[發明專利]一種面向云網融合的多接入邊緣計算架構

有效

• 申請號: 202110400752.7
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113315806B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 王璐;張健浩;伍楷舜;王廷
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H04L67/10
• 分類號: H04L67/10;H04L67/101;H04L41/0893;H04L41/14
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 耿慧敏;朱偉軍

1.一種面向云網融合的多接入邊緣計算架構，該架構的接入網側設有多個邊緣計算節點，其特征在于，接入網側的物理信道被切分成多個子信道，每個子信道支持一種MAC接入方式，并且該架構內設有軟件定義的網絡控制器，用于負責物理層子信道和MAC層協議的資源分配以及控制終端用戶所邊緣計算節點或云中心進行卸載；

其中，接入網側設有多種類型的邊緣計算節點，包括公共節點，區域代理節點，超級節點和證書授權節點，其中公共節點分布在整個接入網中，用于為終端用戶提供計算卸載服務，并為遠程Internet或云服務的服務緩存提供存儲資源；區域代理節點位于接入網中的區域代理邊緣計算節點，負責資源發現、管理或監視區域內公共節點的狀態；超級節點位于接入網和匯聚網之間的數據中心，每個超級節點負責管理軟件定義的網絡控制器分配給它的公共節點和區域代理節點；證書授權節點是位于數據中心內的節點，負責用戶的證書生成和管理；

其中，所述超級節點SNode根據終端用戶的信道質量CSI_{1,2,...,m}，利用強化學習Q-Learning為終端用戶分配MAC協議，其中狀態State是終端用戶的信道質量，系統整體狀態表示為：State＝{Subch₁,Subch₂,...,Subch_n,MAC_i}；動作Action表示為用戶選擇的MAC協議，動作集合表示為{MAC₁,MAC₂,...,MAC_n}；獎勵Reward由執行動作前后的環境信息狀態進行確定，subch表示信道資源，MAC_i表示第i個用戶分配的子信道MAC協議，m是終端用戶數量，n是邊緣計算節點數量。

2.根據權利要求1所述的面向云網融合的多接入邊緣計算架構，其特征在于，響應于終端的傳輸或計算需求的請求，所述軟件定義的網絡控制器運行資源分配策略，根據終端用戶的信道質量、傳輸需求或計算需求，對資源進行分配，并在F-CTS中反饋分配結果，在等待PCF幀間間隔之后，終端用戶根據通知結果，接入所分配的信道資源。

3.根據權利要求1所述的面向云網融合的多接入邊緣計算架構，其特征在于，對于給定了用戶任務ClientTask_i和信道質量CSI_i，以優化網絡效用和計算效用作為資源分配目標，表示為：

其中，用戶任務ClientTask_i,(i∈{1,2,...,m})，表示用戶i所提交的任務請求，ServerSource_j,(j∈{1,2,...,n})，表示服務節點j擁有的資源量，MAC協議表示為MACProtocol＝{TDMA,CSMA}，信道質量CSI表示為CSI＝{CSI_c1,CSI_c2,...,CSI_cm}。

4.根據權利要求3所述的面向云網融合的多接入邊緣計算架構，其特征在于，求解所述資源分配目標時，具有以下約束條件：

用戶任務小于服務節點資源；

用戶所選擇的MAC協議與信道質量CSI之間的關系是：MAC＝λ*CSI，其中λ是選擇某一種MAC協議的概率。

5.根據權利要求1所述的面向云網融合的多接入邊緣計算架構，其特征在于，所述獎勵reward的計算公式表示為：

其中λ是衰減因子。