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论文编号 202004-291
论文题目 雾无线接入网络计算卸载时延优化
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作者之间用逗号“,”分隔,最后为实心圆点“.”,

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雾无线接入网络计算卸载时延优化

首发时间:2020-04-28

王春芳 1   

王春芳(1993-),女,硕士研究生,计算卸载优化

孙耀华 2   

孙耀华(1992-),男,助理研究员,深度强化学习,雾无线接入网

  • 1、北京邮电大学信息与通信工程学院,北京 100876
  • 2、北京邮电大学网络技术研究院,北京 100876

摘要:近年来,增强现实、工业控制等时延敏感型应用不断涌现,对无线接入网络提出了更高的要求。雾无线接入网络(F-RAN)通过雾节点(F-AP)的部署可为用户提供边缘计算服务,有效降低时延。为提升引入计算卸载后的性能,F-RAN中的雾节点选择和无线资源调配至关重要,但相关优化问题求解复杂度高,一直是业界研究难点热点。鉴于此,本文提出了基于匹配理论的计算卸载时延优化方法,通过在F-RAN中引入非正交多址接入技术以降低网络整体时延,继而构建了多用户计算卸载节点选择、子信道分配、上行传输功率控制以及雾节点处计算资源分配的联合优化问题。在固定雾节点选择和子信道分配下,将原非凸优化问题解耦为上行功率控制子问题和计算资源分配子问题,可分别采用迭代的功率分配算法和均值不等式法进行求解。随后提出了基于交换匹配的两层迭代算法,其中外层基于定义的交换匹配次序对各用户雾节点选择和子信道分配进行调整,仿真结果表明所提方法可在较低复杂度实现较好性能。

关键词: 计算卸载 雾无线接入网络 时延优化

For information in English, please click here

Optimization of Low-latency Computation Offloading in Fog Radio Access Network

WANG Chunfang 1   

王春芳(1993-),女,硕士研究生,计算卸载优化

SUN Yaohua 2   

孙耀华(1992-),男,助理研究员,深度强化学习,雾无线接入网

  • 1、Information and Communication Engineering School, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876
  • 2、Institute of Network Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876

Abstract:In recent years, computation-intensive and latency-sensitive applications, such as augmented reality and industrial control, are continuously emerging, which have stringent requirements on network latency. As a promising architecture, fog radio access networks(F-RANs) can reduce latency owing to the deployment of fog access points (F-APs), which allows UEs to offload computation tasks to the network edge. To improve system performance in computation offloading scenarios, the decision on to which FAP the task is offloaded and radio resource allocation for task uploading play key roles, However, their joint optimization is challenging due to NP hardness, which currently draws a lot of attentions of researchers. Facing this issue, this paper proposes an efficient approach based on matching theory that intends to latency minimization. Specifically, under the setting of non-orthogonal multiple access that can further contribute to latency reduction, an optimization problem is formulated, which jointly optimizes F-AP selection, subchannel allocation, UE transmission power control and computation resource allocation at F-APs. To make the problem more tractable, the primal problem is first decoupled into a UE transmission power control sub-problem and a computation resource allocation sub-problem under a pre-fixed F-AP and subchannel allocation strategy. After solving the two sub-problems, an iterative swap matching based algorithm with an inner loop and an outer loop is developed, where the outer loop is responsible for adjusting F-AP selection and subchannel allocation based on a well-defined swap matching order. By simulation, the effectiveness of the proposal is verified. ?????

Keywords: computation offloading fog radio access networks latency optimization

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王春芳,孙耀华. 雾无线接入网络计算卸载时延优化[EB/OL]. 北京:中国科技论文在线 [2020-04-28]. http://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/202004-291.

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