基于双重拍卖的移动边缘计算任务卸载和资源分配策略
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国家自然科学基金面上项目(61471306);四川省自然科学基金(2022NSFSC0548);四川省重点研发计划(2020YFS0360)


Double-auction-based Task Offloading and Resource Allocation Strategy for Mobile Edge Computing
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    摘要:

    在移动边缘计算(mobile edge computing, MEC)系统中, 用户的卸载策略会影响能耗和计算成本, 进而影响用户效益. 然而, 目前多数研究未考虑边缘服务器随机分布场景中用户的卸载策略和资源请求策略对效益的影响. 针对该问题, 提出了一种基于改进双重拍卖算法的计算卸载和资源分配策略. 首先, 该策略将用户与边缘服务器之间的交互过程建模为Stackelberg博弈, 并且证明了在该博弈内存在唯一纳什均衡点; 其次, 计算出用户对于不同服务器的卸载意愿以及计算资源请求量, 并将用户与最优服务器进行拍卖; 最后, 采用遍历法交换上一轮拍卖中部分交易中的用户与服务器, 以实现系统整体效益最优. 仿真实验结果表明, 与其他基准算法相比, 所提算法在服务器随机分布场景下提高了33.4%的系统用户总效益, 有效降低系统损失.

    Abstract:

    In the mobile edge computing (MEC) system, users’ offloading strategies will affect energy consumption and computing cost, which in turn affects the users’ benefit. However, most of the existing studies have not considered the impact of users’ offloading strategies and resource request strategies on the benefit in the random distribution of edge servers. Therefore, this study proposes a computing offloading and resource allocation strategy based on an improved double auction algorithm. Firstly, this strategy models the interaction process between users and edge servers as a Stackelberg game and proves that there is a unique Nash equilibrium point in the game. Secondly, the users’ willingness to offload different servers and the amount of computing resource requests are calculated, and then users and the optimal server are auctioned. Finally, the traversal method is employed to exchange some transactions in the previous auction for the optimal overall benefit of the system. Simulation results show that, compared with other benchmark algorithms, the proposed algorithm can improve the total benefit of system users by 33.4% in the scenario of random distribution of servers and effectively reduce system loss.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

郑景舜,贾小林.基于双重拍卖的移动边缘计算任务卸载和资源分配策略.计算机系统应用,2023,32(5):45-56

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  • 收稿日期:2022-11-11
  • 最后修改日期:2022-12-10
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  • 在线发布日期: 2023-03-17
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