Mobile edge computing (MEC) has recently become a prevailing technique to alleviate the intensive computation burden in Internet of Things (IoT) networks. However, the limited device battery capacity and stringent spectrum resource significantly restrict the data processing performance of MEC-enabled IoT networks. To address the two performance limitations, we consider in this paper an MEC-enabled IoT system with an energy harvesting (EH) wireless device (WD) which opportunistically accesses the licensed spectrum of an overlaid primary communication link for task offloading. We aim to maximize the long-term average sensing rate of the WD subject to quality of service (QoS) requirement of primary link, average power constraint of MEC server (MS) and data queue stability of both MS and WD. We formulate the problem as a multi-stage stochastic optimization and propose an online algorithm named PLySE that applies the perturbed Lyapunov optimization technique to decompose the original problem into per-slot deterministic optimization problems. For each per-slot problem, we derive the closed-form optimal solution of data sensing and processing control to facilitate low-complexity real-time implementation. Interestingly, our analysis finds that the optimal solution exhibits an threshold-based structure. Simulation results collaborate with our analysis and demonstrate more than 46.7\% data sensing rate improvement of the proposed PLySE over representative benchmark methods.


翻译:移动边缘计算(MEC)最近已成为减轻Tings(IoT)网络互联网密集计算负担的常用技术,然而,有限的设备电池容量和严格的频谱资源严重限制了MEC驱动的IoT网络的数据处理性能。为解决这两个性能限制,我们在本文件中认为由MEC驱动的IoT系统具有能量集成(EH)无线装置(WD),它以机会获取特许的覆盖主要通信链路频谱,供任务卸载。我们的目标是最大限度地提高WD的长期平均感测率,使其达到初级链接服务质量(QOS)的要求、MEC服务器(MS)平均功率限制以及MS和WD数据排队的稳定性。我们把这个问题发展成一个多阶段的随机优化,并提议一种名为PLEYSE的在线算法,将原始问题纳入提议的PLyapunov最优化问题中。 对于每一个人均问题,我们提出数据感测和处理控制最优化解决方案的封闭式最佳解决方案,比我们的标准化分析更精确地展示了46级的模型。

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