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Cost-Optimized Periodic DAG-Structured Task Offloading in Multi-User MEC Systems Using Reinforcement Learning

delete2026-02-01
delete0
PRE
AI
王艳 封面图
王艳 (Yan Wang)
Y
Yubin He
G
Gang Liu *
李克勤 封面图
李克勤 (Keqin Li)
DOI:10.1145/3762993delete
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摘要

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强化学习(RL)因其在动态环境中的适应性和减少在线计算开销的能力,已成为任务卸载的一种有前景的解决方案。因此,本文探索了RL在多用户移动边缘计算(MEC)系统中优化周期性有向无环图(DAG)任务卸载的应用,旨在最小化总体成本,包括用户设备能耗和服务器计算费用。本文的关键贡献在于明确建模了用户对有限边缘资源的竞争,其中并发访问导致动态争用,显著影响卸载延迟和能耗。然而,该优化任务面临两个主要挑战:任务状态的高维性和动作空间过大,两者均增加了学习复杂度。为解决此问题,我们提出了一种动态分布式基于近端策略优化(PPO)的卸载框架。采用编码器将DAG节点特征和结构信息映射到低维表示,以减少计算开销并提高学习效率。此外,我们引入行为克隆来模仿贪婪策略作为PPO代理的初始行为,有效缩小动作空间并加速收敛。通过结合表示学习和基于模仿的初始化,我们的方法使PPO代理能够快速适应环境动态,利用先验知识和实时反馈做出明智的卸载决策。仿真结果表明,该方法实现快速收敛,并在成本降低方面优于现有基线,证明了其在MEC场景下周期性任务卸载中的有效性。源代码和实现细节可在以下地址获取:https://github.com/xiaolutihua/GAT/tree/master.
Keyword:
Cost efficient
MEC
periodic DAG-based application
task offloading optimization

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ACM Transactions on Internet Technology
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