[發明專利]基于合作博弈的云下行任務邊緣節點資源分配方法

有效

• 申請號: 202110570431.1
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113037876B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 郭得科;羅來龍;姚晨蝶;李欣奕;鄭龍;吳亞輝
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/24
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 曾志鵬

1.基于合作博弈的云下行任務邊緣節點資源分配方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取云－邊－端三層架構的邊緣計算環境；

基于所述邊緣計算環境采用貪婪策略獲得重疊聯盟形成博弈問題的初始解決方案，采用貪婪策略獲得重疊聯盟形成博弈問題的初始解決方案采用的算法步驟如下：

計算各任務的盈利指數，各任務按盈利指數進行降序排序得到任務序列；對邊緣節點按單位獎勵的降序進行排序得到邊緣節點序列；

序列中的邊緣節點依次為序列中的任務提供資源，提供的資源量與邊緣節點的資源容量一致；

若相應的任務已收集了很多資源并且由于預算限制而無法接收邊緣節點單位的資源，則邊緣節點將從當前聯盟遍歷每個聯盟，直到找到要加入的聯盟或所有聯盟都無法繼續收集資源為止；

采用重疊聯盟優化算法對獲得的所述初始解決方案進行調整，以獲得邊緣節點資源策略的近似最優解，所述重疊聯盟優化算法步驟如下：

按盈利指數對云服務下行任務進行升序和降序排序得到任務序列和；

將升序任務序列的第一個聯盟設置為聯盟，將降序任務序列的第一個聯盟作為聯盟，則執行交替操作的邊緣節點是聯盟參與者中單位獎勵最高的邊緣節點，交替操作的步驟如下：

查找在聯盟初始化階段中未提供資源的邊緣節點；

若存在這樣的邊緣節點，則執行替換操作，其中邊緣節點在聯盟中增加資源，聯盟是序列中第一個滿足預算約束的任務，增加的資源量由可行性約束決定；

當所有邊緣節點都為聯盟提供資源時，獲得低報酬的邊緣節點將其資源從盈利指數最低的聯盟轉移到最高的聯盟；

轉移的資源量和是滿足的最大值，聯盟的盈利指數隨著邊緣節點減少提供資源而逐漸增長，聯盟的盈利指數隨著提供資源增加而逐漸減少；

不斷重復交替操作提升各邊緣節點的效用，直到不存在可行的交替操作時通過計算得到各任務的單位報酬。

2.根據權利要求1所述的基于合作博弈的云下行任務邊緣節點資源分配方法，其特征在于，采用貪婪策略獲得重疊聯盟形成博弈問題需要考慮以下參數：邊緣節點集合、云服務下行任務的集合、邊緣節點數量、云服務下行任務數量、邊緣節點為云服務下行任務提供的資源量、云平臺為云服務下行任務向參與的邊緣節點支付的單位資源報酬、邊緣節點的效用、云平臺的效用、云服務下行任務的任務性能、云平臺的性能、邊緣節點的單位資源成本、邊緣節點本地終端用戶的單位資源獎勵、邊緣節點的資源容量、云服務下行任務的預算、任務性能激勵強度的尺度參數、描述云服務下行任務收集資源和任務性能關系的轉換因子、邊緣節點所有策略的集合、邊緣節點的一個策略、云服務下行任務的聯合、邊緣節點為云服務下行任務提供的資源量、聯盟中成員的集合、云服務下行任務的聯盟價值。

3.根據權利要求2所述的基于合作博弈的云下行任務邊緣節點資源分配方法，其特征在于，邊緣節點的資源容量：

其中表示邊緣節點的資源容量，表示邊緣節點為云服務下行任務提供的資源量，表示邊緣節點集合，表示云服務下行任務的集合；

云平臺為云服務下行任務向參與的邊緣節點支付的單位資源報酬：

其中表示云服務下行任務的預算，表示云平臺為云服務下行任務向參與的邊緣節點支付的單位資源報酬；

云服務下行任務的任務性能：

其中是一個轉換因子，表示云服務下行任務的收集資源量與其任務性能間的價值關系，項反映了云服務下行任務從邊緣節點收集的資源中獲得的收益邊際遞減；

云平臺的性能：

；

云平臺效用為：

其中，表示任務性能激勵強度的尺度參數；

邊緣節點的效用：

其中是為其本地終端用戶提供的資源，而是邊緣節點為下行云服務及本地終端用戶請求這兩項提供資源所產生的總資源成本；

云服務下行任務的預算：

；

云平臺為云服務下行任務向參與的邊緣節點支付的單位資源報酬：

。