面向远程中医诊治的边缘计算任务卸载算法研究

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随着人口老龄化的发展,对医疗看护的需求不断增加,但区域经济发展速度不同,医疗条件及资源分配问题显著。物联网技术和互联网技术的不断发展推动着医疗领域与计算机技术紧密结合,智慧医疗也在这股浪潮中不断更新进步。中医作为我国医疗领域中特有的组成部分,凝聚着我国千百年来人民的智慧,在老年人口疾病的治疗中发挥独特作用。基于物联网,将计算机技术与中医诊疗结合,构建远程中医诊治系统,借助远程中医诊治技术缓解医疗资源不足问题,成为必然趋势。在远程中医诊治的环境中,随着硬件医疗设备网络化、智能化水平的不断升级,出现大量的互联网医疗设备,这些设备由于应用需求产生大量的计算任务。传统网络由于其自身架构和技术的限制,无法满足医疗实时性等需求。应用边缘计算技术,将边缘计算添加到传统网络架构中,构建远程中医诊治的边缘计算体系架构,为中医诊疗设备提供就近资源服务,保证医疗处理的实时性。在远程中医诊治的边缘计算体系架构中,存在多节点位置满足计算需求。为解决网络资源获取和任务卸载决策,参考SDEC的思想,搭建基于SDEC的远程中医诊治边缘计算框架SDRCM-EC,利用SDN技术解决网络管理和算法部署位置。基于SDRCM-EC框架,根据不同路径上的带宽利用率,设计一种计算复杂度更低的,基于路径优先级的传输路径选择算法,规划最佳负载均衡的任务传输路径,相较于最短路径路由策略,本文所提出算法的平均网络带宽利用率提高40%,并且与基于蚁群优化的路径选择策略相比,丢包率在网络负载率达到50%时下降50%。针对不同卸载位置的选择,利用模糊逻辑理论,提出基于模糊逻辑的双层任务卸载算法,与传统的任务卸载算法相比,在任务失败率、服务时间等性能具有更好的表现。
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