基于无人机的云-雾架构下高能效服务卸载
网络与互联网体系结构
2022-05-17 v1 信号处理
摘要
无人机(UAV)凭借其敏捷性、灵活性和成本效益,有望在革新未来智慧城市所提供的服务中发挥核心作用。无人机正被广泛部署于不同垂直领域,包括监视、搜索与救援任务、物品递送,以及作为未来无线网络中空中通信的基础设施。无人机可用于勘测目标位置、从地面收集原始数据(即视频流)、生成计算任务并将其卸载至可用服务器进行处理。在这项工作中,我们使用混合整数线性规划(MILP)优化模型,为网络资源分配与无人机轨迹规划问题构建了一个多目标优化框架。考虑到云-雾环境中可能存在的不同利益相关者,我们最小化一个加权目标函数之和,使网络运营商能够调整权重以强调/弱化不同的代价函数,如端到端网络功耗(EENPC)、处理功耗(PPC)、无人机总飞行距离(UAVTFD)和无人机总功耗(UAVTPC)。我们的优化模型与结果使得在不同约束条件下(涉及EENPC、PPC、UAVTFD和UAVTPC,我们对此进行了详细探讨)能够做出最优卸载决策。例如,当无人机推进效率(UPE)处于最差情况(考虑为10%)时,经由宏基站卸载是最佳选择,可实现最大34%的节能。尽管已有大量关于无人机覆盖路径规划(CPP)和计算卸载的研究,但尚无研究在实际的云-雾架构中解决该问题,其中接入层、城域层和核心层在类似云-雾的分布式架构的服务卸载中被纳入考虑。
引用
@article{arxiv.2205.07079,
title = {Energy Efficient UAV-Based Service Offloading over Cloud-Fog Architectures},
author = {Hatem A. Alharbi and Barzan A. Yosuf and Mohammad Aldossary and Jaber Almutairi and Jaafar M. H. Elmirghani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.07079},
year = {2022}
}