移动边缘计算中基于经济分析的资源分配策略研究

来源 :闽南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:velvet_flower
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移动边缘计算(MEC)相较于云计算有着低时延、低耗能、高安全的特性,对物联网和5G网络的发展有着至关重要的作用。资源分配作为MEC的关键技术,主要涉及将计算任务卸载到哪个边缘节点的问题,在提升能量效率、缩短任务时延和节约成本方面具有非常重大的研究意义。本文针对当前仍未得到有效解决的关键问题,例如用户动态性、服务器竞争性、用户多样性和需求不确定性等,从经济层面对MEC的资源分配问题进行研究,建立基于博弈的动态资源分配策略和基于混合市场机制的资源分配策略。最后,通过实验来验证所提方法的有效性。具体研究工作如下:针对用户动态性和服务器竞争性问题,提出一个基于博弈的动态资源交易模型来研究多用户多服务器MEC系统的计算和通信资源分配问题。首先利用进化博弈对移动用户的动态行为进行建模,建立确定性和随机性模型,并设计进化算法得到进化均衡解。之后,通过非合作博弈分析边缘服务器之间的竞争,提出一种可获得纳什均衡的迭代算法。在此算法中,边缘服务器可以通过调整资源数量和价格来吸引更多的用户。最后,利用仿真实验验证进化均衡和纳什均衡的存在性。其次,针对用户多样性和需求不确定性问题,提出基于混合市场机制的资源分配策略。首先,用户根据自身的服务需求,选择成为合同用户还是随机用户。在期货市场中,合同用户需要事先注册,缴纳一定的注册费,与代理节点签订合同,之后按照合同条款规定使用预留资源。本文将期货市场中的资源交易建模为一对多的资源垄断市场,代理节点通过设计资源合同,调整注册费来最大化服务器的经济效益。进一步,将现货市场的资源交易建模为一个多卖家多买家市场,边缘服务器作为卖家,随机用户作为买家,采用双向拍卖机制来匹配服务器的要价与随机用户的竞价。此外,本文还考虑了在完全信息和不完全信息下的资源分配定价机制,并通过仿真实验对服务器效益进行分析。
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