[发明专利]一种非平衡边缘云网络接入与资源分配方法

说明书

本发明公开了一种非平衡边缘云网络接入与资源分配方法，属于移动云计算与移动边缘计算领域，本发明通过循环方法，在每一轮资源分配循环中，多用户多任务依据最小时延‑能耗‑成本加权和准则独立选择最优任务卸载路径，最终具有全局最小时延‑能耗‑成本加权和的任务获得当前边缘云服务器和无线接入基站资源分配权利。本发明能实现非平衡边缘云网络中的多用户多任务卸载决策与资源分配，能显著降低多用户多任务卸载总时延‑能耗‑成本加权和。

技术领域

本发明属于移动云计算与移动边缘计算领域，特别是涉及一种非平衡边缘云网络接入与资源分配方法。

背景技术

当前移动互联网与移动应用创新仍面临三大矛盾，包括：移动设备计算密集型应用需求剧增但移动设备自身计算能力和电池容量有限、移动云接入需求剧增但接入能力有限、移动网络技术革新越来越多但运营商网络管道化严重且用户平均收益不断降低。为了解决上述矛盾，移动边缘计算(MEC,Mobile Edge Computing)新技术被提出，并成为了第五代移动通信的关键网络技术之一。本质上，移动边缘计算技术可以看作是移动云计算技术向网络边缘的延伸或拓展。MEC的概念最先是由欧洲电信标准研究所(ETSI,EuropeanTelecommunications Standards Institute)于2014年提出，其定义为“在无线接入网络(RAN,Radio Access Network)内靠近移动用户的位置提供IT和云计算能力的新平台”。这种模式中，大量计算和存储资源被放置在网络边缘，靠近移动设备或传感器。因而移动用户可以将计算密集型任务迁移到MEC服务器中执行，从而显著降低对移动设备计算能力的要求并减小移动设备计算密集型任务执行带来的能耗。其次，通过在网络边缘服务服务器，移动用户无需接入远端云从而可以显著地降低云平台和骨干网络负载。此外，移动网络运营商可以将移动边缘计算服务器空闲资源租用给第三方从而获得附加收益。

现有针对移动边缘云计算系统迁移决策与资源分配研究大都基于平衡移动云边缘计算服务器部署，即每个无线接入点都配置独立非共享边缘云服务器。然而，实际网络中，基于空域业务分布不均匀性以及部署成本因素，运营商一般选择非平衡的移动边缘服务器部署策略，即多个无线接入点通过一跳或多跳链路接入少数几个共享边缘计算服务器。当前针对这种非平衡移动边缘云服务器部署下的迁移决策与资源分配还少有研究；现有关于移动边缘云计算系统迁移决策与资源分配研究的系统设计目标主要为时延、能耗或时延-能耗权重和，并未考虑移动边缘云服务器的服务(使用)成本。

在本发明中的一种非平衡边缘云网络接入与资源分配方法，其中边缘云服务器的服务成本具有多重含义，如无线接入点到边缘云服务器时延、无线接入点与边缘云服务器间达成的服务协议定价，或虚拟网络运营商与计算服务提供商关于资源使用定价等；这种服务成本与关联的无线接入点有关。在这种情况下，系统迁移决策与资源分配设计需要联合考虑时延-能耗-成本折中。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种非平衡边缘云网络接入与资源分配方法，该机制是一种循环方法，在每一轮资源分配循环中，多用户多任务依据最小时延-能耗-成本加权和准则独立选择最优任务卸载路径，最终具有全局最小时延-能耗-成本加权和的任务获得当前边缘云服务器和无线接入基站资源分配权利，并且其最终任务卸载路径即为获得该最小时延-能耗-成本加权和路径上的无线接入基站和边缘云服务器。上述步骤循环直到边缘云服务器或无线接入基站资源用完或所有用户任务完成卸载。本方法能实现非平衡边缘云网络中的多用户多任务卸载决策与资源分配，该方法是多项式复杂度方法，并且能显著降低多用户多任务卸载总时延-能耗-成本加权和。

为实现上述目的，本发明提供了一种非平衡边缘云网络接入与资源分配方法，包括以下步骤：

S1、定义下列各项数据；

定义用户集合

定义用户i卸载任务集合

定义卸载任务集非空用户集合