移动边缘资源的动态感知与协同聚合研究

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随着移动互联网络的迅猛发展,移动基础设备越来越完备,移动设备的计算能力、存储能力、信息响应能力及安全防护能力等也越来越强,随之移动边缘资源越来越丰富。为实现移动边缘资源的充分利用及移动服务的及时有效处理,移动边缘计算(MEC)应运而生。但移动网络的动态性、无序性和局部性等特征导致获取的移动边缘网络资源管理困难、移动业务处理时延长、资源利用率不高的问题依旧存在。为此,如何解决移动边缘网络资源管理难,实现移动边缘计算平衡网络负载、降低移动网络业务处理时延、提高移动边缘资源利用率的效果的问题,成为了学术界重点关注之一。本文从移动边缘的感知与聚合角度出发,就移动边缘资源的动态感知与协同聚合进行了深入研究,旨在实现移动边缘资源的动态协作管理,便利资源的协同调度与共享,提高移动边缘资源利用率,尽可能的减小移动业务处理时延。文章研究重点如下:(1)针对现有移动边缘资源感知技术大多是以任务为中心,移动用户的显性需求为资源搜索依据,缺乏以移动用户为中心,隐式需求为资源搜索依据的资源感知模型的现象,构建移动边缘资源动态感知模型。该模型以服务对象为中心,对用户隐式需求进行分析提出。研究内容主要为资源感知中资源描述与预聚合两部分。首先对需求资源特征进行了分析,阐述了资源表达形式;随后描述隐式需求分析过程,并提出多情景层次分析法作为资源预聚合中资源择优选择依据。最后引用案例验证:相较于一般出现即感知存储/预留的资源感知技术,以用户为中心的资源感知技术不仅不会影响资源感知的效率,同时在一定程度上降低移动网络服务时延的效用。(2)针对移动边缘资源移动性强,资源失效现象频发,影响移动网络业务执行的问题。本文构建了基于MEC感知的资源协同聚合模型。研究首先结合资源按需聚合与资源预测聚合技术,提出了基于MEC感知的资源协同聚合策略,同时融合资源层次化和虚拟化技术,构建了基于MEC感知的资源聚合策略的体系框架。然后对几个重要资源元素进行了定义,并描述了资源协同聚合模型构建过程。最后通过模拟实验验证了该模型能够便利资源的调度与共享,减小移动业务处理时延。(3)基于前述内容构建移动服务平台资源聚合子系统原型,进一步对移动边缘资源动态感知与协同聚合模型进行验证。根据理论内容设计平台功能结构,分析平台功能流程与相关参数,将文中提出的模型算法嵌入到平台中,结合虚拟移动设备平台实现模型的工程验证。最后通过工程子系统与移动虚拟平台实验验证了本文所提出模型在一定程度上达到了减少网络服务处理延迟,提高网络资源利用率的目的。
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