多用户多时隙移动边缘计算系统的计算缓存优化设计

在动态环境下,移动边缘计算(Mobile Edge Computing, MEC)系统的节能缓存策略和计算卸载设计面临着“双随机性”难题,移动边缘服务器的缓存决策需要同时与时变的无线信道状态和随机达到的用户任务相适应。为此,本文建模多用户多时隙移动边缘计算系统的计算缓存和计算任务处理模型,建立MEC缓存容量、计算任务因果性和任务完成时限约束模型。系统模型以最小化加权能耗和为设计目标,联合优化MEC服务器缓存决策和任务计算量以及无线设备的本地计算量和计算卸载量。所提优化问题属于一类NP难问题,为求解该优化问题,首先提出基于分支定界算法的最优设计方案作为其他实用方案的性能下界。为降低计算复杂度,提出一种基于凸松弛的算法方案,该算法方案能取得系统性能和计算复杂度的良好折中。仿真结果表明,基于凸松弛的算法方案逼近基于分支定界法的最优性能曲线并优于本文考虑的基准方案。