This study deals with pricing scheme based on the user's usage of server computational resources in situations where users handling low-latency applications partially offload to meet task completion time requirements and the server gains revenue from it in a mobile edge computing environment. It also addresses scheme that determines the optimal usage of server computational resources and the amount of data to offload from the user's perspective, taking into account the charges based on the proposed pricing scheme and the user's task completion time. Recently, studies have been conducted on pricing scheme considering only the amount of offloaded data to the server. However, according to this approach, the user's usage of server computational resources does not affect the payment, so all users try to use lots of server computational resources. Since the server's computational resources are finite, to support offloading for many users, it is necessary to operate efficiently by receiving more money from users who use more computational resources. To solve this problem, this study proposes a differential pricing scheme in which unit price per second are determined based on the user's usage of server computational resources, and derives the user's optimal usage of server resources and the amount of data to offload through the convex optimization problem considering the payment based on proposed pricing scheme and the task completion time. Through numerical results based on simulations, it is shown that the proposed pricing scheme and the user's offloading decision scheme can solve the problem mentioned above and increase the efficiency of mobile edge computing servers.
본 연구는 저지연 응용프로그램을 다루는 이용자들이 요구되는 실행 지연 시간을 맞추기 위하여 모바일 엣지 컴퓨팅 환경에서 부분적 오프로딩을 하고 이를 통해 서버는 수익을 얻는 상황에서 이용자의 서버 컴퓨팅 자원 사용량에 따른 가격 책정 기법을 다룬다. 또한, 제안하는 가격 책정 방법에 기반한 요금과 이용자의 실행 지연 시간을 고려하여 이용자의 관점에서 최적의 서버 컴퓨팅 자원 사용량과 오프로딩할 데이터의 양을 결정하는 기법을 다룬다. 최근까지 서버에 오프로딩하는 데이터의 양에 비례하여 비용을 지불하는 방식의 연구들이 진행되어왔다. 하지만 이런 방식을 따르면 이용자의 서버 컴퓨팅 자원 사용량은 비용에 영향을 미치지 않게 되고 모든 이용자가 많은 서버 컴퓨팅 자원을 이용하려고 하게 된다. 서버의 컴퓨팅 자원은 한정되어 있기 때문에 많은 이용자에게 오프로딩을 지원하기 위해서는 데이터의 양뿐만 아니라 더 많은 컴퓨팅 자원을 이용하는 이용자에게 더 많은 비용을 받음으로써 효율적으로 운영해야만 한다. 이 문제를 해결하기 위해서 본 연구는 이용자의 서버 컴퓨팅 자원 사용량에 따라 초당 단위가격을 설정하고 이를 기반으로 비용이 결정되는 차등적 가격 책정 기법을 제안하고, 제안된 가격 책정 기법에 따른 비용과 실행 지연 시간을 고려한 이용자의 최적 서버 자원 이용량과 오프로딩할 데이터의 양을 컨백스 최적화 문제를 통하여 분석한다. 수치 분석을 통하여, 본 연구에서 제안하는 가격 책정 기법과 이용자의 오프로딩 결정 기법이 위에서 언급된 문제를 해결하고 모바일 엣지 컴퓨팅 서버의 효율성을 높일 수 있다는 것을 보인다.
