面向低空经济的数字孪生辅助天空地一体化多接入边缘计算：一种在线去中心化优化方法
系统与控制
2025-01-31 v2 计算机科学与博弈论
系统与控制
摘要
天空地一体化多接入边缘计算（SAGIMEC）网络的出现为快速增长的低空经济（LAE）提供了重要机遇，通过提供高效的通信和计算服务促进各类应用发展。然而，SAGIMEC 网络的异构性，加上 LAE 中多样化应用严格的计算和通信要求，给将 SAGIMEC 集成到 LAE 中带来巨大挑战。本文首先提出面向 LAE 的数字孪生辅助 SAGIMEC 范式，其中数字孪生实现可靠的网络监控和管理，而 SAGIMEC 为物联网传感器设备（ISD）提供高效的计算卸载服务。随后，制定联合卫星选择、计算卸载、通信资源分配、计算资源分配和无人机轨迹控制优化问题（JSC4OP），以最大化 ISD 的服务质量（QoS）。鉴于 JSC4OP 的复杂性，我们提出一种在线去中心化优化方法（ODOA）来解决该问题。具体而言，利用 Lyapunov 优化将 JSC4OP 转化为实时决策优化问题（RDOP）。然后，为求解 RDOP，引入基于在线学习的时延预测方法以预测不确定系统环境，并采用博弈论决策方法进行实时决策。理论分析确认了 ODOA 的有效性，仿真结果表明，所提 ODOA 在整体系统性能方面优于其他替代方法。
引用
@article{arxiv.2411.09712,
title = {Digital Twin-Assisted Space-Air-Ground Integrated Multi-Access Edge Computing for Low-Altitude Economy: An Online Decentralized Optimization Approach},
author = {Long He and Geng Sun and Zemin Sun and Jiacheng Wang and Hongyang Du and Dusit Niyato and Jiangchuan Liu and Victor C. M. Leung},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.09712},
year = {2025}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:2406.11918