[發明專利]移動邊緣計算環境下的任務預遷移策略

在審

• 申請號: 202210352755.2
• 申請日: 2022-04-01
• 公開（公告）號: CN114666826A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 鞠爽爽;邱建林;宋偉;張智浩
• 申請（專利權）人: 南通理工學院
• 主分類號: H04W24/06
• 分類號: H04W24/06;H04W24/04;H04L67/10;H04L67/1095;G06F9/48
• 代理公司: 蕪湖思誠知識產權代理有限公司 34138
• 代理人: 項磊

本發明公開了移動邊緣計算環境下的任務預遷移策略，包括下列步驟：步驟一、建立判斷方向模型，建立以對應邊緣服務器的基站為中心，邊緣服務器的覆蓋范圍形成與通信網絡的覆蓋范圍相同的六邊形蜂窩結構，得到用戶移動方向預測模型；步驟二、確定用戶與當前邊緣服務器的基站間的相對位置，以此預測用戶移動后可能需要接收任務遷移的新邊緣服務器；步驟三、對上一步確定的新邊緣服務器進行相關預遷移操作。本發明受用戶群體的動態性影響小，而且該方法預測模型簡單，計算量小，能快速確定預遷移的對象。

技術領域

本發明屬于云計算技術領域，具體涉及移動邊緣計算環境下的任務預遷移策略。

背景技術

在移動邊緣計算模式下，需要解決用戶在邊緣服務器之間移動時的任務遷移問題，尤其是高數據量的任務，如無人駕駛，實時監控等，這些任務需要對實時圖像進行處理、識別，數據量巨大且對時延要求較高。如無人駕駛的車輛，道路狀況復雜且安全要求高，需要保證連接“不間斷”，來保證無人駕駛車輛的安全行駛，如果等到無人駕駛車輛與邊緣服務器斷開連接，再執行服務器間任務遷移操作，無法做到任務執行過程的“無縫”連接，影響無人駕駛車輛對路況的判別速度，導致事故的發生。所以，無縫遷移已經成為學術界和產業界研究的熱點。

無縫遷移概念源自于蜂窩網絡中的無縫切換概念，即在不影響語音通話和數據傳輸的情況下，移動用戶能夠自由地從一個地理位置移動到另一個地理位置，前后兩個位置之間可以存在多個覆蓋范圍有限的蜂窩基站。不同之處在于，蜂窩網絡切換時通信切換，在該過程中傳輸數據量是很少的；而任務遷移的重點是如何把程序，數據和執行狀態從一個邊緣云傳輸到另一個邊緣云，在該過程中傳輸的數據量比較大。移動邊緣計算中的任務遷移的概念與云數據中心的虛擬機實時遷移概念有點類似，但是兩者有本質的區別，任務遷移需要忍受帶寬和計算能力等方面帶來的不確定性，而這些不確定性往往與用戶群體的動態性即需求的難預測性有關。

發明內容

本發明的目的是提供移動邊緣計算環境下的任務預遷移策略，用于解決現有技術中邊緣服務器之間進行無縫切換時由于傳輸的數據量比較大，且用戶群體的動態性即需求的具有難預測性，因此受通信帶寬和計算能力影響導致無縫遷移存在不確定性的技術問題。

所述的移動邊緣計算環境下的任務預遷移策略，包括下列步驟：

步驟一、建立判斷方向模型，建立以對應邊緣服務器的基站為中心，邊緣服務器的覆蓋范圍形成與通信網絡的覆蓋范圍相同的六邊形蜂窩結構，得到用戶移動方向預測模型；以當前邊緣服務器對應的基站為中心周向均勻劃分為6個三角形區域，三角形區域只有一邊與相鄰的新邊緣服務器相接，因此三角形區域與新邊緣服務器存在對應關系。

步驟二、確定用戶與當前邊緣服務器的基站間的相對位置，以此預測用戶移動后可能需要接收任務遷移的新邊緣服務器；根據所述相對位置確定用戶處于哪一個三角形區域，該三角形區域對應的新邊緣服務器即可能需要接收任務遷移的新邊緣服務器。

步驟三、對上一步確定的新邊緣服務器進行相關預遷移操作。

優選的，所述步驟二中，用向量User_x，y和BS_x，y代表用戶和基站的平面位置，其中User_y表示用戶的y坐標，BS_y表示基站的y坐標，則User_x表示用戶的x坐標，BS_x表示基站的x坐標，計算由基站到用戶的向量斜率k，并可以將用戶所在位置在判斷方向模型中定位以驗證用戶是否仍處于當前邊緣服務器的覆蓋范圍內，其中由于三角形區域的形狀是正三角形，因此該三角形區域兩邊的夾角為60°，根據三角形區域與中心處基站相接的各邊的斜率進行劃分，確定用戶所在位置處于哪一個三角形區域。