[发明专利]一种面向云网融合的多接入边缘计算架构

说明书

本发明公开了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，其中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。本发明对网络资源和计算资源可以进行细粒度控制并进行协同管理，以及提供更有效的计算卸载和服务增强。

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，更具体地，涉及一种面向云网融合的多接入边缘计算架构。

背景技术

近年来，平板电脑、智能手机、大规模传感器以及各式各样的异构物联网设备变得越来越流行，已经成为日常生活中的主要计算资源。据保守估计，到2022年，将有500亿台终端设备进行互联。随着终端设备的爆炸式增长，为终端设备设计的应用程序也大量涌现，如交互式游戏、自然语言处理、面部识别、增强现实等。这种类型的应用程序往往需要大量的资源，包括密集的计算资源和高速的传输资源。随着新颖的交互式移动应用程序的日益丰富和终端设备功能的日益强大，目前正处在移动计算的重大变革之中。

近期的研究进展见证了移动计算的模式转变。在终端设备不断产生的海量数据驱动下，集中式的移动云计算正在向移动边缘计算进行迁移。计算、存储和网络资源均在基站(base station，BS)端集成。网络边缘大量空闲的计算资源和存储空间可以被充分利用，以完成计算密集型和延迟关键型的计算任务。随着各种计算和存储资源越来越贴近终端用户，移动边缘计算有望为资源消耗庞大的应用程序提供超低延迟和超低网络拥塞的服务。

终端设备的爆发式增长使得无线连接成为发掘移动边缘计算潜力的关键技术之一。因此，移动边缘计算的适用范围已经扩展到无线接入网络(radio access network，RAN)内，以提供边缘计算的能力。这也称为多接入边缘计算(multi-access edgecomputing，MEC)。在多接入计算架构中，边缘计算的资源可以部署在LTE基站(eNodeB)、3G无线网络控制器(radio network controller，RNC)或多天线聚合基站中。多接入边缘计算将移动计算和无线通信两个学科的理论和技术进行了深度融合，是云网融合的典型技术之一，因此受到学术界和工业界研究人员的一致倡导。可以预见，将新型的无线网络技术与面向服务的边缘-云体系结构进行结合，可以显著降低网络拥塞和用户延时，提高用户的服务质量(quality of service，QoS)和服务体验(quality of experience，QoE)，为终端应用程序、内容提供商和第三方运营商提供更好的服务。

尽管研究人员在多接入边缘计算方向进行了不断的尝试和大量的努力，然而，由于终端设备的物理硬件限制以及无线信道的连接能力限制，多接入边缘计算依然面临着诸多挑战。例如，现有方案通常仅考虑粗粒度的资源分配策略，包括传输、计算和存储资源，这些分配策略缺乏对所有可能资源的细粒度控制，这成为实现延迟敏感服务的主要障碍。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种面向云网融合的多接入边缘计算架构，是基于软件定义的细粒度多接入边缘计算架构的新技术方案，可以对资源进行细粒度的灵活分配。

本发明的技术方案是提供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，其中，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。

与现有技术相比，本发明的优点在于，提供基于软件定义的细粒度多接入边缘计算架构，可以对网络资源和计算资源进行细粒度的控制并进行协同管理。此外，设计了基于深度增强学习Q-learning的两级资源分配策略，从而提供更有效的计算卸载和服务增强。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明