[发明专利]基于公平性准则的非平衡边缘云网络接入与资源分配方法

说明书

本发明公开了一种基于公平性准则的非平衡边缘云网络接入与资源分配机制，属于移动云计算与移动边缘计算领域，本发明通过循环算法，在每一轮资源分配循环开始时，根据所定义的卸载优先级参数来确定获得任务迁移权利的用户，卸载优先级参数最小的用户获得本轮的任务迁移权。确定了获得任务迁移权的用户后，VDC通过计算该用户的所有任务的卸载总时延‑能耗‑成本权重和来确定被迁移的任务和迁移路径，卸载总时延‑能耗‑成本权重和最小的任务优先迁移。如此循环，直至算法结束。本方法能实现非平衡边缘云网络中的多用户多任务卸载决策与资源分配，并且能在显著降低多用户多任务卸载总时延‑能耗‑成本权重和前提下保证用户间服务公平性。

技术领域

本发明属于移动云计算与移动边缘计算领域，特别是涉及一种基于公平性准则的非平衡边缘云网络接入与资源分配机制。

背景技术

近年来，一种称为移动边缘计算(MEC,Mobile Edge Computing)新技术被提出。本质上，移动边缘计算技术可以看作是移动云计算技术向网络边缘的延伸或拓展。事实上，MEC的概念最先是由欧洲电信标准研究所(ETSI,European TelecommunicationsStandards Institute)于2014年提出，其定义为“在无线接入网络(RAN,RadioAccessNetwork)内靠近移动用户的位置提供IT和云计算能力的新平台”。这种模式中，大量计算和存储资源被放置在网络边缘，靠近移动设备或传感器。因而，移动用户可以将计算密集型任务迁移到MEC服务器中执行，从而显著降低对移动设备计算能力的要求并减小移动设备计算密集型任务执行带来的能耗。其次，通过在网络边缘服务服务器，移动用户无需接入远端云从而可以显著地降低云平台和骨干网络负载。此外，移动网络运营商可以将移动边缘计算服务器空闲资源租用给第三方从而获得附加收益。

现有针对移动边缘云计算系统迁移决策与资源分配研究大都基于平衡移动云边缘计算服务器部署。然而，实际网络中，基于空域业务分布不均匀性以及部署成本因素，运营商一般选择非平衡的移动边缘服务器部署策略，即多个无线接入点通过一跳或多跳链路接入少数几个共享边缘计算服务器。当前还没有针对这种非平衡移动边缘云服务器部署下的迁移决策与资源分配研究；现有关于移动边缘云计算系统迁移决策与资源分配研究的系统设计目标主要为时延、能耗或时延-能耗权重和，并未考虑移动边缘云服务器的服务(使用)成本。

在发明讨论的非平衡移动边缘云服务器部署场景中，边缘云服务器的服务成本具有多重含义，如无线接入点到边缘云服务器时延、无线接入点与边缘云服务器间达成的服务协议定价，或虚拟网络运营商与计算服务提供商关于资源使用定价等。特别地，这种服务成本与关联的无线接入点有关。在这种情况下，系统迁移决策与资源分配设计需要联合考虑时延-能耗-成本折中。现有移动边缘网络资源分配中，缺乏对用户服务公平性考虑，迫切需要实现基于用户服务公平性的网络接入与资源分配机制。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于公平性准则的非平衡边缘云网络接入与资源分配机制，

本发明针对非平衡边缘云服务器部署场景，引入关联无线接入基站依赖的边缘云服务器使用成本，定义基于时延-能耗-成本权重和的用户任务卸载性能评价指标，提出基于用户时延-能耗-成本权重和公平性准则的多用户多任务非平衡边缘云网络接入与资源分配机制。

该机制是一种循环算法，在每一轮资源分配循环周期内，每个用户都获得一次边缘云网络接入与资源分配机会，获得机会的先后关系取决于每个用户这一轮分配中时延-能耗-成本加权和值最小的任务的时延-能耗-成本加权和值大小关系，值最小的用户任务最先获得边缘云网络接入与资源分配机会，依次直到这一轮中所有用户时延-能耗-成本加权和值最小任务都获得一次边缘云网络接入与资源分配权利。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于公平性准则的非平衡边缘云网络接入与资源分配机制，包括以下步骤：

S1、定义下列各项数据；