一种基于契约匹配理论的计算资源分配与任务卸载方案制造技术

本发明专利技术涉及应用在雾计算中的资源分配与任务卸载方案，通过利用附近车辆的未充分利用的资源，将计算任务从用户设备卸载到车辆雾节点。通过对契约理论和匹配理论的研究，提供了一种有效的激励机制和任务分配机制。本文所提出的契约理论‑匹配理论机制是一个两阶段的优化问题，在第一阶段，本文提出了一种基于契约理论的有效的激励机制，以激励车辆进行资源共享。通过设计针对每种车辆类型的契约，最大化基站的预期效用。在第二阶段，将任务分配问题转换为车辆和用户设备之间的双边匹配问题。该问题通过基于价格的匹配算法来解决，该算法根据动态的偏好列表迭代地执行“提出申请”和“提升价格”过程，最后得到车辆和用户之间的稳定匹配。

【技术实现步骤摘要】
一种基于契约匹配理论的计算资源分配与任务卸载方案
本专利技术属于无线通信领域，具体涉及应用在雾计算中的资源分配与任务卸载方案，通过利用附近车辆的未充分利用的资源，将计算任务从基站卸载到车辆雾节点。首先，通过最优契约的设立鼓励车辆参与资源分配过程，然后通过对用户设备和车辆之间的匹配进行优化，有效地提高资源利用效率和最小化网络时延。
技术介绍
：随着信息和通信技术的快速发展，各种移动设备和家用电器等大量传感器接入网络，使得数据速率和计算需求呈指数级增长。目前，用户设备距离远程控制中心较远，高峰时间段内基站过载严重，难以保障严格的用户的服务质量和服务体验要求。在未来，云计算不能满足大数据、实时性和可靠性的要求。为了覆盖大规模的地理区域和提高资源的利用率，思科公司在2011年提出了雾计算的概念。雾计算能够将计算能力和数据分析应用扩展至网络边缘，在网络边缘层进行数据处理和储存，不仅降低了非高峰期资源的浪费，而且能够缓解基站压力，提高数据传输速率，降低网络时延。一种有效的解决办法是利用附近资源丰富的车辆作为雾节点，以弥补云计算的不足。未来的车辆将配备车载计算机、数据存储单元和先进的通信模块，为驾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用在雾计算中基于契约理论和匹配理论的资源分配与任务卸载方案，其特征在于：1)考虑在信息不对称情况下利用契约理论设计激励机制，以鼓励车辆进行资源共享；2)在契约理论结束后，提出基于定价机制的双边匹配算法，优化车辆和用户设备之间的匹配，以进行任务卸载。

【技术特征摘要】
1.一种应用在雾计算中基于契约理论和匹配理论的资源分配与任务卸载方案，其特征在于：1)考虑在信息不对称情况下利用契约理论设计激励机制，以鼓励车辆进行资源共享；2)在契约理论结束后，提出基于定价机制的双边匹配算法，优化车辆和用户设备之间的匹配，以进行任务卸载。2.如权利要求1步骤1)所述的在基站只知道车辆类型概率分布的情况下利用契约理论设计激励机制以进行资源分配，其特征在于，需要考虑特定车辆类型下基站效用问题：1)首先考虑M种车辆类型时，车辆在类型θm的情况下签订合同项目(δm，πm)，基站的预期效用为：δm和πm分别表示类型为θm的车辆提供的资源和其相应的奖励；λm表示类型为θm的车辆的概率。2)基站的目标是在信息不对称的情况下，通过优化每个项目条款最大化预期效用，因此相应的目标函数为：P1：s.t.C1：θ1π1-δ1＝0C2：δm＝δm-1+θm(πm-πm--1)，2≤m≤MC3：C4：C1、C2、和C3分别为个人理性、激励兼容性和单调性约束，C4为δm的上界；通过使用KKT(Karush-Kuhn-Tucher)条件求解目标函数中的最契约。3.如权利要求1步骤2)所述的基于定价机制的双边匹配算法的任务卸载机制，其特征在于，在契约建立过程结束后，通过对任务卸载进行建模，将其转化为双边匹配问题；根据动态的喜好表，在匹配过程中执行“提出申请”和“提高价格”的过程，以获得车辆和用户设备之间的稳定匹配，其步骤如下所示：1)本研究目的是通过利用车辆未充分利用的计算资源来减轻基站负载以降低时延，因此将匹...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚会，许晨，刘朋矩，周振宇，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11