[发明专利]卫星边缘智能代理的编排方法、系统、介质及计算设备

说明书

本发明涉及一种卫星边缘智能代理的编排方法、系统、介质及计算设备，其包括：计算所有服务实例的总延时，根据所述总延时得到代理迁移问题对应的优化问题；将所述优化问题解耦成若干子问题，由若干子问题转换形成低维MDP问题，求解解耦后的所述低维MDP问题，实现以最小延时为目的的智能代理按需迁移。本发明能实现高维状态空间向低维状态空间的转换，解决了天基边缘场景下的智能代理迁移问题。本发明可以在卫星通信技术领域中广泛应用。

技术领域

本发明涉及一种卫星通信技术领域，特别是关于一种卫星边缘智能代理的编排方法、系统、介质及计算设备。

背景技术

随着移动应用的快速普及，新兴的网络服务涌现在网络边缘并占据了大量的计算资源与带宽资源，尤其是虚拟现实(VR)、增强现实、人机交互游戏等新型产业。在这种趋势下，资源受限的回程网络难以承载上述业务的低延时需求，因此移动边缘计算(MEC)计算应时而生。该技术将算力从云中心下放至网络边缘，通过在基站部署智能代理的方式，实现在用户侧服务用户，保证移动用户的高QoS 需求。

虽然MEC提高了用户服务质量，但也引入了新问题，尤其是用户的移动性导致智能代理的迁移问题。考虑某用户接入基站后，由部署在基站处的智能代理为用户提供服务。当用户迁移至其他基站的服务范围内时，智能代理是否需实时迁移。若迁移代理，则需要中断服务，并将服务实例传输至目标基站，此过程产生服务中断延时；若不迁移代理，则需要由远程链路实时通信，此过程产生传输延时，上述过程如图1所示。因此，在无法预测用户移动性的前提下，如何制定代理的迁移策略，以最小化总延时成为目前探讨的核心问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种卫星边缘智能代理的编排方法、系统、介质及计算设备，其能实现高维状态空间向低维状态空间的转换，解决了天基边缘场景下的智能代理迁移问题。

为实现上述目的，一方面，本发明采取的技术方案为：一种卫星边缘智能代理的编排方法，其包括：计算所有服务实例的总延时，根据所述总延时得到代理迁移问题对应的优化问题；将所述优化问题解耦成若干子问题，由若干子问题转换形成低维MDP问题，求解解耦后的所述低维MDP问题，实现以最小延时为目的的智能代理按需迁移。

进一步，所述计算获得所述总延时，包括：在系统总周期内，计算各所述服务实例运行时所需的总计算延时；在系统总周期内，不迁移所述服务实例时，计算各所述服务实例所需的传输延时；当所述服务实例需要迁移时，计算所述服务实例在不同基站间迁移所产生的迁移延时；将所有所述服务实例的所述总计算延时、所述传输延时和所述迁移延时求和，得到所述总延时。

进一步，所述将所述优化问题解耦成若干子问题，采用两层解耦法将高维状态空间分解为若干个低维状态空间。

进一步，所述两层解耦法，包括：

第一层解耦采用变量解耦和直接解耦法：将所述优化问题拆解成两部分，第一部分对计算资源、带宽资源和功率资源采用变量解耦，将三个变量分别独立求解，得到优化后的子问题；第二部分对迁移决策变量采用直接解耦优化，直接解耦成若干整数规划问题；

第二层解耦采用对偶解耦法：将各所述整数规划问题经拉格朗日推导转化为二层主问题与服务层子问题；所述二层主问题用于优化拉格朗日乘子，再将所述二层主问题解耦成若干所述服务层子问题，所述服务层子问题解耦后优化每个服务实例的决策变量；

所述服务层子问题关于决策变量构成所述低维MDP问题。

进一步，所述求解解耦后的所述低维MDP问题，采用在所述服务层子问题、所述主问题和所述子问题之间互相迭代计算，实现从针对基站的优化化解到针对每个服务实例的优化，包括：

对迁移决策变量、计算资源、带宽资源和功率资源及拉格朗日乘子进行初始化；

对每个时隙进行迭代计算，包括：