A Fast Algorithm for Energy-Saving Offloading With Reliability and Latency Requirements in Multi-Access Edge Computing
A Fast Algorithm for Energy-Saving Offloading With Reliability and Latency Requirements in Multi-Access Edge Computing
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多接入边缘计算中具有可靠性和延迟要求的节能卸载快速算法
DOI：
10.1109/access.2019.2961453
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
Zhu Jiang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu Haolin;Cao Le;Pei Tingrui;Deng Qingyong;Zhu Jiang
多址边缘计算（MEC）是一种很有前途的范例，其通过计算卸载来提供云服务，以处理用户设备（UE）上的高复杂度和延迟敏感的应用。然而，执行可靠性是保证服务质量（QoS）的一个重要因素，在目前的MEC研究中很少考虑。为此，本文考虑了节能卸载，以满足应用程序的可靠性和延迟要求。具体来说，我们制定了一个优化问题，以最大限度地减少UE的能量消耗与可靠性和延迟的约束。为了解决这个NP难题，我们首先将整个应用程序划分为多个基于有向无环图（DAG）的子任务，其中子任务可以在UE本地或MEC服务器上远程执行。然后，我们将整体可靠性和延迟要求分解为每个子任务的多个约束。最后，我们提出了一个快速的启发式算法来找到一个满足约束的解决方案。仿真结果表明，与局部执行和随机分配算法相比，该算法具有更低的能耗，与贪婪算法相比，该算法具有更低的运行时间开销。
Multi-Access Edge Computing (MEC) is a promising paradigm that providing cloud-like service for handling the high-complexity and latency-sensitive applications on user equipment (UE) via computation offloading. However, the execution reliability is rarely considered in current MEC studies, which is an important factor to guarantee the quality of service (QoS). For that, this paper considers an energy-saving offloading to satisfy the reliability and latency requirements of the application. Specifically, we formulate an optimization problem to minimize the UE's energy consumption with reliability and latency constraints. To tackle this NP-hard problem, we first divide the entire application into multiple directed-acyclic-graph-(DAG)-based subtasks, where the subtask can be executed on the UE locally or MEC server remotely. Then, we decompose the overall reliability and latency requirements into multiple constraints for each subtask. Finally, we propose a fast heuristic algorithm to find a solution satisfying the constraints. Simulation results demonstrate the proposed algorithm obtains lower energy consumption compared with the local execution and random assignment and costs less runtime compared with the greedy algorithm.
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