[发明专利]移动边缘计算环境下的任务预迁移策略

说明书

本发明公开了移动边缘计算环境下的任务预迁移策略，包括下列步骤：步骤一、建立判断方向模型，建立以对应边缘服务器的基站为中心，边缘服务器的覆盖范围形成与通信网络的覆盖范围相同的六边形蜂窝结构，得到用户移动方向预测模型；步骤二、确定用户与当前边缘服务器的基站间的相对位置，以此预测用户移动后可能需要接收任务迁移的新边缘服务器；步骤三、对上一步确定的新边缘服务器进行相关预迁移操作。本发明受用户群体的动态性影响小，而且该方法预测模型简单，计算量小，能快速确定预迁移的对象。

技术领域

本发明属于云计算技术领域，具体涉及移动边缘计算环境下的任务预迁移策略。

背景技术

在移动边缘计算模式下，需要解决用户在边缘服务器之间移动时的任务迁移问题，尤其是高数据量的任务，如无人驾驶，实时监控等，这些任务需要对实时图像进行处理、识别，数据量巨大且对时延要求较高。如无人驾驶的车辆，道路状况复杂且安全要求高，需要保证连接“不间断”，来保证无人驾驶车辆的安全行驶，如果等到无人驾驶车辆与边缘服务器断开连接，再执行服务器间任务迁移操作，无法做到任务执行过程的“无缝”连接，影响无人驾驶车辆对路况的判别速度，导致事故的发生。所以，无缝迁移已经成为学术界和产业界研究的热点。

无缝迁移概念源自于蜂窝网络中的无缝切换概念，即在不影响语音通话和数据传输的情况下，移动用户能够自由地从一个地理位置移动到另一个地理位置，前后两个位置之间可以存在多个覆盖范围有限的蜂窝基站。不同之处在于，蜂窝网络切换时通信切换，在该过程中传输数据量是很少的；而任务迁移的重点是如何把程序，数据和执行状态从一个边缘云传输到另一个边缘云，在该过程中传输的数据量比较大。移动边缘计算中的任务迁移的概念与云数据中心的虚拟机实时迁移概念有点类似，但是两者有本质的区别，任务迁移需要忍受带宽和计算能力等方面带来的不确定性，而这些不确定性往往与用户群体的动态性即需求的难预测性有关。

发明内容

本发明的目的是提供移动边缘计算环境下的任务预迁移策略，用于解决现有技术中边缘服务器之间进行无缝切换时由于传输的数据量比较大，且用户群体的动态性即需求的具有难预测性，因此受通信带宽和计算能力影响导致无缝迁移存在不确定性的技术问题。

所述的移动边缘计算环境下的任务预迁移策略，包括下列步骤：

步骤一、建立判断方向模型，建立以对应边缘服务器的基站为中心，边缘服务器的覆盖范围形成与通信网络的覆盖范围相同的六边形蜂窝结构，得到用户移动方向预测模型；以当前边缘服务器对应的基站为中心周向均匀划分为6个三角形区域，三角形区域只有一边与相邻的新边缘服务器相接，因此三角形区域与新边缘服务器存在对应关系。

步骤二、确定用户与当前边缘服务器的基站间的相对位置，以此预测用户移动后可能需要接收任务迁移的新边缘服务器；根据所述相对位置确定用户处于哪一个三角形区域，该三角形区域对应的新边缘服务器即可能需要接收任务迁移的新边缘服务器。

步骤三、对上一步确定的新边缘服务器进行相关预迁移操作。

优选的，所述步骤二中，用向量User_x，y和BS_x，y代表用户和基站的平面位置，其中User_y表示用户的y坐标，BS_y表示基站的y坐标，则User_x表示用户的x坐标，BS_x表示基站的x坐标，计算由基站到用户的向量斜率k，并可以将用户所在位置在判断方向模型中定位以验证用户是否仍处于当前边缘服务器的覆盖范围内，其中由于三角形区域的形状是正三角形，因此该三角形区域两边的夹角为60°，根据三角形区域与中心处基站相接的各边的斜率进行划分，确定用户所在位置处于哪一个三角形区域。