异构蜂窝网络中分层任务卸载：建模与优化

发布时间：2022-01-25 09:54

　　为提高计算任务卸载的效率,提出了一种基于D2D通信、移动边缘计算和云计算的分层任务卸载框架,并引入D2D协作中继技术辅助用户接入远端计算资源。针对所提任务卸载框架在多用户场景中可能存在上行通信拥塞、边缘计算资源受限、D2D复用干扰和云计算回程时延等问题,设计了一种基于博弈论的卸载调度和负载均衡方案,充分利用了所提任务卸载框架中各层计算和通信资源。仿真结果表明,所提方案能够有效降低端到端时延和卸载能耗,并在资源受限的条件下具有良好的稳定性。 

【文章来源】：通信学报. 2020,41(04)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

不同用户总数条件下平均卸载能耗

·36·通信学报第41卷户任务卸载示意（如图1所示）和单用户各卸载模式示意（如图2所示），详细说明所提框架的工作原理和各环节技术细节。图1三层框架下多用户任务卸载示意假设在一个基站覆盖范围下有若干移动设备同时配有蜂窝接口和D2D接口，其中具有计算密集型任务亟待处理的移动设备是所提框架的目标用户（如图1中的终端1、终端2、终端4和终端6），而CPU负载较低或信道质量较好的设备（如图1中的终端3和终端5）则是目标用户潜在的D2D合作设备。假设每个目标用户都有一个不重复的备选合作设备，能够为其提供中继和计算卸载服务。基站侧配有计算资源有限的边缘服务器，可以处理移动设备通过蜂窝上行传来的任务，同时可以通过核心网将用户任务卸载到计算资源充足的远端云。每个用户可自由选择任务卸载的模式，共有6种模式，分别介绍如下。模式1为本地计算，即用本机CPU处理任务（如图1终端6）；模式2为边缘计算，即通过蜂窝上行将任务卸载给基站侧边缘服务器（如图1终端1）；模式3为云计算，即通过蜂窝上行和核心网将任务卸载给远端云（如图1终端1）；模式4为D2D卸载，即通过D2D链路将任务交由合作设备处理（如图1终端4）；模式5为D2D辅助边缘计算，即通过合作设备的D2D中继接入基站，再将任务卸载给基站侧边缘服务器（如图1终端2）；模式6为D2D辅助云计算，即通过合作设备的D2D中继接入基站，再将任务卸载给远端云（如图1终端2）。定义N={1,2,,N}为N个目标用户的集合，i∈N表示集合中某一用户，id为与?

·36·通信学报第41卷户任务卸载示意（如图1所示）和单用户各卸载模式示意（如图2所示），详细说明所提框架的工作原理和各环节技术细节。图1三层框架下多用户任务卸载示意假设在一个基站覆盖范围下有若干移动设备同时配有蜂窝接口和D2D接口，其中具有计算密集型任务亟待处理的移动设备是所提框架的目标用户（如图1中的终端1、终端2、终端4和终端6），而CPU负载较低或信道质量较好的设备（如图1中的终端3和终端5）则是目标用户潜在的D2D合作设备。假设每个目标用户都有一个不重复的备选合作设备，能够为其提供中继和计算卸载服务。基站侧配有计算资源有限的边缘服务器，可以处理移动设备通过蜂窝上行传来的任务，同时可以通过核心网将用户任务卸载到计算资源充足的远端云。每个用户可自由选择任务卸载的模式，共有6种模式，分别介绍如下。模式1为本地计算，即用本机CPU处理任务（如图1终端6）；模式2为边缘计算，即通过蜂窝上行将任务卸载给基站侧边缘服务器（如图1终端1）；模式3为云计算，即通过蜂窝上行和核心网将任务卸载给远端云（如图1终端1）；模式4为D2D卸载，即通过D2D链路将任务交由合作设备处理（如图1终端4）；模式5为D2D辅助边缘计算，即通过合作设备的D2D中继接入基站，再将任务卸载给基站侧边缘服务器（如图1终端2）；模式6为D2D辅助云计算，即通过合作设备的D2D中继接入基站，再将任务卸载给远端云（如图1终端2）。定义N={1,2,,N}为N个目标用户的集合，i∈N表示集合中某一用户，id为与?


本文编号：3608331