基于无人机辅助边缘计算的节能卸载策略研究

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:redbattleline
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着移动通信技术的快速发展,用户终端需要面对比过去更多样、更复杂的应用需求。与此同时,用户终端数量的快速增长,使得传统的“云计算+固定基站”的网络覆盖模式难以承载巨大规模的应用需求。无人机,由于机动性强、操控性好、相较传统基站部署成本更低等优势,能够快速响应不同的通信覆盖需求。基于移动边缘计算的思想,学界提出了利用无人机搭载边缘服务器辅助用户终端进行任务计算,以满足用户的应用需求。目前,相关研究工作大多集中于无人机辅助边缘计算过程中的最大吞吐量问题或无人机的能耗问题,而对于用户终端能耗问题的研究尚不全面。本文围绕用户终端的能耗问题,对无人机辅助边缘计算系统架构以及多机协同计算卸载机制进行了深入研究,主要贡献如下:(1)针对无人机辅助边缘计算的系统架构问题分别介绍了移动边缘计算技术和基于无人机的空地协同组网系统,结合两者特点,建立了无人机辅助边缘计算的系统架构。其次,对于求解系统模型的常用数学算法进行了介绍与性能比较。(2)针对单无人机辅助边缘计算下用户终端的能耗问题构建了一种单无人机辅助多用户边缘计算的系统模型。该模型采用部分卸载策略,全面考虑了用户的计算任务量和时延需求,以及无人机的能量约束和飞行轨迹,以最小化用户终端的整体能耗。为了求解该模型,提出了一种基于块坐标下降的两步迭代优化算法,联合优化了用户终端本地计算的任务量、计算卸载的任务量以及无人机的轨迹,实现了约定时间内用户终端能耗的最小化。仿真结果表明,所提策略适用于优劣不同的信道条件,在用户终端能耗方面优于其他基准方案。(3)针对多无人机辅助边缘计算下用户终端能耗以及多机协作的问题构建了一种多无人机辅助多用户边缘计算的系统模型。针对多无人机—多用户的特点,该模型在上述单无人机的基础上,考虑了多无人机和多用户之间的卸载匹配问题,以及无人机之间的安全距离问题。为了求解该模型,提出了一种基于块坐标下降的三步迭代优化算法,通过分解非凸问题,依次固定变量进行求解,取得了比单无人机辅助边缘计算系统更好的性能,进一步降低了用户终端的能耗。
其他文献
与地面通信系统相比,卫星通信具有覆盖范围广、不受地形限制等优点,为解决海洋、沙漠及其他偏远地区用户的宽带无线接入提供了很好的手段,并且成为了第六代移动通信系统的一项关键技术。本文针对多个典型的应用场景,分析了卫星通信系统的性能,揭示了一些关键参数对卫星通信系统性能的影响,从而为实际的系统设计提供了参考和依据。本文的主要工作如下:重点对协议下的系统中断性能等重要性能指标进行评估,并通过蒙特卡罗仿真验
敦煌莫高窟的北朝壁画艺术,以其独特的魅力在莫高窟壁画中具有十分重要地位和作用。他的重要性不光是因为历史和佛教文化的积淀,而且为后世对于传统艺术研究有着巨大推动作用。对敦煌的壁画进行研究,是因为壁画在敦煌艺术中有很大的艺术价值,人们一走进敦煌莫高窟,壁画中的造型和绘画风格一下子映入人们眼帘。北朝属于敦煌艺术发展的早期,经历了北凉、北魏、西魏、北周,早期壁画表现出西域和中原文化之间的交融碰撞。在北朝时
语音转换是一种旨在将源说话人个性信息转换为目标说话人个性信息,同时保持源说话人语义内容不变的智能语音技术。随着深度学习与人工智能的发展,语音转换技术先后在非平行和多对多转换问题上取得了突破,如何在非平行多对多语音转换情形下进一步提高转换语音的质量和个性相似度成为该技术从实验室走向工业界的关键。鉴于此,本文以Star GAN-VC模型作为基准,针对转换语音的个性相似度和质量问题展开相关研究与改进。首
在量子力学的理论指导下,量子通信可以确保合法用户间通信的安全性,而目前量子通信常指量子密钥分发过程。发送或不发送量子密钥分发(Sending or Not Sending Quantum Key Distribution,SNS-QKD)协议是在双光场量子密钥分发(Twin-Field Quantum Key Distribution,TF-QKD)协议启示下的改进。像典型的双信道量子密钥分发协议
随着人们对无线通信的容量需求快速增长,在微波频带中运行的通信系统很难满足用户高速率传输的要求。因此,在过去的几年中,许多先进的技术被用来提高频谱效率,如中继合作、分集复用和认知无线电。但是,与爆炸性的系统容量需求相比,获得的增益太有限了。为了解决频率资源短缺的问题,毫米波被认为是潜在的射频候选者。由于每秒千兆比特的数据速率,毫米波将部署在未来的第五代无线通信系统中。另外,由于天线数量的增加,大规模
伴随人工智能技术与深度学习的发展,作为人机交互领域研究的一个重要部分,情感识别逐渐成为研究的热点。由于面部表情、语音等信号具有主观特性。脑电、外周等生理信号也从医学领域被引入到情感识别的研究中。单模态的情感识别领域已经取得了许多的研究成就,但是单模态中包含的信息往往是不完整的,会影响情感识别的效果。多模态识别逐渐被研究者所重视,并在表情、语音、文本、生理等信号上展开了广泛的研究,利用多个模态间的信
随着多媒体移动通信设备的不断普及,终端数量呈爆发式增长,由此增加了蜂窝小区间的干扰,这对数据通信服务质量提出了较大的挑战。一方面,在高速移动场景下的移动通信中,接收端移动速度较快,上一时刻的波束分配方案在下一时刻可能不再适用,但如果每次都重新计算波束分配方案无疑会增加系统开销,浪费计算资源,同时带来较大延迟。但另一方面,固定几个小区内的交通模式在一天中的固定时间段内又是高度相似的,可以加以利用。毫
高速发展的物联网等新兴技术给人类生活和工作带来巨大便捷的同时,也对新一代无线通信提出了更高的要求。包括5G在内的未来移动网络业务能力的提升将在三个维度上同时进行:资源利用率、系统吞吐量以及挖掘新的频谱资源。为了应对这些挑战,新型的多址接入技术——非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)以及认知无线电技术(Cognitive Radio,CR)受到了广
学位
当今,生物识别系统已经成为主流的密钥解锁方式,但现阶段存在的生物识别系统如:指纹、面部识别、声音等生物识别系统,都能被不法分子破解、有机可乘。本文对脑电信号的激励、特征和分类进行了研究,采用脑电信号作为识别身份密钥,对新型生物安全识别系统进行探索研究。首先研究了身份识别脑电信号的产生方法。针对现有实验激励源单一、效果欠佳,使用选定实验刺激素材,随机展示素材激励,固定时间间隔来刺激产生P300信号,