【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信，具体涉及一种基于多轮拍卖的任务分配和调度方法。
技术介绍
1、随着智能终端设备和新型应用爆炸式增长，传统云计算架构由于长传播延迟而无法满足这些新型应用的延迟需求。为了解决这些问题，多接入边缘计算(multi-accessedge computing,mec)应运而生。mec在无线接入网的边缘部署有限的计算资源，并通过卸载技术来帮助终端设备处理任务，旨在实现低时延的任务请求。多接入边缘计算(mec)的最新趋势是协同卸载，即繁忙终端(如智能手机、电脑等)的计算任务不仅可以由mec服务器执行，还可以通过d2d通信等技术卸载到附近其它可用的终端设备(称为空闲终端)上。然而，在mec网络中实现协同卸载存在一些重要挑战。执行计算任务需要消耗计算资源，而空闲终端都是自私自利的，不愿意贡献其有限的计算资源。
2、为吸引空闲终端和边缘服务器参与协同计算，在mec系统中引入激励机制至关重要，但现有的资源分配和调度方法中引入了激励机制，却没有考虑过不同终端设备之间的协作卸载，对终端设备的可用资源进行合理利用；也没有考虑任务调度顺序对任务完成时延的影响，在现实情况中仅局限于同一时刻仅对单任务进行处理的排序问题，没有对空闲终端同一时刻并行处理多个任务的场景进行探究，浪费了计算资源，没有实现系统效用最大化的目标。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于多轮拍卖的任务分配和调度方法，针对终端设备同时并行处理多任务的场景，使时延、能耗和惩罚成本最小，并增加有效处理的任务
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于多轮拍卖的任务分配和调度方法，包括下列步骤：
3、步骤1：构建包含拍卖商、买家和卖家的拍卖框架；
4、步骤2：资源提供者收到拍卖商发布的任务信息后，向拍卖商提交任务投标；
5、步骤3：拍卖商基于每个任务的投标绩效比选择任务对应的获胜者；
6、步骤4：基于紧急-利润比的任务调度顺序方案；
7、步骤5：将步骤4中获得的最优结果发送给任务执行者；
8、步骤6：任务完成后，资源提供者向相应的买家收费，并返回其计算结果。
9、可选的，步骤1中的拍卖商为可信的第三方，即中心云、边缘云或专业的拍卖机构，买家为繁忙终端，卖家为空闲终端，在拍卖过程中所有参与者都是诚实的，并且出价满足pm,j(k)＝cm,j。
10、可选的，在步骤2的执行过程中，边缘服务器将每个任务的信息(dm,cm,tm,τm)发送给资源提供者进行拍卖，其中dm为计算任务m∈m的数据量，cm为处理任务所需的计算资源，τm为任务m∈m的最大允许时延，tm为任务m∈m在繁忙终端上产生的时刻，m＝{1,2,...,m}表示繁忙终端集合，c＝{1,2,...,j,...,c}表示所有空闲终端集合；
11、资源提供者收到任务信息后，向拍卖商提交任务投标分别表示在第k轮拍卖时资源提供者j∈j对任务m∈m的投标价格pm,j(k)、提供的计算能力fj，以及任务所需的等待时延j＝{c∪0}表示系统中所有任务的资源提供者的集合(索引0表示边缘服务器)。
12、可选的，步骤3中的投标绩效比表达式如下：
13、
14、其中，δ∈[0,1]为控制系数。
15、可选的，步骤4中每个计算任务m∈m首先与投标绩效比最低的资源提供者进行匹配，对于会出现以下两种情况：
16、资源提供者j∈j匹配的任务数量小于或等于其能同时处理的最大任务数量；
17、资源提供者j∈j匹配的任务数量大于其能同时处理的最大任务数量nj。
18、可选的，匹配任务数量小于或等于资源提供者能同时处理的最大任务数量时，计算系统完成任务的效用，公式如下：
19、
20、其中，vm为任务的真实估值，pe,j，pt,j分别表示单位能耗、时延的经济成本；
21、对于um,j＜0的任务将其丢弃，um,j≥0的任务添加到匹配的任务集合m assigned中，然后更新资源提供者j∈j上的等待时延以及投标价格，以供下一轮拍卖使用，则本轮次拍卖(第k次拍卖)的将更新为如下所示：
22、
23、其中，表示第k轮拍卖时分配的任务集合，然后根据更新投标价格bm,j(k+1)，则相应的投标绩效比γm,j值也将更新以反映等待时延和投标价格的变化。
24、可选的，匹配任务数量大于资源提供者能同时处理的最大任务数量时，将任务按照利润-紧急比λm,j由大到小排列，资源提供者j∈j将选择前nj个任务，如果在前nj个任务中有利润-紧急比λm,j小于0的任务将被直接丢弃；
25、利润-紧急比λm,j为系统效用与时间紧急程度的比值，表示如下：
26、
27、本专利技术提供了一种基于多轮拍卖的任务分配和调度方法，针对终端设备同时并行处理多任务的场景，基于d2d协同的mec架构，构建了多任务调度顺序模型，将繁忙终端视为买家，空闲终端为卖家，第三方中心云、边缘云或专业的拍卖机构作为拍卖商，基于激励机制的边缘协作计算卸载与任务调度联合提升系统效用，具体采用基于投标绩效比的资源提供者选择策略和基于贪婪利润-紧急比的任务调度顺序策略，实现最优者的匹配和最佳的任务处理顺序。仿真结果表明，本专利技术增加了有效处理任务的数量和系统效用，充分调动利用了边缘协作任务卸载和灵活调整任务处理顺序的优势，提高了资源利用率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于多轮拍卖的任务分配和调度方法，其特征在于，包括下列步骤：
2.如权利要求1所述的基于多轮拍卖的任务分配和调度方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的基于多轮拍卖的任务分配和调度方法，其特征在于，
4.如权利要求3所述的基于多轮拍卖的任务分配和调度方法，其特征在于，
5.如权利要求4所述的基于多轮拍卖的任务分配和调度方法，其特征在于，
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7.如权利要求5所述的基于多轮拍卖的任务分配和调度方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种基于多轮拍卖的任务分配和调度方法，其特征在于，包括下列步骤：
2.如权利要求1所述的基于多轮拍卖的任务分配和调度方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的基于多轮拍卖的任务分配和调度方法，其特征在于，
4.如权利要求3所述的基于多轮拍卖...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭捷，王俊义，李然，刘莎莎，陈峰，陈哲，农丽萍，李燕龙，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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