一种基于期货市场和现货市场的移动边缘计算资源分配和定价方法技术

本发明专利技术属于无线通信技术领域，涉及一种基于期货市场和现货市场的移动边缘计算资源分配和定价方法，包括建立移动边缘计算系统模型、MEC服务器、用户和中间代理，通过预留合同的期货市场最优注册费，代理人收集关于MEC服务器和用户的信息，发布注册费并记录所有用户的注册决策每个用户基于注册决策得到效益信息收集所有边缘服务器的效益，完全信息下的拍卖算法，随机用户对边缘服务器进行估值，并根据估值出价投标代理人对随机用户的投标价降序排序不完全信息下的拍卖算法，将服务器的要价a升序排序，将用户的投标价b降序排序，根据供求模型，可得交点(x,y)，并计算用户的中标价和服务器的开价，以达到MEC服务器在不同信息环境下的资源分配和定价策略。环境下的资源分配和定价策略。环境下的资源分配和定价策略。

【技术实现步骤摘要】
一种基于期货市场和现货市场的移动边缘计算资源分配和定价方法


[0001]本专利技术属于无线通信
，涉及一种基于期货市场和现货市场的移动边缘计算资源分配和定价方法。

技术介绍

[0002]随着5G网络和移动互联网的发展，自动驾驶、增强现实和智慧交通等海量应用的不断涌现，移动终端设备要求能够及时处理高能耗、高量级和高复杂度的计算任务。为解决上述问题，提出了移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)的概念。MEC允许移动设备将计算任务卸载到部署在邻近网络边缘的服务器上，使业务本地化，减少了远程数据的传输量，降低了能量消耗和传输时延。目前MEC已经成为5G网络的关键技术之一，对MEC的研究应用有助于解决未来网络的拥塞和时延等问题。
[0003]资源分配作为MEC的关键技术之一，在缩短任务时延和提升能量效率方面具有十分重大的研究意义。目前已有的研究中，主要从两个方面对MEC的资源分配问题进行分析：即技术与理论层面和经济层面。前者主要以最小化能耗和任务时延为目标，或者根据不同应用的需求，权衡两个优化目标，进行资源的分配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于期货市场和现货市场的移动边缘计算资源分配和定价方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、建立移动边缘计算系统模型，包含多个MEC服务器、多个用户和一个中间代理，包括以下步骤：步骤101、移动边缘计算系统中所有MEC服务器记为集合M＝{1,2,...,M}，其中，第j个服务器拥有的计算资源记为R
j
；系统中所有的用户记为集合N＝{1,2,...,N}，考虑两类用户：合同用户和随机用户，合同用户需要事先注册，支付一定的注册费r，并按照合同约定使用预留资源；随机用户按需购买资源。定义变量α
i
∈{0,1}表示用户类型，α
i
＝1表示用户i是合同用户，α
i
＝0表示用户i是随机用户；系统中所有用户的注册策略记为α＝{α1,...,α
i
,...,α
N
}；MEC边缘服务器通过雇用中间代理人来管理资源，并支付管理费，记为c0；步骤102、构建期货市场资源分配模型如果用户i是合同用户，需与MEC服务器签订合同条款，记为R
i
＝{D
i
,P
i
,l
i
}，其中D
i
表示合同用户i的资源需求，P
i
表示资源单价，l
i
表示赔偿单价；定义β
ij
为MEC服务器j对合同用户i的资源贡献率，即服务器j分配给合同用户i的资源百分比,资源贡献率受限于约束如果用户i是合同用户，可以与中间代理人协商签订合同，向MEC服务器预约资源，称为期货合约；MEC服务器j在期货市场中的效益可表示为：式中B(d
i
,D
i
)表示当MEC服务器分配给合同用户i的资源d
i
少于合同中约定的资源D
i
时，MEC服务器需要支付给合同用户i的补偿，表示为：如果合同用户i分配到的计算资源为d
i
，则合同用户i的收益可表示为式中表示合同用户i单位资源的边际收益。步骤103、构建现货市场资源分配模型如果用户i为随机用户，需与其他随机用户在现货市场中竞争剩余计算资源。定义o＝{o
11
,...,o
NM
}为MEC服务器与所有随机用户的匹配矩阵，其中o
ij
＝1表示随机用户i竞价成功，获得MEC服务器j的资源；MEC服务器j在现货市场中的效益可以表示为：式中p
a
为随机用户单位资源支付价格，φ
a
表示MEC服务器支付给中间代理人的单位资源成本，表示MEC服务器j分配单位资源的边际成本，为资源的交易量；在现货市场中，随机用户以最大的支付意愿对资源进行竞价，竞价成功的用户可以利用分配的资源完成计算任务。随机用户i在现货市场上的效益可以表示为：
式中p
b
表示用户支付给MEC服务器的单位资源价格，φ
b
为支付给中间代理人的单位资源成本，W
ib
表示资源交易量；步骤2、确定MEC服务器在期货和现货市场的总收益为目标函数，在资源有限约束和资源分配平衡约束下，构建最大化MEC服务器总收益的优化模型；步骤3、构建基于预留合同的期货市场资源分配算法对步骤2获得的优化问题进行处理，得到最优注册费；步骤4、构建完全信息下现货市场的拍卖算法得到MEC服务器与所有随机用户的匹配矩阵；步骤5、构建不完全信息下现货市场的拍卖算法获得匹配矩阵。2.如权利要求1所述的一种基于期货市场和现货市场的移动边缘计算资源分配和定价方法，其特征在于，包括步骤2且步骤2包括以下步骤：步骤201、MEC服务器总收益最大化问题如下式所示：约束条件为：约束条件为：约束条件为：式中，C1表示资源约束条件，确保每个MEC服务器在其能力范围内接受用户的购买请求；C2为资源分配平衡条件，确保所有MEC服务器分配给用户的资源量与用户收到的总资源量相等。3.如权利要求1所述的一种基于期货市场和现货市场的移动边缘计算资源分配和定价方法，其特征在于，包括步骤3且步骤3包括以下步骤：步骤301、在完全信息下的期货市场中，所有的MEC服务器和中间代理人都有完整的合同用户信息，那么提供给合同用户i的资源合同需要满足个体合理...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文杰，郭荣宗，黄晓雯，郑艺峰，
申请(专利权)人：闽南师范大学，
类型：发明
国别省市：