基于邊緣計(jì)算的新型任務(wù)卸載與資源分配策略
發(fā)布時(shí)間:2021-11-08 17:38
針對移動(dòng)邊緣計(jì)算(MEC)中密集型任務(wù)卸載時(shí),系統(tǒng)開銷較大和延時(shí)抖動(dòng)明顯的問題,提出一種新型資源分配策略。首先在系統(tǒng)時(shí)延約束下,分析了系統(tǒng)任務(wù)執(zhí)行開銷與終端設(shè)備的資源分配機(jī)制;其次建立了基于計(jì)算卸載和任務(wù)分配的聯(lián)合凸優(yōu)化目標(biāo);最后采用拉格朗日乘子法進(jìn)行迭代更新得到最優(yōu)解。仿真結(jié)果表明,所提任務(wù)卸載與資源分配方案在保證用戶服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)降低了任務(wù)執(zhí)行開銷,并有效提升了MEC系統(tǒng)性能。
【文章來源】:計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2020,42(06)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
基于FDMA的計(jì)算卸載協(xié)議
圖1搭建了一個(gè)協(xié)同計(jì)算卸載任務(wù)分配系統(tǒng),假設(shè)考慮系統(tǒng)中的一個(gè)具有可分割的待處理密集型任務(wù)的終端用戶,一個(gè)協(xié)助終端用戶處理任務(wù)的AP集合 N={ 1,?,Ν } ,稱之為代理集合,第i (i∈N)個(gè)AP稱為代理i,表示為Ai。終端用戶UE通過本地計(jì)算和利用無線網(wǎng)絡(luò)將自身的任務(wù)卸載到代理AP進(jìn)行任務(wù)處理,AP幫助計(jì)算處理之后將結(jié)果返回給用戶。2.1 傳輸時(shí)間模型
圖3所示是用戶端到邊緣代理1、代理2和代理3的距離di分別為80 m、60 m和40 m時(shí),用戶端計(jì)算任務(wù)總量與任務(wù)分配量的關(guān)系。從圖3中可以看出,任務(wù)分配量隨任務(wù)總量的增大而增大,由于用戶本身具有固定的計(jì)算能力,所以隨著總?cè)蝿?wù)量的增大,分配給用戶本身的任務(wù)基本趨于平穩(wěn)。圖3中,距離用戶端較遠(yuǎn)且計(jì)算能力較弱的代理1,被卸載較少的計(jì)算任務(wù)量;而距離用戶端較近且計(jì)算能力較強(qiáng)的代理2和代理3,會(huì)被分配較多的計(jì)算任務(wù)量,并且隨著用戶端計(jì)算任務(wù)量的不斷增大,代理2和代理3被分配的計(jì)算任務(wù)越來越多,而代理1變化較小,其原因在于代理1計(jì)算能力較弱且與用戶端之間的通信距離較大,造成的通信開銷也較大。圖4描述了4種不同方案的系統(tǒng)開銷隨用戶端計(jì)算任務(wù)總量的變化曲線。如圖4所示,任務(wù)執(zhí)行開銷均隨著輸入數(shù)據(jù)大小的增加而增加,原因在于較大的輸入數(shù)據(jù)需要較長的執(zhí)行等待時(shí)間和較大的能量才能完成任務(wù)計(jì)算,從而導(dǎo)致較大的任務(wù)執(zhí)行成本。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]移動(dòng)邊緣計(jì)算環(huán)境下的動(dòng)態(tài)資源分配策略[J]. 朱新峰,張智浩,王彥凌. 計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2019(07)
本文編號(hào):3483934
【文章來源】:計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2020,42(06)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
基于FDMA的計(jì)算卸載協(xié)議
圖1搭建了一個(gè)協(xié)同計(jì)算卸載任務(wù)分配系統(tǒng),假設(shè)考慮系統(tǒng)中的一個(gè)具有可分割的待處理密集型任務(wù)的終端用戶,一個(gè)協(xié)助終端用戶處理任務(wù)的AP集合 N={ 1,?,Ν } ,稱之為代理集合,第i (i∈N)個(gè)AP稱為代理i,表示為Ai。終端用戶UE通過本地計(jì)算和利用無線網(wǎng)絡(luò)將自身的任務(wù)卸載到代理AP進(jìn)行任務(wù)處理,AP幫助計(jì)算處理之后將結(jié)果返回給用戶。2.1 傳輸時(shí)間模型
圖3所示是用戶端到邊緣代理1、代理2和代理3的距離di分別為80 m、60 m和40 m時(shí),用戶端計(jì)算任務(wù)總量與任務(wù)分配量的關(guān)系。從圖3中可以看出,任務(wù)分配量隨任務(wù)總量的增大而增大,由于用戶本身具有固定的計(jì)算能力,所以隨著總?cè)蝿?wù)量的增大,分配給用戶本身的任務(wù)基本趨于平穩(wěn)。圖3中,距離用戶端較遠(yuǎn)且計(jì)算能力較弱的代理1,被卸載較少的計(jì)算任務(wù)量;而距離用戶端較近且計(jì)算能力較強(qiáng)的代理2和代理3,會(huì)被分配較多的計(jì)算任務(wù)量,并且隨著用戶端計(jì)算任務(wù)量的不斷增大,代理2和代理3被分配的計(jì)算任務(wù)越來越多,而代理1變化較小,其原因在于代理1計(jì)算能力較弱且與用戶端之間的通信距離較大,造成的通信開銷也較大。圖4描述了4種不同方案的系統(tǒng)開銷隨用戶端計(jì)算任務(wù)總量的變化曲線。如圖4所示,任務(wù)執(zhí)行開銷均隨著輸入數(shù)據(jù)大小的增加而增加,原因在于較大的輸入數(shù)據(jù)需要較長的執(zhí)行等待時(shí)間和較大的能量才能完成任務(wù)計(jì)算,從而導(dǎo)致較大的任務(wù)執(zhí)行成本。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]移動(dòng)邊緣計(jì)算環(huán)境下的動(dòng)態(tài)資源分配策略[J]. 朱新峰,張智浩,王彥凌. 計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2019(07)
本文編號(hào):3483934
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