CN120264322A 任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法 (南京郵電大學(xué))_第1頁(yè)
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(19)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局地址210003江蘇省南京市鼓樓區(qū)新模范馬路66號(hào)有限公司11570專利代理師劉杰HO4W28/084(2023.01)HO4W72/044(2023.01)HO4W72/56(2023.01)任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源本發(fā)明公開(kāi)了一種任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣根據(jù)邊緣算力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各邊緣算力節(jié)點(diǎn)的空閑構(gòu)建算力任務(wù)請(qǐng)求向量構(gòu)建算力任務(wù)請(qǐng)求向量建立各階段時(shí)延模型建立資源利用率模型建立多域資源優(yōu)化模型計(jì)算任務(wù)優(yōu)先級(jí)并篩選出可調(diào)度任務(wù)集合使用自適應(yīng)溫度調(diào)度機(jī)制改進(jìn)模擬退火算法使用改進(jìn)模擬退火算法求解多域資源優(yōu)化模型21.一種任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法,其特征在于,包括以下步步驟1,資源編排中樞根據(jù)用戶所提交的算力資源需求量、數(shù)據(jù)量、理想處理時(shí)延、最大容忍時(shí)延、數(shù)據(jù)傳輸速率和執(zhí)行方式要求信息,構(gòu)建算力任務(wù)請(qǐng)求向量;步驟2,根據(jù)算力任務(wù)請(qǐng)求向量,構(gòu)建包含上傳鏈路傳輸時(shí)延、前傳鏈路傳輸時(shí)延、路由鏈路傳輸時(shí)延和計(jì)算時(shí)延在內(nèi)的算力任務(wù)總時(shí)延模型;步驟3,根據(jù)邊緣算力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各邊緣算力節(jié)點(diǎn)的空閑算力資源量以及處理算力任務(wù)步驟4,將算力任務(wù)總時(shí)延模型和資源利用率模型進(jìn)行聯(lián)合建模,建立多域資源綜合優(yōu)化模型;步驟5,使用優(yōu)先級(jí)區(qū)分的任務(wù)松弛篩選方法得出可調(diào)度任務(wù)集合,并將得到的可調(diào)度任務(wù)集合作為多域資源優(yōu)化模型約束條件之一;步驟6,使用基于自適應(yīng)溫度調(diào)度機(jī)制改進(jìn)的模擬退火方法對(duì)多域資源綜合優(yōu)化模型進(jìn)行求解,輸出最佳通信資源分配與邊緣算力節(jié)點(diǎn)匹配策略。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法,其特征在于:加入步驟5中約束條件后的多域資源優(yōu)化模型如下:C?:@mn∈{0,1},Vm∈[1,M],n∈[1,其中,n為算力服務(wù)效率,Pmi和Pm分別為權(quán)重因子;S'={p",B,①“}為最優(yōu)解向別為邊緣算力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的接入基站數(shù)、每個(gè)接入基站覆蓋范圍內(nèi)的算力任務(wù)數(shù)和邊緣算力節(jié)點(diǎn)數(shù);U表示資源利用率,T"為算力任務(wù)qm的總時(shí)延,約束條件C?和C?表示每個(gè)算力任務(wù)只能匹配至某一邊緣算力節(jié)點(diǎn)處執(zhí)行,@m,n表示將算力任務(wù)q"匹配至邊緣算力節(jié)點(diǎn)e處進(jìn)行處理的值;C?與C?表示資源編排中樞為q分配的發(fā)射功率總和不能超過(guò)基站m的最大可3用發(fā)射功率,p表示資源編排中樞分配給算力任務(wù)q的發(fā)射功率,Pm表示資源編排中樞分配給算力任務(wù)的最大發(fā)射功率;C?與C?表示為qm分配的帶寬資源總和不能超過(guò)基站m的最大可用帶寬,B'表示資源編排中樞分配給算力任務(wù)qm的帶寬資源,Bm表示資源編排中樞分配給算力任務(wù)的最大帶寬資源;C?表示匹配至e處的所有算力任務(wù)各類型資源需求總和不能超過(guò)e各類型的空閑算力資源量,確保匹配至e,處的所有算力任務(wù)的資源需求都能被滿足,表示算力任務(wù)q"所需第l∈[1,L]種類型算力資源需求量,Cn表示邊緣算力節(jié)點(diǎn)en第l∈[1,L]種類型算力資源量;C?表示經(jīng)過(guò)某條鏈路的所有算力任務(wù)不能超過(guò)該鏈路的鏈路容量,保證每個(gè)算力任務(wù)都能在滿足任務(wù)傳輸速率需求的鏈路中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,R表示數(shù)據(jù)傳輸速率要求,Rmn表示rm到e,之間最優(yōu)路徑的鏈路容量;C?表示算力任務(wù)在上傳鏈路中的傳輸速率應(yīng)該大于或等于算力任務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率要求R",Rmm表示上傳鏈路傳輸速率;約束條件C??表示通信資源分配和任務(wù)調(diào)度決策在可調(diào)度任務(wù)之上實(shí)現(xiàn)的,s'表示服務(wù)等級(jí),q表示算力任務(wù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法,其特征在于:步驟5中使用優(yōu)先級(jí)區(qū)分的任務(wù)松弛篩選方法得出可調(diào)度任務(wù)集合的方法,包括以下步步驟51,構(gòu)建原始指標(biāo)矩陣,網(wǎng)絡(luò)內(nèi)共有M×K個(gè)待調(diào)度任務(wù),每個(gè)任務(wù)包含最大容忍時(shí)延、時(shí)延要求彈性程度、算力需求總量和累計(jì)排隊(duì)時(shí)間這4個(gè)優(yōu)先級(jí)相關(guān)指標(biāo);步驟52,極差標(biāo)準(zhǔn)化處理;步驟53,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理結(jié)果計(jì)算指標(biāo)比重;步驟54,根據(jù)指標(biāo)比重計(jì)算指標(biāo)信息熵值;步驟55,根據(jù)指標(biāo)信息熵值計(jì)算指標(biāo)權(quán)重;步驟56,任務(wù)松弛篩選;建立松弛模型,以有限的算力資源總量為約束,依靠松弛模型盡可能多的選擇此刻能夠處理的任務(wù),具體實(shí)現(xiàn)如下:步驟57,通過(guò)模擬退火方法求解得到最優(yōu)解x'=[z1me[1,M],k∈[1,K],若=1則表示算力任務(wù)9被選擇為可調(diào)度任務(wù),并將其服務(wù)等級(jí)設(shè)置為1,即s'(a.)=1,進(jìn)而得到可調(diào)度任務(wù)集合Q=[qIs'(4)=1,m∈[1,M],k∈[1,K]],s’表示服務(wù)步驟58,再將可調(diào)度任務(wù)集合作為多域資源優(yōu)化模型的補(bǔ)充約束條件C??:44.根據(jù)權(quán)利要求3所述任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法,其特征在對(duì)逆向指標(biāo)取倒數(shù)轉(zhuǎn)換為正向貢獻(xiàn),算力需求總量直接使用原值強(qiáng)調(diào)資源消耗規(guī)模,步驟52中極差標(biāo)準(zhǔn)化處理的方法如下:對(duì)所有的指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,確保它們的量綱一其中,,表示標(biāo)準(zhǔn)化后的算力任務(wù)qm第i個(gè)優(yōu)先級(jí)相關(guān)指標(biāo),中;表示算力任務(wù)qm第i標(biāo)準(zhǔn)化之后的指標(biāo)矩陣?n如下:5其中,=10?為極小值常數(shù);4表示每項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算任務(wù)間占比;步驟55中根據(jù)指標(biāo)信息熵值計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重w",公式如下:5.根據(jù)權(quán)利要求4所述任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法,其特征在6.根據(jù)權(quán)利要求5所述任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法,其特征在l∈[1,L]種類型算力資源需求量;D"表示數(shù)據(jù)量;T67.根據(jù)權(quán)利要求6所述任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法,其特征在而系數(shù);算力任務(wù)qm的上傳鏈路傳輸時(shí)延計(jì)算如下:其中,80表示在參考距離為1米處且發(fā)射功率為1W的信號(hào)功率增益;(xk,yk,0)和算力任務(wù)q"的前傳鏈路傳輸時(shí)延計(jì)算如下:其中,Rr為接入基站m到邊緣入口路由器rm之間的前傳鏈路傳輸速率,考慮接與邊緣入口路由器之間是通過(guò)有線方式連接,將與接入基站m相連接的邊緣入口路由器表示為rm,算力任務(wù)q“由接入基站m傳輸?shù)竭吘壢肟诼酚善鱮m的前傳鏈路傳輸時(shí)延可以由以7Rrn表示算力任務(wù)q“由邊緣入口路由器rm發(fā)送至邊緣算力節(jié)點(diǎn)en的路由鏈路傳輸速率,Rrn=Rmm,Rmn表示rm到en之間最優(yōu)路徑的鏈路容量:Rn=min{R,na∈=Lmn},vme[1,M]lm,n表示算力任務(wù)在最優(yōu)路徑傳輸過(guò)程中經(jīng)過(guò)的鏈路集合,1表示該集合中某段具體的鏈路狀態(tài)矩陣為C由以下Z×Z維矩陣表示:其中,網(wǎng)絡(luò)內(nèi)共有Z個(gè)路由器,C表示Z個(gè)路由器之間的鏈路連接狀態(tài),若路由器算力任務(wù)q"的計(jì)算時(shí)延表示如下:8.根據(jù)權(quán)利要求7所述任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法,其特征在8T+=T·exp(-Pa(PAacpan,將經(jīng)典模擬退火方法采用的固定溫度下降策略改為基于綜合接受率和能量變化的自其中,β為自適應(yīng)溫度調(diào)度下接受率的權(quán)重系數(shù)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法,其特征在S1:初始化最優(yōu)解Sbe=Sc,初始溫度T,迭代步數(shù)t=1,其中SS5:使用自適應(yīng)溫度調(diào)度機(jī)制更新溫度T+1,令t=t+110.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法9傳輸速率和執(zhí)行方式要求信息;所述資源編排中樞單元用于根據(jù)所提交的算力資源需求量、數(shù)據(jù)量、理想處理時(shí)延、最大容忍時(shí)延、數(shù)據(jù)傳輸速率和執(zhí)行方式要求信息,構(gòu)建算力任務(wù)請(qǐng)求向量;所述多域資源綜合優(yōu)化模型單元用于根據(jù)算力任務(wù)請(qǐng)求向量,構(gòu)建包含上傳鏈路傳輸時(shí)延、前傳鏈路傳輸時(shí)延、路由鏈路傳輸時(shí)延和計(jì)算時(shí)延在內(nèi)的算力任務(wù)總時(shí)延模型;根據(jù)邊緣算力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各邊緣算力節(jié)點(diǎn)的空閑算力資源量以及處理算力任務(wù)的資源消耗量,建立資源利用率模型;將算力任務(wù)總時(shí)延模型和資源利用率模型進(jìn)行聯(lián)合建模,建立多域資源綜合優(yōu)化模型;所述可調(diào)度任務(wù)集合單元用于使用優(yōu)先級(jí)區(qū)分的任務(wù)松弛篩選方法得出可調(diào)度任務(wù)集合,并將得到的可調(diào)度任務(wù)集合作為多域資源優(yōu)化模型約束條件之一;所述求解單元單元用于使用基于自適應(yīng)溫度調(diào)度機(jī)制改進(jìn)的模擬退火方法對(duì)多域資源綜合優(yōu)化模型進(jìn)行求解,得到最佳通信資源分配與邊緣算力節(jié)點(diǎn)匹配策略;所述輸出單元用于輸出最佳通信資源分配與邊緣算力節(jié)點(diǎn)匹配策略。任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及算力任務(wù)領(lǐng)域,尤其涉及任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法。背景技術(shù)[0002]隨著通信技術(shù)的演進(jìn),用戶對(duì)多樣化服務(wù)的需求日益頻繁,對(duì)算力和資源需求正呈指數(shù)級(jí)攀升。邊緣算力網(wǎng)絡(luò)通過(guò)融合分布式邊緣算力節(jié)點(diǎn)與路由架構(gòu),實(shí)現(xiàn)了算力資源的泛在化供給,如圖2所示,邊緣算力網(wǎng)絡(luò)通過(guò)資源編排中樞收集算力任務(wù)需求和邊緣算力節(jié)點(diǎn)的可用算力資源、存儲(chǔ)資源等信息,并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息和資源需求,提供算力資源和通信資源以及算力任務(wù)分發(fā)與調(diào)配,從而實(shí)現(xiàn)邊緣算力網(wǎng)絡(luò)全局資源的最優(yōu)編排管理和使用。[0003]邊緣算力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)算力任務(wù)需求的多樣性和邊緣算力節(jié)點(diǎn)資源的差異性造成資源不匹配以及任務(wù)處理效率低下等問(wèn)題。因此,在邊緣算力節(jié)點(diǎn)資源受限的條件下,如何高效地管控和利用邊緣算力網(wǎng)絡(luò)的算力資源,已成為一個(gè)亟待解決的現(xiàn)實(shí)難題。因此,需要根據(jù)用戶所提交的算力任務(wù)信息,結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)空閑可用的資源信息進(jìn)行綜合分析,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)資源的最佳配置。發(fā)明內(nèi)容[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,本發(fā)明提供一種任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法,建立算力任務(wù)請(qǐng)求向量,通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可用算力資源以及網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行分析,用于解決在提高任務(wù)處理效率的同時(shí)滿足用戶所提交算力任務(wù)資源需求的問(wèn)題。[0006]一種任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法,包括以下步驟:[0007]步驟1,資源編排中樞根據(jù)用戶所提交的算力資源需求量、數(shù)據(jù)量、理想處理時(shí)延、最大容忍時(shí)延、數(shù)據(jù)傳輸速率和執(zhí)行方式要求信息,構(gòu)建算力任務(wù)請(qǐng)求向量。[0008]步驟2,根據(jù)算力任務(wù)請(qǐng)求向量,構(gòu)建包含上傳鏈路傳輸時(shí)延、前傳鏈路傳輸時(shí)延、路由鏈路傳輸時(shí)延和計(jì)算時(shí)延在內(nèi)的算力任務(wù)總時(shí)延模型。[0009]步驟3,根據(jù)邊緣算力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各邊緣算力節(jié)點(diǎn)的空閑算力資源量以及處理算力任務(wù)的資源消耗量,建立資源利用率模型。[0010]步驟4,將算力任務(wù)總時(shí)延模型和資源利用率模型進(jìn)行聯(lián)合建模,建立多域資源綜合優(yōu)化模型。[0011]步驟5,使用優(yōu)先級(jí)區(qū)分的任務(wù)松弛篩選方法得出可調(diào)度任務(wù)集合,并將得到的可調(diào)度任務(wù)集合作為多域資源優(yōu)化模型約束條件之一。[0012]步驟6,使用基于自適應(yīng)溫度調(diào)度機(jī)制改進(jìn)的模擬退火方法對(duì)多域資源綜合優(yōu)化模型進(jìn)行求解,輸出最佳通信資源分配與邊緣算力節(jié)點(diǎn)匹配策略。[0013]優(yōu)選的:加入步驟5中約束條件后的多域資源優(yōu)化模型如下:11分別為邊緣算力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的接入基站數(shù)、每個(gè)接入基站覆蓋范圍內(nèi)的算力任務(wù)數(shù)和邊緣算力節(jié)點(diǎn)數(shù)。U表示資源利用率,T"為算力任務(wù)q的總時(shí)延,約束條件C?和C?表示每個(gè)算力任務(wù)只能匹配至某一邊緣算力節(jié)點(diǎn)處執(zhí)行,@m,n表示將算力任務(wù)qm匹配至邊緣算力節(jié)點(diǎn)e處進(jìn)行處理的值。C?與C?表示資源編排中樞為qm分配的發(fā)射功率總和不能超過(guò)基站m的最大可用發(fā)射功率,P蓋表示資源編排中樞分配給算力任務(wù)q"的發(fā)射功率,Pm表示資源編排中樞分配給算力任務(wù)的最大發(fā)射功率。C?與C?表示為qm分配的帶寬資源總和不能超過(guò)基站m的最大可用帶寬,B表示資源編排中樞分配給算力任務(wù)qm的帶寬資源,表示資源編排中樞分配給算力任務(wù)的最大帶寬資源。C?表示匹配至e處的所有算力任務(wù)各類型資源需求總和不能超過(guò)e各類型的空閑算力資源量,確保匹配至e,處的所有算力任務(wù)的資源需求都能被滿足,Cr;表示算力任務(wù)q“所需第l∈[1,L]種類型算力資源需求量,Cn表示邊緣算力節(jié)點(diǎn)en第l∈[1,L]種類型算力資源量。C?表示經(jīng)過(guò)某條鏈路的所有算力任務(wù)不能超過(guò)該鏈路的鏈路容量,保證每個(gè)算力任務(wù)都能在滿足任務(wù)傳輸速率需求的鏈路中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,R表示數(shù)據(jù)傳輸速率要求,Rmn表示rm到e,之間最優(yōu)路徑的鏈路容量。C,表示算力任務(wù)在上傳鏈路中的傳輸速率應(yīng)該大于或等于算力任務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率要求R",Rmm表示上傳鏈路傳輸速率。約束條件C??表示通信資源分配和任務(wù)調(diào)度決策在可調(diào)度任務(wù)之上實(shí)現(xiàn)的,s'表示服務(wù)等級(jí),q"表示算力任務(wù)。[0016]優(yōu)選的:步驟5中使用優(yōu)先級(jí)區(qū)分的任務(wù)松弛篩選方法得出可調(diào)度任務(wù)集合的方法,包括以下步驟:[0017]步驟51,構(gòu)建原始指標(biāo)矩陣,網(wǎng)絡(luò)內(nèi)共有M×K個(gè)待調(diào)度任務(wù),每個(gè)任務(wù)包含最大容忍時(shí)延、時(shí)延要求彈性程度、算力需求總量和累計(jì)排隊(duì)時(shí)間這4個(gè)優(yōu)先級(jí)相關(guān)指標(biāo)。[0018]步驟52,極差標(biāo)準(zhǔn)化處理。[0019]步驟53,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理結(jié)果計(jì)算指標(biāo)比重。[0020]步驟54,根據(jù)指標(biāo)比重計(jì)算指標(biāo)信息熵值。[0021]步驟55,根據(jù)指標(biāo)信息熵值計(jì)算指標(biāo)權(quán)重。[0022]步驟56,任務(wù)松弛篩選。建立松弛模型,以有限的算力資源總量為約束,依靠松弛模型盡可能多的選擇此刻能夠處理的任務(wù),具體實(shí)現(xiàn)如下:[0024]其中,x表示最優(yōu)解,X[0025]步驟57,通過(guò)模擬退火方法求解得到最優(yōu)解x'=[*Im∈[1,M],k∈[1,K],若x=1則表示算力任務(wù)q被選擇為可調(diào)度任務(wù),并將其服務(wù)等級(jí)設(shè)置為1,即s'(a.)=1,進(jìn)而得到可調(diào)度任務(wù)集合!Q=[41Is'(4.)=1,m∈[1,M],k∈[1,K]],s'表示服務(wù)等級(jí)。[0026]步驟58,再將可調(diào)度任務(wù)集合作為多域資源優(yōu)化模型的補(bǔ)充約束條件C??:[0028]其中,約束條件C??表示通信資源分配和任務(wù)調(diào)度決策在可調(diào)度任務(wù)之上實(shí)現(xiàn)的。[0029]優(yōu)選的:步驟51中每個(gè)任務(wù)的4個(gè)優(yōu)先級(jí)相關(guān)指標(biāo)定義如下:[0030]a、最大容忍時(shí)延倒數(shù)。最大容忍時(shí)延作為逆向指標(biāo),其標(biāo)準(zhǔn)化的倒數(shù)值為:[0032]b、時(shí)延要求彈性程度倒數(shù)。作為逆向指標(biāo)需要倒數(shù)處理,則其標(biāo)準(zhǔn)化的倒數(shù)值為:[0034]其中,任務(wù)q蓋的時(shí)延要求彈性程度為Td-Tb。[0035]c、算力要求總量。作為正向指標(biāo),則其標(biāo)準(zhǔn)化值為:[0037]d、累計(jì)等待時(shí)間指數(shù)。作為正向指標(biāo),其指數(shù)衰減形式為:[0039]其中,αwi是等待時(shí)間指數(shù)因子,通常設(shè)置為αit至1.0,該處理方式確保排隊(duì)時(shí)間較長(zhǎng)的任務(wù)可以得到優(yōu)先處理,構(gòu)建原始指標(biāo)矩陣?d如下:指數(shù)增強(qiáng)強(qiáng)度,為交互項(xiàng)權(quán)重。配至en處的算力任務(wù)各類型資源需求量的總和,Z?Z?Cin表示整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中所有邊緣算力基站與邊緣入口路由器之間是通過(guò)有線方式連接,將與接入基站m相連接的邊緣入口路由器表示為rm,算力任務(wù)q"由接入基站m傳輸?shù)竭吘壢肟诼酚善鱮m的前傳鏈路傳輸時(shí)延可以算力節(jié)點(diǎn)數(shù)。其中,①mn=1表示將算力任務(wù)q"匹配至邊緣算力節(jié)點(diǎn)e處進(jìn)行處理,否則[0080]采用最短路徑Dijkstra方由鏈路狀態(tài)矩陣為C由以下Z×Z維矩陣表示:路的數(shù)據(jù)傳輸速率,若兩路由器之間不存在連接關(guān)系,則R=0。[0083]算力任務(wù)q"的計(jì)算時(shí)延表示如下:[0085]其中,d·max{1cm;2表示并行處理模式下的計(jì)算時(shí)延表示串行處理模式下的計(jì)算時(shí)延,Tcom,表示算力任務(wù)q“使用第1類型算力資源處理時(shí)的計(jì)算時(shí)延,具體計(jì)算公式如下:[0089]基于接受率的自適應(yīng)溫度下降更新公式如下所示:為目標(biāo)率。[0092]基于能量變化的自適應(yīng)溫度下降更新公式如下所示:[0098]將經(jīng)典模擬退火方法采用的固定溫度下降策略改為基于綜合接受率和能量變化的自適應(yīng)溫度調(diào)度機(jī)制,具體實(shí)現(xiàn)如下:[0100]其中,Pem為自適應(yīng)溫度調(diào)度下接受率的權(quán)重系數(shù)。[0101]優(yōu)選的:步驟6,使用基于自適應(yīng)溫度調(diào)度機(jī)制改進(jìn)的模擬退火方法對(duì)多域資源綜合優(yōu)化模型進(jìn)行求解的方法,包括以下步驟:[0102]S1:初始化最優(yōu)解Sbe=S,初始溫度T,迭代步數(shù)τ=1,其中S為初始解。[0108]本發(fā)明的另一目的是提供一種任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化系統(tǒng),用于實(shí)現(xiàn)任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法,包括提交單元、資源編排根據(jù)邊緣算力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各邊緣算力節(jié)點(diǎn)的空閑算力資源量以及處理算力任務(wù)的資源消耗[0112]所述可調(diào)度任務(wù)集合單元用于使用優(yōu)先級(jí)區(qū)分的任務(wù)松弛篩選方法得出可調(diào)度[0113]所述求解單元單元用于使用基于自適應(yīng)溫度調(diào)度機(jī)制改進(jìn)的模擬退火方法對(duì)多[0119](4)本發(fā)明將算力任務(wù)總時(shí)延模型和資源利用率模型進(jìn)行聯(lián)合建模,建化模型進(jìn)行求解,輸出最佳通信資源分配與邊緣算力節(jié)點(diǎn)匹配策略。附圖說(shuō)明[0122]圖1是本發(fā)明的流程圖。[0123]圖2是邊緣算力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型圖。[0124]圖3是基于自適應(yīng)溫度調(diào)度機(jī)制改進(jìn)的模擬退火方法流程圖。[0125]圖4是本發(fā)明與其他方法的算力服務(wù)效率對(duì)比圖。[0126]圖5是本發(fā)明與其他方法的算力任務(wù)平均時(shí)延對(duì)比圖。具體實(shí)施方式[0127]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡明本發(fā)明,應(yīng)理解這些實(shí)例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍,在閱讀了本發(fā)明之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。[0128]本實(shí)施例提出了一種任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法,根據(jù)用戶所提交的需求信息,構(gòu)建算力任務(wù)請(qǐng)求向量;根據(jù)算力任務(wù)請(qǐng)求向量,構(gòu)建多階段的算力任務(wù)時(shí)延模型;根據(jù)邊緣算力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各邊緣算力節(jié)點(diǎn)的空閑資源量以及處理算力任務(wù)的資源消耗量,建立資源利用率模型;根據(jù)時(shí)延模型和資源利用率模型構(gòu)建多域資源優(yōu)化模型,并進(jìn)行求解,實(shí)現(xiàn)算力任務(wù)最佳的通信資源分配與邊緣算力節(jié)點(diǎn)匹配。本發(fā)明充分考慮了邊緣算力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)算力任務(wù)需求的多樣性和邊緣算力節(jié)點(diǎn)資源的差異性情況,提出了任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)分的邊緣算力網(wǎng)絡(luò)多域資源優(yōu)化方法,依據(jù)用戶所提算力任務(wù)需求,對(duì)算力任務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)劃分,考慮邊緣算力節(jié)點(diǎn)資源有限的條件下,以網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的空閑資源為約束,依據(jù)任務(wù)優(yōu)先級(jí)篩選出可調(diào)度任務(wù)集合,對(duì)可調(diào)度任務(wù)進(jìn)行最佳的通信資源分配與邊緣算力節(jié)[0129]步驟1,資源編排中樞根據(jù)用戶所提交的算力資源需求量、數(shù)據(jù)量、理想處理時(shí)延、最大容忍時(shí)延、數(shù)據(jù)傳輸速率和執(zhí)行方式要求信息,構(gòu)建算力任務(wù)請(qǐng)求向量。[0130]步驟2,根據(jù)算力任務(wù)請(qǐng)求向量,構(gòu)建包含上傳鏈路傳輸時(shí)延、前傳鏈路傳輸時(shí)延、路由鏈路傳輸時(shí)延和計(jì)算時(shí)延在內(nèi)的算力任務(wù)總時(shí)延模型。[0131]步驟3,根據(jù)邊緣算力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各邊緣算力節(jié)點(diǎn)的空閑算力資源量以及處理算力任務(wù)的資源消耗量,建立資源利用率模型。[0132]步驟4,將算力任務(wù)總時(shí)延模型和資源利用率模型進(jìn)行聯(lián)合建模,建立多域資源綜合優(yōu)化模型。[0133]步驟5,使用優(yōu)先級(jí)區(qū)分的任務(wù)松弛篩選方法得出可調(diào)度任務(wù)集合,并將得到的可調(diào)度任務(wù)集合作為多域資源優(yōu)化模型約束條件之一。[0134]步驟6,使用基于自適應(yīng)溫度調(diào)度機(jī)制改進(jìn)的模擬退火方法對(duì)多域資源綜合優(yōu)化模型進(jìn)行求解,輸出最佳通信資源分配與邊緣算力節(jié)點(diǎn)匹配策略。[0137]其中,qm表示接入基站m中的第k個(gè)用戶提交的算力任務(wù),Cr"表示算力任務(wù)q"所基站與邊緣入口路由器之間是通過(guò)有線方式連接,將與接入基站m相連接的邊緣入口路由器表示為rm,算力任務(wù)q由接入基站m傳輸?shù)竭吘壢肟诼酚善鱮m的前傳鏈路傳輸時(shí)延可以算力節(jié)點(diǎn)數(shù);其中,wmn=1表示將算力任務(wù)q匹配至邊緣算力節(jié)點(diǎn)e,處進(jìn)行處理,否則①mn=0;Rrmn表示算力任務(wù)qm由邊緣入口路由器rm發(fā)送至邊緣算力節(jié)點(diǎn)e的路由鏈路傳由鏈路狀態(tài)矩陣為C,可以被以下Z×Z維矩陣表示:C?:ZM?Zk-1①m,n·Cr?≤CVl∈務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。[0169]在另一實(shí)施例中,步驟5中使用優(yōu)先級(jí)區(qū)分的任務(wù)松弛篩選方法,得出可調(diào)度任務(wù)集合,具體方法如下:[0170]步驟51,構(gòu)建原始指標(biāo)矩陣,網(wǎng)絡(luò)內(nèi)共有M×K個(gè)待調(diào)度任務(wù),每個(gè)任務(wù)包含最大容忍時(shí)延、時(shí)延要求彈性程度、算力需求總量和累計(jì)排隊(duì)時(shí)間這4個(gè)優(yōu)先級(jí)相關(guān)指標(biāo),這些指標(biāo)的量綱和變化方向不同,所以需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,每個(gè)指標(biāo)都代表了任務(wù)的某一方面特性,這些特性通過(guò)不同的方式進(jìn)行衡量,因此,每個(gè)任務(wù)的4個(gè)優(yōu)先級(jí)相關(guān)指標(biāo)定義如[0171]a、最大容忍時(shí)延倒數(shù);最大容忍時(shí)延作為逆向指標(biāo),其標(biāo)準(zhǔn)化的倒數(shù)值為:[0173]b、時(shí)延要求彈性程度倒數(shù);作為逆向指標(biāo)需要倒數(shù)處理,則其標(biāo)準(zhǔn)化的倒數(shù)值為:[0175]其中,任務(wù)qm的時(shí)延要求彈性程度為Td"-Tb;[0176]c、算力要求總量;作為正向指標(biāo),則其標(biāo)準(zhǔn)化值為:[0178]d、累計(jì)等待時(shí)間指數(shù);作為正向指標(biāo),其指數(shù)衰減形式為:[0180]其中,αwait是等待時(shí)間指數(shù)因子,通常設(shè)置為αwit至1.0,該處理方式確保排隊(duì)時(shí)間較長(zhǎng)的任務(wù)可以得到優(yōu)先處理,構(gòu)建原始指標(biāo)矩陣如下:[0182]對(duì)逆向指標(biāo)取倒數(shù)轉(zhuǎn)換為正向貢獻(xiàn),算力需求總量直接使用原值強(qiáng)調(diào)資源消耗規(guī)模,累計(jì)等待時(shí)間指數(shù)放大緊急程度,避免線性增長(zhǎng)不足;[0183]步驟52,極差標(biāo)準(zhǔn)化處理;為了消除不同指標(biāo)的量綱差異,需要對(duì)所有的指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,確保它們的量綱一致,針對(duì)每一列指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,標(biāo)準(zhǔn)化公式為:[0186]通過(guò)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,可以消除指標(biāo)量綱差異,使不同指標(biāo)具有可比性,同時(shí)保留原始數(shù)據(jù)的分布特性,標(biāo)準(zhǔn)化之后的指標(biāo)矩陣如下:[0191]步驟54,計(jì)算指標(biāo)信息熵值;對(duì)每個(gè)指標(biāo)計(jì)算其熵值:[0194]步驟55,計(jì)算指標(biāo)權(quán)重;根據(jù)熵值計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重w”,公式如下:[0197]步驟56,任務(wù)松弛篩選;建立松弛模型,以有限的算力資源總量為約束,依靠松弛模型盡可能多的選擇此刻能夠處理的任務(wù),具體實(shí)現(xiàn)如下:[0199]步驟57,通過(guò)模擬退火方法求解得到最優(yōu)解x'=[*Im∈[1,M],k∈[1,K],若x=1則表示算力任務(wù)q被選擇為可調(diào)度任務(wù),并將其服務(wù)等級(jí)設(shè)置為1,即s'(a".)=1,進(jìn)而得到可調(diào)度任務(wù)集合=[二Is'(a二)=1[0200]步驟58,再將可調(diào)度任務(wù)集合作為P1問(wèn)題的補(bǔ)充約束條件C?10:[0202]其中,約束條件C??表示通信資源分配和任務(wù)調(diào)度決策在可調(diào)度任務(wù)之上實(shí)現(xiàn)的。[0203]在另一實(shí)施例中,如圖3所示,步驟6中依據(jù)基于自適應(yīng)溫度調(diào)度機(jī)制改進(jìn)的模擬退火方法對(duì)多域資源綜合優(yōu)化模型進(jìn)行求解,輸出最佳通信資源分配與邊緣算力節(jié)點(diǎn)匹配[0204]通過(guò)自適應(yīng)溫度調(diào)度機(jī)制來(lái)改進(jìn)模擬退火方法,具體實(shí)現(xiàn)如下:[0214]將經(jīng)典模擬退火方法采用的固定溫度下降策略改為

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