【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及移动边缘计算领域，尤其涉及一种面向异步到达任务的高效通算资源共享方法。
技术介绍
1、移动边缘计算(mec，mobile edge computing)网络通过在无线接入网中嵌入云计算技术，在网络中引入大量具有计算能力的边缘节点，从而将计算能力贴近终端设备，快速满足新兴智能移动业务(如智能工业制造、自动驾驶等)对计算资源的需求。也就是说，mec网络不仅继承了传统无线接入网的通信资源，还多了一维可灵活配置的计算资源。因此，为高效处理各类移动业务相关的计算任务，需要研究通算资源共享方法。
2、在实际网络中，移动终端往往按需发起计算任务，因而会出现任务异步到达网络的现象。如图1所示，各终端的计算任务异步到达网络，并且由于种种原因(如终端受限的计算资源或终端间寻求合作等)，这些计算任务需要通过无线网络卸载到边缘服务器进行辅助处理。然而，由于终端差异化的任务大小和无线信道条件，任务同样会异步到达边缘服务器。在这个过程中，亟待研究面向异步到达任务的高效通算资源共享方法，满足终端的时延需求。
3、本专利技术旨在提出一种面向异步到达任务的高效通算资源共享方法，既适用于无线频谱资源共享，又适用于边缘服务器计算资源共享。所提出方法能够保障异步到达任务的完成时间最小化。例如，当终端通过同步联邦学习的方式协同训练神经网络模型时，在完成本地模型训练后，需上传本地模型(即计算任务)到边缘服务器进行模型聚合生成全局模型，以用于后续的模型训练。在该场景中，由于终端差异化的计算能力，本地模型开始传输的时间具有异步性，而服务器
4、针对以上描述的两类问题，现有研究往往采用预留制的资源共享方法，为异步到达任务提供服务。例如，针对异步到达任务的无线传输问题，采用正交频分多址接入(ofdma，orthogonal frequency division multiple access)机制共享无线频谱资源。ofdma机制是一种固定分配的资源共享机制，在该机制下，先到达的任务在上传时不能占用分配给后到达任务的频谱资源，且完成上传的任务也不会释放占有资源给未上传的任务，从而造成频谱资源浪费。而针对异步到达任务的服务器处理问题，采用按比例分配的方式共享计算资源。在该机制下，同样存在先到达任务不能占用预留给后到达任务的计算资源问题，且先到达的任务处理完成后也不会释放资源给未完成处理的任务。
5、因此，本领域的技术人员致力于开发一种面向异步到达任务的高效通算资源共享方法。解决现有研究忽略任务异步到达所造成的低效资源利用问题，本专利技术提出面向异步到达任务的高效资源共享方法，该方法的核心是按顺序处理任务，避免资源空闲。理论分析表明：在顺序处理异步到达任务时，最佳的执行顺序服从先到达先服务准则。也就是说，本专利技术所提出的面向异步到达任务的高效资源共享方法本质上按先到达先服务的准则，按顺序处理任务，便可实现优于现有预留制资源共享方法的任务完成时间。在此基础上，本专利技术进一步提出高效资源共享下的任务接入方法，以在任务完成时间约束下，最大化任务接入效用。仿真结果表明：当任务异步到达时，所提资源共享方法相比预留制方法，能够获得更高的任务接入效用。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是移动边缘计算网络任务异步到达所造成的低效资源利用问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种面向异步到达任务的高效通算资源共享方法，包括以下步骤：
3、步骤1、确定接入任务集合；
4、步骤2、按到达时间升序对接入任务排序；
5、步骤3、按顺序依次执行接入任务。
6、进一步地，面向异步到达任务，按先到达先服务准则、顺序执行任务。
7、进一步地，异步到达任务的完成时间最小化。
8、进一步地，所述异步到达任务的完成时间最小化包括异步到达任务的无线传输时间最小化。
9、进一步地，所述异步到达任务的完成时间最小化包括异步到达任务的处理时间最小化。
10、进一步地，所述步骤1，在任务完成时间约束下，最大化任务接入效用函数。
11、进一步地，所述效用函数是接入任务集合的函数，包括接入任务数、接入任务的数据量等。
12、进一步地，所述步骤1，包括以下步骤：
13、步骤1.1、确定接入任务数为i时的可行任务集合；
14、步骤1.2、确定接入任务数为i时的最优任务集合；
15、步骤1.3、更新接入任务数i＝i+1，重复所述步骤1.1和所述步骤1.2，直至i＝k+1或可行任务集合为空，k为异步到达的任务数；
16、步骤1.4、确定候选的接入任务集合；
17、步骤1.5、根据效用最大化原则，输出最优的接入任务集合。
18、进一步地，用于无线频谱资源共享。
19、进一步地，用于边缘服务器计算资源共享。
20、在本专利技术的较佳实施方式中，针对现有预留制的通算资源共享方法在处理任务异步到达问题时，存在先到达任务不能占用预留给后到达任务的频谱或计算资源，且先到达的任务处理完成后也不会释放其占用资源给未完成处理的任务，导致资源利用率低，任务完成时间长的问题。本专利技术面向异步到达任务，提出按先到达先服务准则、顺序执行任务的通算资源共享方法，在任务执行时，避免资源空闲现象，从而提升资源利用率，有效降低任务完成时间。现有预留制通算资源共享方法的不足之处在于在任务执行时，会出现资源空闲的问题。而本专利技术能够保障每个任务的执行过程中，均使用所有的资源，从而保障资源的利用率、降低任务完成时间。
21、本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和显著优点：
22、本专利技术避免资源空闲现象，保障每个任务的执行过程中，均使用所有的资源，提升资源利用率，有效降低任务完成时间。
23、以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
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1.一种面向异步到达任务的高效通算资源共享方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的面向异步到达任务的高效通算资源共享方法，其特征在于，面向异步到达任务，按先到达先服务准则、顺序执行任务。
3.如权利要求1所述的面向异步到达任务的高效通算资源共享方法，其特征在于，异步到达任务的完成时间最小化。
4.如权利要求3所述的面向异步到达任务的高效通算资源共享方法，其特征在于，所述异步到达任务的完成时间最小化包括异步到达任务的无线传输时间最小化。
5.如权利要求3所述的面向异步到达任务的高效通算资源共享方法，其特征在于，所述异步到达任务的完成时间最小化包括异步到达任务的处理时间最小化。
6.如权利要求1所述的面向异步到达任务的高效通算资源共享方法，其特征在于，所述步骤1，在任务完成时间约束下，最大化任务接入效用函数。
7.如权利要求7所述的面向异步到达任务的高效通算资源共享方法，其特征在于，所述效用函数是接入任务集合的函数，包括接入任务数、接入任务的数据量等。
8.如权利要求1所述的面向异步到
9.如权利要求1所述的面向异步到达任务的高效通算资源共享方法，其特征在于，用于无线频谱资源共享。
10.如权利要求1所述的面向异步到达任务的高效通算资源共享方法，其特征在于，用于边缘服务器计算资源共享。
...【技术特征摘要】
1.一种面向异步到达任务的高效通算资源共享方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的面向异步到达任务的高效通算资源共享方法，其特征在于，面向异步到达任务，按先到达先服务准则、顺序执行任务。
3.如权利要求1所述的面向异步到达任务的高效通算资源共享方法，其特征在于，异步到达任务的完成时间最小化。
4.如权利要求3所述的面向异步到达任务的高效通算资源共享方法，其特征在于，所述异步到达任务的完成时间最小化包括异步到达任务的无线传输时间最小化。
5.如权利要求3所述的面向异步到达任务的高效通算资源共享方法，其特征在于，所述异步到达任务的完成时间最小化包括异步到达任务的处理时间最小化。<...
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