[發明專利]一種邊云協同資源聯合分配方法、系統及應用

有效

• 申請號: 202011584281.1
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112689303B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 唐懷玉;周雨晨;陳健;郭蘭圖;楊龍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學;中國電波傳播研究所（中國電子科技集團公司第二十二研究所）
• 主分類號: H04W28/02
• 分類號: H04W28/02;H04W28/08
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 肖志娟

本發明屬于無線通信技術領域，公開了一種邊云協同資源聯合分配方法、系統及應用，將確定好的任務卸載部分轉發至選中的協助用戶設備；采用協作通信的方式，由協助用戶設備將任務卸載部分轉發至邊緣服務器，此時為了保證邊緣服務的解碼成功率，卸載用戶設備以頻分多址接入方式同時將任務卸載部分發送至邊緣服務器；邊緣服務器將卸載的任務進一步拆分至云服務器。本發明采用邊云協同技術，通過用戶設備協助的方式，實現為用戶提供計算卸載服務的目的。在邊云協同的背景下，為需要計算卸載的用戶選擇合適的協助設備、優化卸載任務量及通信資源，保證不同業務的時延及能耗指標要求，實現用戶計算任務高效卸載至邊緣云甚至是云的目標。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，尤其涉及一種邊云協同資源聯合分配方法、系統及應用。

背景技術

目前：隨著大數據及物聯網技術的不斷發展，越來越多的智能應用得以普及于無線通信領域，用戶可經由無線網絡獲得豐富的智能業務服務。在此背景下，云計算技術的提出為智能應用與服務提供了技術支撐，無線網絡內流經的大數據可經由云計算服務器分析并優化系統決策，從而為用戶帶來更高服務質量以及體驗質量的業務。然而，隨著通信技術和云計算技術的不斷發展，人們不再滿足于現有技術所帶來的服務質量，為了進一步提升用戶獲取業務時的端到端時延，又或者進一步降低用戶獲取業務產生的能量消耗，邊緣計算技術應運而生。邊緣計算技術可將云計算拉近用戶，為臨近用戶的接入點部署小型服務器，真正為用戶提供“近距離”、“高速率”、“高可靠”的計算服務。

考慮到邊緣計算相較于云計算而言可供驅使的資源量有限，在用戶需求某些大型計算業務的時候，邊緣計算服務器不足以滿足其計算需求。在這一背景下，為了既保證用戶能夠“近距離”獲得計算業務，又保證用戶能夠獲得充足的計算資源，邊云協同的概念應運而生。2019年Jinke Ren等人在“IEEE Transactions on Vehicular Technology”(《國際電氣電子工程師協會車輛技術匯刊》)(2019年5月第68卷第5期)發表的“CollaborativeCloud and Edge Computing for Latency Minimization”(《最小化邊云協同時延》)中研究了云計算和邊緣計算之間的協作，令移動設備的部分任務可以在邊緣節點和云服務器上聯合處理，從而在有限的通信和計算能力下提高邊緣云工作效率。2019年Junhui Zhao等人在“IEEE Transactions on Vehicular Technology”《國際電氣電子工程師協會車輛技術匯刊》)(2019年8月第68卷第8期)發表的“Computation Offloading and ResourceAllocation For Cloud Assisted Mobile Edge Computing in Vehicular Networks”(《車聯網下基于邊云協同的計算卸載和資源分配》)中提出了一種專門針對車輛網的邊云協同方案，通過聯合優化計算卸載決策和計算資源分配，保證車輛計算卸載時的時延約束。

然而，上述方案并未考慮到，實際網絡環境中用戶業務類型存在差異化，不同業務類型對傳輸和計算的時延以及能耗要求不同。此外，用戶設備卸載計算任務時很容易被臨近的其他用戶設備感知，充分利用各用戶設備實現計算任務的協作轉發，可進一步提高邊緣計算服務器處的任務可達性。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：現有技術未考慮到，實際網絡環境中用戶業務類型存在差異化，不同業務類型對傳輸和計算的時延以及能耗要求不同。此外，用戶設備卸載計算任務時很容易被臨近的其他用戶設備感知，然而現有技術并未對這些臨近設備加以利用。

解決以上問題及缺陷的難度為：權重系數可以很好地表征不同用戶業務對傳輸和計算的時延以及能耗指標要求，但是如何基于該權重系數，通過合理地資源分配和任務分割，實現時延和能耗之間的均衡，是本發明的難點之一。此外，通過協作通信技術，對臨近的用戶設備加以利用，一方面可加強邊緣服務器卸載效率，但也進一步帶來的問題求解的難度。