CN114205828B - 基于联盟区块链的专用频谱资源共享系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于联盟区块链的专用频谱资源共享系统及方法，服务提供者收到用户的服务请求后购买所需资源，作为买方代理向区块链节点提交需求与报价，网络管理员收集其所管理范围内参与此次拍卖的资源信息，作为卖方代理向区块链节点提交资源信息与报价，并基于区块链网络进行拍卖，区块链接收到买卖双方的报价之后，自动触发双向拍卖智能合约，进行资源分配。本发明的边缘异构共享资源双向拍卖模型，降低资源瓶颈影响；引入联盟区块链建立资源提供者与资源请求者之间的信任关系，排除恶意节点对系统的影响；并提出多资源综合管理的拍卖算法，依托于联盟区块链智能合约达成系统效能最大化。

Description

基于联盟区块链的专用频谱资源共享系统及方法

技术领域

本发明属于边缘计算领域中的频谱网络资源可信安全共享技术，尤其涉及一种基于联盟区块链的专用频谱资源共享系统及方法。

背景技术

随着5G技术的不断发展，各种业务对时间敏感型应用的需求不断增长，移动边缘计算（Mobile Edge Computing，MEC）通过将计算能力转移到网络边缘（靠近无线接入网络（Radio Access Network，RAN）），无需向云端发送大量数据，仅通过本地计算即可实现各种功能。移动边缘计算一方面可以降低传播延迟，节省带宽资源，另一方面通过将计算能力下放到边缘节点，建立应用集成平台，为移动边缘入口的服务创新提供了无限可能。

然而与云计算不同，假设计算节点和用户之间的无线网络容量并不理想。事实上边缘节点（Edge Node，EN）部署在容量有限的无线接入点附近，同时边缘节点计算能力有限，因此对于一个高效的资源分配框架来说，对两种资源的综合管理是必须要考虑的，任意一种资源的缺乏都可能造成另一种资源的过度分配，从而降低系统整体效用，例如，如果一个节点没有足够的计算资源的情况下分配到了大量的频谱资源，则通过此无线接入网络上传的作业将遭遇极大的延迟。

在多资源分配情景中，不容忽视的一个方面是存在资源瓶颈和出现占主导地位的资源。在我们的情景下，当一个特定的服务提供者的相关需求配置文件，在耗尽所述节点中的可用性的资源时，可能会在集群的特定边缘节点中遇到资源瓶颈，我们称之为资源主导，当此类资源的节点容量耗尽时，即使边缘节点中还有其他类型资源可用，也无法安排更多作业。

考虑到资源瓶颈，要满足延迟要求，在任何时间点，系统只能同时容纳有限数量的作业，我们认为该数字是有效的整体绩效指标。它为服务提供者明确确定了系统可以为给定的资源同时服务多少个最终用户。

为了解现有技术的发展状况，对已有的论文和专利进行了检索、比较和分析，筛选出如下与本发明相关度比较高的技术信息：

已有技术方案1：发表于《IEEE Transactions on Mobile Computing(2020)》的《Strategic Network Slicing Management in Radio Access Networks》论文，开发了一种自动化机制，允许租户根据其即时需求做出战略决策，优化其切片管理，并像在市场中一样对其交互进行建模。将基于博弈论的解决方案集成到3GPP校准的系统级模拟器上，在该模拟器中片感知调度器在纳什均衡（NE）下执行租户的决策。通过将所提出机制与静态基线进行比较，静态基线为每个部分分配固定的资源份额，并表明通过在市场中动态交易资源，租户可以实现更低的成本，从而获得更高的利润。该文提供了一个算法实现，保证能收敛到单个纳什均衡，并在系统中不断增加的切片数上测试我们算法的计算复杂性。

已有技术方案2：发表于2017 IEEE International Conference onCommunications会议的《Network slicing in 5G: An auction-based model》论文，提出了一种新的基于拍卖的资源和收入联合优化模型。引入网络分片，将物理网络划分为不同的分片，以根据分片运营商的要求和分片用户的要求进行配置，从而提供不同的服务质量。通过仿真研究，证明了提出的拍卖模型可以将网络资源分配给网络片，可提供每个网络片更高的需求满足率，以及增加网络收入。

已有技术方案3：发表于《IEEE Transactions on Cloud Computing(2018)》的《Price-based Resource Allocation for Edge Computing: A Market EquilibriumApproach》论文，提出了一个新的基于市场的框架，用于有效地将异构容量有限边缘节点的资源分配给网络边缘的多个竞争服务。通过对地理分布的边缘节点进行适当定价，该框架生成了一个市场均衡解决方案，该解决方案不仅可以最大化边缘计算资源的利用率，还可以在给定预算约束的情况下为服务分配最优（即效用最大化）的资源束。当一项服务的效用被定义为该服务可以从其资源分配中获得的最大收益时，可以通过求解Eisenberg Gale凸规划集中计算均衡。证明了均衡分配是帕累托最优的，并且满足期望的公平性，包括共享激励、比例性和无嫉妒性。此外，还介绍了两种分布式算法，它们有效地收敛到一个市场均衡。当每项服务的目标是最大化其净利润而不是收入时，推导出一个新的凸优化问题，并严格证明其解正是一个市场均衡。

现有技术存在的问题：

已有技术方案1提出了一种基于网络切片技术的无线接入网资源共享方法，开发了一种自动化机制，优化切片管理，并像在市场中一样对其交互进行建模。该方案将基于博弈论的解决方案集成到3GPP校准的系统级模拟器上，在该模拟器中片感知调度器在纳什均衡（NE）下执行租户的决策。通过市场自动交易方法使得租户获得更高的利润，同时提出能使得系统达成纳什均衡的算法。该方案通过市场化方法有效解决了无线资源共享的效率问题，但未考虑网络中的节点是否安全可信问题。

已有技术方案2提出了一种基于拍卖算法和网络切片技术的5G计算与存储资源共享方法，用于提供5G网络片的计算和存储资源，以最佳地满足其资源需求。网络切片管理员的设计用于确定网络块的不同价格，并在需要时提供网络信息的中心视图。通过考虑网络块中的需求和供应，提出了一种新的基于经济拍卖机制的网络切片机制。该机制包括用于确定不同类型网络块售价的价格拍卖机制和用于最大化网络收益的网络切片拍卖机制。该方案未综合考虑网络中无线资源与计算存储资源的联合管理，易出现资源瓶颈，同时也未考虑网络中节点可信问题。

已有技术方案3建立了一个基于市场的电子商务资源配置框架，并提出采用一般均衡理论作为解决该问题的有效方法。在该方案的集中式解决方案中，模型中的唯一市场均衡可由EG程序确定。介绍了几种分布式算法，有效地克服了非唯一需求函数带来的困难的服务，并收敛到市场均衡。该方案考虑了网络环境中的资源联合管理，但同样未考虑资源可信共享问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于联盟区块链的专用频谱资源共享系统及方法。

本发明采用如下的技术方案。

一种基于联盟区块链的专用频谱资源共享系统，所述系统包括用户、服务提供者、区块链网络、网络管理员、资源域；

区块链网络由多个区块链节点构成，每个区块链节点连接一个网络管理员，网络管理员管理其下属的资源域；资源域包括边缘节点和无线通信基站；

服务提供者收到用户的服务请求后购买所需资源，作为买方代理向区块链节点提交需求与报价，并参与拍卖；

资源域中边缘节点和无线通信基站为资源提供者，网络管理员收集其所管理范围内参与此次拍卖的资源信息，作为卖方代理向区块链节点提交资源信息与报价，并参与拍卖；

拍卖基于区块链网络进行，区块链接收到买卖双方的报价之后，自动触发双向拍卖智能合约，进行资源分配，同时资源分配结果将向区块链网络广播。

进一步地，基于区块链网络可随时查询存储于区块链节点的买卖双方信息，进行资源情况核实。

进一步地，双向拍卖智能合约为双向拍卖中的多资源联合管理算法。

进一步地，边缘节点为异构MEC集群，包括不同计算资料类型r∈R；

无线通信基站集合为c∈C。

进一步地，服务提供者以网络切片的形式拥有计算和频谱资源的虚拟捆绑包，服务提供者使用这些资源为用户提供服务；服务提供者集合为s∈S。

一种基于联盟区块链的专用频谱资源共享方法，所述方法包括步骤：

（1）找出多资源情况下最易产生资源瓶颈的资源类型，即需求指数最低的资源类型；

（2）根据各服务提供者对最易产生资源瓶颈的资源类型的需求量，对其原有预算

进行加权，得到新的买方预算

；

（3）进行正式拍卖；

（4）拍卖结束合约返回拍卖结果。

进一步地，步骤（1）中，具体步骤为：

（1.1）查询各个资源域中参与此次拍卖的资源总量，计算资源域中所有边缘节点的r型计算资源总量

与频谱资源域中所有频谱资源总量

；

（1.2）查询各服务提供者对各种资源的需求，某服务提供者所需要的r型计算资源总量

与某服务提供者所需要的频谱资源总量

；

（1.3）计算各种资源的需求指数并据此找到最易产生资源瓶颈的资源类型。

进一步地，步骤（1.3）中，系统中r类计算资源的需求指数可表示为：

系统中频谱资源的需求指数可表示为：

。

进一步地，步骤（2）中，新的买方预算

可由下式得出：

，r型计算资源需求最高情况下；

，频谱资源需求最高情况下。

进一步地，步骤（3）中，具体步骤为：

（3.1）按照买卖方报价排序生成优先级队列，买方优先级队列

，卖方优先级队列，r型计算资源优先级队列

与频谱资源优先级队列

；

（3.2）买方选择资源量符合需求且优先级最高的卖方，卖方在选择自己的买方中选择最高优先级的买方；

（3.3）某买方所有资源需求均能得到满足，则与相互选择的各资源卖方达成交易，否则该买方本轮未能完成交易；

（3.4）未达成交易的买卖家形成新的优先级队列

、

与

，达成交易的卖家更新资源存量并加入新的优先级队列；

（3.5）本轮未达成交易或优先级队列有一个为空，结束拍卖，否则开始新一轮拍卖流程。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明解决了传统频谱资源共享中的资源瓶颈问题与可信共享问题，提出了基于区块链的边缘异构共享资源双向拍卖模型，从数学上降低资源瓶颈影响，提高了系统效能；引入联盟区块链，建立资源提供者与资源请求者之间的信任关系，排除恶意节点对系统的影响；并基于以上模型与网络架构提出了多种资源综合管理的拍卖算法，依托于联盟区块链智能合约，达成系统效能最大化。

附图说明

图1为本发明的基于联盟区块链的专用频谱资源共享系统示意图；

图2为本发明的系统网络架构示意图；

图3为实施例中系统整体效率比较示意图；

图4为存在恶意节点情况下系统资源利用率对比示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。

本发明提出基于联盟区块链采取双向拍卖算法与频谱资源综合管理机制，结合区块链与市场化资源分配技术，有效解决网络中资源的安全可信高效共享问题。同时提出一种多资源联合管理算法，有效降低资源瓶颈问题对系统性能带来的影响。

如图1所示，本发明的基于联盟区块链的专用频谱资源共享系统，包括用户、服务提供者、区块链网络、网络管理员、资源域；资源域包括边缘节点和无线通信基站。

区块链网络由多个区块链节点构成，每个区块链节点连接一个网络管理员，网络管理员管理其下属的资源域。

服务提供者是参与拍卖的买方主体，收到用户的服务请求后购买所需资源，边缘节点与无线通信基站作为资源提供者即卖方，网络管理员将收集其所管理范围内边缘节点与无线通信基站参与此次拍卖的资源信息，作为卖方代理向区块链节点提交收集到的信息，并参与拍卖。

拍卖基于区块链网络进行，并可随时查询存储于区块链中的各节点信息，进行资源情况核实，确保买卖双方可信。区块链接收到买卖双方的报价之后，自动触发双向拍卖智能合约，进行资源分配。同时资源分配结果将向全网广播，保证资源分配结果的透明性及可靠性。

考虑一个移动边缘计算场景，其中多个边缘节点构成MEC聚类，令M为MEC聚类中的边缘节点集，R为不同计算资源类型（如CPU资源、MEM资源），则用

表示边缘节点m∈M中类型为r∈R的计算资源可用容量，由于我们模拟一个异构的MEC集群，因此原则上

各不相同。

考虑一个无线接入网络，边缘计算系统中的用户可以通过无线接入网络将工作上传到边缘节点中。令C为可用于访问MEC聚类的无线通信基站集合，用

表示无线通信基站c∈C的频谱资源可用容量。

服务提供者（Service Provider，SP）以网络切片的形式拥有计算和频谱资源的虚拟捆绑包，服务提供者使用这些资源为最终用户提供特定的MEC服务。独立于网络中不同的域，向同一服务提供者请求的服务，因其工作内容相似，往往也会表现出相同的资源需求，因此，来自订阅同一服务提供者的最终用户的工作可能会提出类似的资源要求。令S为服务提供者集合，对于特定服务提供者s∈S，将

定义为及时完成服务提供者s的一项工作所需的最低数量的r型计算资源。同样，

表示通过无线通信基站 c成功上传服务提供者s的工作最少所需的频谱资源。

将这些用于描述特定服务类型。值得注意的是，鉴于 MEC 应用种类繁多，服务可以呈现不同的需求描述：可能有 CPU 密集型服务，其 CPU 需求可能相对高于其内存需求，或者工作有效载荷大于其他有效载荷的网络密集型服务，因此需要更高的带宽分配，也即带宽密集型服务。

令

为边缘节点m中保留给服务提供者的计算资源类型r的数量。然后，对于任何资源r，

表示服务提供者s的并发作业的最大数量，这种分配允许在边缘节点m中执行。但是，并发执行的工作的实际数量受主要资源的限制，因此，必须考虑一个边缘节点m中所有计算资源类型中

的最小值。

通过对系统中的边缘节点求和，获得服务提供者s在MEC域中以可接受的作业性能同时执行的最大作业数：

(1)

其中，

代表给定的计算资源分配矩阵。

同样，通过将

设为在无线通信基站c中为服务提供者s分配的频谱资源，可以将

与

之间的比率确定为可以通过无线通信基站c同时发送到的服务提供者s的最大工作负载数。同样的考虑所有频谱资源中

的最小值。

总结系统中的所有基站，得出可以在给定的频谱资源分配矩阵

下通过RAN域上传到服务提供者s的最大作业数：

(2)

最后，由于并发执行的作业数受性能最低的域的限制，将服务提供者的效用表示如下：

(3)

因此，系统性能可借各服务提供者效用得出，同时多资源联合管理数学模型优化目标函数可借公式4得出。

(4)

其中，

为服务提供者s参与交易的预算，由所收到的服务请求的预算综合确定，特定服务的预算与其重要性相关并事先确定，也即服务重要性越高所能购买的资源越多，这也体现了社会最优化的标准。

在此框架中，服务提供者充当理性的代理，所有这些服务提供者的目标都是购买受其预算约束的资源，同时最大化系统效用（即最大化同时可执行的工作数量）的资源束来追求其利益。每个服务提供者的预算额都具有执行服务优先级的附加功能。例如，假设两个服务提供者具有相同的需求特征，但预算不同。在这种情况下，预算较高的SP将受到市场模型的青睐，因为它有能力购买更大的资源包，也就是能为系统总体效用提供更大贡献。

令

为在边缘节点m中执行的服务提供者s所提交的并发任务数，该优化模型的约束如下：

(4a)

(4b)

(4c)

(4d)

(4e)

(4f)

本发明所述系统和其数学模型基础上构建融合区块链的网络架构，用于资源安全可信共享，系统网络架构如图2所示。

本网络将在每个资源域附近部署一个区块链节点，该资源域的网络管理员负责管理域内边缘节点与无线通信基站，边缘节点通过无线通信基站进行无线通信，拍卖开始阶段网络管理员作为拍卖卖方代理就近向区块链节点上传卖方参与拍卖信息。收到用户的服务请求后，服务提供者将向区块链发送自身作为买方参与拍卖的信息。

在传统双向拍卖中，买卖双方提交报价后，拍卖管理员将买方报价降序排序，卖方报价升序排序，也即买方出价越高优先级越高，卖方出价越低优先级越高，按照此规则确定拍卖最终结果。不同域资源与同域不同类资源分配场景中，资源瓶颈的问题影响着系统整体性能，因此不能仅考虑单种资源拍卖结果，亦需考虑该分配方式下资源瓶颈带来的影响。

通过分析可知，并发执行的作业数目受到性能最低域的限制，因此在本分配算法中，首先找到性能最低的资源域，以服务提供者对该资源的需求量进行加权，得到新的优先级，并以此得到拍卖的最终结果。因对某种资源需求越高或是系统资源量越少，则在某项资源上等候时间越长，该资源域性能也就越低，因此可用某种资源的需求指数来找到性能最低的资源域。

令

为计算资源域中所有边缘节点的r型计算资源总量，

代表某服务提供者所需要的r型计算资源总量，则在系统中r类计算资源的需求指数

可表示为：

(5)

同理在频谱资源域中，

为频谱资源域中所有频谱资源总量，

为某服务提供者所需要的频谱资源总量，系统对频谱资源的需求指数可表示为：

(6)

按照系统内各类资源排序后得出最易产生资源瓶颈的资源类型，按照各个服务提供者对该资源的需求数进行加权得到加权预算也即新的优先级，并以此确定拍卖的胜者。加权预算

可由下式得出：

（r型计算资源需求最高情况下） (7)

（频谱资源需求最高情况下） (8)

得出新的买家预算后将买家预算按降序排列形成买方优先级队列

，同时将不同种类资源卖家的报价按照升序分别排列形成多个卖方优先级队列

与

。其中，卖方r型计算资源优先级队列

，卖方频谱资源优先级队列

。

拍卖流程开始后，买方选择资源量符合自身需求且优先级最高的卖方，卖方将在选择自身的买家中，挑选优先级最高也即预算最高的买方。为避免资源死锁，只有在某轮拍卖中所有资源需求都得到满足的买方可与各卖方达成交易，未能满足所有资源需求的买方即使获得某卖方选择，也无法与其达成交易。未达成交易的买卖双方将形成新的优先级队列

、

与

，达成交易的卖方若还有资源存量，将更新本轮拍卖后自身剩余资源，并加入到优先级队列中，之后开始下一轮拍卖，若在某轮中没有达成任何交易或产生的优先级队列有一个为空，则结束此次双向拍卖流程。

因此最终的双向拍卖中的多资源联合管理算法如下：

(1)找出多资源情况下最易产生资源瓶颈的资源类型；

(a)查询各个资源域中参与此次拍卖的资源总量

与

；

(b)查询各服务提供者对各种资源的需求量

与

；

(c)计算各类资源的需求指数并据此找到最易产生资源瓶颈的资源类型。

(2)根据各服务提供者对最易产生资源瓶颈的资源类型的需求量，对其原有预算进行加权，得到新的买方预算

；

(3)正式拍卖；

(a)按照买卖方报价排序生成优先级队列

、

与

；

(b)买方选择资源量符合需求且优先级最高的卖方，卖方在选择自己的买方中选择最高优先级的买方；

(c)某买方所有资源需求均能得到满足，则与相互选择的各资源卖方达成交易，否则该买方本轮未能完成交易；

(d)未达成交易的买卖家形成新的优先级队列

、

与

，达成交易的卖家更新资源存量并加入新的优先级队列；

(e)本轮未达成交易或优先级队列有一个为空，结束拍卖，否则开始新一轮拍卖流程。

（4）合约返回拍卖结果。

以下以一个实例对本发明的方案进行说明。

本专利设计实现了一种基于联盟链的专用频谱资源共享网络架构，所构建的网络将采用CPU资源与MEM资源代表两类不同的计算资源。为表现网络中不同服务类型的需求资源的异质性，定义四类不同的服务类型模板，这四类模板分别代表了边缘计算中可能出现的四种不同服务配置，其中三种按照对某种资源的大量需求，分为CPU密集型服务、MEM密集型服务和带宽密集型，除此之外还有对各类资源均有较高需求的综合型服务，表1列出了这些服务模板的具体数值配置。

表1

其中，

和

分别代表该服务所需求的两种计算资源单元数目，

则代表了该种服务所需要的带宽，单位为赫兹（Hz）。

为该服务可用于购买资源的预算，预算越高意味着该种服务优先级越高。

对于卖方也即各类资源提供者，构建异构网络单元与计算资源节点组成的MEC/RAN系统。对于MEC域，我们确定了两类边缘节点，一类具有更多CPU资源的CPU节点，一类具有更多MEM资源的MEM资源；对于RAN域，确定可提供40MHz的大无线通信单元与可提供20MHZ的小无线通信单元。边缘节点与无线通信单元的具体配置如表2所示。

表2

本文所构建的网络将包括5个CPU节点与5个MEM节点，同时将配置大小无线通信单元各两个。

在实验的每次流程中，上述服务模板中的一个将被随机分配给15个不同的服务提供者，模仿不同用户向服务提供者发出服务请求。

为观察系统整体效能，定义系统整体效率η为一次资源分配后成功执行的任务数量与网络所被请求的任务数量总和之比，在系统整体可提供资源数量固定情况下采取不同资源分配策略，执行相同系列任务的效率越高，则采用该算法的系统效能越高。

将同时采用传统双向拍卖资源分配算法，与本文所提出的双向拍卖资源综合管理算法对比，系统整体效率对比如图3所示。

对两种算法对比分析可知，随着服务请求数不断提升，采用传统双向拍卖资源算法的系统整体效率迅速因为资源瓶颈降低，而联合管理算法则可有效避免资源瓶颈并保持高效率，之后效率则会受系统资源总量限制而下降。

除此之外将引入恶意节点，通过虚报价或虚报资源存量来恶意影响正常资源分配，以此验证本文基于区块链所提出模型在恶意节点环境下的资源分配稳定性。在每轮资源分配过程中，将随机在买方或卖方添加一个恶意节点，恶意买方虚报自身预算来获得更多资源分配量，恶意卖方则会虚报自身资源存量。由于恶意节点影响而被错误分配的资源无法被有效利用，我们将采用系统资源利用率来评估系统受恶意节点的影响，对比如图4所示。

由资源利用率对比可以看出，虽然任务压力不断增大，但传统算法受到恶意节点影响，大量资源被错误分配并浪费，资源利用率一直保持在较低水准，而基于区块链的资源分配算法有效免除了恶意节点的影响，保证资源高效利用。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明提出了一种专用频谱资源可信共享模型，将网络中的资源瓶颈情况考虑在内，通过正确定义服务提供商的效用功能，从数学上降低系统中这些资源瓶颈的影响；提出了一种基于区块链的资源可信共享网络架构，引入区块链以在网络中资源请求者与资源提供者之间建立信任，确保网络节点可信，降低恶意节点对系统整体效能的影响；设计了一种双向拍卖中的多种资源联合管理算法，改进了传统双向拍卖算法中系统易受资源瓶颈影响的问题，提高系统效能。

本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于联盟区块链的专用频谱资源共享系统，其特征在于，所述系统包括用户、服务提供者、区块链网络、网络管理员、资源域；

区块链网络由多个区块链节点构成，每个区块链节点连接一个网络管理员，网络管理员管理其下属的资源域；资源域包括边缘节点和无线通信基站；

服务提供者收到用户的服务请求后购买所需资源，作为买方代理向区块链节点提交需求与报价，并参与拍卖；

资源域中边缘节点和无线通信基站为资源提供者，网络管理员收集其所管理范围内参与此次拍卖的资源信息，作为卖方代理向区块链节点提交资源信息与报价，并参与拍卖；

拍卖基于区块链网络进行，区块链接收到买卖双方的报价之后，自动触发双向拍卖智能合约，进行资源分配，同时资源分配结果将向区块链网络广播；

其中，双向拍卖智能合约为双向拍卖中的多资源联合管理算法，其数学模型优化目标函数为：

其中，B_s为服务提供者s参与交易的预算，由所收到的服务请求的预算综合确定；u_s(X_s,Y_S)为服务提供者s的效用，

为服务提供者s在计算资源域中可接受的作业性能同时执行的最大作业数，X_s代表给定的计算资源分配矩阵，

为给定的频谱资源分配矩阵Y_s下通过频谱资源域上传到服务提供者s的最大作业数，Y_s代表给定的频谱资源分配矩阵；

x_s,m,r为边缘节点m中保留给服务提供者的计算资源类型r的数量，

为及时完成服务提供者s的一项工作所需的最低数量的r型计算资源；

y_s,c为在无线通信基站c中为服务提供者s分配的频谱资源，

表示通过无线通信基站c成功上传服务提供者s的工作最少所需的频谱资源；

服务提供者集合S，无线通信基站集合C，边缘节点集合M。

2.根据权利要求1所述的基于联盟区块链的专用频谱资源共享系统，其特征在于，

基于区块链网络可随时查询存储于区块链节点的买卖双方信息，进行资源情况核实。

3.根据权利要求1所述的基于联盟区块链的专用频谱资源共享系统，其特征在于，

边缘节点为异构MEC集群，包括不同计算资料类型集合r∈R。

4.根据权利要求1所述的基于联盟区块链的专用频谱资源共享系统，其特征在于，

服务提供者以网络切片的形式拥有计算和频谱资源的虚拟捆绑包，服务提供者使用这些资源为用户提供服务。

5.一种基于联盟区块链的专用频谱资源共享方法，基于权利要求1-4任一所述的基于联盟区块链的专用频谱资源共享系统，其特征在于，所述方法包括步骤：

(1)找出多资源情况下最易产生资源瓶颈的资源类型，即需求指数最低的资源类型；具体地，

查询各个资源域中参与此次拍卖的资源总量，计算资源域中所有边缘节点的r型计算资源总量

与频谱资源域中所有频谱资源总量

查询各服务提供者对各种资源的需求，某服务提供者所需要的r型计算资源总量

与某服务提供者所需要的频谱资源总量

计算r类计算资源的需求指数

和频谱资源的需求指数

并按照各类资源排序后得出最易产生资源瓶颈的资源类型；

系统中r类计算资源的需求指数可表示为：

系统中频谱资源的需求指数可表示为：

(2)根据各服务提供者对最易产生资源瓶颈的资源类型的需求量，对其原有预算B_s进行加权，得到新的买方预算B′_s；

新的买方预算B′_s可由下式得出：

r型计算资源需求最高情况下；

频谱资源需求最高情况下；

(3)进行正式拍卖；具体地，

按照买卖方报价排序生成优先级队列，买方优先级队列P_b，卖方r型计算资源优先级队列P_s,r与卖方频谱资源优先级队列P_s,c；买方选择资源量符合需求且优先级最高的卖方，卖方在选择自己的买方中选择最高优先级的买方；某买方所有资源需求均能得到满足，则与相互选择的各资源卖方达成交易，否则该买方本轮未能完成交易；未达成交易的买卖家形成新的优先级队列P_b'、P_s,r'与P_s,c'，达成交易的卖家更新资源存量并加入新的优先级队列；本轮未达成交易或优先级队列有一个为空，结束拍卖，否则开始新一轮拍卖流程；

(4)拍卖结束合约返回拍卖结果。

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