面向DVFS多级边缘计算的混合关键性物联网任务可靠性感知调度研究

本文创新性地提出ReMEC框架，通过模糊逻辑（Fuzzy Logic）和分布式消息队列解决用户设备（UD）故障导致的边缘计算（MEC）可靠性问题，结合动态电压频率调节（DVFS）优化与混合关键性任务分类，实现延迟降低26.19%、能耗减少31.49%及故障率下降72.16%的突破性性能。

　　

Highlight亮点

本研究首次提出针对用户设备（UD）故障的边缘计算（MEC）可靠性解决方案，通过分布式消息队列集群保存任务状态，结合模糊逻辑与固定点迭代法动态优化DVFS频率，在预算约束下实现混合关键性任务的智能复制。

Section snippets片段精选

Background and Literature study背景与文献综述

现有研究多聚焦服务器端容错，而忽视了电磁干扰、电池耗尽等导致的UD瞬态故障。本文系统梳理了MEC任务卸载中延迟、能耗与可靠性的三难困境。

System Model and Problem Formulation系统模型与问题表述

采用三层异构架构（见图1），DVFS使能的UD通过动态调整频率_i平衡能耗与截止时间，MEC层采用数据中心（DC）集群协调任务分配。

Solution Strategy解决策略

基于贪心启发式与模糊逻辑的混合调度算法（图3），通过临界值分类和选择性复制机制，在保证预算前提下将高关键性任务故障率降低72.16%。

Simulation Results and Discussion仿真结果

扩展PureEdgeSim模拟器⁵的实验显示，ReMEC在2500×2500m²区域内显著优于RMEAC等基线方案，验证了其在工业物联网（IIoT）等场景的实用性。

Conclusion and future direction结论与展望

未来将探索UD故障预测与5G-MEC协同优化，进一步推动自动驾驶、远程医疗等关键领域的高可靠边缘计算发展。