Esquema de Despliegue Conjunto de UAV y Descarga de Tareas para Computación en el Borde Asistida por Múltiples UAV
Autores: Li, Fan; Luo, Juan; Qiao, Ying; Li, Yaqun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Esquema de Despliegue Conjunto de UAV y Descarga de Tareas para Computación en el Borde Asistida por Múltiples UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Desarrollo
Dispositivos IoT
Computación en el borde basada en UAV
Sistema MEC asistido por múltiples UAV
Función de optimización
Consumo de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Con el desarrollo de la Internet de las Cosas (IoT), los dispositivos IoT se están implementando cada vez más en escenarios con grandes huellas, ubicaciones remotas y entornos geográficos complejos. En estos escenarios, las estaciones base generalmente no se pueden desplegar fácilmente y son fácilmente destruidas, por lo que la computación en el borde basada en vehículos aéreos no tripulados (UAV) es una buena solución. Sin embargo, el UAV no puede llevar a cabo las tareas de computación y lograr de manera eficiente una mejor asignación de recursos considerando los recursos de comunicación y computación limitados del UAV. En este artículo, se considera un sistema de computación en el borde móvil (MEC) asistido por múltiples UAV donde varios UAVs cooperan para proporcionar un servicio a los dispositivos IoT. Formulamos una función de optimización para minimizar el consumo de energía de un sistema MEC asistido por múltiples UAV. La función de optimización es un problema complejo con acoplamiento no convexo y multivariado. Por lo tanto, se diseñan un algoritmo de optimización conjunta de despliegue de UAV y programación de tareas para lograr valores óptimos del número de UAV, la posición de suspensión de cada UAV y la mejor estrategia para la descarga y asignación de recursos. Los resultados experimentales demuestran que el algoritmo tiene un rendimiento de convergencia positivo y puede llevar a cabo más tareas bajo la restricción de retraso en comparación con los dos algoritmos de referencia. El algoritmo propuesto puede reducir efectivamente el consumo de energía del sistema en comparación con los dos algoritmos de última generación.
Descripción
Con el desarrollo de la Internet de las Cosas (IoT), los dispositivos IoT se están implementando cada vez más en escenarios con grandes huellas, ubicaciones remotas y entornos geográficos complejos. En estos escenarios, las estaciones base generalmente no se pueden desplegar fácilmente y son fácilmente destruidas, por lo que la computación en el borde basada en vehículos aéreos no tripulados (UAV) es una buena solución. Sin embargo, el UAV no puede llevar a cabo las tareas de computación y lograr de manera eficiente una mejor asignación de recursos considerando los recursos de comunicación y computación limitados del UAV. En este artículo, se considera un sistema de computación en el borde móvil (MEC) asistido por múltiples UAV donde varios UAVs cooperan para proporcionar un servicio a los dispositivos IoT. Formulamos una función de optimización para minimizar el consumo de energía de un sistema MEC asistido por múltiples UAV. La función de optimización es un problema complejo con acoplamiento no convexo y multivariado. Por lo tanto, se diseñan un algoritmo de optimización conjunta de despliegue de UAV y programación de tareas para lograr valores óptimos del número de UAV, la posición de suspensión de cada UAV y la mejor estrategia para la descarga y asignación de recursos. Los resultados experimentales demuestran que el algoritmo tiene un rendimiento de convergencia positivo y puede llevar a cabo más tareas bajo la restricción de retraso en comparación con los dos algoritmos de referencia. El algoritmo propuesto puede reducir efectivamente el consumo de energía del sistema en comparación con los dos algoritmos de última generación.