Optimización Conjunta de la Asignación de Recursos en Redes Integradas Espacio-Aire-Tierra
Autores: Xu, Zhan; Yu, Qiangwei; Yang, Xiaolong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Optimización Conjunta de la Asignación de Recursos en Redes Integradas Espacio-Aire-Tierra
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Red integrada espacio-aire-tierra de UAV
Servicios de comunicación
Modelo de red de borde móvil
Satélites
Terminales terrestres
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Una red integrada espacio-aire-tierra asistida por UAV (SAGIN) puede proporcionar servicios de comunicación para áreas remotas y regiones afectadas por desastres. Sin embargo, el aumento de tipos y números de terminales terrestres (GT) ha llevado a un crecimiento explosivo del volumen de datos de comunicación, que está lejos de satisfacer las necesidades de comunicación de los usuarios terrestres. Proponemos un modelo de red de borde móvil que consta de tres niveles: satélites, UAV y GT. En este modelo, los UAV y los satélites despliegan servidores de borde para ofrecer servicios a los GT. Los GT con capacidades de computación limitadas pueden cargar tareas de computación a los UAV o satélites para su procesamiento. Específicamente, optimizamos el control de asociación, la asignación de ancho de banda, la asignación de tareas de computación, las decisiones de almacenamiento en caché y la posición del UAV para minimizar la latencia de las tareas. Sin embargo, el problema de optimización conjunta propuesto es complejo y difícil de resolver. Por lo tanto, utilizamos el Descenso por Coordenadas en Bloque (BCD) e introducimos variables auxiliares para descomponer el problema original en diferentes subproblemas. Estos subproblemas se resuelven utilizando la teoría del sobre de McCormick, el método de Aproximación Convexa Sucesiva (SCA) y técnicas de optimización convexa. Los resultados de la simulación ilustran ampliamente que la solución propuesta disminuye drásticamente la latencia general en comparación con esquemas de referencia alternativos.
Descripción
Una red integrada espacio-aire-tierra asistida por UAV (SAGIN) puede proporcionar servicios de comunicación para áreas remotas y regiones afectadas por desastres. Sin embargo, el aumento de tipos y números de terminales terrestres (GT) ha llevado a un crecimiento explosivo del volumen de datos de comunicación, que está lejos de satisfacer las necesidades de comunicación de los usuarios terrestres. Proponemos un modelo de red de borde móvil que consta de tres niveles: satélites, UAV y GT. En este modelo, los UAV y los satélites despliegan servidores de borde para ofrecer servicios a los GT. Los GT con capacidades de computación limitadas pueden cargar tareas de computación a los UAV o satélites para su procesamiento. Específicamente, optimizamos el control de asociación, la asignación de ancho de banda, la asignación de tareas de computación, las decisiones de almacenamiento en caché y la posición del UAV para minimizar la latencia de las tareas. Sin embargo, el problema de optimización conjunta propuesto es complejo y difícil de resolver. Por lo tanto, utilizamos el Descenso por Coordenadas en Bloque (BCD) e introducimos variables auxiliares para descomponer el problema original en diferentes subproblemas. Estos subproblemas se resuelven utilizando la teoría del sobre de McCormick, el método de Aproximación Convexa Sucesiva (SCA) y técnicas de optimización convexa. Los resultados de la simulación ilustran ampliamente que la solución propuesta disminuye drásticamente la latencia general en comparación con esquemas de referencia alternativos.