[发明专利]一种面向移动终端设备的朵云动态部署方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动云计算领域，特别是一种面向移动终端设备的朵云动态部署方法。

背景技术

随着移动设备的普及，人们对移动应用的需求也越来越广泛。当前已经出现了许多对计算能力、响应延迟要求很高的移动应用，此时，应用所提出的需求已经远超移动设备本身的计算处理能力。所以，在移动设备领域中引入移动云计算的概念，从而来解决当前该领域面临的问题。移动云计算能将移动设备上的应用通过远程迁移的方式迁移到云端进行处理，从而大大地提高计算处理能力。但是目前云端与移动端的距离都是比较远的，在迁移过程中，可能会带来比较高的迁移延迟。对于一些对响应时间要求比较严格的应用来说，迁移延迟需要越短越好。例如人脸识别，交互游戏等应用，一旦迁移延迟过高，将会影响用户的使用感觉。

为了克服远程应用迁移带来的巨大延迟，一种叫做“朵云”的小型云被部署到离用户比较近的地方，为用户提供增强的云服务。关于朵云，通常可以分为两种类型：一是网络运营商提供小型服务器，再通过连接访问无线接入点(Access Points,AP)，自组织形成；另一种方式是通过多个P2P网络下的移动设备，提供空闲资源组织形成。通过朵云，移动设备可以将对计算处理能力要求高的应用迁移到最近的朵云进行处理。这样，不仅可以大大减少远程迁移所带来的巨大延迟，达到特定应用所需的响应时间，还可以增加应用的处理速度。

朵云这种资源是稀少的，并且成本很高，因此不可能部署在所有需要的地方。为了给尽可能多的用户加强云服务体验，如何有效地利用有限的朵云成为了当前及其热门的研究话题。具体来说，即指在一个特定的区域内，给定一定数目的朵云，如何在这块区域内部署朵云，可以使得朵云覆盖到的移动设备数目最多，从而达到最高的朵云利用率。

当前研究人员做的研究致力于如何设计高效的算法使朵云在放置过程中覆盖尽可能多的网络节点，从而提高朵云的利用率。例如，Z.Xu等人在“Efficient Algorithms for Capacitated Cloudlet Placement”中研究了由许多无线接入点组成的大型无线城域网(Wireless Metropolitan Area Network,WMAN)中朵云的放置问题。M.Jia等在“Optimal cloudlet placement and user to cloudlet allocation in wireless metropolitan area networks”中设计了一种朵云放置算法，将其放在无线城域网中的用户密集区域，来平衡WMAN的工作量。一般来说，用户密集区域会动态地产生很大的变化，这个变化有时会发生在极短的时间内。这样我们只能通过不断在其他地方增加朵云数目来满足用户的需求，因此会增加大量能耗。除此之外，用户稀疏地区的朵云资源利用率是很低的，因此大量朵云能源被浪费。

根据上述存在的问题，本发明引入了一个移动朵云的概念，提出一种面向移动终端设备的朵云动态部署方法。针对人流变化巨大的场合，可以依据移动设备的位置变化实时调整朵云的位置，同时能有效增强用户的云服务体验。

发明内容

发明目的：本发明针对人流变化巨大的场合，可以依据移动设备的位置变化实时调整朵云的位置，同时能有效增强用户的云服务体验

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种面向移动终端设备的朵云动态部署方法，包括以下5个步骤：

步骤1，根据移动设备当前位置，通过K-means算法可以获取所有移动设备的K个聚集中心位置。

整个移动设备活动范围在一个x-y轴平面，定义为R，表示为：

R＝{(x,y)|0≤x≤W,0≤y≤H}。

在这个设备活动区域内，随机分布着N个移动设备，并且这些移动设备都处于动态移动中。移动设备表示方式为D＝{d₁,d₂,…,d_N}。d_n表示区域R中第n个移动设备(1≤n≤N)，每一个移动设备的位置都可以用坐标来表示。在t时刻，d_n的位置表示为dp_n,t＝(dpx_n,t,dpy_n,t)。其中dpx_n,t表示t时刻d_n在区域R中的横坐标位置，dpy_n,t表示t时刻d_n在区域R中的纵坐标位置。