面向空地协同移动边缘计算的服务布置策略

• 作者: 屈毓锛 秦蓁 马靖豪 戴海鹏 董超 王海 吴帆 陈贵海
• 来源期刊: 计算机学报
• 学科: 工学
• 关键词: 移动边缘计算 空地协同 无人机 服务布置 交替优化
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 页码范围: 781-797
• 页数: 17页
• 分类号: TN925
• 语种: 中文
• DOI: 10.11897/SP.J.1016.2022.00781

摘要

无人机辅助的移动边缘计算被认为是在下一代移动通信网络中能高效灵活处理时延敏感的计算密集型任务的潜力技术之一.本文研究了基于无人机的空地协同移动边缘计算的服务布置问题,具体而言,如何在满足任务时延需求和其他资源约束的情况下,通过联合优化无人机和地面基站的服务布置、无人机航迹、任务卸载和计算资源分配,以最小化所有用户的总能耗.由于问题的非凸和各种变量的复杂耦合,该问题属于一个非凸混合整数非线性规划问题,较难求解.本文针对多无人机和多地面基站协同提供计算服务的场景,提出了一种基于交替优化的服务布置算法.该算法通过迭代求解三个不同的子问题来获得具有收敛性保证的次优解决方案.首先,采用分支定界法求解联合服务布置和任务卸载的子问题.其次,采用连续凸逼近方法求解无人机航迹优化的子问题.然后,利用计算资源分配子问题的特性得到该子问题的闭式最优解.最后,对上述过程重复迭代,得到问题的一个次优解.仿真结果表明,相比随机布置策略、贪心布置策略、本地计算策略,所提布置策略能够大大减少用户总能耗.