JC5A：面向航空MEC辅助工业信息物理系统的服务延迟最小化
网络与互联网体系结构
2024-12-03 v2 信号处理
摘要
在第六代（6G）和工业物联网（IIoT）时代，工业信息物理系统（ICPS）推动了传感器设备和计算密集型任务的激增。为应对 IIoT 传感器设备资源有限的问题，无人机（UAV）辅助移动边缘计算（MEC）作为一种有前景的解决方案出现，为 IIoT 传感器设备（ISD）附近提供灵活且经济高效的服务。然而，利用航空 MEC 来满足 ISD 的延迟敏感和计算密集型需求可能面临若干挑战，包括有限的通信、计算和缓存（3C）资源、3C 服务的严格卸载要求，以及 UAV 的机载能源受限。为解决这些问题，我们首先通过整合宏基站（MBS）和 UAV 的计算能力，提出了一种协作式航空 MEC 辅助 ICPS 架构。然后我们构建了服务延迟最小化优化问题（SDMOP）。由于 SDMOP 被证明是 NP-hard 问题，我们提出了一种联合计算卸载、缓存、通信资源分配、计算资源分配和 UAV 轨迹控制方法（JC5A）。具体而言，JC5A 包括用于计算卸载和服务缓存的块逐次上界乘子法（BSUMM）、用于通信和计算资源分配的基于凸优化的方法，以及用于 UAV 轨迹控制的基于逐次凸逼近（SCA）的方法。此外，我们在理论上证明了 JC5A 的收敛性和多项式复杂度。仿真结果表明，所提方法相较于基准方法和算法能够实现优越的系统性能。
引用
@article{arxiv.2411.04762,
title = {JC5A: Service Delay Minimization for Aerial MEC-assisted Industrial Cyber-Physical Systems},
author = {Geng Sun and Jiaxu Wu and Zemin Sun and Long He and Jiacheng Wang and Dusit Niyato and Abbas Jamalipour and Shiwen Mao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.04762},
year = {2024}
}