[發明專利]一種面向移動終端設備的朵云動態部署方法

在審

• 申請號: 201711234702.6
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107896374A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 許小龍;張亦云;劉忻瑤;張潔;田偉;薛勝軍
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04L12/24;H04L29/08;G06K9/62;G06F8/61
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務所32241
• 代理人: 唐小紅

技術領域

本發明涉及移動云計算領域，特別是一種面向移動終端設備的朵云動態部署方法。

背景技術

隨著移動設備的普及，人們對移動應用的需求也越來越廣泛。當前已經出現了許多對計算能力、響應延遲要求很高的移動應用，此時，應用所提出的需求已經遠超移動設備本身的計算處理能力。所以，在移動設備領域中引入移動云計算的概念，從而來解決當前該領域面臨的問題。移動云計算能將移動設備上的應用通過遠程遷移的方式遷移到云端進行處理，從而大大地提高計算處理能力。但是目前云端與移動端的距離都是比較遠的，在遷移過程中，可能會帶來比較高的遷移延遲。對于一些對響應時間要求比較嚴格的應用來說，遷移延遲需要越短越好。例如人臉識別，交互游戲等應用，一旦遷移延遲過高，將會影響用戶的使用感覺。

為了克服遠程應用遷移帶來的巨大延遲，一種叫做“朵云”的小型云被部署到離用戶比較近的地方，為用戶提供增強的云服務。關于朵云，通常可以分為兩種類型：一是網絡運營商提供小型服務器，再通過連接訪問無線接入點(Access Points,AP)，自組織形成；另一種方式是通過多個P2P網絡下的移動設備，提供空閑資源組織形成。通過朵云，移動設備可以將對計算處理能力要求高的應用遷移到最近的朵云進行處理。這樣，不僅可以大大減少遠程遷移所帶來的巨大延遲，達到特定應用所需的響應時間，還可以增加應用的處理速度。

朵云這種資源是稀少的，并且成本很高，因此不可能部署在所有需要的地方。為了給盡可能多的用戶加強云服務體驗，如何有效地利用有限的朵云成為了當前及其熱門的研究話題。具體來說，即指在一個特定的區域內，給定一定數目的朵云，如何在這塊區域內部署朵云，可以使得朵云覆蓋到的移動設備數目最多，從而達到最高的朵云利用率。

當前研究人員做的研究致力于如何設計高效的算法使朵云在放置過程中覆蓋盡可能多的網絡節點，從而提高朵云的利用率。例如，Z.Xu等人在“Efficient Algorithms for Capacitated Cloudlet Placement”中研究了由許多無線接入點組成的大型無線城域網(Wireless Metropolitan Area Network,WMAN)中朵云的放置問題。M.Jia等在“Optimal cloudlet placement and user to cloudlet allocation in wireless metropolitan area networks”中設計了一種朵云放置算法，將其放在無線城域網中的用戶密集區域，來平衡WMAN的工作量。一般來說，用戶密集區域會動態地產生很大的變化，這個變化有時會發生在極短的時間內。這樣我們只能通過不斷在其他地方增加朵云數目來滿足用戶的需求，因此會增加大量能耗。除此之外，用戶稀疏地區的朵云資源利用率是很低的，因此大量朵云能源被浪費。

根據上述存在的問題，本發明引入了一個移動朵云的概念，提出一種面向移動終端設備的朵云動態部署方法。針對人流變化巨大的場合，可以依據移動設備的位置變化實時調整朵云的位置，同時能有效增強用戶的云服務體驗。

發明內容

發明目的：本發明針對人流變化巨大的場合，可以依據移動設備的位置變化實時調整朵云的位置，同時能有效增強用戶的云服務體驗

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種面向移動終端設備的朵云動態部署方法，包括以下5個步驟：

步驟1，根據移動設備當前位置，通過K-means算法可以獲取所有移動設備的K個聚集中心位置。

整個移動設備活動范圍在一個x-y軸平面，定義為R，表示為：

R＝{(x,y)|0≤x≤W,0≤y≤H}。

在這個設備活動區域內，隨機分布著N個移動設備，并且這些移動設備都處于動態移動中。移動設備表示方式為D＝{d₁,d₂,…,d_N}。d_n表示區域R中第n個移動設備(1≤n≤N)，每一個移動設備的位置都可以用坐標來表示。在t時刻，d_n的位置表示為dp_n,t＝(dpx_n,t,dpy_n,t)。其中dpx_n,t表示t時刻d_n在區域R中的橫坐標位置，dpy_n,t表示t時刻d_n在區域R中的縱坐標位置。