边缘网络下多无人机协同计算和资源分配联合优化策略
作者:
作者单位:

1.南京邮电大学通信与信息工程学院,南京210003;2.南京邮电大学边缘智能研究院,南京210003;3.军事科学院系统工程研究院,北京100101

作者简介:

郭永安,男,教授,主要从事智能物联网、网络路由技术与协议等研究工作,现任南京邮电大学边缘智能研究院院长,泛在网络健康服务系统教育部工程研究中心副主任。发表高水平期刊或会议论文40余篇,授权发明专利50余项,获中国通信学会科学技术一等奖,中国电子学会技术发明二等奖,中国指挥与控制学会科技进步一等奖等省部级奖励10余项。

通讯作者:

郭永安,男,教授,主要从事智能物联网、网络路由技术与协议等研究工作,现任南京邮电大学边缘智能研究院院长,泛在网络健康服务系统教育部工程研究中心副主任。发表高水平期刊或会议论文40余篇,授权发明专利50余项,获中国通信学会科学技术一等奖,中国电子学会技术发明二等奖,中国指挥与控制学会科技进步一等奖等省部级奖励10余项。E-mail:guo@njupt.edu.cn。

中图分类号:

TN929.52

基金项目:

江苏省前沿引领技术基础研究专项(BK20202001);江苏省现代农机装备与技术示范推广项目(NJ2022-13)。


Multi-UAV Collaborative Computing and Resource Allocation Joint Optimization Strategy in Edge Networks
Author:
Affiliation:

1.College of Telecommunications & Information Engineering, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China;2.Edge Intelligence Research Institute, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China;3.Institute of Systems Engineering, Academy of Military Sciences, Beijing 100101, China

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    摘要:

    针对边缘网络环境下多人机之间存在计算负载不均,造成卸载任务失败的问题,提出了一种多无人机间协作的智能任务卸载方案。通过联合考虑多无人机任务分配、计算资源分配和无人机飞行轨迹,引入公平性指数建立了无人机公平负载最大化和能量消耗最小化问题。基于多智能体深度强化学习框架,提出了融合轨迹规划和任务卸载的分布式算法。仿真结果表明,所提出的多无人机协作方案可以显著提高任务完成率和负载公平度,并且有效适用于大规模用户设备场景。

    Abstract:

    Aiming at the problem of uneven computational load among multi-UAVs in the edge network environment, which causes the failure of offloading tasks, a multi-UAV collaborative intelligent task offloading scheme is proposed. By jointly considering task allocation, computing resource allocation, and UAV trajectory, the optimization problem is established to maximize the fairness of computing load among UAVs and minimize the power consumption. Firstly, the optimization problem is modeled as multiple intelligent agent Markov decision process model. Then, a collaborative offloading algorithm based on multi-agent deep deterministic policy gradient (MADDPG) is proposed. The simulation results show that the proposed multi-UAV collaborative scheme can effectively improve task completion rate and fairness of computing load, and it is effectively applicable to large-scale user device scenarios.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

郭永安,王宇翱,周沂,房晶晶,任保全.边缘网络下多无人机协同计算和资源分配联合优化策略[J].南京航空航天大学学报,2023,55(5):757-767

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  • 收稿日期:2023-09-09
  • 最后修改日期:2023-10-03
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  • 在线发布日期: 2023-10-31
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