CN108833577B - 基于边缘计算的数据通信优化系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于边缘计算的数据通信优化系统及方法，该数据通信优化系统包括：核心云，所述核心云包括数据通信优化调度模块，所述数据通信优化调度模块用于接收数据通信优化请求，并根据所述数据通信优化请求生成数据通信优化结果；无人机联网接入域，所述无人机联网接入域与所述数据通信优化调度模块连接，所述无人机联网接入域用于向所述核心云的所述数据通信优化调度模块上传所述数据通信优化请求，接收并实施所述数据通信优化结果。本发明能够实现无人机联网通信的高实时性、低带宽和低时延。
Description
技术领域
本发明涉及边缘计算技术领域，特别涉及一种基于边缘计算的数据通信优化系统及方法。
背景技术
随着物联网迅猛发展，边缘终端设备的数量迅速增加，同时边缘终端设备所产生数据量已达到泽字节(ZB)级别。集中式数据处理不能有效处理边缘终端设备所产生的海量数据,边缘计算已被业界普遍认定为下一代数字化转型的主要趋势之一。移动边缘计算(Mobile Edge Computing，简称：MEC)是将传统云计算平台的部分计算任务迁移到接入域，并将传统业务与互联网业务进行深度融合，减少传统业务交付的端到端时延，进而给运营商的运作带来全新模式，并建立全新的产业链及生态圈。这种情况下，面对日益迫切的边缘计算及无人机联网发展需求，基于边缘计算的无人机联网数据通信优化体系对于边缘计算及无人机联网的迅速持续发展具有重要意义。
随着边缘计算及无人机联网业务的快速增长，伴之产生的高延迟、高带宽、非实时等问题日益突出。现有云计算系统具有带宽规模大、实时性差的特性，未充分考虑到高延迟、高带宽、非实时等方面问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种基于边缘计算的数据通信优化系统及方法，能够提升无人机联网通信的高实时性、低时延和低带宽。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于边缘计算的数据通信优化系统，包括：
核心云，所述核心云包括数据通信优化调度模块，所述数据通信优化调度模块用于接收数据通信优化请求，并根据所述数据通信优化请求生成数据通信优化结果；
无人机联网接入域，所述无人机联网接入域与所述数据通信优化调度模块连接，所述无人机联网接入域用于向所述核心云的所述数据通信优化调度模块上传所述数据通信优化请求，接收并实施所述数据通信优化结果。
可选地，该基于边缘计算的数据通信优化系统还包括运营商网络接入层，所述无人机联网接入域与所述运营商网络接入层连接，所述运营商网络接入层与所述核心云的数据通信优化调度模块连接。
可选地，所述无人机联网接入域具体用于向所述运营商网络接入层传输所述数据通信优化请求；
所述运营商网络接入层用于向核心云的数据通信优化调度模块传输所述数据通信优化请求。
可选地，所述无人机联网接入域包括地面基站、中继通信无人机和接入终端，所述接入终端与所述中继通信无人机连接，所述中继通信无人机与所述地面基站连接，所述地面基站与所述运营商网络接入层连接；
所述接入终端用于向所述中继通信无人机发送所述数据通信优化请求；
所述中继通信无人机用于向地面基站传输所述数据通信优化请求；
所述地面基站用于向所述运营商网络接入层传输所述数据通信优化请求。
可选地，所述核心云的数据通信优化调度模块具体用于根据所述数据通信优化请求对无人机联网接入域的数据通信进行优化，生成数据通信优化结果，所述数据通信优化结果包括无人机联网接入域的通信优化方式、无人机联网接入域的通信调度方式。
为实现上述目的，本发明提供一种基于边缘计算的数据通信优化方法，该数据通信优化方法包括：
无人机联网接入域向核心云的数据通信优化调度模块上传数据通信优化请求；
所述核心云的数据通信优化调度模块根据所述数据通信优化请求生成数据通信优化结果；
所述无人机联网接入域实施所述数据通信优化结果。
可选地，所述无人机联网接入域向核心云的数据通信优化调度模块上传数据通信优化请求包括：所述无人机联网接入域通过运营商网络接入层向所述核心云的数据通信优化调度模块上传所述数据通信优化请求。
可选地，所述无人机联网接入域包括地面基站、中继通信无人机和接入终端，所述接入终端与所述中继通信无人机连接，所述中继通信无人机与所述地面基站连接，所述地面基站与所述运营商网络接入层连接；
所述无人机联网接入域通过运营商网络接入层向所述核心云的数据通信优化调度模块上传所述数据通信优化请求包括：
所述接入终端向所述中继通信无人机发送所述数据通信优化请求；
所述中继通信无人机向地面基站传输所述数据通信优化请求；
所述地面基站向所述运营商网络接入层传输所述数据通信优化请求；
所述运营商网络接入层向所述核心云的数据通信优化调度模块传输所述数据通信优化请求。
可选地，所述核心云的数据通信优化调度模块根据所述数据通信优化请求生成数据通信优化结果包括：所述核心云的数据通信优化调度模块根据所述数据通信优化请求对无人机联网接入域的数据通信进行优化，生成数据通信优化结果，所述数据通信优化结果包括无人机联网接入域的通信优化方式和无人机联网接入域的通信调度方式。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的基于边缘计算的数据通信优化系统及方法，核心云包括数据通信优化调度模块，数据通信优化调度模块用于接收数据通信优化请求，并根据数据通信优化请求生成数据通信优化结果，无人机联网接入域用于向所述核心云的所述数据通信优化调度模块上传所述数据通信优化请求，接收并实施所述数据通信优化结果。该系统包括多层松耦合结构，能够处理无人机联网中无法经边缘计算方式处理的数据通信优化请求，进而实现无人机联网通信的高实时性、低带宽和低时延。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种基于边缘计算的数据通信优化系统的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的基于边缘计算的数据通信优化系统的应用示意图；
图3为本发明实施例一提供的基于边缘计算的数据通信优化系统的功能框架图；
图4为MEC服务提供架构的工作示意图；
图5为本发明实施例二提供的一种基于边缘计算的数据通信优化方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例一提供的一种基于边缘计算的数据通信优化系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：核心云1和无人机联网接入域2。核心云1包括数据通信优化调度模块11。其中，无人机联网接入域2与数据通信优化调度模块11连接。
其中，数据通信优化调度模块11用于接收数据通信优化请求，并根据数据通信优化请求生成数据通信优化结果。无人机联网接入域3用于向核心云1的数据通信优化调度模块11上传数据通信优化请求，接收并实施数据通信优化结果。具体地，核心云1的数据通信优化调度模块11还用于向无人机联网接入域2下发数据通信优化结果，以供无人机联网接入域3实施数据通信优化结果。
本实施例中，核心云1的数据通信优化调度模块11具体用于根据数据通信优化请求对无人机联网接入域的数据通信进行优化，生成数据通信优化结果，数据通信优化结果包括无人机联网接入域2的通信优化方式、无人机联网接入域2的通信调度方式。
进一步地，基于边缘计算的数据通信优化系统还包括运营商网络接入层3，无人机联网接入域2与运营商网络接入层3连接，运营商网络接入层3与核心云1的数据通信优化调度模块11连接。换言之，无人机联网接入域2通过运营商网络与数据通信优化调度模块11连接。
具体地，无人机联网接入域2具体用于向运营商网络接入层3传输数据通信优化请求。运营商网络接入层3用于向核心云1的数据通信优化调度模块11传输数据通信优化请求。
具体地，无人机联网接入域2包括地面基站21、中继通信无人机22和接入终端23，接入终端23与中继通信无人机22连接，中继通信无人机22与地面基站21连接，地面基站21与运营商网络接入层3连接，换言之，地面基站21通过运营商网络与核心云1的数据通信优化调度模块11连接。其中，接入终端23用于向中继通信无人机22发送数据通信优化请求；中继通信无人机22用于向地面基站21传输数据通信优化请求；地面基站21用于向运营商网络接入层3传输数据通信优化请求。
图2为本发明实施例一提供的基于边缘计算的数据通信优化系统的应用示意图，如图1和图2所示，本实施例中，核心云1为MEC服务核心云，接入终端23可以是移动终端，例如，手机、电脑等，还可以是车载通信台或者直升机通信终端等，其中，接入终端23通过无人机中继通信网络与中继通信无人机22连接，接入终端23通过中继通信链路与中继通信无人机22进行数据通信；卫星a可以与中继通信无人机22建立连接，形成无人机控制链路；中继通信无人机22通过无人机中继通信网络接入到地面基站21，形成中继通信链路；地面基站21接入运营商网络，运营商网络接入MEC服务核心云。其中，接入终端23还用于提供迁移到接入终端23的部分计算、存储和网络等服务，而对于迁移到接入终端23的剩余部分计算、存储和网络服务，接入终端23无法处理时，接入终端23根据该剩余部分计算、存储和网络服务生成所述数据通信优化请求，上传至MEC服务核心云，MEC服务核心云能够提供迁移到接入终端23的剩余部分计算、存储和网络等服务，根据数据通信优化请求生成数据通信优化结果，并将数据通信优化结果经由运营商网络、地面基站21、中继通信无人机22提供给接入终端23，由接入终端23进行实施处理。从而实现基于边缘计算的数据通信优化系统的高实时性、低带宽和低时延的效果。
图3为本发明实施例一提供的基于边缘计算的数据通信优化系统的功能框架图，如图3所示，该基于边缘计算的数据通信优化系统的功能框架为MEC服务提供架构，该MEC服务提供架构采用分层结构，该MEC服务提供架构能够提供基于云平台的虚拟化环境，支持第三方应用在边缘云内的虚拟机(VM)上运行。图4为MEC服务提供架构的工作示意图，如图3和图4所示，该MEC服务提供架构的基本组件包括MEC应用平台层(相当于无人机联网接入域2)、MEC网络构造(Fabric)层(相当于核心云1)和MEC基础设施层。
其中，MEC基础设施层能够为MEC应用平台层提供包括计算、存储及网络等资源在内的MEC虚拟资源池，使其能够实现快速、灵活MEC应用部署。具体地，MEC基础设施层包含：MEC虚拟资源管理模块、MEC虚拟资源模块、MEC物理资源模块，其中，MEC虚拟资源管理模块与MEC虚拟资源模块连接，MEC虚拟资源模块与MEC物理资源模块连接，具体地，MEC虚拟资源模块包括虚拟计算资源模块、虚拟存储资源模块和虚拟网络资源模块，MEC物理资源模块包括物理计算资源模块、物理存储资源模块和物理网络资源模块。具体地，MEC虚拟资源模块用于将MEC物理资源模块的物理计算资源模块、物理存储资源模块和物理网络资源模块进行虚拟化，形成虚拟计算资源模块、虚拟存储资源模块和虚拟网络资源模块；MEC虚拟资源管理模块用于对MEC虚拟资源模块进行管理，并对MEC应用起到支撑作用。
MEC网络构造(Fabric)层包括MEC端到端应用流管理模块和MEC数据通信优化调度模块(相当于核心云1的数据通信优化调度模块11)，MEC网络构造(Fabric)层与MEC基础设施层连接。其中，MEC数据通信优化调度模块用于对MEC应用的通信进行优化，MEC端到端应用流管理模块用于对MEC应用流进行调度管理。
MEC应用平台层包括各类MEC应用，例如，视频、定位等，各类MEC应用可安装搭载于接入终端，MEC应用平台层与MEC网络构造(Fabric)层连接。
本实施例提供的基于边缘计算的数据通信优化系统，核心云包括数据通信优化调度模块，数据通信优化调度模块用于接收数据通信优化请求，并根据数据通信优化请求生成数据通信优化结果，无人机联网接入域用于向所述核心云的所述数据通信优化调度模块上传所述数据通信优化请求，接收并实施所述数据通信优化结果。该系统包括多层松耦合结构，能够处理无人机联网中无法经边缘计算方式处理的数据通信优化请求，进而实现无人机联网通信的高实时性、低带宽和低时延。
图5为本发明实施例二提供的一种基于边缘计算的数据通信优化方法的流程示意图，如图5所示，该方法包括以下步骤：
步骤201、无人机联网接入域向核心云的数据通信优化调度模块上传数据通信优化请求。
具体地，步骤201包括：无人机联网接入域通过运营商网络接入层向所述核心云的数据通信优化调度模块上传数据通信优化请求。
本实施例中，无人机联网接入域包括地面基站、中继通信无人机和接入终端，所述接入终端与所述中继通信无人机连接，所述中继通信无人机与所述地面基站连接，所述地面基站与所述运营商网络接入层连接；具体地，步骤201包括：
步骤2011、接入终端向中继通信无人机发送所述数据通信优化请求。
步骤2012、中继通信无人机向地面基站传输数据通信优化请求。
步骤2013、地面基站向运营商网络接入层传输数据通信优化请求。
步骤2014、运营商网络接入层向核心云的数据通信优化调度模块传输所述数据通信优化请求。
步骤202、核心云的数据通信优化调度模块根据数据通信优化请求生成数据通信优化结果。
具体地，步骤202包括：核心云的数据通信优化调度模块根据数据通信优化请求对无人机联网接入域的数据通信进行优化，生成数据通信优化结果。其中，数据通信优化结果包括无人机联网接入域的通信优化方式和无人机联网接入域的通信调度方式。
步骤203、无人机联网接入域实施数据通信优化结果。
本实施例二提供的基于边缘计算的数据通信优化方法可基于实施例一提供的基于边缘计算的数据通信优化系统实现，具体描述可参见上述实施例一，此处不再赘述。
本实施例提供的基于边缘计算的数据通信优化方法，无人机联网接入域向核心云的数据通信优化调度模块上传数据通信优化请求；核心云的数据通信优化调度模块根据数据通信优化请求生成数据通信优化结果；无人机联网接入域实施数据通信优化结果。本实施例能够实现处理无人机联网中无法经边缘计算方式处理的数据通信优化请求，进而实现无人机联网通信的高实时性、低带宽和低时延。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于边缘计算的数据通信优化系统，其特征在于，包括：
核心云，所述核心云包括数据通信优化调度模块，所述数据通信优化调度模块用于接收数据通信优化请求，并根据所述数据通信优化请求生成数据通信优化结果；
无人机联网接入域，所述无人机联网接入域与所述数据通信优化调度模块连接，所述无人机联网接入域用于向所述核心云的所述数据通信优化调度模块上传所述数据通信优化请求，接收并实施所述数据通信优化结果；
其中，所述数据通信优化请求为所述无人机联网接入域中的接入终端在无法通过本地资源处理任务的情况下，根据无法处理任务的信息生成并发送的请求。
2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的数据通信优化系统，其特征在于，还包括运营商网络接入层，所述无人机联网接入域与所述运营商网络接入层连接，所述运营商网络接入层与所述核心云的数据通信优化调度模块连接。
3.根据权利要求2所述的基于边缘计算的数据通信优化系统，其特征在于，所述无人机联网接入域具体用于向所述运营商网络接入层传输所述数据通信优化请求；
所述运营商网络接入层用于向核心云的数据通信优化调度模块传输所述数据通信优化请求。
4.根据权利要求3所述的基于边缘计算的数据通信优化系统，其特征在于，所述无人机联网接入域包括地面基站、中继通信无人机和接入终端，所述接入终端与所述中继通信无人机连接，所述中继通信无人机与所述地面基站连接，所述地面基站与所述运营商网络接入层连接；
所述接入终端用于向所述中继通信无人机发送所述数据通信优化请求；
所述中继通信无人机用于向地面基站传输所述数据通信优化请求；
所述地面基站用于向所述运营商网络接入层传输所述数据通信优化请求。
5.根据权利要求1所述的基于边缘计算的数据通信优化系统，其特征在于，所述核心云的数据通信优化调度模块具体用于根据所述数据通信优化请求对无人机联网接入域的数据通信进行优化，生成数据通信优化结果，所述数据通信优化结果包括无人机联网接入域的通信优化方式、无人机联网接入域的通信调度方式。
6.一种基于边缘计算的数据通信优化方法，其特征在于，包括：
无人机联网接入域向核心云的数据通信优化调度模块上传数据通信优化请求；
所述核心云的数据通信优化调度模块根据所述数据通信优化请求生成数据通信优化结果；
所述无人机联网接入域实施所述数据通信优化结果；
其中，所述数据通信优化请求为所述无人机联网接入域中的接入终端在无法通过本地资源处理任务的情况下，根据无法处理任务的信息生成并发送的请求。
7.根据权利要求6所述的基于边缘计算的数据通信优化方法，其特征在于，所述无人机联网接入域向核心云的数据通信优化调度模块上传数据通信优化请求包括：所述无人机联网接入域通过运营商网络接入层向所述核心云的数据通信优化调度模块上传所述数据通信优化请求。
8.根据权利要求7所述的基于边缘计算的数据通信优化方法，其特征在于，所述无人机联网接入域包括地面基站、中继通信无人机和接入终端，所述接入终端与所述中继通信无人机连接，所述中继通信无人机与所述地面基站连接，所述地面基站与所述运营商网络接入层连接；
所述无人机联网接入域通过运营商网络接入层向所述核心云的数据通信优化调度模块上传所述数据通信优化请求包括：
所述接入终端向所述中继通信无人机发送所述数据通信优化请求；
所述中继通信无人机向地面基站传输所述数据通信优化请求；
所述地面基站向所述运营商网络接入层传输所述数据通信优化请求；
所述运营商网络接入层向所述核心云的数据通信优化调度模块传输所述数据通信优化请求。
9.根据权利要求6所述的基于边缘计算的数据通信优化方法，其特征在于，所述核心云的数据通信优化调度模块根据所述数据通信优化请求生成数据通信优化结果包括：所述核心云的数据通信优化调度模块根据所述数据通信优化请求对无人机联网接入域的数据通信进行优化，生成数据通信优化结果，所述数据通信优化结果包括无人机联网接入域的通信优化方式和无人机联网接入域的通信调度方式。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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