本技术属于通信技术领域,旨在提出一种空天地融合的移动边缘计算卸载和资源分配的优化策略。该策略涵盖:S101构建系统模型;S102基于系统模型制定优化问题;S103设计优化算法;S104实现资源分配与卸载决策。该方法有效提升了资源利用率和计算效率。
背景技术
近年来,物联网(IoT)和第五代移动通信(5G)技术得到了快速的发展。尽管新的移动设备在中央处理器(CPU)方面越来越强大,但也可能无法在短时间内完成数据量庞大并且具有低时延要求的应用程序。为了应对该问题,计算任务被卸载到具有足够计算能力的云服务器上进行计算,这就促使了移动云计算(MCC)的发展。然而,MCC的服务器通常距离用户较远,可能导致网络负担增加和并引入高时延。为了应对这个问题,移动边缘计算(MEC)的概念应用而生。在MEC系统中,MEC服务器比本地设备具有更强大的计算能力,同时更靠近移动设备,MEC服务器的分布式结构有助于减轻核心网络的流量拥塞。MEC是通过收获大量分布在网络边缘上的闲置计算能力和存储空间,将这些资源用于移动设备上,来处理移动设备所产生的对时延敏感或者计算较为复杂的任务。然而,单纯依赖于地面基站的卸载很难保证物联网边缘计算的性能。一方面,物联网设备通常功率受限,不能支持任务卸载的远程传输,特别是当基站稀疏部署或附近不可用(如自动挖掘应用程序)时。另一方面,基站上的物理计算资源稀缺且略有不足,但物联网计算任务可能出现突发条件(如智能交通应用),从而导致计算资源短缺,降低延迟性能。
为了解决这些问题,卫星和无人机(UAV)被认为是增强地面网络的有力补充。卫星可以提供广泛存在的服务,具有可接受的传播延迟(例如,约6.44毫秒)。对于具有灵活部署和敏捷管理的无人机,它们已被广泛应用于军事和民用应用中,以提供按需的通信和计算资源。此外,第三代合作伙伴关系项目(3GPP)也在研究非陆地网络,并指定新的架构来补充地面蜂窝网络。空天地一体化网络(SAGIN)是卫星系统、航空网络和地面通信的集成系统,被认为是一种新兴的架构,可以为用户提供无处不在的计算服务。在异构网络模型中,如何协调多平台,整合计算和通信资源为用户提供服务,是现在研究的热点方向。针对以上现状,迫切需要开发一种空天地一体化移动边缘计算卸载与资源分配优化方法,以克服当前实际应用中的不足。
实现思路