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多用户移动边缘计算迁移的能量管理研究
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在移动边缘计算系统中,通过将计算任务从移动设备迁移到移动边缘计算服务器,可以大幅度提高计算质量。考虑将可再生能源纳入多用户移动边缘计算系统中,并在模型中加入电池作为能量收集装置以实现能量收集和存储。通过提出的基于强化学习的资源管理算法制定了移动边缘计算系统中的任务分配策略,实现了移动设备成本最优化(包括时延成本和能耗成本)。仿真结果表明,与其他算法相比,该算法显著减少了移动设备的成本。
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2019 年 3 月 Chinese Journal on Internet of Things March 2019
第 3 卷第 1 期 物 联 网 学 报 Vol.3
No.1
多用户移动边缘计算迁移的能量管理研究
王璐瑶,张文倩,张光林
(东华大学信息科学与技术学院,上海 201620)
摘 要:在移动边缘计算系统中,通过将计算任务从移动设备迁移到移动边缘计算服务器,可以大幅度提高计算
质量。考虑将可再生能源纳入多用户移动边缘计算系统中,并在模型中加入电池作为能量收集装置以实现能量
收集和存储。通过提出的基于强化学习的资源管理算法制定了移动边缘计算系统中的任务分配策略,实现了移
动设备成本最优化(包括时延成本和能耗成本)。仿真结果表明,与其他算法相比,该算法显著减少了移动设
备的成本。
关键词:能量收集;可再生能源;移动边缘计算;成本优化;强化学习
中图分类号:TN929.5
文献标识码:A
doi: 10.11959/j.issn.2096−3750.2019.00091
Research on energy management of multi-user
mobile edge computing offloading
WANG Luyao, ZHANG Wenqian, ZHANG Guanglin
College of Science Technology and Information, DongHua University, Shanghai 201620, China
Abstract: In mobile edge computing system, the quality of computing experience can be improved greatly by offloading
computing tasks from mobile devices to mobile edge computing servers. Consider incorporating renewable energy into a
multi-user mobile edge system. Moreover, a battery as an energy harvesting device was added to the model to harvest en-
ergy and storage. The task allocation strategy in mobile edge computing system was formulated through the resource
management algorithm based on reinforcement learning, which achieved the cost minimization of mobile devices (in-
cluding delay cost and computing cost). The simulation results show that the proposed algorithm significantly minimizes
the cost of mobile devices compared with other algorithms.
Key words: energy harvesting, renewable energy, mobile edge computing, cost optimization, reinforcement learning
1 引言
1.1 背景介绍
近年来,移动设备(如智能手机、笔记本电脑
等)成为人们学习、娱乐和社交的重要工具。由于
移动设备的资源限制(处理能力、电池使用寿命和
存储容量等),单纯的移动设备已不能给予用户较
好的使用体验。
移动设备通过云计算可以快速访问集中式可
配置计算资源池,并将所有分布式数据和计算密集
型应用程序转移到位于远程大型数据中心的云。由
于数据必须在移动设备和云数据中心之间进行传
输和接收,导致网络负载过高以及网络带宽需求
不断增长。这不仅对当今已经拥塞的骨干网造成
沉重负担,还会导致传输时延较大,从而降低服
务质量
[1-3]
。
由此,移动边缘计算(MEC, mobile edge
computing)
[1-3]
应运而生,它可以直接在网络边缘
处理某些工作负载,不需要将其迁移到云端再进行
处理。
在 MEC 系统中,如基站、接入点和路由器等
网络边缘设备被赋予类似云的计算和存储能力,作
收稿日期:2019−02−20;修回日期:2019−03−05
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