Optimization of mobile device energy consumption in a fog-based mobile computing offloading mechanism

The offloading of computing tasks to the fog computing system is a promising approach to reduce the response time of resource-greedy real-time mobile applications. Besides the decreasing of the response time, the offloading mechanisms may reduce the energy consumption of mobile devices. In the paper, we focused on the analysis of the energy consumption of mobile devices that use fog computing infrastructure to increase the overall system performance and to improve the battery life. We consider a three-layer computing architecture, which consists of the mobile device itself, a fog node, and a remote cloud. The tasks are processed locally or offloaded according to the threshold-based offloading criterion. We have formulated an optimization problem that minimizes the energy consumption under the constraints on the average response time and the probability that the response time is lower than a certain threshold. We also provide the numerical solution to the optimization problem and discuss the numerical results.

Выгрузка задач мобильных вычислений в систему туманных вычислений представляется многообещающим подходом для снижения времени отклика ресурсоёмких мобильных приложений, функционирующих в режиме реального времени. Помимо снижения времени отклика, механизмы выгрузки вычислений помогут также снизить энергопотребление мобильных устройств. В этой статье мы проводим анализ энергопотребления мобильных устройств, которые используют инфраструктуру туманных вычислений для повышения производительности и увеличения времени их автономной работы. Рассматривается трёхуровневая вычислительная система, состоящая из непосредственно мобильного устройства, узла системы туманных вычислений и удалённого облака. Задачи мобильных вычислений могут быть обработаны локально на устройстве или быть выгружены в соответствии с пороговым критерием выгрузки. Сформулирована и решена задача оптимизации энергопотребления при наличии ограничений на среднее время отклика и на вероятность того, что время отклика ниже определённого порога.

Авторы
Издательство
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Российский университет дружбы народов (РУДН)
Номер выпуска
1
Язык
Английский
Страницы
53-62
Статус
Опубликовано
Том
29
Год
2021
Организации
  • 1 Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)
  • 2 Federal Research Center “Computer Science and Control” of the Russian Academy of Sciences (FRC CSC RAS)
Ключевые слова
queuing system; fog computing; cloud computing; queuing theory; optimization; Laplace-Stieltjes transform; система массового обслуживания; туманные вычисления; облачные вычисления; оптимизация; преобразование Лапласа-Стилтьеса
Дата создания
16.12.2021
Дата изменения
16.12.2021
Постоянная ссылка
https://repository.rudn.ru/ru/records/article/record/82366/
Поделиться

Другие записи

Polyakov N.A., Yarkina N.V., Samouylov K.E.
Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science. Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Российский университет дружбы народов (РУДН). Том 29. 2021. С. 36-52
Ying Yu, Malykh M.D.
Discrete and Continuous Models and Applied Computational Science. Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Российский университет дружбы народов (РУДН). Том 29. 2021. С. 63-72