Long-Term Energy Consumption Optimization-Based Task Offloading Algorithm for Satellite-IoT Systems

计算机科学 Lyapunov优化 资源配置 移动边缘计算 马尔可夫决策过程 能源消耗 最优化问题 排队 分布式计算 数学优化 服务器 实时计算 算法 马尔可夫过程 计算机网络 人工智能 工程类 数学 李雅普诺夫方程 李雅普诺夫指数 电气工程 混乱的 统计
作者
Rong Chai,S. X. Zhang,Wenhang Jiang
标识
DOI:10.1109/pimrc56721.2023.10293930
摘要

Deploying edge computing servers on satellites to provide computing services for Internet of thing (IoT) devices will be an indispensable example for satellite IoT (SIoT) systems. In this paper, we study task offloading problem for SIoT systems. Considering the IoT devices and satellites task queue state and satellite-ground channel state, under the conditions of meeting the limited computing resources and transmit power, and the queue stability, the task offloading problem for SIoT systems is formulated as a minimizing the long-term average system energy consumption problem. In order to solve this problem, We first use Lyapunov optimization method to decouple the joint optimization problem into three subproblems, i.e., computing resource allocation subproblem of IoT devices, computing resource allocation subproblem of satellites, joint task offloading and power allocation subproblem. For computing resource allocation subproblems, we apply Lagrange dual algorithm to solve them. To solve joint task offloading and power allocation subproblem, we formulate it as a Markov decision process (MDP), and propose a parameterized deep Q-network (PDQN)-based task offloading and power allocation algorithm. Finally, the simulation results show that the proposed algorithm has good performance in optimizing the long-term average system energy consumption.

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
瘦瘦牛排完成签到 ,获得积分10
1秒前
糊涂的涂涂完成签到,获得积分10
1秒前
Yy1331发布了新的文献求助10
2秒前
Dan完成签到,获得积分10
8秒前
阳光的Kelly完成签到 ,获得积分10
8秒前
dizi完成签到 ,获得积分10
10秒前
Jasper应助henry先森采纳,获得10
14秒前
爱吃芒果的张小宇完成签到 ,获得积分10
14秒前
HoldenX完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
苹果忆秋完成签到 ,获得积分10
18秒前
雪雪完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
28秒前
32秒前
32秒前
黑鲨完成签到 ,获得积分10
35秒前
葡萄小伊ovo完成签到 ,获得积分10
36秒前
henry先森发布了新的文献求助10
36秒前
shouz完成签到,获得积分10
39秒前
henry先森完成签到,获得积分10
42秒前
饱满的荧完成签到 ,获得积分10
45秒前
lt完成签到,获得积分10
45秒前
sweet0225完成签到 ,获得积分10
49秒前
52秒前
52秒前
52秒前
飞快的蛋应助科研通管家采纳,获得30
53秒前
54秒前
任性铅笔完成签到 ,获得积分10
57秒前
Song完成签到 ,获得积分10
58秒前
1分钟前
1分钟前
Rqbnicsp完成签到,获得积分10
1分钟前
rhih完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yggmdggr完成签到,获得积分10
1分钟前
谦让小松鼠完成签到,获得积分10
1分钟前
典雅的道罡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
JamesPei应助guojia采纳,获得10
1分钟前
zhang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(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
Applied Min-Max Approach to Missile Guidance and Control 5000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
Anionic polymerization of acenaphthylene: identification of impurity species formed as by-products 1000
The Psychological Quest for Meaning 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6325912
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8142015
关于积分的说明 17071663
捐赠科研通 5378411
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2854177
邀请新用户注册赠送积分活动 1831834
关于科研通互助平台的介绍 1683076