[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

本發明公開了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，其中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。本發明對網絡資源和計算資源可以進行細粒度控制并進行協同管理，以及提供更有效的計算卸載和服務增強。

技術領域

本發明涉及計算機網絡技術領域，更具體地，涉及一種面向云網融合的多接入邊緣計算架構。

背景技術

近年來，平板電腦、智能手機、大規模傳感器以及各式各樣的異構物聯網設備變得越來越流行，已經成為日常生活中的主要計算資源。據保守估計，到2022年，將有500億臺終端設備進行互聯。隨著終端設備的爆炸式增長，為終端設備設計的應用程序也大量涌現，如交互式游戲、自然語言處理、面部識別、增強現實等。這種類型的應用程序往往需要大量的資源，包括密集的計算資源和高速的傳輸資源。隨著新穎的交互式移動應用程序的日益豐富和終端設備功能的日益強大，目前正處在移動計算的重大變革之中。

近期的研究進展見證了移動計算的模式轉變。在終端設備不斷產生的海量數據驅動下，集中式的移動云計算正在向移動邊緣計算進行遷移。計算、存儲和網絡資源均在基站(base station，BS)端集成。網絡邊緣大量空閑的計算資源和存儲空間可以被充分利用，以完成計算密集型和延遲關鍵型的計算任務。隨著各種計算和存儲資源越來越貼近終端用戶，移動邊緣計算有望為資源消耗龐大的應用程序提供超低延遲和超低網絡擁塞的服務。

終端設備的爆發式增長使得無線連接成為發掘移動邊緣計算潛力的關鍵技術之一。因此，移動邊緣計算的適用范圍已經擴展到無線接入網絡(radio access network，RAN)內，以提供邊緣計算的能力。這也稱為多接入邊緣計算(multi-access edgecomputing，MEC)。在多接入計算架構中，邊緣計算的資源可以部署在LTE基站(eNodeB)、3G無線網絡控制器(radio network controller，RNC)或多天線聚合基站中。多接入邊緣計算將移動計算和無線通信兩個學科的理論和技術進行了深度融合，是云網融合的典型技術之一，因此受到學術界和工業界研究人員的一致倡導。可以預見，將新型的無線網絡技術與面向服務的邊緣-云體系結構進行結合，可以顯著降低網絡擁塞和用戶延時，提高用戶的服務質量(quality of service，QoS)和服務體驗(quality of experience，QoE)，為終端應用程序、內容提供商和第三方運營商提供更好的服務。

盡管研究人員在多接入邊緣計算方向進行了不斷的嘗試和大量的努力，然而，由于終端設備的物理硬件限制以及無線信道的連接能力限制，多接入邊緣計算依然面臨著諸多挑戰。例如，現有方案通常僅考慮粗粒度的資源分配策略，包括傳輸、計算和存儲資源，這些分配策略缺乏對所有可能資源的細粒度控制，這成為實現延遲敏感服務的主要障礙。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的缺陷，提供一種面向云網融合的多接入邊緣計算架構，是基于軟件定義的細粒度多接入邊緣計算架構的新技術方案，可以對資源進行細粒度的靈活分配。

本發明的技術方案是提供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，其中，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。

與現有技術相比，本發明的優點在于，提供基于軟件定義的細粒度多接入邊緣計算架構，可以對網絡資源和計算資源進行細粒度的控制并進行協同管理。此外，設計了基于深度增強學習Q-learning的兩級資源分配策略，從而提供更有效的計算卸載和服務增強。

通過以下參照附圖對本發明的示例性實施例的詳細描述，本發明的其它特征及其優點將會變得清楚。

附圖說明