[發(fā)明專利]多無人機(jī)邊緣計(jì)算服務(wù)部署及調(diào)度方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110821000.8
• 申請(qǐng)日: 2021-07-20
• 公開（公告）號(hào): CN113391647B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏祥麟;胡永揚(yáng);王彥剛;王曉波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/10
• 分類號(hào): G05D1/10
• 代理公司: 石家莊輕拓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 13128
• 代理人: 黃輝本

本發(fā)明公開了一種多無人機(jī)邊緣計(jì)算服務(wù)部署及調(diào)度方法和系統(tǒng)，涉及無人機(jī)通信及服務(wù)部署技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括如下步驟：服務(wù)依賴和拓?fù)涓兄奈⒎?wù)部署；貪心微服務(wù)調(diào)度；負(fù)載感知的微服務(wù)重部署和失效觸發(fā)的服務(wù)重部署。所述方法服務(wù)響應(yīng)速度快：能夠根據(jù)微服務(wù)的流行情況、微服務(wù)間的依賴關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌跏蓟⒎?wù)部署，并貪心地進(jìn)行微服務(wù)調(diào)度，有效降低應(yīng)用響應(yīng)時(shí)延；環(huán)境適應(yīng)性好：能夠感知邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)上微服務(wù)運(yùn)行的排隊(duì)長度和空閑狀態(tài)，從而在服務(wù)擁塞或資源空閑時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整服務(wù)功能部署，更好地適應(yīng)變化的執(zhí)行環(huán)境；失效調(diào)整靈活：當(dāng)無人機(jī)邊緣節(jié)點(diǎn)發(fā)生失效時(shí)，可以及時(shí)進(jìn)行服務(wù)重部署，保證服務(wù)的連續(xù)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機(jī)通信及任務(wù)卸載方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多無人機(jī)邊緣計(jì)算服務(wù)部署及調(diào)度方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

通過將服務(wù)資源從云中心移動(dòng)到網(wǎng)絡(luò)邊緣，邊緣計(jì)算可以顯著降低用戶請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)延，并降低核心網(wǎng)絡(luò)的傳輸壓力。特別的，在基礎(chǔ)設(shè)施薄弱或遭到損壞的地區(qū)，無人機(jī)邊緣計(jì)算期望將無人機(jī)作為載體，為地面設(shè)備提供計(jì)算、傳輸和存儲(chǔ)服務(wù)。為了解決單個(gè)無人機(jī)面臨的資源受限、供能不足等問題，多個(gè)無人機(jī)在空中組成空中自組織網(wǎng)絡(luò)，協(xié)同提供邊緣計(jì)算服務(wù)成為空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的重要一環(huán)。

無人機(jī)邊緣計(jì)算期望將無人機(jī)作為邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，為地面設(shè)備提供計(jì)算、傳輸和數(shù)據(jù)緩存服務(wù)。例如：中國發(fā)明專利申請(qǐng)“蜂窩網(wǎng)聯(lián)下多無人機(jī)協(xié)同移動(dòng)邊緣計(jì)算系統(tǒng)資源分配方法”(申請(qǐng)?zhí)枺?01811144945.5，公開號(hào)：CN 109067490A，公開日：2018年12月21日)，提出了一種蜂窩網(wǎng)聯(lián)下多無人機(jī)協(xié)同移動(dòng)邊緣計(jì)算系統(tǒng)資源分配方法，以降低無人機(jī)節(jié)點(diǎn)的能量消耗；中國發(fā)明專利申請(qǐng)“基于雙層無人機(jī)的移動(dòng)邊緣計(jì)算系統(tǒng)的卸載任務(wù)分配方法”(申請(qǐng)?zhí)枺?01910525775.3，公開號(hào)：CN 110336861 A，公開日：2019年10月15日)，采用博弈理論，提出了一種適用高空和低空無人機(jī)邊緣計(jì)算系統(tǒng)的卸載任務(wù)分配方法；中國發(fā)明專利申請(qǐng)“最大化多無人機(jī)架構(gòu)收益的方法”(申請(qǐng)?zhí)枺?02010566129.4，公開號(hào)：CN111884829 A，公開日：2020年11月3日)，通過權(quán)衡用戶的體驗(yàn)質(zhì)量和運(yùn)營商的運(yùn)營成本，采用多維混合自適應(yīng)粒子群算法最大化多無人機(jī)架構(gòu)收益。但是，當(dāng)前工作主要集中于傳輸和計(jì)算資源分配，沒有涉及多無人機(jī)邊緣計(jì)算場景下的服務(wù)部署方法。

在邊緣計(jì)算場景下，業(yè)界開始引入云邊協(xié)同、微服務(wù)、容器等理念，提出了一些面向固定服務(wù)節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)用戶的服務(wù)部署方法。例如：中國發(fā)明專利“一種面向邊緣計(jì)算的服務(wù)部署優(yōu)化方法”(申請(qǐng)?zhí)枺?01910469790.0，授權(quán)號(hào)：CN 110187973B，授權(quán)日：2021年1月26日)，針對(duì)以微服務(wù)為載體的應(yīng)用，結(jié)合排隊(duì)理論，在保持應(yīng)用性能指標(biāo)的條件下，提出了一種微服務(wù)部署優(yōu)化方法，最小化應(yīng)用部署開銷；中國發(fā)明專利申請(qǐng)“一種移動(dòng)邊緣計(jì)算環(huán)境下服務(wù)部署與遷移的調(diào)度系統(tǒng)及決策方法”(申請(qǐng)?zhí)枺?01911280526.9，公開號(hào)：CN111090522 A，公開日：2020年5月1日)，以用戶移動(dòng)越區(qū)的服務(wù)質(zhì)量保障為目標(biāo)，對(duì)用戶服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)調(diào)度的決策計(jì)算，生成服務(wù)部署與遷移的優(yōu)化方案；中國發(fā)明專利申請(qǐng)“一種去中心化的移動(dòng)邊緣計(jì)算資源發(fā)現(xiàn)和選擇方法及系統(tǒng)”(申請(qǐng)?zhí)枺?02010289408.0，公開號(hào)：CN 111556514 A，公開日：2020年8月18日)，結(jié)合內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)，提出了一種服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制和選擇方法，用于最優(yōu)地選擇移動(dòng)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)部署服務(wù)，并避免服務(wù)重復(fù)部署，節(jié)省邊緣資源；中國發(fā)明專利申請(qǐng)“一種微服務(wù)管理系統(tǒng)、部署方法及相關(guān)設(shè)備”(申請(qǐng)?zhí)枺?02010322014.0，公開號(hào)：CN 111522661 A，公開日：2020年8月11日)，在微服務(wù)鏈場景下，根據(jù)目標(biāo)服務(wù)鏈的業(yè)務(wù)處理信息生成部署更新配置，按照部署更新配置調(diào)整目標(biāo)服務(wù)鏈上的目標(biāo)微服務(wù)實(shí)體設(shè)備的部署位置，從而降低業(yè)務(wù)響應(yīng)時(shí)間；中國發(fā)明專利申請(qǐng)“一種負(fù)載感知的云邊協(xié)同服務(wù)部署方法”(申請(qǐng)?zhí)枺?02010762062.1，公開號(hào)：CN 111901435 A，公開日：2020年11月6日)，根據(jù)移動(dòng)邊緣計(jì)算系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)獲取優(yōu)先級(jí)變量，然后對(duì)服務(wù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整部署。