多小区移动边缘计算中的双时间尺度移动性管理方案

移动边缘计算（MEC）是一项通过将复杂计算任务卸载到边缘服务器来增强移动用户计算能力和功能的有前景的技术。然而，移动性对为时延关键型应用提供可靠MEC服务带来了巨大挑战。首先，移动性管理必须应对用户位置变化和任务到达在不同时间尺度上的动态性。其次，用户移动性可能引发服务迁移，由于迁移延迟而导致可靠性损失。在本文中，我们提出一种通过联合控制服务迁移与传输功率来应对上述挑战的双时间尺度移动性管理框架。具体而言，服务迁移在较大时间尺度上运行以支持多小区网络中的用户移动性，而功率控制在较小时间尺度上执行以实现实时任务卸载。它们的联合控制被建模为一个优化问题，旨在满足计算卸载可靠性要求的长期移动能量最小化。为求解该问题，我们提出一种基于Lyapunov的框架将问题分解到不同时间尺度，并据此利用问题结构开发了低复杂度的双时间尺度在线算法。所提在线算法经理论分析被证明是渐近最优的，并进一步扩展以适应多用户管理。仿真结果表明，我们所提算法能显著改善能量与可靠性性能。