[发明专利]一种面向超密集网络的边缘计算的资源分配方法及系统

说明书

本发明公开了一种面向超密集网络的边缘计算的资源分配方法及系统，该方法从全局的角度收集各终端设备的任务请求，以及各边缘服务器的资源状态，以SDN控制器作为决策体执行各边缘服务器计算资源的合理分配；该系统包括宏基站、微基站以及边缘服务器；宏基站与各微基站通过高速光纤链路连接，与移动用户之间采用无线连接的方式。宏基站从全局的角度管理整个网络的资源状况，收集各移动给用户的信息。本发明充分考虑到边缘服务器计算资源的有效性，以及各服务器资源总量及性能差异，将双向多轮拍卖机制引入到超密集网络中多服务器计算资源分配过程中，在保障用户服务质量的前提下，最大化服务器的总收益，均衡各个服务器的负载。

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种面向超密集网络的边缘计算的资源分配方法及系统。

背景技术

随着云计算和无线通信技术的发展，接入无线网络的移动设备数量也出现了爆炸性增长，同时，终端设备日益智能化，新颖的应用服务层出不穷，包括可穿戴虚拟现实，流媒体，移动社交媒体，车载系统，自动驾驶等。这些应用将需要广泛的计算能力与持久的处理能力。受限于智能终端的计算能力与电池寿命，以卸载的方式拓展终端设备的能力是一种很有效的方式。同时引入新的无线接入技术迎合海量用户设备的接入是至关重要。

超密集网络是5G解决上述无线接入需求的关键技术，通过微蜂窝基站的密集部署，5G网络能为用户提供巨大的接入容量。同时，为了应对移动用户计算任务的实时卸载，以及低延时高可靠的服务要求，从云计算到边缘计算的转变顺应了用户对于更好的服务质量的需求。

但是，考虑到边缘计算的特性，通过在接入网附近部署分布式小型数据中心为移动用户提供计算，存储和网络能力，从资源量容量的角度上衡量，边缘服务器的可用资源远不及传统云数据中心所能提供的计算资源。面对大量用户设备的接入，如何协同各边缘服务器为用户提供足够的资源，满足用户质量的需求，同时均衡各边缘服务器的负载，是值得解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种面向超密集网络的边缘计算的资源分配方法及系统，克服现有技术中如何协同各边缘服务器为用户提供足够的资源的问题。

一种面向超密集网络的边缘计算的资源分配方法，包括以下几个步骤：

步骤1：将宏基站的控制器设置为SDN控制器，并在宏基站覆盖范围内均匀设置多个微基站，且每个微机站处设置一个边缘服务器；

步骤2：当移动用户接入宏基站网络时，SDN控制器实时获取各入网移动用户的计算任务指标(c_i,d_i,b_i)；

c_i,d_i,b_i依次表示第i个移动用户的任务计算量、任务可容忍地最大时延以及给出的竞价；

步骤3：基于移动用户计算任务指标，按照移动用户时延要求，对移动用户进行类别划分，并对每类移动用户的所有边缘服务器的任务响应程度进行优先排序，获得移动用户的边缘服务器优先序列；

第i个移动用户的边缘服务器任务响应优先序列记为pij表示对于第i个移动用户，进行任务响应的第j个边缘服务器的位置序列号，且p_ij按以下过程确定：

1)令j＝1；

2)比较θ与|j+1-k|，θ＝|j-k|，

当θ＞|j+1-k|，则交换中边缘服务器j与边缘服务器j+1的位置，进入3)

当θ＝|j+1-k|，则比较di与若则交换pi中边缘服务器j与j+1的位置；否则保持p_i中边缘服务器j的次序不变

3)更新j＝j+1，若jM-1，返回2)；