基于博弈论的绿色虚拟边缘计算协同资源分配技术研究

论文摘要

边缘计算是在更靠近终端用户的地方提供网络、计算、存储一体的服务,能够实时处理和分析数据,对数据回传网络带宽需求低,满足了用户对低时延的要求。边缘计算中的虚拟化技术能够抽象和共享基础设施和计算资源,可以显著降低无线网络部署和运营的总体费用,因此无线虚拟化边缘计算中的资源分配与定价问题是一个需要解决的关键问题。为了解决这个问题,首先,本文搭建了绿色虚拟化边缘计算协同资源分配博弈模型,采用博弈论中古诺博弈模型,将问题建模为多级的能源供应商与运营商之间的博弈模型,提出了一种基于博弈论的可再生能量分配策略以及数据服务定价策略使这些能源供应商与运营商利益达到稳定的均衡值。其次,本论文通过对小型边缘计算协同资源分配模型均衡解的仿真分析对比,证明了采用古诺博弈模型分析后的均衡出价与均衡资源存储量使可再生能源供应商与运营商的利润最优,同时也证明了节点内部的能源供应商的竞争越激烈会给整个系统带来更高的收益。最后,将两级边缘计算协同资源分配模型推广为多级边缘计算协同分配模型,证明了边缘计算协同资源分配模型存在的三个特性,即等价性、扩展性、压缩性,通过这些特性证明了任意结构的资源分配模型都可以被转化为节点处只有两块资源组成的结构模型,同时,也可以被迭代压缩为基本两级模型,并对比分析了在这次博弈过程中影响无线运营商定价策略以及效益的重要因子。

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摘要

Abstract

专用术语注释表

第一章绪论

1.1 研究背景

1.1.1 下一代无线通信概述

1.1.2 移动边缘计算概述

1.2 虚拟化边缘计算研究现状

1.2.1 移动边缘计算能量分配研究现状

1.2.2 绿色通信网络资源分配研究现状

1.2.3 无线虚拟化技术研究现状

1.3 研究内容及章节安排

第二章博弈论概述

2.1 博弈论定义及要素

2.2 博弈的分类

2.3 古诺博弈模型中的纳什均衡

2.4 本章小结

第三章虚拟化边缘计算协同资源分配模型

3.1 虚拟化边缘计算系统模型

3.2 数据传输的信道模型

3.2.1 自由空间路径损耗

3.2.2 数据传输的业务模型

3.3 虚拟化边缘计算资源分配效用函数

3.4 虚拟化边缘计算协同资源分配问题描述

3.5 本章小结

第四章两级虚拟化边缘计算资源协同分配技术

4.1 两级虚拟化边缘计算协同资源分配分析

4.1.1 两级模型下运营商和能量供应者商的策略分析

4.1.2 两级运营商与能量供应者博弈的纳什均衡解

4.1.3 两级虚拟化边缘计算资源分配算法设计

4.2 两级多节点绿色虚拟化边缘计算模型的封闭式均衡解

4.3 仿真及结果分析

4.3.1 两级能量供应者的均衡解分析

4.3.2 两级数据传输速率与流量分析

4.3.3 两级节点内部的直接竞争对资源分配的影响

4.4 本章小结

第五章多级虚拟化边缘计算协同资源分配技术

5.1 基于博弈论的多级协同资源分配模型特性研究

5.1.1 多级协同资源分配中的等价性与可扩展性

5.1.2 多级协同资源分配模型中的压缩性

5.2 多级资源分配模型半封闭式均衡解

5.3 多级虚拟化边缘计算资源分配算法设计

5.4 仿真及结果分析

5.4.1 多级资源分配模型中影响无线运营商效益的因子

5.4.2 多级资源分配模型中运营商服务质量成本分析

5.5 本章小结

第六章总结与展望

参考文献

附录1 攻读硕士期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李选

导师: 黄波

关键词: 边缘计算,虚拟化,资源分配,绿色通信,古诺博弈,纳什均衡

来源: 南京邮电大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 数学,电信技术

单位: 南京邮电大学

分类号: O225;TN929.5

DOI: 10.27251/d.cnki.gnjdc.2019.000464

总页数: 63

文件大小: 2240K

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