一种适用于多用户多服务器边缘计算网络中可分割任务卸载的社会最优市场机制

《IEEE Transactions on Networking》：A Socially Optimal Marketplace for Splittable Task Offloading in Multi-User Multi-Server Edge Computing Networks

移动用户可将可分割任务卸载至多边缘服务器以提升服务质量，但需解决资源分配与隐藏成本/收益的博弈难题。本文提出Iterative DoublE Auction（IDEA）机制，通过迭代调整分配策略与定价规则，实现用户与服务器的信息 truthful reporting，最终使社会福利达到最优。

　　

摘要：

移动用户可以将任务卸载到附近的边缘服务器上，以提高服务质量。这些服务器需要适当的补偿来覆盖在协助处理卸载任务过程中产生的运营和能源消耗成本。尽管之前的研究已经探讨了多用户将任务卸载到多台服务器的市场机制，但大多数研究并未涉及可拆分任务卸载的市场机制，即任务可以被分解为多个子任务并分别卸载到多台服务器上。在这项工作中，我们提出了一个新颖的边缘计算市场平台，专注于多用户多服务器场景下的可拆分任务卸载，旨在实现社会福利的最大化。设计这样的市场平台面临若干挑战。首先，任务与计算资源分配问题导致了解决方案空间的复杂性，且这些分配决策之间存在相互依赖性；其次，用户和边缘服务器的目标存在冲突，并且双方都持有隐藏的效用/成本信息。为了克服这些挑战并实现社会最优的市场运作，我们设计了一种迭代双重拍卖（IDEA）机制。IDEA通过中介来促进用户与边缘服务器之间的互动，并通过迭代更新分配和定价规则来促使各方如实报告隐藏信息。严格的理论分析和广泛的仿真验证了所提出的IDEA机制在实现最优社会绩效方面的有效性。