基于深度强化学习的边缘计算中迁移决策和资源调度研究

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:anqiiqna
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着5G时代的来临,其低功耗、高速率、低成本以及延时低的特性,对物联网行业带来了积极且巨大的改变。而物联网日益增加的规模,给集中式云计算数据中心的能耗、传输带宽和处理时延带来了不小的挑战。前者正朝着由网络中心节点移往具有较短延迟的边缘节点的方向发展,即边缘计算。边缘计算能够分担云的工作减轻压力,同时满足用户对于实时性服务的需求,而迁移决策和资源调度问题是边缘计算领域的热点研究问题之一。本文对移动边缘计算的迁移决策和资源调度问题以及深度强化学习理论基础进行了介绍,对当前已有的迁移决策和资源调度方案和算法进行了总结分析。在此基础上,重点研究了多小区多用户完全迁移和单小区多用户部分迁移两种实际场景下如何利用深度强化学习算法对迁移决策和资源调度进行优化。主要的创新工作包括以下两个方面:(1)针对多小区多用户完全迁移的迁移决策和资源调度问题,首先从网络架构、应用类型、本地和迁移计算四个方面建立系统模型;然后根据系统模型,对资源调度的优化问题进行建模,分析原始优化问题的难以求解性,选取基于值函数的深度强化学习方式,建立能够优化问题的MFBDQN算法;接着,根据实际问题,为MFBDQN算法设定用于迭代的状态、动作,以及用于生成新状态和反馈奖励值的环境;最后,结合原始深度强化学习算法,为边缘计算资源调度问题编写合适的迭代步骤;(2)针对单小区多用户部分迁移的迁移决策和资源调度问题,首先从网络架构、应用类型、本地和迁移计算四个方面建立系统模型;然后根据系统模型,对资源调度的优化问题进行建模,分析原始优化问题的难以求解性,选取基于策略梯度的深度强化学习方式,建立能够优化问题的SPBDDPG算法;接着,根据实际问题,为SPBDDPG算法设定用于迭代的状态、动作,以及用于生成新状态和反馈奖励值的环境;最后,结合原始深度强化学习算法,为边缘计算资源调度问题编写合适的迭代步骤。(3)通过使用基于Python的Tensor Flow软件库,仿真对比验证了本文提出的优化方案的性能。结果表明,针对多小区多用户完全迁移的迁移决策和资源调度问题提出的MFBDQN优化算法,在不同的用户设备数量下,都可以取得相较于Q-Learning算法和随机迁移方案更低的能耗,即获得更优的资源调度方案;针对单小区多用户部分迁移的迁移决策和资源调度问题提出的SPBDDPG优化算法,在不同的用户设备数量、不同的所有用户所能容忍最大时延约束8(6)、不同的边缘计算服务器计算能力上限((8)下,都可以取得相较于REINFORCE算法和最小迁移方案更低的能耗,即获得更优的迁移决策和资源调度方案。正文中共使用图20幅,表2个,参考文献50篇。
其他文献
学习者的数学学习与认知结构息息相关,数学学习心理的CPFS结构是数学学习者特有的认知结构。丰富和完善CPFS结构理论也是数学教育者的重要课题。而目前高考采用的命题方式以
近年来,智能小区在我国发展较为迅速,其功能也日趋多样化,满足着城市居民逐渐提高的用电需求。在各个智能小区项目中,能量管理系统是智能小区综合服务与管理系统的重要子系统,对其能量调度优化策略进行深入研究,能使智能小区负荷以更加科学的方式运行,也使住户节省更多的电费,并可利用分布式电源和储能系统的能量调度获取更多的电能收益。以减少小区总用电费用和削减小区负荷曲线高峰为目标,本文研究了智能小区能量调度优化
结合南苏丹朱巴机场道面材料及结构使用情况,建立机场沥青道面加铺层有限元模型,得到加铺层回弹模量、加铺层厚度、飞机行驶状态、作用荷载及外界环境因素作用下层间剪应力的
企业公关危机对企业的公众形象以及影响力来说具有非常重要的影响,而企业公众形象与影响力直接影响着其在市场竞争中的地位,所以企业应该在公关危机的预防、处理和恢复阶段进
为合理评价PPP(Public-Private-Partnership)项目融资风险程度,以PPP项目资产证券化为研究对象,结合PPP项目及资产证券化特点构建了风险评价体系,运用改进G1法输出指标权重,
随着人工智能逐渐迈向认知智能,知识图谱已经成为当今大数据时代一种重要的知识表示和组织形式,被广泛应用在智能搜索、问答系统以及个性化推荐等领域,为它们知识赋能。知识
目的研究优质护理策略在慢性乙型病毒性肝炎治疗中的临床效果。方法对入住该院治疗的慢性乙型病毒性肝炎患者106例进行研究,随机分为二组,在常规药物治疗的基础上,对照组给予
通过文献计量分析方法研究表明,当前理论界对习近平新时代中国特色社会主义思想的绝大多数研究采用了规范研究方法,在习近平新时代中国特色社会主义思想的理论溯源、框架体系
按照党中央的部署和要求,2012年是基层党组织建设年。对上海现代建筑设计集团下属的现代建筑装饰环境设计院党总支而言,继去年推出关爱服务型党组织建设课题后,今年的党建重
口腔的颌面有诸多的骨骼,这些骨骼是口腔颌面的功能和形态的结构基础,如果骨骼发生缺损,必将造成颌面畸形,功能也会出现障碍。而传统的骨缺损修复的方法很多,目前临床应用最