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Minimization of Energy Consumption in TDMA-Based Wireless-Powered Multi-Access Edge Computing Networks Minimisation de la consommation d'énergie dans les réseaux informatiques de périphérie multi-accès sans fil basés sur TDMA

Xi CHEN, Guodong JIANG, Kaikai CHI, Shubin ZHANG, Gang CHEN, Jiang LIU

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Résumé:

De nombreux nœuds de l’Internet des objets (IoT) dépendent de batteries pour leur alimentation. De plus, la demande d’exécution de tâches gourmandes en calcul et sensibles à la latence augmente pour les nœuds IoT. Dans certains scénarios pratiques, les tâches de calcul des WD ont la caractéristique non séparable, c'est-à-dire que des stratégies de déchargement binaire doivent être utilisées. Dans cet article, nous nous concentrons sur la conception d'un algorithme de déchargement binaire efficace qui minimise la consommation d'énergie du système (EC) pour les réseaux informatiques de pointe multi-accès sans fil basés sur TDMA, où les WD calculent les tâches localement ou les déchargent vers des points d'accès hybrides. (H-AP). Nous formulons le problème de minimisation EC qui est un problème non convexe et le décomposons en un problème principal optimisant la décision de déchargement binaire et un sous-problème optimisant la durée du WPT et les durées de transmission du déchargement des tâches. Pour le problème principal, une méthode basée sur le DRL est appliquée pour obtenir la décision de déchargement presque optimale. Pour le sous-problème, nous considérons d'abord le scénario où les nœuds n'ont pas de contraintes de temps de réalisation et obtenons la solution analytique optimale. Ensuite, nous considérons le scénario avec les contraintes. En utilisant conjointement la méthode du nombre d'or et la méthode de la bissection, la solution optimale peut être obtenue en raison de la convexité de la fonction de contrainte. Les résultats de la simulation montrent que l’algorithme de déchargement proposé basé sur le DRL peut atteindre une EC presque minimale.

Publication
IEICE TRANSACTIONS on Fundamentals Vol.E106-A No.12 pp.1544-1554
Date de publication
2023/12/01
Publicisé
2023/06/19
ISSN en ligne
1745-1337
DOI
10.1587/transfun.2023EAP1035
Type de manuscrit
PAPER
Catégories
Théorie de la communication et signaux

Auteurs

Xi CHEN
  Zhejiang University of Technology
Guodong JIANG
  Zhejiang University of Technology
Kaikai CHI
  Zhejiang University of Technology
Shubin ZHANG
  Zhejiang University of Technology
Gang CHEN
  Zhejiang Institute of Mechanical and Electrical Engineering
Jiang LIU
  Waseda University

Mots-clés

Table des matières