[发明专利]基于MEC的移动边缘预计算方法

说明书

本发明涉及一种基于MEC的移动边缘预计算方法，该方法利用MEC服务器在用户周期P_i内对发生概率最大的下一个用户周期P_i+1内的计算任务R_i+1展开尽力而为的提前计算。相较于传统的计算资源利用策略，该方法能够提高网络计算资源利用率、快速响应用户的计算请求、减少用户计算等待时间，能够解决计算能力受限的移动设备无法满足计算密集型、时延敏感型应用计算需求的问题。

技术领域

本发明属于移动边缘计算(Mobile Edge Computing，MEC)技术领域，具体的说是一种基于MEC的移动边缘预计算方法。

背景技术

随着移动通信技术的发展，智能移动终端的大量普及，许多计算密集型和时延敏感型业务如虚拟现实(virtual reality，VR)、增强现实(augmented reality，AR)、交互游戏(interactive gaming，IG)、自动驾驶(autopilot)等应运而生。然而考虑到移动设备有限的计算能力，仅仅依靠移动设备参与任务的计算难以满足用户对计算时延的要求。计算密集型、时延敏感型应用的计算需求与移动设备受限的计算能力不匹配的问题日益严重。

移动边缘计算是满足计算密集型、时延敏感型应用需求的关键技术。通过将核心网中心云的部分计算、存储能力下沉到接入网边缘云，融合通信、计算、存储能力的移动边缘计算技术能够减少移动设备计算等待时间，快速响应用户的计算请求，提高用户的体验质量。

尽管移动边缘计算将计算资源下沉，使得计算资源更靠近用户，不过使用传统的计算资源利用策略无法充分发挥边缘计算的潜力。随着信息通信技术的发展，中心云-边缘云-移动设备计算框架的逐步成型，如何利用盈余的计算资源提高计算处理速度，提高用户的体验质量，是目前亟需解决的重要技术问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的移动边缘计算资源利用不足导致计算处理效率低的技术问题，本发明提供一种基于MEC的移动边缘预计算方法，该方法相较于传统的计算资源利用策略，在未产生计算请求之前，对未发生即将发生的发生概率最大的计算任务进行计算处理，该方法能够提高网络计算资源利用率，快速响应用户的计算请求，减少用户计算等待时间，能够解决计算密集型、时延敏感型应用的计算需求与移动设备受限的计算能力不匹配的问题。

本发明的基于MEC的移动边缘预计算方法包括下述步骤：

步骤1：

1.1、针对任一个用户周期P_i，移动设备依据卸载策略：

将用户周期P_i内的计算任务R_i分为本地计算任务R_i,loc以及移动边缘计算任务R_i,mec，使得本地计算时间等于边缘计算时间

R_i＝R_i,loc+R_i,mec

卸载策略公式中，C_loc为移动设备的计算能力，C_mec为MEC服务器的计算能力；

用户周期P_i中本地计算任务R_i,loc包括卸载策略阶段任务上传阶段本地计算阶段以及计算结果互传阶段四部分；移动边缘计算任务R_i,mec包括命中判决阶段任务接收阶段边缘计算阶段以及计算结果互传阶段四部分；

1.2、移动设备将移动边缘计算任务R_i,mec上传到MEC服务器；

1.3、移动设备和MEC服务器分别针对本地计算阶段以及边缘计算阶段进行处理；

1.4、移动设备将本地计算结果上传到MEC服务器，同时MEC服务器将边缘计算结果下载给移动设备；