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移动边缘计算场景下针对资源竞争的服务迁移优化方法

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通信学报 2024年第8期45卷 37-50页

作者：王海艳张霖骆健南京邮电大学计算机学院江苏南京210023 江苏省大数据安全与智能处理重点实验室江苏南京210023

针对移动边缘计算(MEC)场景中边缘服务器资源受限导致服务迁移存在资源竞争的问题,基于Lyapunov技术和博弈论,提出了一种针对资源竞争的服务迁移优化方法OMRC-LG。考虑到系统迁移成本有限且当用户数量过多时难以进行轨迹预测,将服务迁... 详细信息

针对移动边缘计算(MEC)场景中边缘服务器资源受限导致服务迁移存在资源竞争的问题,基于Lyapunov技术和博弈论,提出了一种针对资源竞争的服务迁移优化方法OMRC-LG。考虑到系统迁移成本有限且当用户数量过多时难以进行轨迹预测,将服务迁移问题建模为迁移成本约束下的最优化问题,并利用Lyapunov技术将最优化问题转化为不需要预测用户轨迹的在线问题处理。为了缓解资源竞争,提出了一种基于博弈论的分布式方法求解在线问题,通过共享用户服务迁移决策以获取准确的边缘服务器可用资源,并不断更新迁移决策,实现服务迁移优化。仿真结果表明,OMRC-LG方法在满足迁移成本约束的同时,降低了平均服务时延。

关键词：移动边缘计算服务迁移服务时延迁移成本资源竞争

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物联网应用中基于位置优先级的UAV分配算法

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火力与指挥控制 2024年第6期49卷 49-54页

作者：赵红超刘丽伟郑州工业应用技术学院大数据信息管理中心郑州451150

针对无人机协助的物联网应用(UAV-IoT),提出基于位置优先级的UAV分配算法。在UAV-IoT应用中,UAV具有感知位置服务数据的能力,并将所感测的IoT数据传输至基站。构建最大化服务效率的优化问题。考虑优化问题的NP-难,采用启发式算法求解。... 详细信息

针对无人机协助的物联网应用(UAV-IoT),提出基于位置优先级的UAV分配算法。在UAV-IoT应用中,UAV具有感知位置服务数据的能力,并将所感测的IoT数据传输至基站。构建最大化服务效率的优化问题。考虑优化问题的NP-难,采用启发式算法求解。计算用户所请求服务的位置优先级,再依据位置优先级排序,使UAV优先为位置优先级高的请求提供服务,进而提升服务效率和降低服务时延。仿真结果表明,相比于随机分配UAVs执行位置服务算法和时延感知的UAV分配算法,LPUA算法的平均服务时延分别下降了约23.4%和10.2%。

关键词：无人机位置服务位置优先级服务时延服务效率

基于李雅普诺夫随机优化的车辆边缘计算资源管理

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控制与决策 2022年第3期37卷 721-728页

作者：付主木王俊朋司鹏举陶发展于晓升河南科技大学信息工程学院河南洛阳471023 东北大学机器人科学与工程学院沈阳110004

针对车辆边缘计算系统中的计算资源管理问题,提出一种基于李雅普诺夫随机优化的计算卸载与资源分配方案.构建在保证任务量及长期能耗约束下的车辆用户服务时延最小化优化问题,利用李雅普诺夫随机优化理论将优化问题分解.在本地计算资源... 详细信息

针对车辆边缘计算系统中的计算资源管理问题,提出一种基于李雅普诺夫随机优化的计算卸载与资源分配方案.构建在保证任务量及长期能耗约束下的车辆用户服务时延最小化优化问题,利用李雅普诺夫随机优化理论将优化问题分解.在本地计算资源分配子问题中,通过求解线性问题的方法,得到最优本地计算CPU频率;在计算卸载子问题中,利用数值优化求解得到最优发射功率.借助李雅普诺夫随机优化中的漂移惩罚方法,设计一种低复杂度的联合计算卸载与资源分配算法,通过同时控制卸载决策、本地计算CPU频率和计算卸载的发射功率,实现整个车辆边缘计算系统中车辆用户的服务时延最小,提高车辆边缘计算服务质量.仿真结果验证了所提出算法的有效性.

关键词：车辆边缘计算李雅普诺夫随机优化计算卸载与资源分配时变信道服务时延

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流媒体系统中基于请求迁移的任务调度算法

吉林大学学报（工学版） 2015年第3期45卷 938-945页

作者：李军倪宏王玲芳陈君中国科学院声学研究所国家网络新媒体工程技术研究中心北京100190 中国科学院大学北京100190

提出了基于请求迁移的任务调度策略(Request migration based task scheduling,RMTS)算法,当有新请求到达系统时,运行RMTS算法的调度器根据当前负载状态和迁移路径长度决定是否对请求进行迁移,并选择最优迁移路径。当某个媒体服务器出... 详细信息

提出了基于请求迁移的任务调度策略(Request migration based task scheduling,RMTS)算法,当有新请求到达系统时,运行RMTS算法的调度器根据当前负载状态和迁移路径长度决定是否对请求进行迁移,并选择最优迁移路径。当某个媒体服务器出现故障无法提供服务时,调度器将该服务器正在服务的请求迁移到其他存储有相应内容的媒体服务器以保障点播服务不间断。采用请求成功率和服务时延度量系统的性能,仿真结果表明:RMTS算法优于传统迁移算法和REM(Random early migration)算法,服务时延和请求成功率分别提高了14%和15%。

关键词：信息处理技术任务调度请求迁移服务不间断请求成功率服务时延

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MEC中基于改进遗传模拟退火算法的虚拟网络功能部署策略

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通信学报 2020年第4期41卷 70-80页

作者：陈卓冯钢刘怡静周杨重庆理工大学计算机科学与工程学院重庆200433 电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室四川成都710077 奥本大学计算机科学与软件工程学院奥本36849

为了有效改善多集群共存的移动边缘网络中业务流端到端服务时延,提出了一种基于改进遗传模拟退火算法的虚拟网络功能部署策略。通过开放Jackson排队网络对移动业务流的时延进行最优化建模,在证明其NP性的基础上提出了将遗传算法与模拟... 详细信息

为了有效改善多集群共存的移动边缘网络中业务流端到端服务时延,提出了一种基于改进遗传模拟退火算法的虚拟网络功能部署策略。通过开放Jackson排队网络对移动业务流的时延进行最优化建模,在证明其NP性的基础上提出了将遗传算法与模拟退火算法相结合的求解策略,该策略通过对服务节点的提前映射机制避免了可能带来的网络拥塞,并通过个体的约束性判断和纠正遗传的方法避免了局部最优的出现。在不同的服务请求量、服务节点规模、集群数量及虚拟网络功能之间的逻辑连接关系等参数下的对比实验表明,该策略能提供更低时延的端到端服务,使时延敏感类移动业务获得更好体验。

关键词：移动边缘计算虚拟网络功能服务时延遗传模拟退火算法

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一种区分等级的可生存服务功能链映射方法

计算机研究与发展 2018年第4期55卷 748-767页

作者：刘艺张红旗杨英杰常德显解放军信息工程大学郑州450001 河南省信息安全重点实验室郑州450001

针对在底层网络可能发生单点和单链路故障情况下的服务功能链(service function chain,SFC)映射问题,提出一种区分等级的可生存SFC映射方法,为提供重要服务的关键SFC预先分配备用资源,为提供普通服务的普通SFC快速重映射失效部分,从而... 详细信息

针对在底层网络可能发生单点和单链路故障情况下的服务功能链(service function chain,SFC)映射问题,提出一种区分等级的可生存SFC映射方法,为提供重要服务的关键SFC预先分配备用资源,为提供普通服务的普通SFC快速重映射失效部分,从而兼顾提高SFC可生存能力和降低底层网络资源开销的需求.首先,在考虑最小化SFC服务时延的条件下,分别为关键SFC和普通SFC的可生存映射问题建立混合整数线性规划模型.其次,提出2种启发式的模型求解算法,其中,面向关键SFC的主备服务路径构建算法采用贪心思想交替进行节点和链路映射,以减小SFC服务时延,并在主备服务路径之间建立桥接路径,以提高路径切换速度和降低路径切换过程的丢包率;面向普通SFC的失效服务路径重建算法引入最大流问题求解失效节点的最佳重映射位置,以提高成功恢复的失效普通SFC数目,并利用改进的Dijkstra最短路径算法选择时延低的重映射路径.最后,在不同网络条件下实验验证了启发式算法的性能,并且在模拟网络环境中所提可生存SFC映射方法能保证SFC的成功运行率在59.2%以上.

关键词：服务功能链可生存服务功能链映射混合整数线性规划最大流问题服务时延

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智能工厂中边缘服务器的部署方法研究

湖北理工学院学报 2022年第3期38卷 17-22,27页

作者：高晋洲朱晓娟张天浩王健程璐安徽理工大学计算机科学与工程学院安徽淮南232001

为提高智能工厂系统中数据处理服务的时效性,提出了一种将边缘计算服务器部署在靠近终端设备层的策略。采用Gap-statistic++算法对比待分类样本数据集与参考数据集在不同分类数时的离散程度之差,将最大差值对应的分类数作为最佳边缘服... 详细信息

为提高智能工厂系统中数据处理服务的时效性,提出了一种将边缘计算服务器部署在靠近终端设备层的策略。采用Gap-statistic++算法对比待分类样本数据集与参考数据集在不同分类数时的离散程度之差,将最大差值对应的分类数作为最佳边缘服务器数量。以服务时延和负载均衡构建目标函数,运用K-means++算法得出初始簇类,构建以计算时间为权值的边缘服务器与簇的有权二分图,利用匈牙利算法找出最小匹配,得到目标函数最小值,从而达到最优部署。对智能工厂的智能终端设备分布数据集进行仿真实验,结果表明该算法能够使系统实现最小化服务时延和整体的负载均衡。

关键词：边缘计算边缘服务器部署服务时延负载均衡 Gap-statistic K-means++

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基于北斗和边缘计算的车联网导航技术研究

电子科技 2023年第1期36卷 51-59页

作者：周启平何伟贾蕾郭俊凯赵建国安徽继远软件有限公司安徽合肥230088 中国电子科技集团公司第二十研究所陕西西安710068 四创电子股份有限公司安徽合肥230011

随着车辆保有量的不断增长和车联网应用的普及,车辆终端会产生大量需要实时处理的数据消息。在车辆高速移动场景下,传统的车联网导航系统由于车辆差分定位数据存在传输时延,导致车辆定位结果存在一定的偏差,无法及时获得高精度定位结果... 详细信息

随着车辆保有量的不断增长和车联网应用的普及,车辆终端会产生大量需要实时处理的数据消息。在车辆高速移动场景下,传统的车联网导航系统由于车辆差分定位数据存在传输时延,导致车辆定位结果存在一定的偏差,无法及时获得高精度定位结果。基于此,文中提出了一种基于北斗定位和边缘计算的车联网导航技术方案,采用改进的遗传算法进行终端定位请求的资源分配,有效降低整个边缘网络的服务时延,并利用基于边缘节点的优化无损卡尔曼滤波算法来提高车联网节点的定位精度。实验表明,文中所提出的方法能够为大规模车联网终端提供实时精准、低延迟和高精度的定位服务,具有较高的实际应用价值。

关键词：北斗定位高精度差分定位车联网边缘计算负载均衡无损卡尔曼滤波服务时延遗传算法

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基于流量负载的电网共享服务管理平台实现

自动化仪表 2022年第10期43卷 81-85页

作者：李学龄崔焱柴雁欣南方电网数字电网研究院有限公司平台安全分公司广东广州510663

随着电力网络的高速发展,电力数据的规模与维数急速增长。为了合理地对电网系统进行应用,需要构建共享服务管理平台。首先,分析了国内外电网共享服务管理的现状,同时阐述了基于边缘计算的电力物联网的概念。然后,重点构建流量负载分配... 详细信息

随着电力网络的高速发展,电力数据的规模与维数急速增长。为了合理地对电网系统进行应用,需要构建共享服务管理平台。首先,分析了国内外电网共享服务管理的现状,同时阐述了基于边缘计算的电力物联网的概念。然后,重点构建流量负载分配模型。流量负载分配模型用于计算终端节点接收到数据包的工作量情况。基于流量负载分配搭建共享服务管理平台架构,并对重点功能模块进行分析和设计。创新性地采用边缘计算的方法对电力网络的业务场景进行实现,并验证其可行性。最后,通过下达遥控触发指令对其监测功能进行验证,证明该管理平台具备通信、数据采集与处理等共享服务功能。该管理平台可统筹用电数据管理和分享功能,为异常用户检测、能效管理提供有效的应用价值。该研究对电力领域的网络共享服务提供了实际指导,并有助于进一步探索边缘计算对电力行业的促进作用。

关键词：智慧电网边缘计算流量负载共享服务服务时延物联网