[发明专利]一种基于移动边缘计算的服务器资源配置方法

说明书

本发明请求保护一种基于移动边缘计算的服务器资源配置方法，属于通信网络技术领域。针对移动边缘计算场景下服务器的接入时延和负载约束问题，提出边缘服务器的优化配置方法。本发明根据区域内移动基站的位置及分布密度，通过初始聚类划分满足服务器的接入时延和负载约束，通过基站排序、服务器位置偏移，以及服务器数量压缩的方法进行多层次聚类迭代，优化区域内的服务器资源配置，从而有效降低服务器的配置数量和平均接入时延，并提高服务器的负载均衡性。

技术领域

本发明属于通信网络技术领域，具体涉及一种基于移动边缘计算的服务器资源配置方法。

背景技术

由于5G技术的飞速发展，带动了移动业务的迅猛增长。然而，由于计算能力、存储资源以及电池容量方面的制约，一定程度上限制了移动终端设备的业务处理能力。随着计算卸载技术的出现，移动终端可以将计算量大以及时延要求低的业务卸载到云服务器进行处理，并及时回传结果，以缓解移动终端本地处理能力不足的压力。然而，这种卸载技术依然存在一些待解决的问题，特别是当移动设备到云服务器的距离较远时，卸载过程传输时延较长，这将严重影响时延敏感型任务的服务质量(Quality of Service)。近年来，移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)的出现提供了解决这个问题的可能。MEC通过将服务器分布配置于更接近用户的无线基站，减小任务卸载的传输距离，可以有效降低用户的服务器接入时延，从而提供更加高效的各类智能业务。

边缘服务器的资源配置问题，是移动边缘计算技术研究的一个重要目标。合理的边缘服务器配置方法可以有效提高服务器资源的利用率和业务完成的实时性。边缘服务器的配置规划具有两个较强的约束条件，其一是服务器的接入时延约束，其二是服务器的负载约束。满足这两个约束条件的最简单方法是提高边缘服务器的配置密度和数量，但却可能会严重影响服务器的资源利用率和负载均衡性，从而给运营商造成巨大的损失。因此，为了提高移动边缘计算的服务质量以及服务器的资源利用率与负载均衡性，边缘服务器资源的优化配置是5G网络建设和完善的重要问题。

目前，现有的边缘服务器配置方案大多只针对接入时延进行优化，忽略了服务器的计算容量约束，以及服务器的数量和负载均衡性，资源利用率难以进一步提升；少量配置方案主要针对服务器的负载均衡性进行优化，虽然引入了最大时延门限，但却未考虑时延的均衡性，容易造成不同区域用户接入时延差异较大，难以保证用户体验的稳定性。为解决以上问题，本发明提出了一种基于移动边缘计算的服务器资源配置方法。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种基于移动边缘计算的服务器资源配置方法。本发明的技术方案如下：

一种基于移动边缘计算的服务器资源配置方法，其根据区域内移动基站的位置及分布密度，在满足服务器的接入时延和负载约束条件下，对基站进行初始聚类划分，通过基站排序、服务器位置偏移，以及服务器数量压缩的方法进行多层次聚类迭代，优化服务器资源配置，资源配置方法具体包括以下步骤：

101、将区域内的所有基站放入集合A，对A中基站进行初始配置，获得初始中心点集合U＝{a_i}及相应的基站聚类集合{C_i}，并根据目标函数计算目标值R，初始化变量j＝0，k＝0；

102、根据初始配置，令R'＝R，R″＝R，其中，R'表示中心点偏移更新指标，R″表示随机序列更新指标；

103、令当前的中心点数量I＝|U|；

104、如果R″R'，令R'＝R″，j＝0，更新中心点集合U＝{a_i}及相应的基站聚类集合{C_i}，跳转到步骤105，否则，跳转到步骤105；

105、j＝j+1，如果jJ，其中，J为中心点更新迭代终止容限，对U中每一个中心点a_i，在其邻近的λ个基站中随机选取一个作为新的中心点，替换a_i，令k＝0，跳转到步骤106；否则，跳转到步骤110；