[发明专利]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

权利要求书

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＝{o₁₁,...,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_i^b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。