[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

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。例如，有文献研究针对多用户时分多址MECO(Mobile Edge Computation Offloading)系统中通信和计算资源联合分配的时延最小化问题，研究了三种不同的计算模型，最终提出了一种最优的联合通信和计算资源分配算法。后者则利用经济学的方法对资源进行分配和定价，刺激MEC服务器共享资源，以最大化收益。又例如，有文献通过博弈论研究了多个MEC服务器之间的竞争行为，并提出了一种迭代算法来动态调节MEC服务器的资源量及定价，以吸引更多的用户。

现有的基于经济分析的资源分配方法较少考虑用户多样性和信息不对称性等问题。MEC系统中有多种类型的用户，不同的用户有不同的服务需求，需要根据不用的用户类型制定不同的资源分配和定价策略。此外，在资源市场活动中，各类参与者对信息的了解不尽相同，需要考虑MEC服务器在不同信息环境下的资源分配和定价策略。

发明内容

本申请实施例提供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，本发明的目的在于综合考虑MEC中资源交易市场的用户多样性和信息不对称性问题，提出了一种基于混合市场的资源交易机制，并在其中考虑了两种不同类型的用户，即合同用户和随机用户。在期货市场中，合同用户按照签订的合同使用预留资源，在现货市场中，随机用户按需购买资源。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

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}；