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Cloud-edge synergistic MEC multi-task offloading and resource allocation method based on convex optimization

delete2025-09-15
delete0
PRE
AI
吴
吴涛 (Tao Wu)
T
Tang ShanLin
Z
Zhou Qizhao *
X
Xi Chen
DOI:10.1007/s10586-025-05389-8delete
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摘要

摘要

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移动设备的普及加剧了边缘服务器的资源约束,揭示了传统移动边缘计算(MEC)在多任务卸载场景下的显著局限性。这造成了一个基本矛盾:严格的任务截止时间与固有的系统处理延迟之间,而这种矛盾在多任务MEC环境中的排队动态下进一步加剧。与仅依赖云或MEC的场景不同,协同计算范式(同时利用两种资源)使节点之间能够实现有效的互补。这种协作通过动态满足实时任务卸载和资源分配需求,提升了多任务卸载的效率。为应对MEC中任务场景的多样性和数据规模的差异,并缓解多任务排队导致的任务延迟敏感性加剧问题,本文提出了一种多任务卸载云-边缘协同计算系统模型(C3O)。该系统通过调整延迟-支付权重比例动态优化性能指标,同时保持服务质量。它还引入了基于截止时间的动态权重排队策略,并采用深度Q网络(DQN)进行卸载决策。凸优化用于平衡支付成本与延迟的加权和,该平衡作为奖励信号引导代理实现最优性能。仿真结果表明,C3O在各种MEC应用场景中表现出鲁棒性,能够有效满足多任务卸载下的动态资源分配和延迟要求。与其他方法相比,C3O将任务延迟降低7%至73%,总任务成本降低10%至78%。
Keyword:
MEC
Edge computing
Cloud collaborative
Task offloading
Resource allocation
Convex optimization

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