[发明专利]移动边缘计算节点的选择方法和系统

权利要求书

1.移动边缘计算节点的选择方法，其特征在于，其包括如下步骤：

步骤S1，对终端设备进行监控，以此确定终端设备向物联网输出的数据包对应的数据量大小；并根据所述数据量大小，从与物联网连接的所有移动边缘计算节点中选择出至少一个满足预设数据计算能力条件的指定移动边缘计算节点；

步骤S2，确定终端设备与每个指定移动边缘计算节点之间、在物联网中的数据传输路径；并根据所述数据传输路径，确定数据包从终端设备传输至每个指定移动边缘计算节点对应的数据传输时间；

步骤S3，根据所述数据传输时间和终端设备与每个指定移动边缘计算节点之间的数据传输路径在物联网中所包括的传输节点数量，从所有指定移动边缘计算节点中选择出最终接收来自终端设备的数据包的移动边缘计算节点；

其中，在所述步骤S1中，对终端设备进行监控，以此确定终端设备向物联网输出的数据包对应的数据量大小；并根据所述数据量大小，从与物联网连接的所有移动边缘计算节点中选择出至少一个满足预设数据计算能力条件的指定移动边缘计算节点具体包括：

步骤S101，对终端设备进行数据包发送状态监控，当终端设备向物联网发送输出数据包时，对数据包进行截取；再确定截取得到的数据包包含的数据比特量，以此作为数据包对应的数据量大小；

步骤S102，利用下面公式(1)和数据包的数据量大小，确定与物联网连接的每个移动边缘计算节点针对终端设备发送的数据包的数据运算能力消耗占比，

在上述公式(1)中，K_i,a表示第a个移动边缘计算节点针对第i个终端设备发送的数据包的数据运算能力消耗占比；S_i表示第i个终端设备发送的数据包的数据量大小；S_a表示第a个移动边缘计算节点当前运算处理的所有数据包的数据量大小；D_a表示第a个移动边缘节点能够同步运算处理的最大数据量大小；u[]表示单位阶跃函数，当括号内的数值大于或等于0，则单位阶跃函数的函数值为1，当括号内的数值小于0，则单位阶跃函数的函数值为0；

步骤S103，若K_i,a≠0，则确定第a个移动边缘计算节点属于满足预设数据计算能力条件的指定移动边缘计算节点；若K_i,a＝0，则确定第a个移动边缘计算节点不属于满足预设数据计算能力条件的指定移动边缘计算节点；其中，预设数据计算能力条件是指第a个移动边缘计算节点存在富余运算能力计算第i个终端设备发送的数据包；

其中，在所述步骤S2中，确定终端设备与每个指定移动边缘计算节点之间、在物联网中的数据传输路径；并根据所述数据传输路径，确定数据包从终端设备传输至每个指定移动边缘计算节点对应的数据传输时间具体包括：

步骤S201，确定终端设备与每个指定移动边缘计算节点之间在物联网中处于正常工作状态的所有传输节点；再从所有传输节点中选择至少一个传输节点构成终端设备与每个指定移动边缘计算节点之间、在物联网中的数据传输路径；

步骤S202，利用下面公式(2)，确定数据包从终端设备沿着所述数据传输路径传输至每个指定移动边缘计算节点对应的数据传输时间，

在上述公式(2)中，表示数据包从第i个终端设备沿着第r个数据传输路径传输至第b个指定移动边缘计算节点对应的数据传输时间；表示数据包从第i个终端设备沿着第r个数据传输路径传输至第b个指定移动边缘计算节点过程中数据包在第e个传输节点的传输速度；n_r表示第r个数据传输路径包含的传输节点的数量；

其中，在所述步骤S3中，根据所述数据传输时间和终端设备与每个指定移动边缘计算节点之间的数据传输路径在物联网中所包括的传输节点数量，从所有指定移动边缘计算节点中选择出最终接收来自终端设备的数据包的移动边缘计算节点具体包括：

利用下面公式(3)，根据所述数据传输时间和终端设备与每个指定移动边缘计算节点之间的数据传输路径在物联网中所包括的传输节点数量，从所有数据传输路径中确定最优数据传输路径，

在上述公式(3)中，表示数据包从第i个终端设备传输至第b个移动边缘计算节点中的第个数据传输路径为最优数据传输路径；表示当r的取值从1到过程中，括号内的最小值；表示将r的取值从1取到得到使得括号内值最小时的r值；表示数据包从第i个终端设备传输至第b个移动边缘计算机节点中存在的所有数据传输路径的数量；B_i表示第B_i个移动边缘计算节点为最终选择用于接收来自第i个终端设备的数据包的移动边缘计算节点；表示来自第i个终端设备的数据包沿着最优数据传输路径传输至第b个移动边缘计算机节点所需要的时间；表示最优数据传输路径包含的传输节点数量；表示当b的取值从1到H过程中，括号内的最小值；表示将b的取值从1取到H得到使得括号内值最小时的b值；H表示满足预设数据计算能力条件的指定移动边缘计算节点的数量。

2.移动边缘计算节点的选择系统，其特征在于，其包括终端设备监控模块、指定移动边缘计算节点确定模块、数据传输时间确定模块和移动边缘计算节点选择模块；其中，

所述终端设备监控模块用于对终端设备进行监控，以此确定终端设备向物联网输出的数据包对应的数据量大小；

所述指定移动边缘计算节点确定模块用于根据所述数据量大小，从与物联网连接的所有移动边缘计算节点中选择出至少一个满足预设数据计算能力条件的指定移动边缘计算节点；

所述数据传输时间确定模块用于确定终端设备与每个指定移动边缘计算节点之间、在物联网中的数据传输路径；并根据所述数据传输路径，确定数据包从终端设备传输至每个指定移动边缘计算节点对应的数据传输时间；

所述移动边缘计算节点选择模块用于根据所述数据传输时间和终端设备与每个指定移动边缘计算节点之间的数据传输路径在物联网中所包括的传输节点数量，从所有指定移动边缘计算节点中选择出最终接收来自终端设备的数据包的移动边缘计算节点；

其中，所述终端设备监控模块用于对终端设备进行监控，以此确定终端设备向物联网输出的数据包对应的数据量大小具体包括：

对终端设备进行数据包发送状态监控，当终端设备向物联网发送输出数据包时，对数据包进行截取；再确定截取得到的数据包包含的数据比特量，以此作为数据包对应的数据量大小；

以及，

所述指定移动边缘计算节点确定模块用于根据所述数据量大小，从与物联网连接的所有移动边缘计算节点中选择出至少一个满足预设数据计算能力条件的指定移动边缘计算节点具体包括：

利用下面公式(1)和数据包的数据量大小，确定与物联网连接的每个移动边缘计算节点针对终端设备发送的数据包的数据运算能力消耗占比，

在上述公式(1)中，K_i,a表示第a个移动边缘计算节点针对第i个终端设备发送的数据包的数据运算能力消耗占比；S_i表示第i个终端设备发送的数据包的数据量大小；S_a表示第a个移动边缘计算节点当前运算处理的所有数据包的数据量大小；D_a表示第a个移动边缘节点能够同步运算处理的最大数据量大小；u[]表示单位阶跃函数，当括号内的数值大于或等于0，则单位阶跃函数的函数值为1，当括号内的数值小于0，则单位阶跃函数的函数值为0；

若K_i,a≠0，则确定第a个移动边缘计算节点属于满足预设数据计算能力条件的指定移动边缘计算节点；若K_i,a＝0，则确定第a个移动边缘计算节点不属于满足预设数据计算能力条件的指定移动边缘计算节点；其中，预设数据计算能力条件是指第a个移动边缘计算节点存在富余运算能力计算第i个终端设备发送的数据包；

其中，所述数据传输时间确定模块用于确定终端设备与每个指定移动边缘计算节点之间、在物联网中的数据传输路径；并根据所述数据传输路径，确定数据包从终端设备传输至每个指定移动边缘计算节点对应的数据传输时间具体包括：

确定终端设备与每个指定移动边缘计算节点之间在物联网中处于正常工作状态的所有传输节点；再从所有传输节点中选择至少一个传输节点构成终端设备与每个指定移动边缘计算节点之间、在物联网中的数据传输路径；

利用下面公式(2)，确定数据包从终端设备沿着所述数据传输路径传输至每个指定移动边缘计算节点对应的数据传输时间，

在上述公式(2)中，表示数据包从第i个终端设备沿着第r个数据传输路径传输至第b个指定移动边缘计算节点对应的数据传输时间；表示数据包从第i个终端设备沿着第r个数据传输路径传输至第b个指定移动边缘计算节点过程中数据包在第e个传输节点的传输速度；n_r表示第r个数据传输路径包含的传输节点的数量；

其中，所述移动边缘计算节点选择模块用于根据所述数据传输时间和终端设备与每个指定移动边缘计算节点之间的数据传输路径在物联网中所包括的传输节点数量，从所有指定移动边缘计算节点中选择出最终接收来自终端设备的数据包的移动边缘计算节点具体包括：

利用下面公式(3)，根据所述数据传输时间和终端设备与每个指定移动边缘计算节点之间的数据传输路径在物联网中所包括的传输节点数量，从所有数据传输路径中确定最优数据传输路径，

在上述公式(3)中，表示数据包从第i个终端设备传输至第b个移动边缘计算节点中的第个数据传输路径为最优数据传输路径；表示当r的取值从1到过程中，括号内的最小值；表示将r的取值从1取到得到使得括号内值最小时的r值；表示数据包从第i个终端设备传输至第b个移动边缘计算机节点中存在的所有数据传输路径的数量；B_i表示第B_i个移动边缘计算节点为最终选择用于接收来自第i个终端设备的数据包的移动边缘计算节点；表示来自第i个终端设备的数据包沿着最优数据传输路径传输至第b个移动边缘计算机节点所需要的时间；表示最优数据传输路径包含的传输节点数量；表示当b的取值从1到H过程中，括号内的最小值；表示将b的取值从1取到H得到使得括号内值最小时的b值；H表示满足预设数据计算能力条件的指定移动边缘计算节点的数量。