[發明專利]移動邊緣云計算系統中基于演進博弈的動態資源分配方法

有效

• 申請號: 201710709945.4
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107465748B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 夏瑋瑋;張靜;黃博南;鄒倩;程之序;燕鋒;沈連豐
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/901;H04W28/08;H04W48/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種移動邊緣云計算系統中基于演進博弈的動態資源分配方法，包括：(1)根據網絡覆蓋情況將網絡分成若干個區域，每個區域可接入服務點有所不同，網絡內有一個集中控制器；(2)同一個區域內具有任務卸載需求的終端形成一個種群，種群內的終端建立任務卸載代價函數；(3)每個種群的所有終端在SP選擇策略集內隨機選擇可接入SP；網絡內各個種群內部建立演進博弈；(4)各個種群的終端計算任務卸載代價并將SP選擇策略和代價信息發送至控制器；(5)種群根據動態復制進行SP選擇策略更新；(6)動態復制達到演進均衡。本發明基于演進博弈，充分利用SP的計算資源和無線資源，在以種群內所有終端任務卸載代價都相等為目標的同時，滿足各移動終端的任務卸載需求。

技術領域

本發明涉及移動邊緣計算技術，尤其涉及一種移動邊緣云計算系統(Mobile EdgeComputing,MEC)中基于演進博弈的動態資源分配方法。

背景技術

近年來，云計算已經成為學術界和工業界公認的下一代計算基礎設施。與傳統的IT基礎設施相比，它可以提供許多特性，如可伸縮性、敏捷性、經濟效率等。同時，隨著快速部署的無線寬帶網絡和智能移動設備的日益普及，越來越多的終端使用互聯網服務。然而，隨著終端應用需求和計算能力需求不斷提高，智能移動設備對由于尺寸、能量等限制無法滿足。因此，移動邊緣云計算系統(Mobile Edge Computing,MEC)將朵云(Cloudlets)集成到移動環境中，方便終端將計算能力強的應用卸載到近端的朵云運行，在更低時延限制下以減少終端的任務卸載代價。

具有朵云的異構網絡場景包括異構網絡(Heterogeneous Networks)和朵云(Cloudlets)，其中異構網絡包含宏小區(Macro Cell)、微小區(Pico Cell)、微微小區(Femto cell)等。朵云是一種相對小型的計算資源池，由運營商統一部署在基站周圍。基站與朵云之間通過光纖連接，此連接被稱為回程鏈路(Backhaul)。朵云接收相關基站覆蓋范圍內的終端的任務請求，并在數據處理單元進行計算。

異構網絡場景下的移動邊緣云計算是在異構網絡中各個基站附近部署了大量的云資源，于是接入點具有云資源和無線資源兩種類型資源。基站和相應連接的朵云構成了服務點SP(Service Point)。SP分配的無線資源指的是上行鏈路的數據傳輸速率資源；云資源指的是朵云計算資源。朵云為連接至它的基站覆蓋范圍內的所有終端服務。朵云為終端提供計算資源，異構網絡為終端提供無線資源，終端的SP選擇策略直接影響計算資源和無線資源的分配量，從而對終端的任務卸載代價產生重要影響。因此如何實現移動邊緣云計算系統中SP最優選擇，實現資源的有效分配，滿足各個移動終端的卸載需求是亟待解決的問題。

發明內容

技術問題：本發明針對現有技術存在的問題，提供一種移動邊緣云計算系統中基于演進博弈的動態資源分配方法，本方法基于演進博弈，充分利用服務點(Service Point,SP)的計算資源和無線資源，在以種群內所有終端任務卸載代價都相等為目標的同時，滿足各移動終端的任務卸載需求。

技術方案：本發明所述的移動邊緣云計算系統中基于演進博弈的動態資源分配方法包括：

(1)移動邊緣云計算系統MEC環境下根據網絡覆蓋情況將網絡分成多個區域，不同的覆蓋區域選擇的接入服務點SP策略集有所不同，同一個區域內具有任務卸載需求的終端形成一個種群；另外，網絡內存在一個集中控制器，控制器收集各個種群各個終端的SP選擇策略和卸載代價；

(2)移動邊緣云計算系統MEC中的終端發起任務卸載請求，并建立終端的任務卸載代價函數；其中，該任務卸載代價函數包含能耗代價、時延代價和經濟代價，能耗代價是終端進行任務卸載時消耗的能量，時延代價是終端進行任務卸載過程中經歷的時延，經濟代價是任務卸載時終端選擇無線資源和云資源向SP所支付的費用；每個種群內的所有終端在進行一次任務卸載時被要求卸載相同的任務量；