Minimización de energía en sistemas de computación en la nube móvil alimentados por energía inalámbrica habilitados por vehículos aéreos no tripulados asistidos por superficies inteligentes reconfigurables con acceso múltiple por división de tasa
Autores: Kim, Jihyung; Hong, Eunhye; Jung, Jaemin; Kang, Jinkyu; Jeong, Seongah
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Minimización de energía en sistemas de computación en la nube móvil alimentados por energía inalámbrica habilitados por vehículos aéreos no tripulados asistidos por superficies inteligentes reconfigurables con acceso múltiple por división de tasa
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Superficie inteligente reconfigurable
Computación en el borde móvil alimentada por inalámbrico
Vehículo aéreo no tripulado
Equipos de usuario
Acceso múltiple por división de tasa
Asignación de recursos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se propone un sistema de computación en la nube móvil asistido por una superficie inteligente reconfigurable (RIS) y alimentado por energía inalámbrica (WP-MEC), donde un vehículo aéreo no tripulado (UAV) montado con una antena proporciona oportunidades de descarga a K equipos de usuario (UE) con una sola antena, y los K UEs pueden cosechar la energía de las señales de radiofrecuencia emitidas por el UAV. Además, se utiliza acceso múltiple por división de tasa para proporcionar oportunidades de descarga a múltiples UEs para un control de potencia efectivo y una alta eficiencia espectral. El objetivo de este documento es minimizar el consumo total de energía optimizando conjuntamente la asignación de recursos en términos de tiempo, potencia, frecuencia de computación y carga de tareas, junto con la trayectoria del UAV y la matriz de cambio de fase del RIS. Sin embargo, dado que se producen problemas de acoplamiento entre los diseños de variables de optimización, se desarrolla un algoritmo basado en optimización alternante. El rendimiento del algoritmo propuesto se verifica a través de simulaciones y se compara con los esquemas de referencia de optimizaciones parciales de asignación de recursos, planificación de rutas y diseño de fase del RIS. El algoritmo propuesto exhibe un alto rendimiento en sistemas WP-MEC con recursos insuficientes, por ejemplo, logrando hasta un 40% de reducción de energía para un UAV con ocho elementos de RIS.
Descripción
En este estudio, se propone un sistema de computación en la nube móvil asistido por una superficie inteligente reconfigurable (RIS) y alimentado por energía inalámbrica (WP-MEC), donde un vehículo aéreo no tripulado (UAV) montado con una antena proporciona oportunidades de descarga a K equipos de usuario (UE) con una sola antena, y los K UEs pueden cosechar la energía de las señales de radiofrecuencia emitidas por el UAV. Además, se utiliza acceso múltiple por división de tasa para proporcionar oportunidades de descarga a múltiples UEs para un control de potencia efectivo y una alta eficiencia espectral. El objetivo de este documento es minimizar el consumo total de energía optimizando conjuntamente la asignación de recursos en términos de tiempo, potencia, frecuencia de computación y carga de tareas, junto con la trayectoria del UAV y la matriz de cambio de fase del RIS. Sin embargo, dado que se producen problemas de acoplamiento entre los diseños de variables de optimización, se desarrolla un algoritmo basado en optimización alternante. El rendimiento del algoritmo propuesto se verifica a través de simulaciones y se compara con los esquemas de referencia de optimizaciones parciales de asignación de recursos, planificación de rutas y diseño de fase del RIS. El algoritmo propuesto exhibe un alto rendimiento en sistemas WP-MEC con recursos insuficientes, por ejemplo, logrando hasta un 40% de reducción de energía para un UAV con ocho elementos de RIS.