[发明专利]一种面向异构移动边缘云的合作任务卸载拍卖方法

说明书

本发明公开了一种面向异构移动边缘云的合作任务卸载拍卖方法，针对异构移动边缘云的合作任务卸载的情形，形式化合作任务卸载决策问题，在考虑移动边缘云自私性的前提下，最大化社会福利，提出一种二次拍卖方案，在第二次拍卖时，能够通过单次拍卖在大型区域内卸载任务；还提出一种双边拍卖方案，适用于时间敏感任务的卸载。本发明解决了面向异构移动边缘云的合作任务卸载问题，同时提高了移动边缘云和移动用户的效益。

技术领域

本发明属于边缘计算、任务卸载和优化算法技术领域，具体涉及面向异构移动边缘云的合作任务卸载拍卖方法。

背景技术

移动设备的广泛普及使移动用户可以享受许多有趣的应用程序。随着应用程序对资源的需求不断增加，而移动设备的容量有限，因此移动设备的计算资源和存储资源变得不足。随着时间敏感型服务的大量增加，如工业互联网、实时视频或图像处理、AR/VR应用等，移动边缘计算应运而生。广泛利用布置在网络边缘的移动边缘设备是边缘计算的特性。移动用户可以通过将任务卸载到移动边缘云上来达到减轻移动设备负担及提高用户体验的目的。由于移动边缘云布置在网络边缘，这使得移动边缘云与移动边缘云之间的差异较大且彼此的利益可能不同。因此，如何有效的组织异构移动边缘云来提高移动边缘云和移动用户的效益是一个亟待解决的问题。

发明内容

发明目的：本发明提出一种面向异构移动边缘云的合作任务卸载拍卖方法，能提高移动边缘云和移动用户效用。

发明内容：本发明提出一种面向异构移动边缘云的合作任务卸载拍卖方法，具体包括以下步骤：

(1)移动用户向选择的移动边缘云提交完成任务所需的资源及报价；

(2)每个移动边缘云执行第一次本地拍卖算法，其中移动用户为买方，移动边缘云为卖方，得到第一次本地拍卖的胜者集合与每个胜者的支付价格；

(3)依据移动边缘云是否有空闲资源将移动边缘云划分为繁忙边缘云或空闲边缘云；若移动边缘云有空闲资源，则为空闲边缘云，否则为繁忙边缘云；若系统中尚需卸载的任务数量大于α，则执行步骤(4)；若系统中尚需卸载的任务数量不大于α，则执行步骤(5)，其中α为预先定义的常数；

(4)繁忙边缘云向空闲边缘云提交败者的任务信息a_j和报价b_j，执行第二次本地拍卖算法，其中空闲边缘云为卖方，第一次本地拍卖的败者为买方，得到第二次本地拍卖的胜者集合与每个胜者的支付价格；

(5)空闲边缘云向繁忙边缘云提交所拥有的资源d_k与单位资源要价g_k；执行双边拍卖算法，其中空闲边缘云为卖方，第一次本地拍卖的败者为买方，繁忙边缘云为拍卖师；得到双边拍卖的胜者集合与每个胜者的支付价格。

进一步地，步骤(1)所述的完成任务所需的资源包括计算资源、存储资源、带宽。

进一步地，所述步骤(2)包括以下步骤：

(201)将胜者集合S^k置空，令移动边缘云的剩余资源容量d′_k＝d_k；

(202)移动边缘云根据任意移动用户j的报价资源比f_j的非递增顺序对移动用户进行排序，排序后的序列记为其中任意移动用户j的报价资源比为：

(203)依次对序列中的移动用户j执行步骤(204)至步骤(206)；

(204)判断移动边缘云的资源是否满足移动用户j的任务所需的资源；若满足，则该移动用户为胜者，将其加入到胜者集合S^k；

(205)对每种资源i∈R执行步骤(206)；

(206)更新移动边缘云的剩余资源容量即