In the realm of mobile edge computing (MEC), efficient computation task offloading plays a pivotal role in ensuring a seamless quality of experience (QoE) for users. Maintaining a high QoE is paramount in today's interconnected world, where users demand responsive and reliable services. This challenge stands as one of the most primary key factors contributing to handling dynamic and uncertain mobile environment. In this study, we delve into computation offloading in MEC systems, where strict task processing deadlines and energy constraints can adversely affect the system performance. We formulate the computation task offloading problem as a Markov decision process (MDP) to maximize the long-term QoE of each user individually. We propose a decentralized QoE-oriented computation offloading (QOCO) algorithm based on deep reinforcement learning (DRL) that empowers mobile devices to make their offloading decisions without requiring knowledge of decisions made by other devices. Through numerical studies, we evaluate the performance of QOCO. Simulation results validate that the QOCO algorithm efficiently exploits the computational resources of edge nodes. Consequently, it can complete 14% more tasks and reduce task delay and energy consumption by 9% and 6%, respectively. These together contribute to a significant improvement of at least 37% in average QoE compared to an existing algorithm.


翻译:在移动边缘计算(MEC)领域中,高效的计算任务卸载在确保用户获得无缝体验质量(QoE)方面发挥着关键作用。在当今互联世界中,用户追求响应迅速且可靠的服务,维持高QoE至关重要。这一挑战是应对动态且不确定移动环境的最主要关键因素之一。本研究深入探讨MEC系统中的计算卸载问题,其中严格的任务处理截止时间和能量约束会对系统性能产生不利影响。我们将计算任务卸载问题建模为马尔可夫决策过程(MDP),以分别最大化每个用户的长期QoE。我们提出一种基于深度强化学习(DRL)的分散式QoE导向计算卸载(QOCO)算法,该算法使移动设备能够在不了解其他设备决策信息的情况下做出自己的卸载决策。通过数值研究,我们评估了QOCO的性能。仿真结果验证了QOCO算法能有效利用边缘节点的计算资源。因此,它能够多完成14%的任务,并分别降低9%的任务时延和6%的能量消耗。这些改进共同使平均QoE比现有算法至少提升37%。

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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
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
1+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
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
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
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
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
1+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
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
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