申请/专利权人：燕山大学

申请日：2022-06-14

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN115150892B

主分类号：H04W28/084

分类号：H04W28/084;H04W24/02;H04W24/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2022.10.25#实质审查的生效;2022.10.04#公开

摘要：本发明提供了一种具有突发性业务的MEC无线系统中VM‑PM修复策略方法，其包括：在移动边缘计算MEC无线系统中，引入马尔可夫到达过程MAP刻画MEC无线系统的输入过程，分别求解任务时延指标、设备电量消耗指标和系统可靠性指标，进而求解任务的平均响应时延和物联网设备的平均电量消耗水平，构建系统评价函数，构建马尔可夫到达过程MAP并分析参数组合对指标的影响，通过构造多目标混合整数非线性规划MINLP问题，求解出系统评价函数的最优值及对应的最优组合。本发明通过引入马尔可夫到达过程MAP来捕获流量的突发行为，提高任务的响应性能与系统可靠性，降低物联网设备的电量消耗，优化卸载概率、传输功率和定期维护阈值，以最优化评价函数，达到性能指标间的折衷。

主权项：1.一种具有突发性业务的MEC无线系统中VM-PM修复策略方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1、在移动边缘计算MEC无线系统中，引入马尔可夫到达过程MAP刻画MEC无线系统的输入过程，在物联网设备端将处理任务的过程构建MAPM1排队模型，在边缘服务器端构建带有虚拟机-物理机VM-PM实时修复与物理机定期维护的MAPMN排队模型；所述马尔可夫到达过程MAP由带有状态空间与无穷小生成元D的底层马尔可夫链{Zt,t≥0}决定，其中，V表示状态空间中的最大状态；S2、求解任务时延指标，所述任务时延指标包括任务在本地计算处理时的平均响应时延任务的传输时延和任务在边缘计算处理时的平均响应时延S3、求解设备电量消耗指标，所述设备电量消耗指标包括一个任务在本地任务缓存区中等待时消耗的物联网设备的电量物联网设备CPU处理一个任务时消耗的电量和传输一个被卸载的任务时物联网设备消耗的电量S4、求解系统可靠性指标，所述系统可靠性指标为系统可靠性A，且表示为： 其中，n表示定期维护阈值；表示边缘服务器中任务数量为x2、虚拟机故障数量为y且底层马尔可夫链状态为z时的稳态概率；S5、基于步骤S2和S3，求解任务的平均响应时延T和物联网设备的平均电量消耗水平E： 其中，ploc表示任务在本地计算处理的概率；pedg表示卸载概率，即任务在边缘计算处理的概率；S6、构建系统评价函数Fpedg,P,n： 其中，表示预期最大的任务平均时延；表示预期最大的电量消耗水平；表示预期最大的系统可靠性；P表示传输功率；S7、构建马尔可夫到达过程MAP并分析参数组合对指标的影响：所述参数组合包括第一参数组合和第二参数组合，所述指标包括任务的平均响应时延T、物联网设备的平均电量消耗水平E和系统可靠性A；所述步骤S7具体包括以下步骤：S71、借助MATLAB求解步骤S2-S4中的任务时延、设备电量消耗以及系统可靠性指标，计算出任务的平均响应时延T、物联网设备的平均电量消耗水平E和系统可靠性A，分别构建相关系数为l1和l2的马尔可夫到达过程MAP；S72、在相关系数不同的条件下，研究第一参数组合分别对任务的平均响应时延T和物联网设备的平均电量消耗水平E的影响，所述第一参数组合包括卸载概率pedg、CPU时钟频率f、虚拟机服务率μVM、传输功率P和定期维护阈值n；S73、在虚拟机故障率不同的条件下，研究第二参数组合对系统可靠性A的影响，所述第二参数组合包括定期维护阈值n和虚拟机修复率βVM；S8、固定相关系数l2并固定第一参数组合，设置不同的虚拟机数量N与虚拟机修复率βVM，利用MATLAB构造多目标混合整数非线性规划MINLP问题，求解出系统评价函数Fpedg,P,n的最优值及对应的最优组合pedg*,P*,n*；其中，pedg*,P*,n*分别表示最优卸载概率、最优传输功率和最优定期维护阈值。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 燕山大学 具有突发性业务的MEC无线系统中VM-PM修复策略方法

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