This paper investigates compact large language model (LLM) deployment and world-model-assisted inference offloading in mobile edge computing (MEC) networks. We first propose an edge compact LLM deployment (ECLD) framework that jointly applies structured pruning, low-bit quantization, and knowledge distillation to construct edge-deployable LLM variants, and we evaluate these models using four complementary metrics: accessibility, energy consumption, hallucination rate, and generalization accuracy. Building on the resulting compact models, we formulate an MEC offloading optimization problem that minimizes the long-term average inference latency subject to per-device energy budgets and LLM-specific quality-of-service constraints on effective accuracy and hallucination. To solve this problem under unknown and time-varying network dynamics, we develop a world model-proximal policy optimization (PPO) algorithm, which augments an on-policy PPO algorithm with a learned recurrent world model that provides improved value targets and short imagination rollouts. Extensive experiments on Llama-3.1-8B, Qwen3-8B, and Mistral-12B show that ECLD compresses base models by about 70-80% in storage (i.e., from 15.3 GB to 3.3 GB for Llama-3.1-8B) and reduces per-query energy consumption by up to 50%, while largely preserving accuracy and often lowering hallucination compared with quantization-only or pruning-only baselines. Moreover, they also show that world model-PPO speeds up convergence by about 50%, improves the final reward by 15.8% over vanilla PPO, and reduces average inference latency by 12-30% across different user populations, while satisfying the accuracy and hallucination constraints and approaching the generation quality of always-offloading with much of the efficiency of local execution.


翻译:本文研究移动边缘计算(MEC)网络中紧凑型大语言模型(LLM)部署与基于世界模型的推理卸载问题。我们首先提出边缘紧凑LLM部署(ECLD)框架,该框架联合应用结构化剪枝、低比特量化和知识蒸馏以构建可部署于边缘的LLM变体,并使用四个互补指标评估这些模型:可访问性、能耗、幻觉率和泛化准确率。基于所得紧凑模型,我们形式化一个MEC卸载优化问题,在满足每设备能量预算以及有效准确率和幻觉等LLM特定服务质量约束的条件下最小化长期平均推理延迟。为解决未知且时变网络动态下的该问题,我们提出一种世界模型-近端策略优化(PPO)算法,该算法用学习到的循环世界模型增强在线PPO算法,提供改进的价值目标与短想象轨迹。在Llama-3.1-8B、Qwen3-8B和Mistral-12B上的广泛实验表明:ECLD将基础模型存储压缩约70-80%(如Llama-3.1-8B从15.3 GB降至3.3 GB),单查询能耗降低高达50%,同时与仅量化或仅剪枝基线相比,基本保持准确率且常降低幻觉率。此外,实验还表明:与标准PPO相比,世界模型-PPO加速收敛约50%,最终奖励提升15.8%,在不同用户规模下将平均推理延迟降低12-30%,同时满足准确率和幻觉约束,其生成质量接近始终卸载方案而效率接近本地执行。

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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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