[发明专利]移动计算卸载协同控制系统及方法

说明书

本发明提出一种移动计算卸载协同控制系统及方法，该系统包括以下至少两种的预设控制器和虚拟控制器簇生成子模块，其中，预设控制器为以下之一：第一控制器、多个第二控制器、多个第三控制器、多个第四控制器、多个节点级控制器、虚拟控制器簇生成模块，其中，不同的虚拟控制器簇的组合中所包含的预设控制器不同；其中，第一至四控制器的类型可以分别为全局控制器、宏基站级控制器、微基站级控制器，以及微云簇头级控制器中的任一种。本发明能够完成基于软件定义的计算卸载优化控制，灵活地支持基于用户为中心或基于计算资源和/或网络资源优化为中心的不同移动计算卸载协同优化目标，提升该移动计算卸载协同控制方法的可扩展性和灵活性。

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种移动计算卸载协同控制系统及方法。

背景技术

近来，智能移动设备的数量大幅度增长，同时，这些设备在CPU处理能力、网络连接能力、传感能力等性能方面也具有很大的提升，这使得人们更多地使用移动智能设备接入网络并获取相关的应用服务，移动云计算(MCC：Mobile Cloud Computing)作为一种移动应用的解决方案，已经逐渐成为移动智能设备获取应用服务的主流选择。但是，面对一些富媒体及数据分析等计算密集型应用的实施，移动智能设备在计算能力、电池续航能力等方面仍然存在严重的局限性。为此，为了提高移动云计算的实时计算效率，降低广域网的卸载流量负担，Satyanarayanan提出了微云(Cloudlet)的概念，微云是指那些位于移动用户附近、计算资源丰富的可信计算机，智能终端设备可以借助微云完成边缘计算任务。伴随着5G技术的标准化，在无线接入网络中基于边缘计算的组网方法也将成为一种重要的组网方式，通过基于D2D、WiFi和蜂窝混合组网的融合网络架构提供基于边缘计算卸载及组网必将成为未来移动互联网络的一大发展趋势，这将给移动用户应用带来更丰富的QoE体验，尤其是在实时游戏、在线识别、旅游、应急场景下的云计算应用中。

基于边缘计算卸载的关键技术主要包括计算卸载的网络架构和移动计算卸载的优化。计算卸载的网络架构主要包括基于蜂窝移动无线接入网络的计算卸载架构、基于蜂窝和自组织的混合网络架构以及基于自组织网络的计算卸载架构。一般来说，在基于蜂窝移动无线接入网络的计算卸载架构中，通常基站具有计算能力，可以支持来自用户节点的移动计算卸载服务；在基于蜂窝和自组织的混合网络架构中，基站和用户节点可能都具有计算能力，都可以支持来自用户的计算卸载服务；在基于自组织的网络架构中，通常多个用户节点组成微云，在微云内，一个用户节点(也称为移动节点)既可以接受微云中其他节点的计算卸载服务，也可能向微云中的其他用户节点提供计算卸载服务。从移动计算卸载的优化来看，绝大多数优化都集中在对系统能耗的优化方面，例如，一个在蜂窝移动无线接入网络架构中的典型解决方案是在基于基站的移动接入网络中，节点将其计算应用卸载到基站上，优化目标一般是最小化系统的能耗或者用户应用的响应时间；另一个典型的解决方案是在自组织网络架构中，多个用户节点组成微云，在微云中，用户节点之间可以支持基于多跳(通常最多是两跳)的计算卸载，优化目标通常是最小化应用卸载的响应时间；在基于蜂窝和自组织网络的混合网络架构中，典型的解决方案是基于贪婪算法，允许每个用户节点将计算应用卸载到周围的节点、基站中，其优化目标是最小化系统的能耗。

通过对基于边缘计算卸载的解决方案的调研，我们发现，现有的移动计算卸载优化策略是根据单一确定的优化目标设计的，难以适应基于用户为中心或者网络优化为中心的多种计算卸载优化需求以及控制的可扩展性和灵活性要求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种移动计算卸载协同控制系统，基于软件定义视角，采用基于虚拟控制器簇的控制方式，完成基于用户为中心或者基于计算资源和/或网络资源优化为中心的计算卸载协同控制，满足移动计算卸载协同控制方法的可扩展性和灵活性控制需求。

本发明的另一个目的在于提出一种移动计算卸载协同控制方法。