《电子技术应用》
您所在的位置:首页 > 通信与网络 > 设计应用 > 无线供电MEC中基于S-PSO的任务卸载策略研究
无线供电MEC中基于S-PSO的任务卸载策略研究
电子技术应用
王传启,车国霖
昆明理工大学 信息工程与自动化学院
摘要: 随着5G技术和物联网的快速发展,大量的物联网设备接入到无线通信网络中,由于物联网设备计算和能量资源有限,将移动边缘计算(MEC)和无线供电技术(WPT)集成,可以给移动设备(MD)提供能量和计算任务处理服务。首先构建了多用户设备多服务器的任务卸载模型,然后在粒子群优化算法的基础上,加入Levy飞行策略和改进的权重更新方法,提出了S-PSO算法来优化系统的时延与能耗,最后仿真结果表明,S-PSO算法与其他基准方案相比较,有效降低了系统的时延与能耗,提高了计算网络的性能。
中图分类号:TN301.6;TN929.5 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245161
中文引用格式: 王传启,车国霖. 无线供电MEC中基于S-PSO的任务卸载策略研究[J]. 电子技术应用,2024,50(8):60-66.
英文引用格式: Wang Chuanqi,Che Guolin. Research on task offloading strategy based on S-PSO in wireless powered MEC[J]. Application of Electronic Technique,2024,50(8):60-66.
Research on task offloading strategy based on S-PSO in wireless powered MEC
Wang Chuanqi,Che Guolin
Faculty of Information Engineering and Automation, Kunming University of Science and Technology
Abstract: With the rapid development of 5G technology and the Internet of Things (IoT), a large number of IoT devices are connected to wireless communication networks. Due to the limited computing and energy resources of IoT devices, the integration of Mobile Edge Computing (MEC) and Wireless Power Technology (WPT) can provide energy and computing task processing service for Mobile Device (MD). This article firstly constructs a task offloading model for multi-user devices and multi-servers. Then, based on the particle swarm optimization algorithm, Levy flight strategy and improved weight update method are added to propose the S-PSO algorithm to optimize the system’s latency and energy consumption. Finally, simulation results show that the S-PSO algorithm effectively reduces the system’s latency and energy consumption compared to other benchmark schemes, and improves the performance of the computing network.
Key words : Internet of Things;mobile edge computing;task offloading;S-PSO

引言

目前,随着5G技术和物联网(Internet of Things, IoT)的飞速发展,移动设备由于能量和计算能力有限,对于一些高密集、低时延要求的计算任务,无法在短时间内完成任务的计算处理[1]。将移动边缘计算(MEC)和无线供电技术(WPT)集成,一方面可以给用户设备提供能量,另一方面还可以给用户设备提供任务卸载服务,以及提高移动设备的电池使用寿命[2]。移动边缘计算通过将服务器部署至数据源的一侧,可以有效降低传输时延和传输能耗,从而为用户提供更好的服务[3]。

Ji等人[4]提出了一种用户协作方案,将两个问题转换为其等效的参数化减法形式,并通过两种有效的优化算法提供了相应的最优解。Wang等人[5]提出了一种最佳资源分配方案,利用拉格朗日对偶方法,获得了半封闭形式的最优解。朱恩峰等人[6]提出了一种基于改进的多目标优化免疫算法的卸载决策方案,并通过实验验证了所提卸载决策方案的有效性。朱恩峰等人[7]提出了一种基于改进型粒子群优化算法的卸载方案,并用实验验证了所提方案的良好性能。Li等人[8]提出了一种低复杂度交替算法,所提出的方案优于其他基准方案。Zheng等人[9]提出了一种基于深度神经网络(DNN)的深度强化学习(DRL)模型,数值结果表明,基于DRL的在线卸载算法适用于快衰落的WP-MEC网络。Hu等人[10]提出了一种基于深度强化学习的算法,仿真结果验证了所提出的DDPG-D3QN算法比现有方法具有更好的稳定性和更快的收敛速度,并且平均系统服务成本明显降低。本文考虑了多服务器多用户设备的无线供电MEC场景,提出了一种改进粒子群优化算法(Strengthened Particle Swarm Optimization, S-PSO),S-PSO算法在SPO基础上加入了Levy飞行策略和改进的自适应权重更新方法,增强算法的局部和全局寻优能力。所提出的算法对多服务器多用户场景下的无线供电MEC系统的系统时延和能耗进行优化。提出的S-PSO算法综合考虑系统的时延与能耗,有效降低了任务卸载时的系统时延与能耗。


本文详细内容请下载:

http://www.chinaaet.com/resource/share/2000006123


作者信息:

王传启,车国霖

(昆明理工大学 信息工程与自动化学院,云南 昆明 650500)


Magazine.Subscription.jpg

此内容为AET网站原创,未经授权禁止转载。