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重慶大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院在移動(dòng)邊緣的服務(wù)智能組合研究方面取得新進(jìn)展
2020-09-22 21:01:00
重慶大學(xué)
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  近期,由重慶大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院大數(shù)據(jù)智能與服務(wù)計(jì)算團(tuán)隊(duì)夏云霓教授指導(dǎo),博士研究生彭青藍(lán)為第一作者完成的論文《Reliability-Aware and Deadline-Constrained Mobile Service Composition Over Opportunistic Networks》被國(guó)際高水平期刊(CCF-B類)IEEE TRANSACTIONS ONAUTOMATION SCIENCE AND ENGINEERING錄用,該論文合作作者還包括IEEE-FELLOW美國(guó)新澤西理工學(xué)院周孟初教授、中科院綠色智能研究院羅欣研究院、中國(guó)石油大學(xué)龐善臣教授等。在最近一兩年夏云霓團(tuán)隊(duì)還在服務(wù)計(jì)算領(lǐng)域三大國(guó)際會(huì)議(IEEE-ICWS(CCF-B類),ICSOC(CCF-B類),IEEE SCC(CCF-C類))和其他多個(gè)CCF推薦高水平會(huì)議上,發(fā)表了一系列高影響力的論文,闡述了團(tuán)隊(duì)在智能服務(wù)組合、移動(dòng)邊緣計(jì)算、信息服務(wù)系統(tǒng)可靠性預(yù)測(cè)等問(wèn)題上的最新進(jìn)展,獲得了廣泛關(guān)注,并斬獲IEEE SCC2018年度最佳論文獎(jiǎng)。

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  近年來(lái),移動(dòng)設(shè)備(如智能手機(jī)、平板電腦和可穿戴設(shè)備)和移動(dòng)通信技術(shù)飛速發(fā)展。移動(dòng)設(shè)備的數(shù)量在迅速增長(zhǎng),已經(jīng)超過(guò)了固定互聯(lián)網(wǎng)主機(jī)的數(shù)量。與此同時(shí),移動(dòng)應(yīng)用和服務(wù)也以驚人的速度發(fā)展和提供,而來(lái)自移動(dòng)用戶的需求也變得越來(lái)越高,越來(lái)越多的復(fù)雜應(yīng)用在移動(dòng)設(shè)備上執(zhí)行,移動(dòng)設(shè)備正在改變?nèi)藗儷@取和處理信息的方式。然而,移動(dòng)設(shè)備通常具有較為有限的能量供應(yīng)和計(jì)算能力,因此,資源密集型服務(wù)應(yīng)用程序通常被上傳到遠(yuǎn)程云端上面去。但是這種上傳操作將會(huì)導(dǎo)致額外的數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)銷(xiāo),并削弱系統(tǒng)響應(yīng)能力。機(jī)會(huì)計(jì)算是一種基于移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算范式,它根據(jù)移動(dòng)設(shè)備間的有效范圍來(lái)動(dòng)態(tài)的組建機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò),可以利用移動(dòng)機(jī)會(huì)社交網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)設(shè)備共享資源、內(nèi)容、服務(wù)、應(yīng)用程序和計(jì)算資源,為分布式計(jì)算任務(wù)的執(zhí)行提供一個(gè)分散的平臺(tái)。它允許擁有移動(dòng)設(shè)備的用戶形成即時(shí)的社交網(wǎng)絡(luò),以便彼此通信和共享數(shù)據(jù)對(duì)象。機(jī)會(huì)計(jì)算與霧計(jì)算、邊緣計(jì)算等其他計(jì)算的主要區(qū)別在于它依賴于最終用戶(參與者)。機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的通信是在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間建立直接物理聯(lián)系的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,充分利用了該網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的資源,使得系統(tǒng)可以采用低端設(shè)備來(lái)提供服務(wù),通過(guò)服務(wù)組合的方式來(lái)節(jié)約成本。

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  該項(xiàng)研究提出了一種新的基于可靠性感知和截止時(shí)間限制的在機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行服務(wù)選擇和組合的方法,其中移動(dòng)服務(wù)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)用戶不僅可以通過(guò)D2D通信組合(Device-to-device communications),還可以利用附近設(shè)備的資源。他們充分考慮了用戶的移動(dòng)性,即考慮了不同服務(wù)在運(yùn)行時(shí)具有移動(dòng)性所帶來(lái)的時(shí)變可用性,提出Krill–Herd算法,解決了在截止時(shí)間限制條件下組合服務(wù)可靠性和服務(wù)質(zhì)量的優(yōu)化問(wèn)題,使得各用戶在移動(dòng)環(huán)境下使用組合服務(wù)時(shí)能夠擁有更低的延遲和更高的可靠性。與此同時(shí),該項(xiàng)目通過(guò)對(duì)算法時(shí)間復(fù)雜度分析和組合服務(wù)調(diào)度算法優(yōu)化,在基于真實(shí)數(shù)據(jù)集基礎(chǔ)之上進(jìn)行大量仿真實(shí)驗(yàn),用以驗(yàn)證本文提出的算法。結(jié)果表明,該方法在可靠性和完成時(shí)間方面均優(yōu)于傳統(tǒng)方法。

  本文提出的優(yōu)先考慮限期約束并充分考慮終端信息傳輸可靠性的用于移動(dòng)環(huán)境中的服務(wù)組合的新方法,在傳統(tǒng)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之上最大程度保證傳輸?shù)母呖煽亢偷脱舆t,可以極大的提高復(fù)合服務(wù)的質(zhì)量。對(duì)移動(dòng)設(shè)備組網(wǎng),車(chē)載網(wǎng)絡(luò)交互,邊遠(yuǎn)地區(qū)局域網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)确矫婢兄卮笠饬x。

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