移动边缘计算卸载与计算资源分配方法研究

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随着移动应用的迅猛增长,用户设备(user equipment,UE)本地有限的计算资源和电池电量成为制约用户体验的瓶颈,将任务卸载到传统的云计算平台的方式会造成任务时延过长,因而无法在实时应用场景中改善用户体验。移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)将传统核心网中的云计算资源下沉到无线接入网,可以为用户提供计算和存储资源。利用移动边缘计算,可以为用户提供近距离、低时延和高速率的服务环境,改善用户本地设备计算资源短缺的现状。在多MEC平台的网络环境下,如何进行用户任务的计算卸载以及服务器计算资源的分配是MEC系统中的重要研究方向。本文研究主要内容包括:针对异构MEC平台中的计算卸载和计算资源分配问题,我们提出了基于模拟退火的启发式算法来实施UE任务的计算卸载决策。为最小化网络中UE的总能耗,在任务计算卸载决策通过模拟退火算法确定后,我们给出了MEC为UE分配的最小计算资源。仿真结果表明,相较于传统MEC网络中仅考虑的地面基站型MEC或无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)MEC,本文同时考虑了UAV-MEC平台以及微基站(micro base station,MBS)-MEC平台组成的异构MEC网络,该异构型MEC网络以及基于模拟退火的计算卸载算法能够显著改善网络中UE的总能耗。针对服务混搭场景下的计算卸载问题,我们提出了基于分布式的延迟接受算法(Deferred Acceptance,DA)来实施网络中UE任务的计算卸载。对于算法中用户与MEC平台的多对一匹配问题,我们用能耗和时延组成的成本函数作为UE对MEC平台的偏好,而MEC平台对UE的偏好,则由UE服务请求的传输时间和MEC平台的的计算时间共同组成。仿真结果表明,相较于择校问题中的立即接受(Immediate Acceptance,IA)算法,本文算法在降低用户总成本函数方面产生了显著的改善。
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