[发明专利]一种“云-边-端”通信架构的动态调节方法及系统

说明书

本发明公开了一种“云‑边‑端”通信架构的动态调节方法及系统，方法包括：根据软件定义网络和边缘计算体系结构，构建基于“云‑边‑端”的网络架构；对基于“云‑边‑端”网络架构的无线通信网络进行分区，计算分区内所有终端节点的能耗；在无线通信网络正常通信的情况下，根据分区内所有终端节点的能耗，进行接入节点路径的动态能耗调节；基于软件定义网络的无线通信网络，根据终端节点到接入节点之间的距离、接入节点路径的动态能耗，构建数据动态能耗调节方案。通过考虑终端节点到接入节点之间的距离、接入节点路径的动态能耗，计算通信数据能量消耗，并根据能耗高低重新规划通信路径，实现无线通信网络以较低能耗及时延进行通信。

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种“云-边-端”通信架构的动态调节方法及系统。

背景技术

由于云计算的高灵活性、可扩展性及高性比，使得云计算技术被广泛应用，但随着移动互联网的发展，例如AR、VR、高清视频及实时服务的兴起，集中式云计算架构面临着巨大的挑战；云服务器通常部署在远离最终用户的位置，并且随着用户数量的增加，云计算网络带宽将严重不足，并且健壮性较差，因此，云计算网络架构难以满足用户对低延迟和高可靠性服务的需求。随着移动互联网、5G、物联网的不断发展，人们通过各种新颖的无线终端设备获取网络中的资源和服务，接入设备数据海量增加，随着各种接入设备种类的不断增加，服务类型也必须与之同步升级，在物联网“深度感知、互通互联、智慧处理”、即时定位与地图构建、增强现实等应用需求下，传统的“智能终端-互联网-云计算中心”的服务架构难以适应延迟敏感的应用的需求。

因此，移动边缘计算(Mobile Edge Computing，MEC)技术提供在邻近移动终端的无线接入网络基站提供信息服务和云计算资源的技术；软件定义网络(Software DefinedNetworks，SDN)则提供了网络可编程性，通过网络功能抽象实现了弹性和动态的网络资源管理，实现了网络可测可控。MEC-SDN系统将计算资源、存储资源和网络资源部署到离用户更近的互联网边缘，提高了用户和终端的资源获取速度，两者的结合实现网络资源与计算资源、存储资源的同步；在未来的移动互联网络中，用户从位置上邻近的MEC-SDN系统服务器获得各种资源，包括移动边缘计算管理的计算资源、存储资源和SDN管理的网络资源。移动边缘计算的研究主要集中于硬件与体系结构、移动边缘计算服务器部署、资源虚拟化、负载均衡、应用层协议与相关领域应用。

MEC系统的研究目前存在以下不足：很多研究给出的特定领域的能效评估方案，但只局限于MEC服务器的能效评估，没有将SDN网络与云计算中心考虑在内。这种局限方案无法针对同时应用MEC服务和云计算服务的跨层应用进行建模和分析；没有提出基于移动终端、边缘计算、云计算架构下具备“完备性、一致性、高效性”的系统能效评估体系；现有的研究工作大部分都简化了终端移动过程中能效动态变化的问题，仅考虑在某一时刻静态条件下的移动终端与边缘计算服务器之间数据传输的能耗。对于基于云计算的无线通信网络及上述不足，存在传统移动终端到云计算平台的高延迟和高能效问题。

发明内容

因此，本发明提供的一种“云-边-端”通信架构的动态调节方法及系统，克服了现有技术中传统移动终端到云计算平台的高延迟和高能效的缺陷。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种“云-边-端”通信架构的动态调节方法，包括：

根据软件定义网络和边缘计算体系结构，构建基于“云-边-端”的网络架构；

对基于“云-边-端”网络架构的无线通信网络进行分区，计算分区内所有终端节点的能耗；

在无线通信网络正常通信的情况下，根据分区内所有终端节点的能耗，进行接入节点路径的动态能耗调节；

基于软件定义网络的无线通信网络，根据终端节点到接入节点之间的距离、接入节点路径的动态能耗，构建数据动态能耗调节方案。