移动边缘计算中计算密集型状态更新的分析

在状态更新场景中，信息的新鲜度以信息年龄（AoI）来衡量，其本质上反映了实时应用将状态更新消息传输至远程控制器的时效性。对于某些应用，消息状态信息在显示前不可避免地需要进行计算开销大且耗时的数据处理。移动边缘服务器配备充足的计算资源且靠近用户部署。因此，移动边缘计算（MEC）可成为降低计算密集型消息 AoI 的一种有前景的技术。在本文中，我们研究采用 MEC 的计算密集型消息的 AoI，并考虑三种计算方案：本地计算、在 MEC 服务器上的远程计算，以及部分计算（即部分计算任务在本地执行，其余在 MEC 服务器上执行）。三种方案均采用零等待策略。具体而言，在本地计算中，前一条消息经计算揭示后立即生成新消息；而在远程计算与部分计算中，前一条消息被远程 MEC 服务器接收后即生成新消息。在无限队列容量与指数分布传输时间下，推导了三种计算方案在指数分布计算时间下的闭式平均 AoI。对于确定性计算时间，平均 AoI 通过数值分析。仿真结果表明，通过仔细划分计算任务，部分计算的平均 AoI 小于本地计算与远程计算。结果还以数值方式指出了远程计算相较本地计算获得更小平均 AoI 的条件。