[发明专利]基于用户移动感知和资源预留的移动增强现实应用的资源分配装置及其工作方法

权利要求书

1.基于用户移动感知和资源预留的移动增强现实应用的资源分配装置，其特征在于：该装置包括环境监测模块和资源分配决策模块；

所述环境监测模块包括资源监测子模块和信息监测子模块；所述资源监测子模块负责收集边缘服务器在每个时间片的计算资源和带宽资源；所述信息监测子模块负责收集用户的移动性信息；

所述资源分配决策模块负责对增强现实系统进行建模，计算用户效益增值，并根据所建模型、资源监测子模块和信息收集子模块，采用基于移动感知和资源预留的联合资源分配算法为MEC服务器做出资源分配决策。

2.一种如权利要求1所述的基于用户移动感知和资源预留的移动增强现实应用的资源分配装置的工作方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)通过资源分配装置收集边缘服务器的资源状态信息和移动终端的动态行为信息；

(2)从增强现实应用在运行中和MEC服务器持续的原始视频流的上传和增强现实画面的传输的下载方面出发，建立AR任务模型；

(3)在单边缘服务器环境下，根据移动增强现实应用的特性，以及不同类型任务集的资源需求特征，建立资源分配模型和资源预留模型；

(4)根据边缘服务器计算和带宽资源的有限性建立成本函数模型；

(5)根据成本函数模型构建虚拟队列、李雅普诺夫函数和漂移函数、李雅普诺夫漂移惩罚函数；

(6)根据建立的资源分配系统模型和MEC服务器收集的边缘服务器的资源状态信息和移动终端的动态行为信息，采用基于移动感知和资源预留的联合资源分配算法对总体资源分配做出动态决策，得到最优的分配结果；

(7)将最新资源分配信息反馈到移动边缘计算系统和调度器。

3.根据权利要求2所述的基于用户移动感知和资源预留的移动增强现实应用的资源分配装置的工作方法，其特征在于：步骤(1)中所述的资源状态信息包括边缘服务器的计算资源和带宽资源，所述的移动终端的动态行为信息为终端用户的移动轨迹信息。

4.根据权利要求2所述的基于用户移动感知和资源预留的移动增强现实应用的资源分配装置的工作方法，其特征在于：步骤(2)中所述的AR任务模型，在t时间片内对边缘服务器处理AR任务i所消耗的计算能耗E_i,t和分配的最小带宽B_i,t的计算如下：

其中，表示在时间片t时AR设备i卸载到边缘服务器的原始视频流数据量，单位：比特，表示在时间片t时AR设备i从边缘服务器接收到的增强现实视频流数据量，单位：比特，ω_i,t是在时间片t边缘服务器处理1比特AR设备i原始视频流数据所需的计算周期数，每个AR设备任务在时间片长度τ内完成。

5.根据权利要求2所述的基于用户移动感知和资源预留的移动增强现实应用的资源分配装置的工作方法，其特征在于：步骤(3)中所述的资源分配模型：将正在使用资源分配给正在运行的任务集；预留资源分配给切换任务集：采用部分资源预留模式，并将所有预留资源整合为一个资源池，若第i个任务在时间片t开始时刻可能发生切换，那么为其预留的资源为＜E_i,t·P_i,t,B_i,t·P_i,t＞；可用资源分配给新产生任务集，没有分配到预留资源的切换任务集也可以为其分配可用资源。