【技术实现步骤摘要】
本专利
涉及通信和计算领域，具体涉及一种移动通算一体边缘网关的多级激励方法。
技术介绍
1、随着5g以及更先进无线网络的发展，工业自动化设备，机器人，传感器，和用户设备终端等数十亿物联网设备有望接入蜂窝网络。物联网设备的持续增长将产生大量对延迟敏感的任务，同时，不同的任务对延迟和能耗有不同的要求，并且需要卸载到边缘计算服务器来执行。即使将任务卸载到边缘计算服务器，用户的服务体验质量也可能降低，因为一个边缘计算服务器没有足够的计算资源来执行这种复杂和多样化的任务。协同计算可以缓解单个边缘计算服务器资源有限的问题。一方面，通过多个边缘服务器之间的协作，边缘计算服务器可以将任务卸载到邻近的边缘计算服务器，以缓解有限的计算资源。另一方面。可以利用具有可用计算资源的物联网设备执行任务，同时提高物联网设备的资源利用率。然而，多蜂窝小区中的协作任务分配面临以下挑战：
2、1.多蜂窝小区中需要处理的任务，边缘服务器和空闲终端设备数量海量，扁平化的任务分配具有非常高的复杂度。
3、2.用户和边缘计算服务器和空闲终端设备属于不同的阵营，即存在利益冲突。同时不同边缘服务器也可能属于不同的边缘计算服务器提供商。如果没有有效的激励机制，边缘计算服务器和空闲终端设备缺乏与用户或其他边缘计算服务器共享计算资源的动力。
4、3.计算任务是动态到达的，物联网设备也会动态参与或者离开蜂窝网络，需要在线算法。
5、4.不同任务的服务要求，执行模式的选择和资源约束产生的组合优化问题是np-hard的。因此，需要针对
6、本专利技术的目的是设计一种分层多级别的激励机制实现小区内和小区间的有效协作。在不同蜂窝小区中用户的任务需求和边缘服务器的负载情况呈现时空非均匀的现象，同时不同蜂窝小区中空闲终端设备数量不同，以及每个空闲终端设备的可用资源存在异构性。此外，用户和各个计算节点是典型的利益驱动型实体，存在利益冲突，并且不同的计算节点属于不同的阵营，因此需要设计合适的激励机制来促使不同的资源供给者协作起来。然而传统的激励机制面向对象单一，激励方式扁平化。在实际的边缘计算场景中，计算服务的处理涉及到算力请求者和算力供给者，算力供给者又分为不同的阵营。因此，传统的面向单一阵营对象的激励机制在实际场景中产生的效用往往非常有限甚至产生相反的结果。合理的激励机制应该考虑服务处理过程中所有的参与者，维护所有参与者的利益。然而，在空闲终端设备参与到资源供给者中后，激励机制需要考虑的对象大幅度增加，传统扁平化的激励方式会带来高复杂度的现象。因此，需要一种分层多级别的激励机制实现低复杂度的小区内并行激励以及小区间的有效协作。
7、在业已公开的专利申请文献中，例如中国专利技术专利申请号202010063514.7公开了一种基于区块链的医疗数据共享激励方法，其特征在于：其包括以下步骤：
8、步骤1，系统建设方联合多家机构共同部署区块链网络，共享系统初始化后发行系统奖励token，并根据市场规则为数据锚定价格同时为个人和机构提供共享系统客户端；
9、步骤2，机构制定激励规则和业务逻辑并转换为智能合约代码并发布到区块链网络；
10、步骤3，个人用户向系统申请注册账号，并获取系统生成的用户认证证书以及唯一的密钥对作为交易签名和验证使用；
11、步骤4，个人用户或者机构浏览机构发布的智能合约，选择可共享的数据交易发送到区块链网络中的节点；
12、步骤5，节点接收交易执行智能合约，根据智能合约上的激励规则计算并发放奖励；
13、步骤6，个人用户或机构使用获取的奖励token消费机构提供的健康服务或其他价值交换服务。
14、又如，中国专利技术专利申请号202010063514.7公开了一种基于激励治理的区块链跨链系统和方法，包括：应用链注册模块：将应用链的信息注册到中继协调模块上；中继协调模块：识别对应应用链，进行逻辑处理，协调多个应用链之间的跨链交易；网关模块：桥接应用链与中继协调模块，监听区块链事件并发起交易；系统安全模块：对恶事件进行监听，在获知恶事件后，对恶节点或参与者进行惩罚；跨链交易在应用链上发起，被应用链对应的网关模块监听到，网关模块把此交易转发到中继协调模块上，中继协调模块把此跨链交易路由到目标链对应的网关上，此网关再把跨链交易转发到目标链，通过中继协调模块提供应用链插槽，提供灵活的多元化应用链消息验证方式，保证应用链跨链消息的真实性
15、以上公开的专利技术专利申请均未提供一种分层多级别的激励机制，实现低复杂度的小区内并行激励以及小区间的有效协作，为供给侧和需求侧提供最佳的激励和任务分配方案。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中多蜂窝小区中用户和算力资源供给者激励机制的缺失，以及传统激励机制扁平化高复杂度，激励对象单一的缺陷，提供一种移动通算一体边缘网关的多级激励方法。移动通算一体边缘网关能够根据网络、用户、资源供给者的状态智能地制定激励措施，使得空闲终端设备、不同小区的边缘计算服务器能够协作处理用户的任务，实现社会福利最大。
2、所述移动通算一体边缘网关的多级激励方法，包括以下步骤：
3、步骤1、系统信息收集:一个时间帧开始时，用户将自己的基本信息和要处理的任务信息发送给移动通算一体边缘网关，同时移动通算一体边缘网关会获取其关联的边缘服务器的相关信息；
4、步骤2、触发第一级激励：移动通算一体边缘网关在不考虑其关联的边缘服务器可用计算资源的情况下，并行地为每个用户和边缘服务器之间地交互建模为谈判博弈，并求解该博弈的纳什谈判解，获得双方均满意的情况下用户的卸载决策、发送功率、需要支付的费用，以及边缘计算服务器需要为用户分配的计算资源，第一级激励在每个蜂窝小区并行完成；
5、步骤3、判断进行第二级激励的触发条件是否满足:根据第一级激励中确定的边缘服务器为要进行计算卸载的用户分配的资源的总量，判断边缘服务器的可用计算资源是否足够，如果足够，则不再触发第二级激励，第二级激励触发条件判断过程在每个蜂窝小区并行完成；
6、步骤4、参与第二级激励的任务筛选:如果边缘服务器的可用计算资源不够，则需要筛选出要参与第二级激励的任务，剩余的任务将在本地的边缘服务器处理，并且边缘服务器的可用资源满足剩余任务的资源分配需求总量，本过程在每个蜂窝小区并行完成；
7、步骤5、触发第二级激励：边缘服务器携带被筛选出来的任务作为买家，小区内的空闲终端设备作为卖家，移动通算一体边缘网关作为可信第三方拍卖官，通过双向拍卖的方式对任务和空闲终端设备进行匹配，第二级激励过程在每个小区并行执行；
8、步骤6、判断进行第三级激励的触发条件是否满足:第二级激励过后，如果一个小区的边缘服务器的所有任务都分配了计算资源，则这个小区不会触发第三级激励；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种移动通算一体边缘网关的多级激励方法，包括以下步骤：
2.按照权利要求1所述移动通算一体边缘网关的多级激励方法，步骤2中，第一级激励过程，具体步骤包括：
3.按照权利要求1所述移动通算一体边缘网关的多级激励和任务调度方法，步骤5中，第二级激励机制包括如下步骤：
4.按照权利要求1所述移动通算一体边缘网关的多级激励方法，步骤7中，第三级激励具体机制包含如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种移动通算一体边缘网关的多级激励方法，包括以下步骤：
2.按照权利要求1所述移动通算一体边缘网关的多级激励方法，步骤2中，第一级激励过程，具体步骤包括：
3.按照权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：张兴，李泱，王于波，赵旭，雷波，高伟东，张恺飒，王文博，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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