《计算机应用》唯一官方网站››2024，第44卷››问题（5）: 1493-1500.内政部：10.11772/j.issn.1001-9081.2023050831

• 第十九届中国机器学习会议（CCML 2023）• （一）   

基于动态服务缓存辅助的任务卸载方法

张俊娜，新冠肺炎(),李天泽，赵晓焱，袁培燕  

  1. 新加坡新市453007
  • 收稿日期:2023-06-27 收益率：2023-07-22 接受日期:2023-07-24 日本：2023-08-03年 出版日期:2024-05-10
  • 通讯作者:王欣新
  • 作者简介:张俊娜（1979—），女，河南扶沟人，副教授，博士，共因失效会员，主要研究方向：边缘计算、服务计算
    李天泽（1997—），男，河南周口人，硕士研究生，主要研究方向：边缘计算、机器学习
    赵晓焱（1981—），女，河南许昌人，副教授，博士，共因失效会员，主要研究方向：边缘计算、D2D通信
    袁培燕（1978—），男，河南邓州人，教授，博士，共因失效会员，主要研究方向：边缘计算、群智感知。
    第一联系人：王欣新（1997—），女，河南驻马店人，硕士研究生，主要研究方向：边缘计算、服务计算
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(62072159);河南省科技攻关项目(232102211061)

基于动态服务缓存辅助的任务卸载方法

张俊娜，王新新（Xinxin WANG）(),李天泽，赵晓燕，袁培炎  

  1. 河南师范大学计算机与信息工程学院，河南新乡453007
  • 收到：2023-06-27 修订过的：2023-07-22 认可的：2023-07-24 在线：2023-08-03年 出版：2024-05-10
  • 联系人：王新新（Xinxin WANG）
  • 关于作者：张俊娜，1979年生，博士，副教授。她的研究兴趣包括边缘计算、服务计算。
    李天泽，1997年出生，硕士研究生。他的研究兴趣包括边缘计算、机器学习。
    赵晓燕，1981年生，博士，副教授。她的研究兴趣包括边缘计算、D2D通信。
    袁培炎，1978年生，博士，教授。他的研究兴趣包括边缘计算、人群感知。
  • 支持单位：
    国家自然科学基金项目（62072159）；河南省科技攻关项目（232102211061）

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摘要：

针对服务缓存和任务卸载联合优化中，由于缺乏对用户服务请求多样性和动态性的综合考虑而导致的用户体验质量降低问题，提出一种基于动态服务缓存辅助的任务卸载方法。首先，针对边缘服务器执行缓存服务动作空间较大的问题，重新定义了动作，并筛选出最优的动作集合以提高算法训练的效率；其次，设计一种改进的多智能体Q-学习算法学习最优的服务缓存策略；再次，将任务卸载问题转换为凸优化问题，利用凸优化工具获得最优解；最后，利用拉格朗日对偶法求得最优的计算资源分配策略。为了验证所提方法的有效性，基于真实数据集进行了充分的实验。实验结果表明，对比Q-Learning、DQ（D2QN）以及多智能体深度确定性策略梯度（MADDPG）方法，所提方法的响应时间分别降低了8.5%、11.8%和12.6%，平均体验质量分别提高了1.5%、2.7%和4.3%。

关于： 边缘计算, 动态服务缓存, 任务卸载, 计算资源分配, 服务多样性

摘要：

针对服务缓存和任务卸载联合优化中缺乏综合考虑用户服务请求的多样性和动态性而导致用户体验质量下降的问题，提出了一种基于动态服务缓存辅助的任务卸载方法。首先，为了解决边缘服务器执行缓存服务时动作空间大的问题，对动作进行了重新定义，并选择了最佳动作集，以提高算法训练的效率。其次，设计了一种改进的多代理Q-Learning算法来学习最优的服务缓存策略。第三，将任务卸载问题转化为凸优化问题，并使用凸优化工具获得最优解。最后，利用拉格朗日对偶方法找到了最优的计算资源分配策略。为了验证该方法的有效性，基于实际数据集进行了大量实验。实验结果表明，与Q-Learning、双深度Q网络（D2QN）和多智能体深度确定性策略梯度（MADDPG）相比，该方法的响应时间分别缩短了8.5%、11.8%和12.6%，平均经验质量分别提高了1.5%、2.7%和4.3%方法。

关键词： 边缘计算， 动态服务缓存， 任务卸载， 计算资源分配， 服务多样性

中图分类号: 

完© 2021 四、
蜀国际比较项目05010208？-3　新出网证(川)字026号
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