[发明专利]边缘服务器选址部署模型及其求解方法

说明书

本发明提供了一种边缘服务器选址部署模型及其求解方法，所述边缘服务器选址部署模型包括基站和边缘服务器，定义i表示所述边缘服务器，j表示所述基站，每个所述边缘服务器与一个或多个所述基站连接；建立所述边缘服务器选址部署模型，以使所述边缘服务器与所述基站之间的平均延时与费用支出之和最小。本发明不但可以有效减少移动边缘服务器放置成本，而且还可以通过移动边缘服务器所放置的地理位置，从而减少边缘服务器与用户之间通信的延迟，加快服务响应。该模型为np难问题，难以在常数时间内求解，而采用遗传算法可以在常数时间内求解出最优或接近最优的解。

技术领域

本发明涉及一种边缘服务器选址部署模型及其求解方法，属于边缘计算通信领域。

背景技术

随着5G时代的来临，移动网络服务的对象不再是单纯的手机，而是各种类型的设备，如VR、平板、汽车等。服务的场景也越来越多样化，比如移动宽带、大规模机器类型通信、工业互联网等。因此，在移动性、安全性、时延性和可靠性等多个方面，移动网络都必须满足更高的要求。

为了满足移动网络高速发展所需的高带宽、低时延的要求，并减轻网络负荷，移动边缘计算(Mobile Edge Computing，MEC)应运而生。

移动边缘计算相关的关键技术主要分为边缘云放置、计算卸载、服务迁移、群智协同四个技术。我们主要研究移动边缘计算环境下的边缘服务器放置问题。将计算任务从核心网迁移到网络边缘，减少核心网拥塞和数据传播延迟是移动边缘计算的主要目标。但是，边缘云即边缘服务器应该放置到哪些位置上并没有明确的规定，因此产生了边缘服务器放置问题。边缘服务器放置问题是在一定的地理位置范围内，考虑用户和资源等的约束限制，在满足用户需求和目标的前提下，按照一定的策略为边缘服务器选择合适的地理位置来达到资源利用率高、网络时延小的目的。

在移动边缘计算环境中放置边缘服务器是一个挑战。边缘服务器的位置对移动用户的访问延迟和边缘服务器的资源利用率至关重要，特别是在智能城市，这些城市包括几百个或几千个基站，移动用户通过这些基站访问边缘服务器。由于这些网络规模庞大，边缘服务器的低效放置将导致边缘服务器之间的访问延迟过长和工作负载严重不平衡，一些边缘服务器将过载，而另一些边缘服务器则未被充分利用，甚至闲置。因此，边缘服务器的策略布局将显著提高各种移动应用的性能，如边缘服务器的访问延迟。

有鉴于此，确有必要提出一种边缘服务器选址部署模型及其求解方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种边缘服务器选址部署模型，以不但能够减少基站与边缘服务器之间的时延，而且还能减少部署边缘服务器的支出。

为实现上述目的，本发明提供了一种边缘服务器选址部署模型，所述边缘服务器选址部署模型包括基站和边缘服务器，定义i表示所述边缘服务器，j表示所述基站，每个所述边缘服务器与一个或多个所述基站连接；建立所述边缘服务器选址部署模型，以使所述边缘服务器与所述基站之间的平均延时与费用支出之和最小，所述边缘服务器选址部署模型如下：

Minimize:∑_i,j∈N(t*c_ij*x_ij+(1-t)*cost_i)    (1)

Subject to∑_i∈Nx_ij＝1 for eachj∈N，    (2)

x_ij≤y_ifor each i,j∈N，    (3)

∑_i∈Ny_i＝k，    (4)

x_ij∈{0,1},for each i,j∈N，    (5)

y_i∈{0,1}for each i,j∈N，    (6)