Edge computing has become one of the key enablers for ultra-reliable and low-latency communications in the industrial Internet of Things in the fifth generation communication systems, and is also a promising technology in the future sixth generation communication systems. In this work, we consider the application of edge computing to smart factories for mission-critical task offloading through wireless links. In such scenarios, although high end-to-end delays from the generation to completion of tasks happen with low probability, they may incur severe casualties and property loss, and should be seriously treated. Inspired by the risk management theory widely used in finance, we adopt the Conditional Value at Risk to capture the tail of the delay distribution. An upper bound of the Conditional Value at Risk is derived through analysis of the queues both at the devices and the edge computing servers. We aim to find out the optimal offloading policy taking into consideration both the average and the worst case delay performance of the system. Given that the formulated optimization problem is a non-convex mixed integer non-linear programming problem, a decomposition into sub-problems is performed and a two-stage heuristic algorithm is proposed. Simulation results validate our analysis and indicate that the proposed algorithm can reduce the risk in both the queuing and end-to-end delay.


翻译:在这项工作中,我们考虑将边缘计算应用到智能工厂,以便通过无线连接卸载任务关键任务。在这样的情况下,尽管从产生到完成任务的高度端到端的延误发生概率低,但可能产生严重的伤亡和财产损失,应当认真对待。在金融中广泛使用的风险管理理论的启发下,我们采用了风险条件值以捕捉延迟分布的尾部。通过分析设备排队和边缘计算服务器,可以得出风险条件值的上限。我们的目标是找出最佳卸载政策,同时考虑到系统的平均和最坏的延迟表现。鉴于所提出的优化问题是一个非covex混合组合型非线性编程问题,我们采用风险值来捕捉延迟分布的尾部。我们提出的“风险值”的上层框是通过分析在设备排队和边缘计算服务器上得出的。我们的目标是找出最佳的卸载政策,同时考虑到系统的平均和最坏的延迟表现。鉴于所拟订的优化问题是一个非Convex组合型非线性编程问题,因此将分解为子质,将分解为子质分析,而拟议进行“风险”后期演算算算法和“最后演算法”显示。

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边缘计算(英语:Edge computing),又译为边缘计算,是一种分散式运算的架构,将应用程序、数据资料与服务的运算,由网络中心节点,移往网络逻辑上的边缘节点来处理[1]。边缘运算将原本完全由中心节点处理大型服务加以分解,切割成更小与更容易管理的部分,分散到边缘节点去处理。边缘节点更接近于用户终端装置,可以加快资料的处理与传送速度,减少延迟。在这种架构下,资料的分析与知识的产生,更接近于数据资料的来源,因此更适合处理大数据。
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