[发明专利]一种面向云网融合的多接入边缘计算架构

权利要求书

1.一种面向云网融合的多接入边缘计算架构，该架构的接入网侧设有多个边缘计算节点，其特征在于，接入网侧的物理信道被切分成多个子信道，每个子信道支持一种MAC接入方式，并且该架构内设有软件定义的网络控制器，用于负责物理层子信道和MAC层协议的资源分配以及控制终端用户所边缘计算节点或云中心进行卸载；

其中，接入网侧设有多种类型的边缘计算节点，包括公共节点，区域代理节点，超级节点和证书授权节点，其中公共节点分布在整个接入网中，用于为终端用户提供计算卸载服务，并为远程Internet或云服务的服务缓存提供存储资源；区域代理节点位于接入网中的区域代理边缘计算节点，负责资源发现、管理或监视区域内公共节点的状态；超级节点位于接入网和汇聚网之间的数据中心，每个超级节点负责管理软件定义的网络控制器分配给它的公共节点和区域代理节点；证书授权节点是位于数据中心内的节点，负责用户的证书生成和管理；

其中，所述超级节点SNode根据终端用户的信道质量CSI_{1,2,...,m}，利用强化学习Q-Learning为终端用户分配MAC协议，其中状态State是终端用户的信道质量，系统整体状态表示为：State＝{Subch₁,Subch₂,...,Subch_n,MAC_i}；动作Action表示为用户选择的MAC协议，动作集合表示为{MAC₁,MAC₂,...,MAC_n}；奖励Reward由执行动作前后的环境信息状态进行确定，subch表示信道资源，MAC_i表示第i个用户分配的子信道MAC协议，m是终端用户数量，n是边缘计算节点数量。

2.根据权利要求1所述的面向云网融合的多接入边缘计算架构，其特征在于，响应于终端的传输或计算需求的请求，所述软件定义的网络控制器运行资源分配策略，根据终端用户的信道质量、传输需求或计算需求，对资源进行分配，并在F-CTS中反馈分配结果，在等待PCF帧间间隔之后，终端用户根据通知结果，接入所分配的信道资源。

3.根据权利要求1所述的面向云网融合的多接入边缘计算架构，其特征在于，对于给定了用户任务ClientTask_i和信道质量CSI_i，以优化网络效用和计算效用作为资源分配目标，表示为：

其中，用户任务ClientTask_i,(i∈{1,2,...,m})，表示用户i所提交的任务请求，ServerSource_j,(j∈{1,2,...,n})，表示服务节点j拥有的资源量，MAC协议表示为MACProtocol＝{TDMA,CSMA}，信道质量CSI表示为CSI＝{CSI_c1,CSI_c2,...,CSI_cm}。

4.根据权利要求3所述的面向云网融合的多接入边缘计算架构，其特征在于，求解所述资源分配目标时，具有以下约束条件：

用户任务小于服务节点资源；

用户所选择的MAC协议与信道质量CSI之间的关系是：MAC＝λ*CSI，其中λ是选择某一种MAC协议的概率。

5.根据权利要求1所述的面向云网融合的多接入边缘计算架构，其特征在于，所述奖励reward的计算公式表示为：

其中λ是衰减因子。