[发明专利]一种移动边缘计算迁移系统的快速资源配置方法

说明书

本发明公开了一种移动边缘计算迁移系统的快速资源配置方法，以凸优化对偶理论为基础，构建了一个关于移动边缘计算系统能量消耗最小化的模型，并提出了面向移动边缘系统的一种快速计算和通信资源配置的方法。此外，本发明引入了椭球算法进行仿真实验，该算法能够快速有效地收敛于移动边缘计算系统能耗最小化的全局最优解，完成计算和通信资源的有效配置；本发明搭建了一个仿真平台进行仿真实验，根据现有的资源，不同的信道状态、传输时间及用户数量，通过迭代运算得到最优的任务传输率，根据实验结果刻画了不同状态与不同条件下移动边缘计算系统能量消耗变化趋势和最优任务传输概率变化趋势。

技术领域

本发明涉及无线通信网络与云计算技术领域，具体涉及一种移动边缘计算迁移系统的快速资源配置方法。

背景技术

随着移动互联网和物联网的快速发展以及各种新型业务，如虚拟现实(VR)、增强现实(AR)和视频会议等的不断涌现，用户对网络服务质量(QoS)的要求越来越高。因此，为了有效解决移动互联网发展带来的高数据速率、低计算时延要求等的挑战，移动边缘计算(MEC)概念得以提出，并得到了学术界和产业界的广泛支持，被认为是下一代网络的关键技术之一。

移动边缘计算系统通过在网络边缘部署MEC服务器，将相关的计算任务和请求数据迁移到MEC服务器上，为移动设备的任务计算提供充足的计算与存储资源，同时减少网络设备能耗和传输时延，并大大提高用户体验。

作为新型的通讯技术，移动边缘计算目前仍处于处于科学探索阶段，有许多需要得到解决和优化的关键问题，如，快速有效的计算与通信资源分配，降低系统能量消耗，降低计算延迟等。移动边缘计算的两大性能指标为时延和能量消耗；然而，随着移动设备接入数量的急剧上升以及无线传输信道的动态变化，移动边缘计算系统面临着如下严峻技术挑战。首先，未来海量的无线设备对移动边缘计算服务器的计算和存储能力提出了更高的要求；其次，有限的频谱资源和信号深衰落及干扰，将导致更大的移动边缘计算系统的能耗和时延，并将从根本上限制系统性能；最后，无线设备的异构特性，如具有不同的处理器、电池容量、操作系统等，为有效协同这些异构无线设备的计算负荷和计算要求，需要发挥移动边缘计算服务器网络系统的协同效应。因此，如何改善移动边缘计算系统的能耗性能是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种移动边缘计算迁移系统的快速资源配置方法，该方法利用现有的资源，根据不同的信道状态及传输时间，选择适当任务传输率，以达到最小化任务计算及传输的能量消耗，优化移动边缘计算系统性能的目的。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种移动边缘计算迁移系统的快速资源配置方法，包括下述步骤：

S1，建立移动边缘计算模型；

S1.1，存在至少一个可以正常接收任务与传输信息，并计算任务的移动边缘计算服务器；获取本地设备与移动边缘计算服务器的信道状态信息，以及移动边缘计算服务器的计算状态信息；

S1.2，本地设备根据所述信道状态信息以及计算状态信息对任务进行分割，生成至少一个计算任务，并根据计算任务传输率分成第一类子任务和第二类子任务；

S1.3，将所述第一类子任务通过本地设备进行计算，将所述第二类子任务发送至移动边缘计算服务器，通过边缘计算系统进行计算；

S1.4，本地设备接收移动边缘计算服务器发送的计算结果，通过本地设备输出最终计算结果；

S2，建立能量消耗模型；

S2.1，规定一个固定长度的传输时段，把该传输时段均分为若干个时隙并分配给所有本地设备；在每个时隙内，本地设备传输第二类子任务到移动边缘计算服务器，移动边缘计算服务器计算并返回信息至本地设备；