Dynamic Edge Loading Balancing with Edge Node Activity Prediction and Accelerating the Model Convergence

计算机科学 边缘计算 卡鲁什-库恩-塔克条件 分布式计算 GSM演进的增强数据速率 边缘设备 负载平衡(电力) 带宽分配 节点(物理) 计算机网络 云计算 带宽(计算) 数学优化 人工智能 网格 工程类 几何学 数学 操作系统 结构工程
作者
Wen Chen,Sishuo Liu,Yuxiao Yang,Wenjing Hu,Jinming Yu
出处
期刊:Sensors [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:25 (5): 1491-1491
标识
DOI:10.3390/s25051491
摘要

In mobile edge computing networks, achieving effective load balancing across edge server nodes is essential for minimizing task processing latency. However, the lack of a priori knowledge regarding the current load state of edge nodes for user devices presents a significant challenge in multi-user, multi-edge node scenarios. This challenge is exacerbated by the inherent dynamics and uncertainty of edge node load variations. To tackle these issues, we propose a deep reinforcement learning-based approach for task offloading and resource allocation, aiming to balance the load on edge nodes while reducing the long-term average cost. Specifically, we decompose the optimization problem into two subproblems, task offloading and resource allocation. The Karush–Kuhn–Tucker (KKT) conditions are employed to derive the optimal strategy for communication bandwidth and computational resource allocation for edge nodes. We utilize Long Short-Term Memory (LSTM) networks to forecast the real-time activity of edge nodes. Additionally, we integrate deep compression techniques to expedite model convergence, facilitating faster execution on user devices. Our simulation results demonstrate that our proposed scheme achieves a 47% reduction in terms of the task drop rate, a 14% decrease in the total system cost, and a 7.6% improvement in the runtime compared to the baseline schemes.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
CHEN完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
剑舞红颜笑完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
MiffyJia完成签到,获得积分10
2秒前
ZYX完成签到,获得积分10
2秒前
黑皮体育生完成签到,获得积分10
4秒前
三岔路口完成签到,获得积分10
4秒前
胡质斌发布了新的文献求助10
5秒前
wanhe发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
嗡嗡发布了新的文献求助10
6秒前
斯文败类应助Aw采纳,获得10
6秒前
zwd完成签到 ,获得积分10
6秒前
yizhiyeqiu完成签到,获得积分20
6秒前
Quincy完成签到,获得积分10
7秒前
好家伙发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
虚冰发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
111111完成签到 ,获得积分20
7秒前
10秒前
ZDM6094完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
Vvvv关注了科研通微信公众号
11秒前
cutie完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
合适如音完成签到,获得积分10
13秒前
小牛马发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
爱科研的chen完成签到,获得积分20
14秒前
14秒前
柒月小鱼发布了新的文献求助10
14秒前
Owen应助Joyce采纳,获得10
14秒前
孟孟完成签到,获得积分20
15秒前
16秒前
绵羊小姐应助AC咪咪采纳,获得80
16秒前
余芝完成签到,获得积分10
16秒前
科研通AI6.2应助小鲁采纳,获得10
16秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
The Immune System (Fifth Edition) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6558238
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8341642
关于积分的说明 17872274
捐赠科研通 5677554
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2941084
邀请新用户注册赠送积分活动 1916888
关于科研通互助平台的介绍 1788227