[发明专利]一种基于MEC服务器的星地两级边缘网络及其协作方法

说明书

本发明公开了一种基于MEC服务器的星地两级边缘网络及其协作方法，属于无线通信系统技术领域。本发明将星地两级边缘网络作为研究场景，通过在地基局部边缘节点和天基全局边缘节点上部署移动边缘计算服务器简称MEC服务器，形成了位于地面的地基局部边缘智能实体和位于空中的天基全局边缘智能实体，通过将两个智能实体相结合，实现网络资源的高效利用。本发明通过在天基和地基部署边缘节点，可充分利用二者存储、计算和通信资源，有效提升星地网络的协作和资源的高效利用。本发明从接入控制和负载均衡的角度给出了天基和地基部署边缘节点后的协作方法，通过仿真验证可有效降低网络时延。

技术领域

本发明属于无线通信系统技术领域，特别是一种基于MEC服务器的星地两级边缘网络协作方法。

背景技术

当前，移动边缘计算(Mobile Edge Computing，MEC)已经成为解决核心网回传拥塞、降低业务时延的主要手段，在欧洲电信标准化协会(European TelecommunicationsStandards Institute,ETSI)的推动下，已经成为无线通信产业发展的重要研究方向。

部署在网络边缘的节点具有存储能力，可将用户请求的热门业务进行缓存，降低核心网回传拥塞的压力，同时降低获取业务内容的时延，改善用户体验。

然而，这种技术仍面临许多的挑战，首先，网络中的通信、存储以及计算资源差异很大，不同的资源管理方案还不能实现对单独的节点进行性能最优化；其次，网络业务的协作性有待加强，节点需将多种网络功能进行统一，因此需要对相关实体和接口进行设计。

目前，针对网络边缘计算的研究有很多，但都没有针对星地边缘网络协作方法进行分析，在卫星地面融合网络中，地空资源的孤岛效应明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于移动边缘计算服务器的星地两级边缘网络及其协作方法，将星地两级边缘网络作为研究场景，通过在地基局部边缘节点和天基全局边缘节点上部署移动边缘计算服务器简称MEC服务器，形成了位于地面的地基局部边缘智能实体和位于空中的天基全局边缘智能实体，通过将两个智能实体相结合，实现网络资源的高效利用。

一种基于MEC服务器的星地两级边缘网络，包括：

将基于MEC服务器的地基局部边缘智能实体的功能模块分割为四部分组成，包括：地基边缘局部智能感知模块、本地网络管理控制模块、本地边缘节点资源分配模块、个性化服务与应用模块；

将基于MEC服务器的天基全局边缘智能实体的功能模块分割为四部分组成，包括：天基边缘全局智能感知模块、全局网络管理控制模块、全局边缘节点资源分配模块、个性化服务与应用模块。

根据各模块实现星地两级边缘网络控制协作；地基局部边缘节点(基站、信关站)对地基边缘局部进行智能认知，提取终端设备信息(分布、电量、存储和传输能力)、用户行为特征(用户空间分布、业务流量时间分布、用户移动性和社交关系)、网络状态(业务负载、信道情况)，完成本地信息的精准感知；

天基全局边缘节点(卫星、无人机、飞艇)由于覆盖范围更广，将覆盖多个地基局部边缘节点所在区域；地基局部边缘节点周期性上报天基全局边缘节点局部智能认知信息，天基全局边缘节点全局控制实体对所覆盖区域内多个本地智能控制实体的信息进行综合分析，实现对更大范围的全局网络进行智能认知。

地基局部边缘节点中基于局部感知的信息，进行本地网络管理控制，具体技术包括动态资源分配、本地数据处理、能量收割与高能效控制、缓存策略。该部分的实现由部署在地基局部边缘节点(基站或信关站)内的移动边缘计算模块MEC支持实现，实现技术包括网络中现有的通信技术。