[發(fā)明專利]一種基于多用戶競(jìng)爭(zhēng)行為模型的邊緣計(jì)算性能優(yōu)化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811223784.9
• 申請(qǐng)日: 2018-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109460295A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧曉衡;關(guān)培源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F9/50
• 分類號(hào): G06F9/50;H04L29/08
• 代理公司: 長(zhǎng)沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 葉碧蓮

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于多用戶競(jìng)爭(zhēng)行為模型的邊緣計(jì)算性能優(yōu)化方法，利用非合作博弈理論建立邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中多用戶競(jìng)爭(zhēng)行為模型，基于所述多用戶競(jìng)爭(zhēng)行為模型分配各種資源優(yōu)化邊緣計(jì)算性能，可以使邊緣計(jì)算系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定的性能最優(yōu)狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種基于多用戶競(jìng)爭(zhēng)行為模型的邊緣計(jì)算性能優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

由于各種具有存儲(chǔ)和計(jì)算功能的終端越來(lái)越豐富，邊緣計(jì)算這一技術(shù)興起，以達(dá)到分擔(dān)工作任務(wù)，降低傳輸延遲的目的。與此同時(shí)，相較于云計(jì)算，用戶的隱私也能得到更好的保護(hù)。因此，邊緣計(jì)算正受到越來(lái)越多的關(guān)注。在邊緣計(jì)算環(huán)境中，資源分配是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性的研究?jī)?nèi)容。CPU、內(nèi)存、帶寬、傳輸順序等各種因素都會(huì)影響到邊緣計(jì)算的性能表現(xiàn)，因此研究如何分配各種資源以達(dá)到整體效果最優(yōu)是十分必要的。現(xiàn)有技術(shù)都基于同一個(gè)假設(shè)，即在邊緣計(jì)算環(huán)境中，同一時(shí)間內(nèi)，只有一個(gè)任務(wù)請(qǐng)求方發(fā)布任務(wù)請(qǐng)求，而任務(wù)接收方則可以是多個(gè)服務(wù)器。然而，這一假設(shè)并不符合現(xiàn)實(shí)情況中的大部分場(chǎng)景，在同一時(shí)間內(nèi)，存在多個(gè)任務(wù)請(qǐng)求方同時(shí)請(qǐng)求任務(wù)協(xié)同的可能性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種基于多用戶競(jìng)爭(zhēng)行為模型的邊緣計(jì)算性能優(yōu)化方法。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于多用戶競(jìng)爭(zhēng)行為模型的邊緣計(jì)算性能優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、利用非合作博弈理論建立邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中多用戶競(jìng)爭(zhēng)行為模型；

S2、基于所述多用戶競(jìng)爭(zhēng)行為模型分配各種資源優(yōu)化邊緣計(jì)算性能。

進(jìn)一步，所述S1包括：

利用非合作博弈理論描述多用戶同時(shí)請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，提供服務(wù)的邊緣節(jié)點(diǎn)行為規(guī)律及多位用戶的競(jìng)價(jià)規(guī)律。

進(jìn)一步，所述S2包括：

每個(gè)單位服務(wù)時(shí)間結(jié)束后，每個(gè)用戶根據(jù)其他用戶的報(bào)價(jià)及邊緣節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)來(lái)調(diào)整下一個(gè)單位服務(wù)周期內(nèi)自身的報(bào)價(jià)。

進(jìn)一步，經(jīng)過(guò)多輪單位服務(wù)時(shí)間的調(diào)整與演化，使得邊緣計(jì)算性能達(dá)到最優(yōu)。

進(jìn)一步，所述利用非合作博弈理論描述多用戶同時(shí)請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，提供服務(wù)的邊緣節(jié)點(diǎn)行為規(guī)律及多位用戶的競(jìng)價(jià)規(guī)律，具體過(guò)程如下：

邊緣節(jié)點(diǎn)收益的表達(dá)式如下：

其中，b_i代表提供給用戶i的單位服務(wù)時(shí)間數(shù)量，r_i代表用戶i為每個(gè)單位服務(wù)時(shí)間支付的報(bào)酬，k_i代表邊緣節(jié)點(diǎn)為用戶i提供服務(wù)所付出的代價(jià)，s代表邊緣節(jié)點(diǎn)在用戶i與用戶j之間進(jìn)行服務(wù)切換的概率；

由所述邊緣節(jié)點(diǎn)收益得到邊緣節(jié)點(diǎn)對(duì)每個(gè)用戶的時(shí)間安排，即{b₁,b₂,...,b_n}：

進(jìn)一步得到N個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)提供的單位服務(wù)時(shí)間的具體信息{b₁,b₂,...,b_N}，之后，用W_i(r)代替b_i可得：

將W_i(r)改寫(xiě)成：W_i(r)＝D₂r_i-D₁(r_-i)

其中，

用戶收益函數(shù)的表達(dá)式如下：