多接入边缘计算网络中基于最优系统效益的联合任务卸载和迁移方案.pdf

目录

摘要I

AbstractII

第一章绪论1

1.1研究背景与意义1

1.2国内外研究现状及挑战2

1.2.1端边节点协同研究现状2

1.2.2端边云节点协同研究现状3

1.2.3任务卸载和迁移联合优化研究现状5

1.3本文研究内容与创新点6

1.4本文组织结构6

第二章相关知识8

2.1任务卸载8

2.2任务迁移8

2.3PSO算法9

2.4本章小结10

第三章基于端边节点“通算”资源协同11

3.1端边协同组网架构11

3.2端边协同任务处理流程11

3.3系统处理成本及效益模型12

3.3.1通信成本12

3.3.2计算成本13

3.3.3迁移成本14

3.3.4空闲成本15

3.3.5能耗成本15

3.3.6系统效益函数16

3.4优化算法设计17

3.5仿真分析20

3.6本章小结25

第四章基于端边云节点“通算”资源协同27

4.1端边云协同组网架构27

4.2端边云协同任务处理流程28

4.3系统处理成本及效益模型28

4.3.1通信成本28

4.3.2计算成本28

4.3.3迁移成本和空闲成本29

4.3.4能耗成本29

4.3.5系统效益函数30

4.4优化算法设计31

4.5仿真分析33

4.6本章小结38

第五章端边云协同最优卸载与迁移决策系统39

5.1需求分析39

5.2系统整体设计39

5.3系统开发环境40

5.4系统效果展示40

5.5本章小结42

第六章总结与展望43

6.1全文总结43

6.2未来展望44

参考文献45

致谢52

攻读硕士学位期间的主要成果53

摘要

随着物联网，人工智能等技术飞速发展，移动用户对数据处理速率和服务质量的要求

不断提高。计算密集型任务复杂的计算需求和移动终端设备资源有限的矛盾日益加深。为

了解决这一问题，提出了多接入边缘计算（Multi-AccessEdgeComputing，MEC）技术。

MEC部署在网络边缘，可以为本地设备提供计算资源并且可以有效降低数据传输时延。然

而MEC仍然无法处理更加复杂的计算任务，需要借助云服务器强大的计算能力。端边云

协同机制能够结合边缘计算和云计算的优势，提升任务处理效率。本文在多接入边缘计算

的框架下，在以下几个方面开展研究：

（1）基于端边协同的任务卸载与迁移方案。考虑到移动用户与MEC服务器连接时间对

系统性能的影响，构建MEC任务处理模型。通过定义系统效益函数，设计了基于最优系

统效益的任务卸载与迁移方案。为了最大化系统效益，提出了一种基于一维粒子群优化的

任务卸载和迁移决策算法。综合考虑通信资源、计算资源等因素，选择最佳的MEC服务

器为用户提供服务，并给出最优的任务卸载和迁移决策。

（2）基于端边云协同的任务卸载与迁移方案。将云计算引入到端边协同架构中，并重

新定义了系统处理成本，提出了一种基于端边云协同架构的任务卸载与迁移方案。为了解

决任务卸载和迁移的决策问题，提出了基于二维粒子群优化的任务卸载和迁移决策算法。

通过合理地卸载和迁移任务，提高系