25247

اختصاص منابع با استفاده از نظريه بازي براي محاسبات همزمان لبه و ابري در شبكه سلولي با كاربرهاي تك آنتنه و ايستگاه پايه چند آنتني

ارشد

مخابرات - سيستم

1400

1400/06/24

استاد شاهرخ فرهمند

-

برق

برونسپاري محاسباتي مبحثي است كه در آن انتقال بار محاسباتي سنگين از دستگاه به سرور يا سرورها كه مي‌توانند در يك مركز متمركز باشند )كه در اينحالت اصطلاحا به آنها ابر گفته مي‌شود( يا به صورت توزيع شده باشند ، مورد بررسي قرار مي‌گيرد. مزيت اين كار را ميتوان بطور خلاصه اينگونه بيان كرد كه درواقع پردازش اين بار محاسباتي در پردازنده‌هاي قوي موجود در ابر مي‌تواند سرعت محاسباتي بهتر ، انعطاف پذيري بيشتر و توانايي دخيره سازي بيشتر در مقايسه با پردازنده هايي كه در اختيار دستگاه‌ها مي‌باشد ، داشته باشد. همچنين با توجه به محدوديت هايي كه در پردازنده محلي( در اختيار كاربر) همچون محدوديت توان پردازشي و محدوديت انرژي مصرفي براي وسايلي كه با باطري كار مي‌كنند وجود دارد ، اين مبحث با فراهم آوردن بستر مناسب و با فرض موجود بودن پردازنده هاي قوي و بدون محدوديت توان پردازشي و محدوديت مصرف انرژي درسمت ابر، اين مشكل را حذف كرده است. برونسپاري محاسباتي در مباحثي چون محاسبات لبه ، اينترنت اشيا و سرويس ابري كاربرد دارد . محاسبات لبه شبكه مبحثي است كه در آن برونسپاري محاسباتي در لبه شبكه‌هاي سلولي يا بصورت كلي در لبه هر نوع شبكه ديگري انجام مي‌شود و ايده كلي آن اين است كه اين محاسبات در نزديكي دستگاه‌ها انجام شود تا تاخير را كاهش دهد. اصطلاح سرويس ابري به طيف گسترده‌اي از خدمات گفته مي شود كه در صورت تقاضا به شركت‌ها و مشتريان از طريق اينترنت ارائه مي شوند. در اين پايان نامه به طراحي تصميمات بهينه براي انجام/عدم انجام برونسپاري محاسباتي به ابر و لبه مي‌پردازيم. هدف پايان نامه، طراحي تصميمات بهينه براي كمينه كردن جمع وزندار انرژي و تاخير ديده شده توسط هر كاربر است. به دليل پيچيده بودن مساله بهينه‌سازي كلي كه از جمع كردن توابع هزينه همه كاربران حاصل مي‌شود، ما مساله را به صورت يك بازي مدل كرده و سپس نقاط تعادل نش و همبسته را براي اين بازي بررسي مي‌كنيم. شبيه‌سازي‌ها نشان مي‌دهد كه وقتي تعداد كاربران زياد مي‌شود جواب ناشي از تعادل نش و همبسته كيفيت بهتري نسبت به جواب مبتني بر ساده سازي مساله بهينه‌سازي دارد.

1400/07/03

Resource Allocation via Game Theory for Simultaneous Edge and Cloud Computing in a Multiuser Cellular Environment with Single Antenna Devices and Multiple Antenna Base Station

9/15/2022 12:00:00 AM

Computation Offloading deals with offloading large amounts of data from diverse devices to a server or servers, which can be centralized (i.e. cloud) or distributed, for efficient processing. The advantages of Computation Offloading can be summarized as high computation capability that enable servers to process the data within short time, more flexibility and higher storage capacity in comparison with devices’ processors. Furthermore, by considering the limitations of different devices namely, computation capability and limited energy resources(i.e. batteries), by assuming that cloud server has powerful processors with unlimited processing capability and energy source, efficient processing at cloud can be performed. Computation Offloading can be used in Edge Computing, IoT and Cloud Service. Edge Computing focuses on computation offloading which occur at the edge of the cellular network or generally any kind of networks and the main idea is that the data can be processed in vicinity of devices in order to reduce the latency. The term cloud service refers to a wide range of services Provided by companies to the customers via the Internet upon request. In this thesis, we design optimal decisions for performing / not performing computational offloading to the cloud and the edge servers. Actually, the main purpose of this thesis is designing the algorithm to find the optimal decision in order to minimize the weighted sum of delay and energy for each user. Because of high complexity of solving the optimization problem which consists of aggregate of all users’ cost function, we model our problem by a game to find Nash and Correlated Equilibrium. Simulations prove that when the number of users is high, the results of Nash and Correlated Equilibrium are better than the results of relaxed optimization problem.

برونسپاري محاسباتي , محاسبات لبه , محاسبات ابر , تعادل نش , تعادل همبسته , بهينه سازي درجه دو با قيدهاي درجه دو , آرام سازي نيمه معين

Computation Offloading , Edge Computing , Cloud Computing , Nash Equilibrium , Correlated Equilibrium , Quadratic Programming Quadratic Constraints , Semidefinite Relaxation