[發(fā)明專利]一種基于博弈論的移動邊緣計算任務(wù)卸載和資源調(diào)度方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010325530.9
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN113553165B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王巖;張重陽;朱世敏
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)秦皇島分校
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;H04L67/1001;H04L67/1023
• 代理公司: 中國商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 11234
• 代理人: 姜司晨

本發(fā)明公開了一種基于博弈論的移動邊緣計算任務(wù)卸載和資源調(diào)度方法，該方法以移動邊緣計算服務(wù)器的能耗及用戶延遲聯(lián)合最小化為目標(biāo)，將用戶任務(wù)卸載及資源調(diào)度問題建模為特定的優(yōu)化問題，構(gòu)建具有不同任務(wù)卸載優(yōu)先級的基于多用戶任務(wù)卸載計算系統(tǒng)，以多用戶任務(wù)卸載到一個邊緣基站建立遷移模型。在特定的優(yōu)化問題中，基于博弈論求解傳輸速率及成本系數(shù)為約束條件，以最小化服務(wù)器能耗為最終目標(biāo)設(shè)計任務(wù)卸載方法。該方法能有效均衡用戶及系統(tǒng)的利益，為在移動邊緣計算系統(tǒng)中實施任務(wù)卸載提供保證。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于移動邊緣計算技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于博弈論的移動邊緣計算任務(wù)卸載和資源調(diào)度方法。

背景技術(shù)

2014年，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(European Telecommunications StandardsInstitute,ETSI)為了將邊緣計算融合進(jìn)移動網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，提出了移動邊緣計算(MobileEdge Computing,MEC)。由于計算能力的“下放”，計算節(jié)點與終端用戶接近，移動邊緣計算能夠為移動終端提供高可靠、低時延的計算服務(wù)，同時可通過分布式計算技術(shù)挖掘邊緣設(shè)備的海量計算潛能，提升網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理吞吐量。另一方面，移動邊緣計算可直接在網(wǎng)絡(luò)邊緣完成數(shù)據(jù)處理，從而避免了在傳統(tǒng)云端設(shè)備中將大量數(shù)據(jù)回傳至核心處理中心的開銷。但是，當(dāng)前的移動邊緣計算在進(jìn)行用戶任務(wù)卸載的卸載和資源調(diào)度的方面存一些問題。

現(xiàn)有技術(shù)在考慮任務(wù)卸載的卸載或者資源的調(diào)度問題時，對于移動邊緣計算系統(tǒng)的建模多集中在單一形式的建模，沒能同時考慮用戶、服務(wù)器端的利益。對于用戶任務(wù)卸載的劃分，并沒有考慮用戶任務(wù)卸載的需求的優(yōu)先級別不同，導(dǎo)致資源分配不均、資源利用率不高。導(dǎo)致高優(yōu)先級別的任務(wù)卸載未及時得到資源，而較低優(yōu)先級的任務(wù)卸載存在資源浪費的情況。因此，需要進(jìn)行有優(yōu)先級區(qū)分的用戶任務(wù)卸載策略，以及考慮用戶及系統(tǒng)的利益的資源管理技術(shù)，滿足用戶需求的同時，提高任務(wù)卸載所在網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述的現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于博弈論的移動邊緣計算任務(wù)卸載和資源調(diào)度方法，用以解決移動邊緣計算(Mobile Edge Computing,MEC)服務(wù)器(簡稱“服務(wù)器”)的能耗及用戶延遲聯(lián)合最小化問題，將用戶任務(wù)卸載及資源調(diào)度問題建模為優(yōu)化問題，構(gòu)建具有不同任務(wù)卸載優(yōu)先級的基于多用戶的任務(wù)卸載計算系統(tǒng)，以多用戶任務(wù)卸載到一個邊緣基站建立遷移模型。在優(yōu)化問題中，以傳輸速率及成本系數(shù)為約束條件，以最小化服務(wù)器能耗為最終目標(biāo)設(shè)計任務(wù)卸載方法，能有效均衡用戶及系統(tǒng)的利益，為在移動邊緣計算系統(tǒng)中實施任務(wù)卸載提供保證。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于博弈論的移動邊緣計算任務(wù)卸載和資源調(diào)度方法，包括以下步驟：

S1、建立系統(tǒng)模型，接入基站確定用戶任務(wù)卸載信息，計算任務(wù)卸載的傳輸速率；

若任務(wù)卸載在信道x傳輸，則b_k,x為1，若任務(wù)卸載在服務(wù)器m上，則相應(yīng)地s_k,m為1；任務(wù)卸載到接入點AP的發(fā)射功率為f_k，任務(wù)卸載到AP的信道增益為G_k,AP,高斯白噪聲為α²，則用戶任務(wù)卸載k在信道x的傳輸速率：其中，SRN為任務(wù)卸載傳輸信噪比，表示為SNR_k,AP＝f_kG_k,APB/α²B_x；

S2、計算時間約束

用戶任務(wù)卸載的時間計算包括任務(wù)卸載在信道的任務(wù)卸載傳輸時間T_k^trans及任務(wù)卸載處理時間T_k^deal；

S3、確定用戶端及服務(wù)器的資源能耗價格及成本

用戶端的付出價格(即用戶支付費用)，包括任務(wù)卸載傳輸價格C_x和任務(wù)卸載處理價格C_m；