Energy Efficiency and Delay Tradeoff in an MEC-Enabled Mobile IoT Network

计算机科学 Lyapunov优化 移动边缘计算 排队延迟 最优化问题 高效能源利用 次模集函数 资源配置 能源消耗 分布式计算 计算卸载 数学优化 计算机网络 服务器 GSM演进的增强数据速率 排队论 边缘计算 算法 李雅普诺夫方程 数学 李雅普诺夫指数 生态学 电信 人工智能 混乱的 电气工程 生物 工程类
作者
Han Hu,Weiwei Song,Qun Wang,Rose Qingyang Hu,Hongbo Zhu
出处
期刊:IEEE Internet of Things Journal [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:9 (17): 15942-15956 被引量:25
标识
DOI:10.1109/jiot.2022.3153847
摘要

Mobile-edge computing (MEC) has recently emerged as a promising technology in the 5G era. It is deemed an effective paradigm to support computation intensive and delay-critical applications even at energy-constrained and computation-limited Internet of Things (IoT) devices. To effectively exploit the performance benefits enabled by MEC, it is imperative to jointly allocate radio and computational resources by considering nonstationary computation demands, user mobility, and wireless fading channels. This article aims to study the tradeoff between energy efficiency (EE) and service delay for multiuser multiserver MEC-enabled IoT systems when provisioning offloading services in a user mobility scenario. Particularly, we formulate a stochastic optimization problem with the objective of minimizing the long-term average network EE with the constraints of the task queue stability, peak transmit power, maximum CPU-cycle frequency, and maximum user number. To tackle the problem, we propose an online offloading and resource allocation algorithm by transforming the original problem into several individual subproblems in each time slot based on the Lyapunov optimization theory, which are then solved by convex decomposition and submodular methods. Theoretical analysis proves that the proposed algorithm can achieve a $[O(1/V), O(V)]$ tradeoff between EE and service delay. Simulation results verify the theoretical analysis and demonstrate our proposed algorithm can offer much better EE-delay performance in task offloading challenges, compared to several baselines.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
我是老大应助王聪聪采纳,获得20
刚刚
顾矜应助四季豆采纳,获得10
刚刚
Cheng55完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Dallas完成签到,获得积分10
1秒前
zhucc完成签到,获得积分20
1秒前
ZS完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
vvvvvvv完成签到,获得积分10
2秒前
思源应助向北采纳,获得10
2秒前
2秒前
所所应助苣木采纳,获得10
3秒前
彭于晏应助凣凢采纳,获得10
3秒前
vcccc发布了新的文献求助10
3秒前
无奈大雁发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
丘比特应助迷路的豌豆采纳,获得10
4秒前
gxudmy发布了新的文献求助10
4秒前
zhangxiaopan完成签到,获得积分10
4秒前
陈文杨关注了科研通微信公众号
4秒前
aiyi发布了新的文献求助10
5秒前
许文静发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
vvvvvvv发布了新的文献求助10
5秒前
QOP发布了新的文献求助10
6秒前
科研通AI6.3应助Iceshadows采纳,获得10
6秒前
尊敬若云完成签到,获得积分10
6秒前
lizishu应助feifan123采纳,获得10
6秒前
Orange应助干饭的二师兄采纳,获得10
6秒前
7秒前
yufangwu发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
79发布了新的文献求助10
9秒前
zhucc关注了科研通微信公众号
9秒前
Whim应助光刻人采纳,获得20
9秒前
10秒前
淡淡化蛹完成签到,获得积分10
10秒前
子晓完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
2026 Hospital Accreditation Standards 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6264079
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8085829
关于积分的说明 16897987
捐赠科研通 5334599
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2839367
邀请新用户注册赠送积分活动 1816851
关于科研通互助平台的介绍 1670446