We study energy-efficient offloading strategies in a large-scale MEC system with heterogeneous mobile users and network components. The system is considered with enabled user-task handovers that capture the mobility of various mobile users. We focus on a long-run objective and online algorithms that are applicable to realistic systems. The problem is significantly complicated by the large problem size, the heterogeneity of user tasks and network components, and the mobility of the users, for which conventional optimizers cannot reach optimum with a reasonable amount of computational and storage power. We formulate the problem in the vein of the restless multi-armed bandit process that enables the decomposition of high-dimensional state spaces and then achieves near-optimal algorithms applicable to realistically large problems in an online manner. Following the restless bandit technique, we propose two offloading policies by prioritizing the least marginal costs of selecting the corresponding computing and communication resources in the edge and cloud networks. This coincides with selecting the resources with the highest energy efficiency. Both policies are scalable to the offloading problem with a great potential to achieve proved asymptotic optimality - approach optimality as the problem size tends to infinity. With extensive numerical simulations, the proposed policies are demonstrated to clearly outperform baseline policies with respect to power conservation and robust to the tested heavy-tailed lifespan distributions of the offloaded tasks.


翻译:本文研究了一个包含异构移动用户与网络组件的大规模多接入边缘计算(MEC)系统中的能效卸载策略。该系统中启用了用户任务交接功能,以捕捉各类移动用户的移动性。我们聚焦于长期优化目标和适用于现实系统的在线算法。由于问题规模庞大、用户任务与网络组件的异构性以及用户的移动性,传统优化器无法在合理的计算与存储开销下达到最优解。为此,我们基于非平稳多臂赌博机过程对问题进行建模,该模型能够实现高维状态空间的分解,并在线方式下获得适用于实际大规模问题的近优算法。遵循非平稳赌博机技术,我们通过优先选择边缘与云网络中计算与通信资源对应的最小边际成本,提出了两种卸载策略。这等价于选择能效最高的资源。两种策略均具有良好的可扩展性,并具备已被证明的渐近最优性潜力——即当问题规模趋于无穷时,策略趋近于最优解。通过大量数值仿真,所提策略在节能方面明显优于基线策略,且对卸载任务的重尾寿命分布具有鲁棒性。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:33
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:43
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:38
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:32
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:21
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员