By deploying the ubiquitous and reliable coverage of low Earth orbit(LEO)satellite networks using optical inter satel-lite link(OISL),computation offloading services can be provided for any users without proximal serv...By deploying the ubiquitous and reliable coverage of low Earth orbit(LEO)satellite networks using optical inter satel-lite link(OISL),computation offloading services can be provided for any users without proximal servers,while the resource limita-tion of both computation and storage on satellites is the impor-tant factor affecting the maximum task completion time.In this paper,we study a delay-optimal multi-satellite collaborative computation offloading scheme that allows satellites to actively migrate tasks among themselves by employing the high-speed OISLs,such that tasks with long queuing delay will be served as quickly as possible by utilizing idle computation resources in the neighborhood.To satisfy the delay requirement of delay-sensi-tive task,we first propose a deadline-aware task scheduling scheme in which a priority model is constructed to sort the order of tasks being served based on its deadline,and then a delay-optimal collaborative offloading scheme is derived such that the tasks which cannot be completed locally can be migrated to other idle satellites.Simulation results demonstrate the effective-ness of our multi-satellite collaborative computation offloading strategy in reducing task complement time and improving resource utilization of the LEO satellite network.展开更多
为研究长距离公路隧道电力电缆区在夏季机械通风条件下仍然存在的高温环境问题,以上海市G40长距离跨江隧道为研究对象,采用CFD模拟方法,探究电缆发热量、室外环境温度和通风量对电力电缆区温度场分布的影响规律,并提出适用于该隧道结构...为研究长距离公路隧道电力电缆区在夏季机械通风条件下仍然存在的高温环境问题,以上海市G40长距离跨江隧道为研究对象,采用CFD模拟方法,探究电缆发热量、室外环境温度和通风量对电力电缆区温度场分布的影响规律,并提出适用于该隧道结构的温度预测关联式,用于解决工程实践中面临的“高温区域覆盖范围如何界定”以及“下游温度超标临界条件如何判定”等关键问题。结果表明:1)在夏季机械排风工况下,电力电缆区的空气温度沿着隧道纵向呈现非线性增长趋势,表明气流驱动的热迁移现象显著;2)电缆发热量对隧道进排风温差呈现非线性增长特征,当电缆长期高负载运行时,电缆区排风温度将超过标准规定的安全阈值(≤40℃);3)降低隧道入口温度虽可减少排风温度,但会导致进排风温差扩大超出规范限值(≤10℃);4)通风量每增大87.81 m 3/s(即换气次数增大2次/h)可使排风温度降低约3.57℃,但过高的通风量会导致风机功耗激增,因此需要进一步研究通风策略以平衡降温效果与风机能耗之间的关系。展开更多
针对移动边缘计算中用户移动性导致服务器间负载分布不均,用户服务质量(Quality of Service,QoS)下降的问题,提出了一种移动性感知下的分布式任务迁移方案。首先,以优化网络中性能最差的用户QoS为目标,建立了一个长期极大极小化公平性问...针对移动边缘计算中用户移动性导致服务器间负载分布不均,用户服务质量(Quality of Service,QoS)下降的问题,提出了一种移动性感知下的分布式任务迁移方案。首先,以优化网络中性能最差的用户QoS为目标,建立了一个长期极大极小化公平性问题(Max Min Fairness,MMF),利用李雅普诺夫(Lyapunov)优化将原问题转化解耦。然后,将其建模为去中心化部分可观测马尔可夫决策过程(Decentralized Partially Observable Markov Decision Process,Dec-POMDP),提出一种基于多智能体柔性演员-评论家(Soft Actor-Critic,SAC)的分布式任务迁移算法,将奖励函数解耦为节点奖励和用户个体奖励,分别基于节点负载均衡度和用户QoS施加奖励。仿真结果表明,相比于现有任务迁移方案,所提算法能够在保证用户QoS的前提下降低任务迁移率,保证系统负载均衡。展开更多
随着边缘计算的广泛应用,近年来在网络边缘侧激增了一些延迟敏感的用户请求,这些应用对边缘网络中物联网设备提供的资源提出了较高的服务质量(Quality of Service,QoS)需求,例如严格的地理空间约束、时延/能量及其他资源约束.物联网设...随着边缘计算的广泛应用,近年来在网络边缘侧激增了一些延迟敏感的用户请求,这些应用对边缘网络中物联网设备提供的资源提出了较高的服务质量(Quality of Service,QoS)需求,例如严格的地理空间约束、时延/能量及其他资源约束.物联网设备提供的功能通常被封装为运行在边缘节点上的服务,用户请求可以通过组合数据和/或计算密集型的物联网服务来实现.考虑到物联网设备的资源稀缺性以及用户请求的在线持续部署和潜在长期执行特征,边缘服务运行期间对物联网设备资源的占用和释放导致边缘网络中资源动态变化.由于物联网设备的资源通常难以得到有效补充,且消耗差异可能较大,有些设备可能会过载,导致在当前时间点适配的物联网服务,在随后时间点可能难以适配用户请求,并导致QoS降级.针对边缘网络高负载时新请求持续部署导致特定强约束难以满足的挑战,本文开展资源失配时低代价的服务重配研究,提出了一种资源高效的服务重配方法,旨在通过服务迁移技术重调度物联网设备所提供的服务,以满足更多具有一定QoS约束的用户请求.基于上海电信基站数据集进行了大量实验,实例验证本文方法的有效性.实验结果表明,本文所提方法在满足用户服务请求时延约束、降低物联网设备能量消耗、提高边缘网络资源利用效益等方面表现均优于对比技术.展开更多
基金This work was supported by the National Key Research and Development Program of China(2021YFB2900600)the National Natural Science Foundation of China(61971041+2 种基金62001027)the Beijing Natural Science Foundation(M22001)the Technological Innovation Program of Beijing Institute of Technology(2022CX01027).
文摘By deploying the ubiquitous and reliable coverage of low Earth orbit(LEO)satellite networks using optical inter satel-lite link(OISL),computation offloading services can be provided for any users without proximal servers,while the resource limita-tion of both computation and storage on satellites is the impor-tant factor affecting the maximum task completion time.In this paper,we study a delay-optimal multi-satellite collaborative computation offloading scheme that allows satellites to actively migrate tasks among themselves by employing the high-speed OISLs,such that tasks with long queuing delay will be served as quickly as possible by utilizing idle computation resources in the neighborhood.To satisfy the delay requirement of delay-sensi-tive task,we first propose a deadline-aware task scheduling scheme in which a priority model is constructed to sort the order of tasks being served based on its deadline,and then a delay-optimal collaborative offloading scheme is derived such that the tasks which cannot be completed locally can be migrated to other idle satellites.Simulation results demonstrate the effective-ness of our multi-satellite collaborative computation offloading strategy in reducing task complement time and improving resource utilization of the LEO satellite network.
文摘优化模型驱动的移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)网络任务卸载与迁移策略研究基于物联网设备激增和5G技术推广的背景展开。MEC通过将计算资源迁移至网络边缘,显著降低数据传输延迟和云端压力。为此,提出一系列任务卸载与迁移策略,并通过性能评估验证其效果。实验结果表明,所提策略在典型应用场景中显著优化了关键性能指标:延迟降低约25%,能耗减少30%,任务吞吐量提升20%。具体优化包括:动态资源调度实现负载均衡,改进卸载效率;基于QoS(Qua-lity of Service)保障的迁移机制确保服务稳定性;跨层优化设计提升多任务协作能力。此外,通过机器学习预测技术,动态适应网络波动,提高系统灵活性。研究结论指出,优化模型在确保资源高效分配和任务实时性方面具备突出优势,提升了MEC网络的服务质量和用户体验。策略可广泛适用于异构网络和动态环境,具备进一步拓展的潜力。
文摘为研究长距离公路隧道电力电缆区在夏季机械通风条件下仍然存在的高温环境问题,以上海市G40长距离跨江隧道为研究对象,采用CFD模拟方法,探究电缆发热量、室外环境温度和通风量对电力电缆区温度场分布的影响规律,并提出适用于该隧道结构的温度预测关联式,用于解决工程实践中面临的“高温区域覆盖范围如何界定”以及“下游温度超标临界条件如何判定”等关键问题。结果表明:1)在夏季机械排风工况下,电力电缆区的空气温度沿着隧道纵向呈现非线性增长趋势,表明气流驱动的热迁移现象显著;2)电缆发热量对隧道进排风温差呈现非线性增长特征,当电缆长期高负载运行时,电缆区排风温度将超过标准规定的安全阈值(≤40℃);3)降低隧道入口温度虽可减少排风温度,但会导致进排风温差扩大超出规范限值(≤10℃);4)通风量每增大87.81 m 3/s(即换气次数增大2次/h)可使排风温度降低约3.57℃,但过高的通风量会导致风机功耗激增,因此需要进一步研究通风策略以平衡降温效果与风机能耗之间的关系。
文摘随着边缘计算的广泛应用,近年来在网络边缘侧激增了一些延迟敏感的用户请求,这些应用对边缘网络中物联网设备提供的资源提出了较高的服务质量(Quality of Service,QoS)需求,例如严格的地理空间约束、时延/能量及其他资源约束.物联网设备提供的功能通常被封装为运行在边缘节点上的服务,用户请求可以通过组合数据和/或计算密集型的物联网服务来实现.考虑到物联网设备的资源稀缺性以及用户请求的在线持续部署和潜在长期执行特征,边缘服务运行期间对物联网设备资源的占用和释放导致边缘网络中资源动态变化.由于物联网设备的资源通常难以得到有效补充,且消耗差异可能较大,有些设备可能会过载,导致在当前时间点适配的物联网服务,在随后时间点可能难以适配用户请求,并导致QoS降级.针对边缘网络高负载时新请求持续部署导致特定强约束难以满足的挑战,本文开展资源失配时低代价的服务重配研究,提出了一种资源高效的服务重配方法,旨在通过服务迁移技术重调度物联网设备所提供的服务,以满足更多具有一定QoS约束的用户请求.基于上海电信基站数据集进行了大量实验,实例验证本文方法的有效性.实验结果表明,本文所提方法在满足用户服务请求时延约束、降低物联网设备能量消耗、提高边缘网络资源利用效益等方面表现均优于对比技术.
