邊緣計算服務(wù)品質(zhì)優(yōu)化技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-09-04 04:57
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用,接入網(wǎng)絡(luò)的物理設(shè)備(例如手機、平板、智能手表)數(shù)量激增,同時各種新興的諸如虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、在線手機游戲等低響應(yīng)延遲需求的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)以云服務(wù)器為計算平臺,所有數(shù)據(jù)都需通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆品⻊?wù)器進行處理,在萬物互聯(lián)時代無法滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的低響應(yīng)延遲需求。為了彌補云計算平臺的不足,邊緣計算這一新興的計算范式便應(yīng)運而生,其主要思想是將服務(wù)部署到更接近終端用戶的邊緣網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)計算、存儲和通信等資源的有效利用。服務(wù)品質(zhì)驅(qū)動的資源管理是邊緣計算領(lǐng)域的研究熱點之一,它通過使用各種服務(wù)品質(zhì)需求來指導(dǎo)邊緣計算系統(tǒng)的資源配置策略,使得系統(tǒng)各部件可以相互配合以滿足部件作用域內(nèi)的具體設(shè)計需求。然而,當(dāng)前服務(wù)品質(zhì)驅(qū)動的資源管理機制忽視了終端設(shè)備的移動性和復(fù)用性,帶來用戶間響應(yīng)延遲差異過大而影響服務(wù)體驗、任務(wù)冗余執(zhí)行而縮短系統(tǒng)生命周期、終端設(shè)備資源不能共享而降低應(yīng)用計算精度等問題。因此,本文從終端設(shè)備的移動性和復(fù)用性兩大特性出發(fā),研究如何通過高效的資源配置管理,優(yōu)化用戶響應(yīng)延遲、系統(tǒng)生命周期、應(yīng)用計算精度這三個評價邊緣計算系統(tǒng)服務(wù)品質(zhì)的典型指標。具體來說:1.本...
【文章來源】:華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:119 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 邊緣計算服務(wù)品質(zhì)衡量指標
1.2.2 用戶響應(yīng)延遲優(yōu)化機制研究
1.2.3 系統(tǒng)生命周期優(yōu)化機制研究
1.2.4 應(yīng)用計算精度優(yōu)化機制研究
1.3 論文的研究問題與技術(shù)路線
1.3.1 論文的研究問題
1.3.2 論文的技術(shù)路線
1.4 論文的主要貢獻與創(chuàng)新
1.5 論文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 系統(tǒng)模型
2.1 系統(tǒng)架構(gòu)模型
2.1.1 “終端設(shè)備-邊緣/云服務(wù)器”架構(gòu)模型
2.1.2 “多終端設(shè)備-邊緣服務(wù)器”架構(gòu)模型
2.1.3 “單終端設(shè)備-邊緣服務(wù)器”架構(gòu)模型
2.2 應(yīng)用模型
2.3 能量模型
2.3.1 能量供應(yīng)模型
2.3.2 能量消耗模型
2.4 用戶響應(yīng)延遲模型
2.4.1 通信延遲模型
2.4.2 執(zhí)行延遲模型
2.4.3 總延遲模型
2.5 系統(tǒng)生命周期模型
2.6 應(yīng)用計算精度模型
2.7 本章小結(jié)
第三章 移動性感知的邊緣計算用戶響應(yīng)延遲優(yōu)化
3.1 模型說明
3.2 問題定義與方法概述
3.2.1 問題定義
3.2.2 方法概述
3.3 靜態(tài)用戶響應(yīng)延遲優(yōu)化
3.3.1 利用ILP形式化靜態(tài)用戶響應(yīng)延遲優(yōu)化
3.3.2 基于ILP的靜態(tài)用戶響應(yīng)延遲優(yōu)化算法
3.4 動態(tài)用戶響應(yīng)延遲優(yōu)化
3.4.1 基于合作博弈的基站重映射求解
3.4.2 基于合作博弈的基站重映射算法
3.5 仿真平臺開發(fā)與實驗結(jié)果
3.5.1 仿真平臺開發(fā)
3.5.2 仿真實驗結(jié)果
3.6 本章小結(jié)
第四章 移動性感知的邊緣計算系統(tǒng)生命周期優(yōu)化
4.1 模型說明
4.1.1 近似計算應(yīng)用模型說明
4.1.2 應(yīng)用計算精度模型說明
4.1.3 終端設(shè)備能耗模型說明
4.2 問題定義與方法概述
4.2.1 問題定義
4.2.2 方法概述
4.3 移動性感知的靜態(tài)任務(wù)調(diào)度
4.3.1 利用MILP形式化系統(tǒng)生命周期優(yōu)化
4.3.2 基于MILP的靜態(tài)任務(wù)調(diào)度算法
4.4 應(yīng)用計算精度自適應(yīng)的動態(tài)任務(wù)調(diào)度
4.4.1 交叉熵技術(shù)的理論基礎(chǔ)
4.4.2 基于交叉熵技術(shù)的動態(tài)任務(wù)調(diào)度
4.5 仿真平臺開發(fā)與實驗結(jié)果
4.5.1 仿真平臺開發(fā)
4.5.2 仿真實驗結(jié)果
4.6 本章小節(jié)
第五章 復(fù)用性感知的邊緣計算精度優(yōu)化
5.1 模型說明
5.1.1 近似計算應(yīng)用模型說明
5.1.2 應(yīng)用計算精度模型說明
5.1.3 終端設(shè)備能耗模型說明
5.2 問題定義與方法概述
5.2.1 問題定義
5.2.2 方法概述
5.3 基于“本地”應(yīng)用調(diào)度的計算精度優(yōu)化
5.3.1 基于博弈論的應(yīng)用層能量分配
5.3.2 基于MILP技術(shù)的部件層能量分配
5.4 基于“本地-遠程”應(yīng)用調(diào)度的計算精度優(yōu)化
5.4.1 計算卸載準則
5.4.2 可再生能量自適應(yīng)的計算卸載算法
5.5 仿真平臺開發(fā)與實驗結(jié)果
5.5.1 仿真平臺開發(fā)
5.5.2 仿真實驗結(jié)果
5.6 本章小節(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 本文總結(jié)
6.2 未來展望
參考文獻
科研成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]移動邊緣計算中具有能耗優(yōu)化的任務(wù)遷移策略[J]. 胡錦天,王高才,徐曉桐. 計算機科學(xué). 2020(06)
[2]基于終端能耗和系統(tǒng)時延最小化的邊緣計算卸載及資源分配機制[J]. 代美玲,劉周斌,郭少勇,邵蘇杰,邱雪松. 電子與信息學(xué)報. 2019(11)
[3]On Cost Aware Cloudlet Placement for Mobile Edge Computing[J]. Qiang Fan,Nirwan Ansari. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2019(04)
[4]超密集網(wǎng)絡(luò)中基于移動邊緣計算的任務(wù)卸載和資源優(yōu)化[J]. 張海波,李虎,陳善學(xué),賀曉帆. 電子與信息學(xué)報. 2019(05)
[5]邊緣計算環(huán)境下應(yīng)用驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)延遲測量與優(yōu)化技術(shù)[J]. 符永銓,李東升. 計算機研究與發(fā)展. 2018(03)
[6]一種基于數(shù)據(jù)聚合的傳感器網(wǎng)絡(luò)可調(diào)模型[J]. 馬東超,孫興國,馬禮. 計算機學(xué)報. 2019(02)
本文編號:3382609
【文章來源】:華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:119 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 邊緣計算服務(wù)品質(zhì)衡量指標
1.2.2 用戶響應(yīng)延遲優(yōu)化機制研究
1.2.3 系統(tǒng)生命周期優(yōu)化機制研究
1.2.4 應(yīng)用計算精度優(yōu)化機制研究
1.3 論文的研究問題與技術(shù)路線
1.3.1 論文的研究問題
1.3.2 論文的技術(shù)路線
1.4 論文的主要貢獻與創(chuàng)新
1.5 論文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 系統(tǒng)模型
2.1 系統(tǒng)架構(gòu)模型
2.1.1 “終端設(shè)備-邊緣/云服務(wù)器”架構(gòu)模型
2.1.2 “多終端設(shè)備-邊緣服務(wù)器”架構(gòu)模型
2.1.3 “單終端設(shè)備-邊緣服務(wù)器”架構(gòu)模型
2.2 應(yīng)用模型
2.3 能量模型
2.3.1 能量供應(yīng)模型
2.3.2 能量消耗模型
2.4 用戶響應(yīng)延遲模型
2.4.1 通信延遲模型
2.4.2 執(zhí)行延遲模型
2.4.3 總延遲模型
2.5 系統(tǒng)生命周期模型
2.6 應(yīng)用計算精度模型
2.7 本章小結(jié)
第三章 移動性感知的邊緣計算用戶響應(yīng)延遲優(yōu)化
3.1 模型說明
3.2 問題定義與方法概述
3.2.1 問題定義
3.2.2 方法概述
3.3 靜態(tài)用戶響應(yīng)延遲優(yōu)化
3.3.1 利用ILP形式化靜態(tài)用戶響應(yīng)延遲優(yōu)化
3.3.2 基于ILP的靜態(tài)用戶響應(yīng)延遲優(yōu)化算法
3.4 動態(tài)用戶響應(yīng)延遲優(yōu)化
3.4.1 基于合作博弈的基站重映射求解
3.4.2 基于合作博弈的基站重映射算法
3.5 仿真平臺開發(fā)與實驗結(jié)果
3.5.1 仿真平臺開發(fā)
3.5.2 仿真實驗結(jié)果
3.6 本章小結(jié)
第四章 移動性感知的邊緣計算系統(tǒng)生命周期優(yōu)化
4.1 模型說明
4.1.1 近似計算應(yīng)用模型說明
4.1.2 應(yīng)用計算精度模型說明
4.1.3 終端設(shè)備能耗模型說明
4.2 問題定義與方法概述
4.2.1 問題定義
4.2.2 方法概述
4.3 移動性感知的靜態(tài)任務(wù)調(diào)度
4.3.1 利用MILP形式化系統(tǒng)生命周期優(yōu)化
4.3.2 基于MILP的靜態(tài)任務(wù)調(diào)度算法
4.4 應(yīng)用計算精度自適應(yīng)的動態(tài)任務(wù)調(diào)度
4.4.1 交叉熵技術(shù)的理論基礎(chǔ)
4.4.2 基于交叉熵技術(shù)的動態(tài)任務(wù)調(diào)度
4.5 仿真平臺開發(fā)與實驗結(jié)果
4.5.1 仿真平臺開發(fā)
4.5.2 仿真實驗結(jié)果
4.6 本章小節(jié)
第五章 復(fù)用性感知的邊緣計算精度優(yōu)化
5.1 模型說明
5.1.1 近似計算應(yīng)用模型說明
5.1.2 應(yīng)用計算精度模型說明
5.1.3 終端設(shè)備能耗模型說明
5.2 問題定義與方法概述
5.2.1 問題定義
5.2.2 方法概述
5.3 基于“本地”應(yīng)用調(diào)度的計算精度優(yōu)化
5.3.1 基于博弈論的應(yīng)用層能量分配
5.3.2 基于MILP技術(shù)的部件層能量分配
5.4 基于“本地-遠程”應(yīng)用調(diào)度的計算精度優(yōu)化
5.4.1 計算卸載準則
5.4.2 可再生能量自適應(yīng)的計算卸載算法
5.5 仿真平臺開發(fā)與實驗結(jié)果
5.5.1 仿真平臺開發(fā)
5.5.2 仿真實驗結(jié)果
5.6 本章小節(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 本文總結(jié)
6.2 未來展望
參考文獻
科研成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]移動邊緣計算中具有能耗優(yōu)化的任務(wù)遷移策略[J]. 胡錦天,王高才,徐曉桐. 計算機科學(xué). 2020(06)
[2]基于終端能耗和系統(tǒng)時延最小化的邊緣計算卸載及資源分配機制[J]. 代美玲,劉周斌,郭少勇,邵蘇杰,邱雪松. 電子與信息學(xué)報. 2019(11)
[3]On Cost Aware Cloudlet Placement for Mobile Edge Computing[J]. Qiang Fan,Nirwan Ansari. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2019(04)
[4]超密集網(wǎng)絡(luò)中基于移動邊緣計算的任務(wù)卸載和資源優(yōu)化[J]. 張海波,李虎,陳善學(xué),賀曉帆. 電子與信息學(xué)報. 2019(05)
[5]邊緣計算環(huán)境下應(yīng)用驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)延遲測量與優(yōu)化技術(shù)[J]. 符永銓,李東升. 計算機研究與發(fā)展. 2018(03)
[6]一種基于數(shù)據(jù)聚合的傳感器網(wǎng)絡(luò)可調(diào)模型[J]. 馬東超,孫興國,馬禮. 計算機學(xué)報. 2019(02)
本文編號:3382609
本文鏈接:http://www.sikaile.net/shoufeilunwen/xxkjbs/3382609.html
最近更新
教材專著