一种面向机器通信的数据卸载的控制方法和装置制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种面向机器通信的数据卸载的控制方法和装置。所述方法包括：建立第n个MEC覆盖区域在第l时隙的数据卸载模型，其中所述数据卸载模型的输入参数为数据卸载任务的描述信息，输出参数为设备行进速度的变速指示、卸载数据的大小和数据卸载的目标MEC，所述数据卸载模型利用决策参数确定输入参数值对应的输出参数值；其中，所述决策参数包括如下至少一个：MEC的处理能力、设备的处理能力和信道的服务质量；利用所述数据卸载模型，计算每个MEC覆盖区域的输入参数值对应的输出参数值，得到数据卸载策略；按照所述数据卸载策略对所述设备进行数据卸载操作，其中，n≤N，l≤L

【技术实现步骤摘要】
一种面向机器通信的数据卸载的控制方法和装置


[0001]本申请实施例涉及信息处理领域，尤指一种面向机器通信的数据卸载的控制方法和装置。

技术介绍

[0002]在未来网络中，海量机器将接入网络，机器通信将成为未来网络的重要组成部分。而且，少人化或无人化的生产、制造、物流等加速了对机器通信的需求。比如，在自动化卡车长途运输冷链产品的过程中，为了保证冷链产品的快速且可靠交付，大量感知数据（比如路况等可视化数据、货物温度等时敏数据）需通过网络进行及时传输和处理，便于对卡车进行实时监视和控制，但卡车移动范围广，可能会经历蜂窝网络、卫星网络、无网络等通信质量多样的网络环境，为满足计算密集型、时延敏感型等机器应用需求，亟待发展机器通信技术。现有长期演进（Long
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Term Evolution，LTE）网络主要服务对象是人，主要功能是提供数据传输的管道，侧重将网络边缘收集的数据上传至数据中心进行集中式处理，技术上很依赖基站的有效部署和超高性能中央服务器。现有工业网络虽然服务对象是机器，为了保证系统可靠性，侧重有线网络的部署和专网专用。然而，集中式处理将难以满足机器应用的超低时延需求，多样的移动机器通信需求对有线网络提出了挑战，而且随着移动机器应用需求的急剧增加，有限的带宽和能量供应将进一步降低机器通信系统的性能。
[0003]发展机器通信不能从零开始，一种可行的技术途径是改造目前的LTE、工业网络等技术。为了满足机器通信的移动应用需求，可通过在靠近网络边缘的位置（比如基站、聚合节点）增加移动边缘计算（Mobile Edge Computing，MEC），从而将核心网的部分控制功能下移，快速处理和判决机器的各种卸载业务，提高网络的服务质量。
[0004]随着机器通信的不断发展，机器对于移动互联网等业务的需求日益增加，无线信道的不可靠性及其资源的稀缺性与不断增长的机器移动业务需求之间的矛盾日益凸显。因此，如何设计基于MEC的卸载判决方案，以解决上述矛盾是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述任一技术问题，本申请实施例提供了一种面向机器通信的数据卸载的控制方法和装置。
[0006]为了达到本申请实施例目的，本申请实施例提供了一种数据卸载的控制方法，设备依次经过N个边缘计算服务器MEC覆盖区域，所述方法包括：建立第n个MEC覆盖区域在第l时隙的数据卸载模型，其中所述数据卸载模型的输入参数为数据卸载任务的描述信息，输出参数为设备行进速度的变速指示、卸载数据的大小和数据卸载的目标MEC，所述数据卸载模型利用决策参数确定输入参数值对应的输出参数值；其中，所述决策参数包括如下至少一个：MEC的处理能力、设备的处理能力和信道的服务质量；利用所述数据卸载模型，计算每个MEC覆盖区域的输入参数值对应的输出参数值，
得到数据卸载策略；按照所述数据卸载策略对所述设备进行数据卸载操作，其中，n≤N，l≤，且n、N、l和均为大于0的整数。
[0007]一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上文所述的方法。
[0008]一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上文所述的方法。
[0009]一种数据卸载的控制装置，设置有上文所述的电子装置。
[0010]上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：建立第n个MEC覆盖区域在第l时隙的数据卸载模型，利用所述数据卸载模型，计算每个MEC覆盖区域的输入参数值对应的输出参数值，得到数据卸载策略，按照所述数据卸载策略对所述设备进行数据卸载操作，利用符合通信系统中的机器和业务特性的数据卸载策略进行数据卸载控制，能够更好地适配无线资源，提高资源利用率，且改善网络的整体性能，达到提高基于MEC的无线网络系统服务质量的目的。
[0011]本申请实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0012]附图用来提供对本申请实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例的实施例一起用于解释本申请实施例的技术方案，并不构成对本申请实施例技术方案的限制。
[0013]图1为本申请实施例提供的面向机器通信的数据卸载的控制方法的流程图；图2为本申请实施例提供的应用场景的示意图；图3为本申请实施例提供的两种方式和相关技术的方式的效果对比图；图4为本申请实施例提供的两种方式的效果对比图。
具体实施方式
[0014]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请实施例的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0015]目前，在基于MEC的卸载判决优化方法的理论研究中，一方面假设设备匀速，另一方面网络对机器的速度进行感知。第一种方式在优化卸载判决方案和配置无线资源时往往不考虑时变的移动速度，第二种方式根据设备的移动速度对通信距离的影响来配置计算和通信资源，需要复杂的卸载方案优化设计。
[0016]进一步的，相关技术提供的两种方式均没有考虑通过控制设备的移动速度来适配无线通信资源。由于没有对设备的移动速度进行调节，机器低速经过无线连接不可用区域时，大量新数据无法卸载至MEC（Mobile Edge Computing，边缘计算）服务器，过多的本地计
算会增加业务的处理时延；同时，严重的无线信道衰减使得卸载数据受到严重干扰，难以获得最优卸载方案；另外，在信道质量好且可用时，机器过快移动带来的频繁服务迁移会增加服务成本，降低资源配置效率。
[0017]基于上述分析，本申请实施例提出，利用设备移动的可控性，探索面向业务过程的卸载判决优化方案，需要充分挖掘机器通信系统中的机器和业务特性，适配无线资源，提高资源利用率，从而改善网络的整体性能，以提高基于MEC的无线网络系统服务质量。
[0018]图1为本申请实施例提供的面向机器通信的数据卸载的控制方法的流程图。如图1所示，其特征在于，设备依次经过N个MEC服务器的覆盖区域，所述方法包括：步骤101、建立第n个MEC覆盖区域在第l时隙的数据卸载模型，其中所述数据卸载模型的输入参数为数据卸载任务的描述信息，输出参数为设备行进速度的变速指示、卸载数据的大小和数据卸载的目标MEC，所述数据卸载模型利用决策参数确定输入参数值对应的输出参数值；其中，所述决策参数包括如下至少一个：MEC的处理能力、设备的处理能力和信道的服务质量；其中，n≤N，l≤，且n、N、l和均为大于0的整数；具体的，在大量人和机器接入的网络中，无线通信网络的环境非常复杂，当卡车盲目驶入信道不可靠性高、干扰大、带宽资源稀缺的无线覆盖区域时，甚至是无网络覆盖的区域时，千兆字节数量级的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向机器通信的数据卸载的控制方法，其特征在于，设备依次经过N个移动边缘计算MEC服务器的覆盖区域，所述方法包括：建立第n个MEC覆盖区域在第l时隙的数据卸载模型，其中所述数据卸载模型的输入参数为数据卸载任务的描述信息，输出参数为设备行进速度的变速指示、卸载数据的大小和数据卸载的目标MEC，所述数据卸载模型利用决策参数确定输入参数值对应的输出参数值；其中，所述决策参数包括如下至少一个：MEC的处理能力、设备的处理能力和信道的服务质量；利用所述数据卸载模型，计算每个MEC覆盖区域的输入参数值对应的输出参数值，得到数据卸载策略；按照所述数据卸载策略对所述设备进行数据卸载操作；其中，n≤N，l≤，且n、N、l和均为大于0的整数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述数据卸载模型包括状态表达式、奖励表达式和动作表达式；其中，第n个MEC覆盖区域第l个时隙的状态表达式包括如下至少一个参数：MEC覆盖区的标识；信道是否可用；第n个MEC覆盖区域第l个时隙的卸载数据大小；设备在第n个MEC覆盖区域第l个时隙的速度；设备的处理能力；第n个MEC服务器的处理能力；其中，第n个MEC覆盖区域的奖励是通过如下方式得到的，获取第n个MEC覆盖区域中产生卸载的每个时隙的瞬时奖励值，其中第n个MEC覆盖区域的时隙总数是根据第n个MEC的覆盖范围和设备的行进速度确定的；对第n个MEC覆盖区域中每个时隙的瞬时奖励值按照设定的门限进行累加处理，得到第n个MEC覆盖区域的变速奖励值；其中，第n个MEC覆盖区域第l个时隙的动作表达式包括如下至少两个参数：数据卸载的目标MEC，第n个MEC覆盖区域第l个时隙的卸载数据的大小，变速指示信息，其中变速指示信息包括减速、匀速、加速，且变速指示信息只在MEC覆盖区域发生变化时才进行更新。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取第n个MEC覆盖区域中产生卸载的每个时隙的瞬时奖励值，包括：获取第n个MEC覆盖区域第l个时隙卸载数据动作所需的时延以及完成卸载操作的总时延；根据所述卸载数据动作所需的时延以及完成卸载操作的总时延，得到第l时隙的瞬时奖励值；其中，所述卸载数据动作所需的时延是从完成卸载操作的总时延中去除如下至少一个时延后得到的数值，包括：第n个MEC覆盖区域第l个时隙的通信时延，第n个MEC覆盖区域在第l个时隙完成卸载任务的计算时延；第n个MEC覆盖区域在第l个时隙任务迁移的时延；第n个MEC覆盖区域在第l个时隙的设备计算时延。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过如下方式得到所述数据卸载策略，包
括：采用遍历算法训练所述变速指示，得到第一训练结果；以及，采用强化学习Q
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learning训练所述卸载数据大小，得到第二训练结果；从所述第一训练结果中，直接选择第n个变速指示值作为所述第n个MEC覆盖区...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯伟，魏鹏，王景维，葛宁，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：