[发明专利]一种MEC中无线资源和云资源的联合分配方法

说明书

本发明公开了一种MEC中无线资源和云资源的联合分配方法，包括：(1)MEC中的终端发起任务卸载请求，并建立终端的任务卸载代价函数；(2)异构网络的各个接入点获取覆盖区域内各个终端任务卸载代价函数，并将终端的任务卸载请求和网络的信道信息发送至朵云；(3)朵云基于合作博弈进行无线资源和云资源联合分配，利用KKT条件得到纳什均衡解，并将博弈纳什均衡解发送至终端；(4)终端根据纳什均衡解向朵云和接入点进行计算资源和无线资源请求；(5)朵云和接入点根据终端请求分配计算资源和无线资源。本发明基于合作博弈，充分利用朵云中有限的计算资源，在以最小化所有终端任务卸载代价为目标的同时，保证各终端任务的实时性，满足各移动终端的任务卸载需求。

技术领域

本发明涉及云计算技术，尤其涉及一种MEC中无线资源和云资源的联合分配方法。

背景技术

近年来，云计算已经成为学术界和工业界公认的下一代计算基础设施。与传统的IT基础设施相比，它可以提供许多特性，如可伸缩性、敏捷性、经济效率等。同时，随着快速部署的无线宽带网络和智能移动设备的日益普及，越来越多的终端使用互联网服务。然而，随着终端应用需求和计算能力需求不断提高，智能移动设备对由于尺寸、能量等限制无法满足。因此，移动边缘云计算系统(MEC，Mobile Edge Computing)将朵云(Cloudlet)集成到移动环境中，方便终端将计算能力强的应用卸载到近端的朵云运行，在更低时延限制下以减少终端的任务卸载代价。

具有朵云的异构网络场景包括异构网络(Heterogeneous Network)、朵云(Cloudlets)和互联网Internet，其中异构网络包含宏小区(Macro Cell)、微小区(PicoCell)、微微小区(FemtoCell)以及其它类型接入点，例如WiFi接入点。朵云是一种相对小型的计算资源池，由运营商统一部署在接入点周围。接入点根据所需资源类型和连接的便捷性连接至朵云，接入点与朵云之间通过光纤连接，此连接被称为回程链路(Backhaul)。朵云接收相关接入点的任务请求，并在数据处理单元进行计算。朵云通过广域网(WAN，WideArea Network)连接至互联网Internet。

异构网络场景下的移动边缘云计算是在异构网络中各个接入点附近部署了大量的云资源，于是接入点具有云资源和无线资源两种类型资源，无线资源指的是终端的上行链路发射功率资源；云资源指的是朵云计算资源。朵云为连接至它的异构网络中的所有终端服务。朵云为终端提供计算资源，异构网络为终端提供无线资源，计算资源和无线资源的分配对终端的任务卸载代价有重要影响。因此如何实现移动边缘云计算系统中这两种资源最有效分配，实现整个网络的最大效益是亟待解决的问题。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种MEC中无线资源和云资源的联合分配方法，本方法以最小化网络中所有终端任务卸载代价为目标，并保证各个终端的时延限制，满足无线资源和云资源容量限制，实现各移动终端任务卸载的实时性。

技术方案：本发明所述的MEC中无线资源和云资源的联合分配方法包括：

(1)MEC中的终端发起任务卸载请求，并建立终端的任务卸载代价函数；其中，该任务卸载代价函数包含能耗代价和经济代价，能耗代价是终端进行任务卸载时消耗的能量，经济代价是终端利用无线资源和云资源向接入点和朵云所支付的费用。

所述终端可以对能耗代价和经济代价占据的比例进行动态调节，能耗代价和经济代价的影响因子之和为1，当终端剩余能量较低时，终端通过提高终端能耗比例使能耗占据更高的权重，从而使终端更加注重能耗代价，如果终端用户对经济代价比较敏感，终端通过提高经济代价比例使经济成本更被关注；另外，终端任务卸载代价函数的最大处理时延限制条件保证终端任务处理的实时性；终端发射功率限制条件保证发射功率在允许范围内；计算资源限制保证所有用户占用总的计算资源在朵云最大服务能力范围内。