• 中国精品科技期刊
  • CCF推荐A类中文期刊
  • 计算领域高质量科技期刊T1类
高级检索

移动边缘计算任务卸载和基站关联协同决策问题研究

于博文, 蒲凌君, 谢玉婷, 徐敬东, 张建忠

于博文, 蒲凌君, 谢玉婷, 徐敬东, 张建忠. 移动边缘计算任务卸载和基站关联协同决策问题研究[J]. 计算机研究与发展, 2018, 55(3): 537-550. DOI: 10.7544/issn1000-1239.2018.20170714
引用本文: 于博文, 蒲凌君, 谢玉婷, 徐敬东, 张建忠. 移动边缘计算任务卸载和基站关联协同决策问题研究[J]. 计算机研究与发展, 2018, 55(3): 537-550. DOI: 10.7544/issn1000-1239.2018.20170714
shu
Yu Bowen, Pu Lingjun, Xie Yuting, Xu Jingdong, Zhang Jianzhong. Joint Task Offloading and Base Station Association in Mobile Edge Computing[J]. Journal of Computer Research and Development, 2018, 55(3): 537-550. DOI: 10.7544/issn1000-1239.2018.20170714
Citation: Yu Bowen, Pu Lingjun, Xie Yuting, Xu Jingdong, Zhang Jianzhong. Joint Task Offloading and Base Station Association in Mobile Edge Computing[J]. Journal of Computer Research and Development, 2018, 55(3): 537-550. DOI: 10.7544/issn1000-1239.2018.20170714
shu
于博文, 蒲凌君, 谢玉婷, 徐敬东, 张建忠. 移动边缘计算任务卸载和基站关联协同决策问题研究[J]. 计算机研究与发展, 2018, 55(3): 537-550. CSTR: 32373.14.issn1000-1239.2018.20170714
引用本文: 于博文, 蒲凌君, 谢玉婷, 徐敬东, 张建忠. 移动边缘计算任务卸载和基站关联协同决策问题研究[J]. 计算机研究与发展, 2018, 55(3): 537-550. CSTR: 32373.14.issn1000-1239.2018.20170714
shu
Yu Bowen, Pu Lingjun, Xie Yuting, Xu Jingdong, Zhang Jianzhong. Joint Task Offloading and Base Station Association in Mobile Edge Computing[J]. Journal of Computer Research and Development, 2018, 55(3): 537-550. CSTR: 32373.14.issn1000-1239.2018.20170714
Citation: Yu Bowen, Pu Lingjun, Xie Yuting, Xu Jingdong, Zhang Jianzhong. Joint Task Offloading and Base Station Association in Mobile Edge Computing[J]. Journal of Computer Research and Development, 2018, 55(3): 537-550. CSTR: 32373.14.issn1000-1239.2018.20170714
shu

移动边缘计算任务卸载和基站关联协同决策问题研究

  • 1(南开大学计算机与控制工程学院 天津 300071)

  • 2(广东省大数据分析与处理重点实验室(中山大学) 广州 510006) (bowenyu@mail.nankai.edu.cn)

基金项目: 国家自然科学基金项目(61702287，61702288)；天津市自然科学基金项目(16JCQNJC00700)；南开大学基础科研业务项目(070-63171112)
详细信息

  • 中图分类号: TP393.1

Joint Task Offloading and Base Station Association in Mobile Edge Computing

  • 1(College of Computer and Control Engineering, Nankai University, Tianjin 300071)

  • 2(Guangdong Key Laboratory of Big Data Analysis and Processing (Sun Yat-Sen University), Guangzhou 510006)

HTML全文

    摘要
  • 摘要: 为了缩小IoT应用的服务质量要求与IoT设备有限的计算资源之间的差距，提高设备与基站能源利用率，设计了基于超密集网络的移动边缘计算框架COMED，提出了一个结合任务卸载、设备-基站关联以及基站睡眠调度的在线优化问题，旨在最小化设备和基站的整体能量消耗，同时满足IoT应用的服务质量要求.针对这一在线优化问题，提出了一个基于李雅普诺夫优化理论的任务调度算法JOSA，该算法只使用当前时间片的系统信息进行调度.仿真实验证明了COMED框架具有良好的性能：1)与设备本地处理相比，系统整体节能30%以上，与DualControl算法相比平均节能10%~50％；2)算法的执行时间与IoT设备数量呈近似线性的关系.
    Abstract: In order to narrow the gap between the requirements of IoT applications and the restricted resources of IoT devices and achieve devices energy efficiency, in this paper we design COMED, a novel mobile edge computing framework in ultra-dense mobile network. In this context, we propose an online optimization problem by jointly taking task offloading, base station (BS) sleeping and device-BS association into account, which aims to minimize the total energy consumption of both devicesand BSs, and meanwhile satisfies applications’ QoS. To tackle this problem, we devise an online Lyapunov-based algorithm JOSA by exploiting the system information in the current time slot only. As the core component of this algorithm, we resort to the loose-duality framework and propose an optimal joint task offloading, BS sleeping and device-BS association policy for each time slot. Extensive simulation results corroborate that the COMED framework is of great performance: 1) more than 30% energy saving compared with local computing, and on average 10%-50% energy saving compared with the state-of-the-art algorithm DualControl (i.e., energy-efficiency); 2) the algorithm running time is approximately linear proportion to the number of devices (i.e., scalability).
    • HTML全文
    • 参考文献(0)
    • 相关文章
    • 施引文献(92)

  • 期刊类型引用(27)

    1. 顾敏，徐雅男，王辛迪，花敏，周雯. 多用户MIMO-MEC网络中基于APSO的任务卸载研究. 无线电工程. 2024(03): 711-718 . 百度学术
    2. 王斐然，郭昕阳，张峰. 基于边缘计算的输电线路巡检设备协同调配研究. 自动化仪表. 2024(05): 123-126 . 百度学术
    3. 史晓蒙，吕晓鹏，魏健康，王凌. 基于算法组合的端边云任务处理方法. 价值工程. 2024(36): 108-112 . 百度学术
    4. 向朝参，程文辉，张昭，焦贤龙，屈毓锛，陈超，戴海鹏. 基于边缘智能计算的城市交通感知数据自适应恢复. 计算机研究与发展. 2023(03): 619-634 . 本站查看
    5. 邵梁，何星舟，尚俊娜. 边缘计算中利用改进型遗传算法的任务卸载策略. 计算机应用与软件. 2023(11): 48-57 . 百度学术
    6. 高仕斌，刘帝洋，韦晓广，康高强，罗嘉明，雷杰宇. 基于数字孪生网络的牵引供电智能运维体系与应用架构. 铁道学报. 2023(12): 1-15 . 百度学术
    7. 张彦虎，鄢丽娟，马志愤，张彦军. 一种适用于多任务多资源移动边缘计算环境下的改进粒子群算力卸载算法. 计算机与现代化. 2022(05): 54-60+67 . 百度学术
    8. 刘春林，秦进. 面向5G网络的移动边缘计算节点部署算法设计. 计算机仿真. 2022(12): 436-439+473 . 百度学术
    9. 张开强，蒋从锋，程小兰，贾刚勇，张纪林，万健. 多分辨率下资源感知的图像目标自适应缩放检测. 计算机科学. 2021(04): 180-186 . 百度学术
    10. 乐光学，陈光鲁，卢敏，杨晓慧，刘建华，黄淳岚，杨忠明. 一种基于K-shell影响力最大化的路径择优计算迁移算法. 计算机研究与发展. 2021(09): 2025-2039 . 本站查看
    11. 苏命峰，王国军，李仁发. 边云协同计算中基于预测的资源部署与任务调度优化. 计算机研究与发展. 2021(11): 2558-2570 . 本站查看
    12. 贾觐，暴占彪. 改进GA的边缘计算任务卸载与资源分配策略. 计算机工程与设计. 2021(11): 3009-3017 . 百度学术
    13. 汪小威，林宁，胡玉平. 移动边缘计算中利用BPSO的任务卸载策略. 计算机工程与设计. 2021(12): 3333-3341 . 百度学术
    14. 尹高，石远明. 移动边缘网络中深度学习任务卸载方案. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2020(01): 38-46 . 百度学术
    15. 丁雪乾，薛建彬. 边缘计算下基于Lyapunov优化的系统资源分配策略. 微电子学与计算机. 2020(02): 63-68 . 百度学术
    16. 白昱阳，黄彦浩，陈思远，张俊，李柏青，王飞跃. 云边智能:电力系统运行控制的边缘计算方法及其应用现状与展望. 自动化学报. 2020(03): 397-410 . 百度学术
    17. 乐光学，戴亚盛，杨晓慧，刘建华，游真旭，朱友康. 边缘计算可信协同服务策略建模. 计算机研究与发展. 2020(05): 1080-1102 . 本站查看
    18. 盛津芳，滕潇雨，李伟民，王斌. 移动边缘计算中基于改进拍卖模型的计算卸载策略. 计算机应用研究. 2020(06): 1688-1692 . 百度学术
    19. 胡锦天，王高才，徐晓桐. 移动边缘计算中具有能耗优化的任务迁移策略. 计算机科学. 2020(06): 260-265 . 百度学术
    20. 周振宇，陈亚鹏，潘超，赵雄文，张磊，汪中原. 面向智能电力巡检的高可靠低时延移动边缘计算技术. 高电压技术. 2020(06): 1895-1902 . 百度学术
    21. 吕洁娜，张家波，张祖凡，甘臣权. 移动边缘计算卸载策略综述. 小型微型计算机系统. 2020(09): 1866-1877 . 百度学术
    22. 张伟. 边缘计算的任务迁移机制研究. 软件导刊. 2020(09): 48-53 . 百度学术
    23. 路亚. MEC多服务器启发式联合任务卸载和资源分配策略. 计算机应用与软件. 2020(10): 77-84 . 百度学术
    24. 方加娟，李凯. 基于边缘云和移动辅助设备的计算卸载优化方案. 计算机应用与软件. 2020(12): 6-12 . 百度学术
    25. 危泽华，曾玲玲. 基于Stackelberg博弈论的边缘计算卸载决策方法. 数学的实践与认识. 2019(11): 91-100 . 百度学术
    26. 居晓琴. 移动边缘计算的QoE视频缓存方法. 电脑与信息技术. 2019(05): 44-47 . 百度学术
    27. 乐光学，戴亚盛，杨晓慧，朱友康，游真旭，刘建生. 边缘计算多约束可信协同任务迁移策略. 电信科学. 2019(11): 36-50 . 百度学术

    其他类型引用(65)

    • 资源附件(0)
计量
  • 文章访问数:  2706
  • HTML全文浏览量:  1
  • PDF下载量:  1544
  • 被引次数: 92
出版历程
  • 发布日期:  2018-02-28

目录

摘要
HTML全文
    参考文献(0)
    相关文章
    施引文献(92)
    资源附件(0)

    /

    返回文章
    返回
    邮件订阅 RSS
    微信订阅号<br/>（实时资讯）

    微信订阅号
    （实时资讯）

    微信服务号<br/>（同步网站）

    微信服务号
    （同步网站）

    微信视频号<br/>（视频分享）

    微信视频号
    （视频分享）

    CCF<br/>（扫码入会）

    CCF
    （扫码入会）

    版权所有 © 《计算机研究与发展》编辑部

    本系统由北京仁和汇智信息技术有限公司开发  百度统计