[發明專利]多無人機邊緣計算服務部署及調度方法和系統

有效

• 申請號: 202110821000.8
• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN113391647B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 魏祥麟;胡永揚;王彥剛;王曉波
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產權代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 黃輝本

本發明公開了一種多無人機邊緣計算服務部署及調度方法和系統，涉及無人機通信及服務部署技術領域。所述方法包括如下步驟：服務依賴和拓撲感知的微服務部署；貪心微服務調度；負載感知的微服務重部署和失效觸發的服務重部署。所述方法服務響應速度快：能夠根據微服務的流行情況、微服務間的依賴關系和網絡拓撲，初始化微服務部署，并貪心地進行微服務調度，有效降低應用響應時延；環境適應性好：能夠感知邊緣計算節點上微服務運行的排隊長度和空閑狀態，從而在服務擁塞或資源空閑時動態調整服務功能部署，更好地適應變化的執行環境；失效調整靈活：當無人機邊緣節點發生失效時，可以及時進行服務重部署，保證服務的連續性。

技術領域

本發明涉及無人機通信及任務卸載方法技術領域，尤其涉及一種多無人機邊緣計算服務部署及調度方法和系統。

背景技術

通過將服務資源從云中心移動到網絡邊緣，邊緣計算可以顯著降低用戶請求的響應時延，并降低核心網絡的傳輸壓力。特別的，在基礎設施薄弱或遭到損壞的地區，無人機邊緣計算期望將無人機作為載體，為地面設備提供計算、傳輸和存儲服務。為了解決單個無人機面臨的資源受限、供能不足等問題，多個無人機在空中組成空中自組織網絡，協同提供邊緣計算服務成為空天地一體化網絡的重要一環。

無人機邊緣計算期望將無人機作為邊緣計算節點，為地面設備提供計算、傳輸和數據緩存服務。例如：中國發明專利申請“蜂窩網聯下多無人機協同移動邊緣計算系統資源分配方法”(申請號：201811144945.5，公開號：CN 109067490A，公開日：2018年12月21日)，提出了一種蜂窩網聯下多無人機協同移動邊緣計算系統資源分配方法，以降低無人機節點的能量消耗；中國發明專利申請“基于雙層無人機的移動邊緣計算系統的卸載任務分配方法”(申請號：201910525775.3，公開號：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邊緣計算系統的卸載任務分配方法；中國發明專利申請“最大化多無人機架構收益的方法”(申請號：202010566129.4，公開號：CN111884829 A，公開日：2020年11月3日)，通過權衡用戶的體驗質量和運營商的運營成本，采用多維混合自適應粒子群算法最大化多無人機架構收益。但是，當前工作主要集中于傳輸和計算資源分配，沒有涉及多無人機邊緣計算場景下的服務部署方法。

在邊緣計算場景下，業界開始引入云邊協同、微服務、容器等理念，提出了一些面向固定服務節點和移動用戶的服務部署方法。例如：中國發明專利“一種面向邊緣計算的服務部署優化方法”(申請號：201910469790.0，授權號：CN 110187973B，授權日：2021年1月26日)，針對以微服務為載體的應用，結合排隊理論，在保持應用性能指標的條件下，提出了一種微服務部署優化方法，最小化應用部署開銷；中國發明專利申請“一種移動邊緣計算環境下服務部署與遷移的調度系統及決策方法”(申請號：201911280526.9，公開號：CN111090522 A，公開日：2020年5月1日)，以用戶移動越區的服務質量保障為目標，對用戶服務請求進行服務調度的決策計算，生成服務部署與遷移的優化方案；中國發明專利申請“一種去中心化的移動邊緣計算資源發現和選擇方法及系統”(申請號：202010289408.0，公開號：CN 111556514 A，公開日：2020年8月18日)，結合內容中心網絡，提出了一種服務發現機制和選擇方法，用于最優地選擇移動邊緣計算節點部署服務，并避免服務重復部署，節省邊緣資源；中國發明專利申請“一種微服務管理系統、部署方法及相關設備”(申請號：202010322014.0，公開號：CN 111522661 A，公開日：2020年8月11日)，在微服務鏈場景下，根據目標服務鏈的業務處理信息生成部署更新配置，按照部署更新配置調整目標服務鏈上的目標微服務實體設備的部署位置，從而降低業務響應時間；中國發明專利申請“一種負載感知的云邊協同服務部署方法”(申請號：202010762062.1，公開號：CN 111901435 A，公開日：2020年11月6日)，根據移動邊緣計算系統的系統參數獲取優先級變量，然后對服務進行動態調整部署。