[发明专利]一种分布式非平衡边缘云网络接入与资源分配方法

摘要

本发明公开了一种分布式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；本发明在每一轮资源分配时，多用户多任务基于可用无线接入基站和边缘云服务器，向最优路径上的无线接入基站和边缘云服务器发送服务请求；如果边缘云服务器的服务请求所需资源超过最大可用资源，则保留任务，拒绝其他用户任务；边缘云服务器依据拒绝信息更新当前服务用户任务集，被拒绝用户任务基于更新的数据复执行上述步骤，直到所有用户任务已完成卸载或所有任务无可接入无线接入基站和边缘云服务器为止。本发明能显著降低多用户多任务卸载总时延‑能耗‑成本加权和。

主权项

1.一种分布式非平衡边缘云网络接入与资源分配机制，其特征在于包括以下步骤：S1、定义下列各项数据；定义用户集合A＝{1,...,i,...,|A|}；定义到第s轮接入与资源分配，用户i未卸载任务集合其中s≥0；定义到第s轮接入与资源分配，用户i已卸载任务集合定义卸载任务集非空用户集合定义用户i卸载任务j的计算资源需求ri,j；定义无线接入基站集合B＝{1,...,m,...,|B|}；定义无线接入基站m可接入用户数Qm；定义边缘云服务器集合C＝{1,...,n,...,|C|}；定义边缘云服务器n当前可用计算资源Rn；定义用户i卸载任务j通过无线接入基站m卸载传输的时延和能耗分别为ti,j,m和ei,j,m；定义无线接入基站m连接边缘云服务器n的成本为cm,n；定义第s轮接入与资源分配中，用户卸载任务的可接入无线接入基站集和可接入边缘云服务器集定义第s轮接入与资源分配中，无线接入基站m收到的总任务服务请求集合为定义在s轮接入与资源分配中，边缘云服务器n收到的总任务服务请求集合为以上各项数据的定义顺序不分先后；S2、初始化s＝0，并且所有边缘云服务器广播自身连接成本给所有用户；S3、任意用户未卸载任务可接入无线接入基站集合和可接入边缘云服务器集合S4、任意用户执行步骤S4‑1到步骤S4‑6；S4‑1：对于未卸载任务构造大小为的成本矩阵S4‑2：对于未卸载任务的成本矩阵C^i,j，计算每一个可接入无线接入基站的可接入边缘云服务器的最小成本及该边缘云服务器索引S4‑3：对于未卸载任务计算其通过可接入无线接入基站m以及其最小成本可接入边缘云服务器卸载计算任务的总时延‑能耗‑成本权重和其中α_i，β_i和γ_i分别为时延、能耗与成本权重因子；S4‑4：对于未卸载任务计算其最优可接入无线接入基站和最优可接入边缘云服务器S4‑5：如果用户的所有未卸载任务都被执行一次，跳转到步骤S4‑6，否则跳转到步骤S4‑1；S4‑6：用户针对自身每个任务的最优迁移路径向对应的无线接入基站和边缘云服务器发送服务请求，该服务请求包括用户索引i，任务索引j，任务路径上的无线接入基站索引和边缘云服务器索引任务计算资源需求r_i,j，任务迁移时延‑能耗‑成本权重和S5、任意边缘云服务器n∈C，针对当前总服务请求任务集独立执行步骤S5‑1到步骤S5‑4；S5‑1：计算集合V_n(s)中所有任务计算资源需求如果有则执行步骤S5‑2，否则执行步骤S5‑4；S5‑2：对集合V_n(s)中任务按照时延‑能耗‑成本权重和值降序排列，即和并搜索k_n值使得但S5‑3：边缘云服务器向任务属于集合Rn(s)＝{(si,j)[l]|l＞kn}的用户及该任务请求的无线接入基站发送拒绝服务消息；S5‑4：边缘云服务器向其连接的无线接入基站发送空消息，表明本边缘云服务器当前不拒绝任何服务请求；S6、对于用户及卸载任务如果其被边缘云服务器n拒绝，则更新可接入边缘云服务器集如果其被无线接入基站m拒绝，则更新可接入无线接入基站集如果卸载任务未被任何边缘云服务器或无线基站拒绝，则更新用户i未卸载任务集合和用户i已卸载任务集合S7、如果条件或或之一成立，则算法结束，跳转到步骤S10，否则，s＝s+1，跳转到步骤S4.S8、算法结束。