式处理和远距离传 输特性将会产生明显的高时延问题，因此利用移动基站大规模分布在终端用户和数据源附 近，可以允许移动设备大规模接入到边缘服务器，从而实现计算卸载，降低计算时延。该网 络架构具有节点规模大、离终端距离近、调度灵活等优点，能够较好的解决网络资源占用、 高时延等问题。 为了克服计算资源对终端设备处理数据的限制，满足实时业务和用户对时延的基 本需求，人们研究了以低时延为目标的移动边缘计算卸载问题。由于计算卸载是利用终端 用户的通信能力换取卸载服务器的计算能力，因此在对计算任务进行选择和调度时需要同 时考虑计算任务固有的数据量和计算量两种性质，同时，根据数据量和计算量的不同，计算 任务将分为不同种类。在考虑移动终端和卸载服务器的计算过程时，影响任务计算速率的 主要因素是任务的计算量；而在考虑移动终端和卸载服务器间的通信过程时，影响任务通 信速率的主要因素是任务的数据量。 针对上述实际场景所考虑的问题，不同类型的计算任务在进行本地计算和多跳卸 载时给节点带来不同的数据量和计算量的变化，因此有必要对网络内每个节点进行本地计 算和计算卸载的任务调度，从而低时延完成计算任务。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种面向低时延边缘计算中多跳 卸载的任务调度方法，通过最大化终端之间通信与计算吞吐量的基本思想，采用多类计算 任务间跨类别调度的方式，对本地计算和计算卸载的计算任务进行选择与调度，使移动终 端和卸载目标终端间的通信与计算吞吐量最大，进而降低计算任务完成的总时延。 面向低时延边缘计算中多跳卸载的任务调度方法，步骤如下： 在每个调度周期t开始前，获取移动终端i的待处理计算任务所包含的数据量 和计算量 目标卸载终端j的待处理计算任务所包含的总数据量Dj(t)和 总计算量Uj(t)，移动终端进行本地计算的计算速率{ri(t)}和卸载通信速率{cij(t)}，其中 和 表示移动终端i的第k类计算任务所对应的数据量和计算量。 首先将移动终端i的各类计算任务按照数据量和计算量的比例系数γk从小到大 4 CN 111580943 A 说　明　书 2/5 页 的顺序进行排列得到任务列表。 本地计算的任务调度策略 的获得方法是按比例系数从小到大选择，所取 任务数量不超过该种任务的待处理任务数量，直到本地计算的计算速率不能满足更多任务 或者所有计算任务都被选择。 定义卸载平均比例系数βij(t)为 为了最大化边缘计算的通信与计算吞吐量，基于背压式平均化发送节点与接收节 点的负载的基本思想，不考虑可选任务约束的情况下的最优卸载平均比例系数为 由于任务调度须满足单位时间内处理的任务数量不超过待处理任务数量，即 且 在上述约束条件下可得到最 小卸载平均比例系数和最大卸载平均比例系数。最小卸载平均比例系数βij，min(t)通过在本 地计算任务选择后剩下的任务中按比例系数从小到大选择，直到卸载通信速率cij(t)不能 满足更多任务或者所有计算任务都被选择，这些任务的平均比例系数为最小卸载平均比例 系数。类似的，最大卸载平均比例系数βij，max(t)通过在本地计算任务选择后剩下的任务中 按比例系数从大到小选择，直到卸载通信速率cij(t)不能满足更多任务或者所有计算任务 都被选择，这些任务的平均比例系数为最大卸载平均比例系数。考虑到上述约束，卸载平均 比例系数βij(t)应选择为 在移动终端i的待处理计算任务按比例系数从小到大排列的任务列表中，除本地 计算任务选择的任务外，在任务列表中从某个位置开始连续选择计算任务作为卸载的计算 任务，直到卸载通信速率cij(t)不能满足更多任务或者所有计算任务都被选择。通过一维搜 索列表中连续任务的开始位置，找到卸载任务的平均比例系数离βij(t)最近的一种卸载任 务选择方案作为最终的卸载任务调度策略 本发明的有益效果： 本发明通过最大化移动终端和卸载目标终端间的通信与计算吞吐量，平衡移动终 端和卸载目标终端的节点负载，设计出一种面向低时延边缘计算中多跳卸载的任务调度方 法，考虑了移动终端和卸载目标终端各自的计算任务种类和负载情况，在本地计算任务调 度和卸载任务调度两方面均作出了优化，最大化了通信与计算吞吐量，降低了计算任务处 理总时延，有效平衡了节点间的计算负载。 5 CN 111580943 A 说　明　书 3/5 页 附图说明 图1是面向低时延边缘计算中多跳卸载的任务调度系统模型； 图2是随着系统中节点平均功率的变化，本发明方法与其他对比方法控制下的平 均队列负载的比较； 图3是随着系统中节点任务平均到达速率的变化，本发明方法与其他对比方法控 制下的平均队列负载的比较； 图4是随着系统中信道质量的变化，本发明方法与其他对比方法控制下的平均队 列负载的比较。