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基于NOMA的移动边缘计算系统公平能效调度算法

胡晗 鲍楠 凌章 沈乐

韩国栋, 张兴明, 邓勇, 邬江兴. 一种基于优先级的综合接入系统自适应I/O调度方案[J]. 电子与信息学报, 2004, 26(1): 131-136.
引用本文: 胡晗, 鲍楠, 凌章, 沈乐. 基于NOMA的移动边缘计算系统公平能效调度算法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(12): 3563-3570. doi: 10.11999/JEIT200898
Han Guo-dong, Zhang Xing-ming, Deug Yong, Wu Jiang-xing. A Kind of Priority-Based Self-Adapting I/O Scheduling Scheme for Integrated-Service Access System[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2004, 26(1): 131-136.
Citation: Han HU, Nan BAO, Zhang LING, Le SHEN. Fair Energy Efficiency Scheduling in NOMA-Based Mobile Edge Computing[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2021, 43(12): 3563-3570. doi: 10.11999/JEIT200898

基于NOMA的移动边缘计算系统公平能效调度算法

doi: 10.11999/JEIT200898
基金项目: 国家自然科学基金(61871446, 61801244),江苏省科技厅自然科学基金项目(BK20191378),江苏省高等学校自然科学研究面上项目(18KJB510034)
详细信息
    作者简介:

    胡晗:女,1985年生,副教授,研究方向为无线通信网络资源管理及优化等

    鲍楠:女,1985年生,讲师,研究方向为异构网络资源优化及干扰抑制等

    凌章:男,1993年生,硕士,研究方向为边缘计算及动态资源分配等

    沈乐:男,1997年生,硕士生,研究方向为边缘计算及动态资源分配等

    通讯作者:

    胡晗 han_h@njupt.edu.cn

  • 中图分类号: TN929.5

Fair Energy Efficiency Scheduling in NOMA-Based Mobile Edge Computing

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61871446, 61801244), The National Science Foundation Program of Jiangsu Province (BK20191378), The National Science Research Project of Jiangsu Higher Education Institutions (18KJB510034)
  • 摘要: 将移动边缘计算技术(MEC)与非正交多址技术(NOMA)结合,同时考虑公平性,该文研究了采用NOMA上行部分卸载的MEC系统公平能效问题。首先将基于公平函数的用户速率与功耗比值定义为公平能效函数,随后提出了两种公平能效调度准则下的能效调度算法,即最大化最小速率准则下DK-SCA算法及最大化系统能效准则下DK-SCALE算法,通过算法实现分别得到两种公平能效调度准则下用户最佳本地CPU处理频率及最佳传输功率。最后通过仿真表明,与基准方案相比,所提基于NOMA的部分卸载方案能够有效地将本地计算和基于NOMA的边缘卸载结合,达到最佳的公平能效性能。
  • 图  1  系统模型

    图  2  最大化最小速率准则下3种方案系统能效对比分析

    图  3  最大化最小速率准则下3种方案下系统速率对比分析

    图  4  最大化最小速率准则下3种方案的系统功耗对比分析

    图  5  最大化系统能效准则下3种方案系统能效对比分析

    图  6  最大化系统能效准则下3种方案的系统速率对比分析

    图  7  最大化系统能效准则下3种方案的系统功耗对比分析

    表  1  DK-SCA迭代算法

     步骤1:初始化本地计算速度f(0)nxu(0)nZ0η0 = 0,设置
         停止阈值e,迭代次数I
     步骤2: for i=1: I
         利用SCA迭代求解P1.4,得到结果
         {fin,xu,in,ηi,zu,in(k)},更新能效暂态值
         ηi = ZinN(ζexp(xu,in)+Pr+εfi3n)(19)
     步骤3:if||ηiηi - 1||e
         获得最佳能效η = ηi
         break;
     步骤4:输出最佳能效η*
    下载: 导出CSV

    表  2  DK-SCALE迭代算法

     步骤1:取ζ>0Rminn>0Pthn>0ηi0;初始化P2.3
         Z(0)fn(0)pun(0)an(0)bn(0)迭代次数I
     步骤2:for i =1: I
         利用SCALE方法交替迭代求解P2.3,得到近似能效:
         ηi0=nN(WZn(xun,an,bn)+fnγn)nN(ζexp(xun)+pr+εf3n)(29)
     步骤3:if||ηi0ηi10||e
         获得最佳能效η0 = ηi0
         break;
     步骤4:输出(fnpun)和最佳能效η*0
    下载: 导出CSV
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  • 期刊类型引用(2)

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出版历程
  • 收稿日期:  2020-10-20
  • 修回日期:  2021-04-29
  • 网络出版日期:  2021-11-10
  • 刊出日期:  2021-12-21

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