[发明专利]基于无线城域网的微云节点放置方法

说明书

本发明涉及一种基于无线城域网的微云节点放置方法。在无线城域网中选取K接入点放置微云节点，将粒子直接编码为接入点序号，基于粒子群优化算法，先通过随机初始化一批粒子，通过适应度函数计算每个粒子的适应度值，记为该粒子的自身粒子最优值，同时选出其中适应度值最优的个体为种群最优粒子，并将该粒子的适应度值记为种群粒子最优值，同时在每一次迭代时将粒子通过变异操作与对优秀个体的交叉操作得到新的粒子，并选出每个粒子的自身最优值，与种群粒子最优值，进入下一代，重复迭代至预设阈值次数，完成微云节点的放置搜索。本发明通过优化微云节点放置，更好地减小用户任务的平均响应时间，得到高效率、低延迟的服务。

技术领域

本发明涉及一种基于无线城域网的微云节点放置方法。

背景技术

随着万物互联的到来，网络连接对象正从人扩展至物。手机，pad等智能设备在人们日常生活、学习、社交、工作等领域的作用越来越大。同时如各种传感器、智能仪表、智能相机等在工农业、医疗、教育、交通、智能家居、环境保护等行业中得到广泛应用。据统计，截至2017年，移动云流量已经占整个移动流量的84％。而且根据IDC的预测，2020年全球移动数据总量将达40000EB，年复合增长率达36％，移动云流量将占整个移动流量的94％；而中国互联网数据流量增长速度更为突出，2020年中国互联网数据流量将达8806EB，占全球数据产量的22％，年复合增长率达49％。

移动终端的通信流量呈现出爆炸式的增长，同时用户和企业对终端的使用流畅度、用户体验等各方面的要求也日益增高，移动应用程序变得越来越计算密集型，计算能力需求增大，而移动设备的计算能力、电池寿命、存储容量等因其体积尺寸而受到限制，尤其是电量续航。

边缘计算(Edge Computing)应运而生。OEC给出了对边缘计算的定义：边缘计算在接近用户的位置提供小型数据中心，即边缘节点。微云是一种资源丰富的、能够连接到高速互联网并能为移动设备提供服务的可信计算机或计算机集群，运用微云技术，能够使移动设备的电池压力得到缓解，提高数据的存储和处理能力，致力于实现信息的超低时延传输。相比于移动边缘计算(MEC)和雾计算，微云主要用于移动增强，能够为移动设备提供丰富的计算资源，尤其是关注边缘的视频分析应用，能够提取边缘数据的标签和元数据并传输到云，以实现高效的全局搜索。

用户将计算密集型任务卸载到最近的微云上，能显著缩短时延，降低成本。用户接入微云具有短时延、单跳、高带宽和低成本等优势，并能获得实时响应，是减小移动设备中程序的系统响应时间的有效方法之一。但是和云计算中心相比，微云又有以下不足：微云只能通过小覆盖范围的Wi-Fi接入点来访问，并且和云端数据中心相比，计算资源明显不足，

虽然目前在微云计算和微云卸载技术方面已经有了大量的研究，但是很少关注微云节点的放置，如何更进一步地优化微云节点放置问题以提升移动应用性能仍有待深入研究。

发明内容

本发明的目的在于在边缘环境下，针对无线城域网中复杂的网络环境进行微云节点放置，提供一种基于无线城域网的微云节点放置方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于无线城域网的微云节点放置方法，在无线城域网中选取K接入点放置微云节点，将接入点序号记录在粒子集合中，粒子直接编码为接入点序号，基于粒子群优化算法，先通过随机初始化一批粒子，通过适应度函数计算每个粒子的适应度值，记为该粒子的自身粒子最优值，同时选出其中适应度值最优的个体为种群最优粒子，并将该粒子的适应度值记为种群粒子最优值，同时在每一次迭代时将粒子通过变异操作与对优秀个体的交叉操作得到新的粒子，并选出每个粒子的自身最优值，与种群粒子最优值，进入下一代，重复迭代至预设阈值次数，完成微云节点的放置搜索。

在本发明一实施例中，该方法具体实现如下：

步骤S1、粒子编码：