边缘计算环境下自适应移动路径感知的用户分配算法

来源：计算机集成制造系统杂志2021年第9期北京时间：

作者：李炜,蒋越,闵江松,张以文,王庆人

单位：1.安徽大学计算机科学与技术学院2.国家企业互联网服务支撑软件工程技术中心

摘要：边缘计算作为一种新模式,可以有效解决附近移动设备运算能力不足的问题。然而,由于现实世界中复杂的状况,各个时间段内用户的位置分布难以预测,由配备有限资源的边缘服务器覆盖的区域内将难以承载各时间段内不均衡不恒定数量的用户,导致用户无法请求服务。另外,不合理的分配策略将降低区域内承载用户的能力,并可能造成资源浪费。针对上述问题,提出一种自适应移动路径感知的用户分配算法。该算法首先利用用户的位置信息和路网数据,通过改进的地图匹配方法确定用户行进状态,并对用户未来移动路径进行预期;然后,基于用户预期路径提出一种分配策略,以服务器范围内用户预期停留时长作为分配策略的适应值,确保用户拥有更久的稳定连接以及更少的因超出信号范围而丢失连接;最后,提出一种基于最佳适应(Best-Fit)的分配策略重构方法,通过将满载服务器中部分用户迁移至邻近有空闲空间的服务器,间接增加了区域内服务器的总用户容量,降低了周边服务器的空闲时间,从而提升了资源利用率。通过基于真实用户轨迹数据集的对比实验表明,本算法在用户覆盖率及资源利用率上明显优于现有算法。

关键词：边缘计算,自适应移动路径感知,用户分配,路径预测

基金资助：国家重点研发计划资助项目(2019YFB1704101);国家自然科学基金资助项目 (61872002)。