考虑涟漪效应的空间-空中-地面统一集成网络任务调度
网络与互联网体系结构
2025-05-20 v1
摘要
空间-空中-地面统一集成网络 (SAGUIN) 将卫星、空中和陆地网络集成到统一通信架构中，作为下一代无线系统的有前景的技术。在同一频率频段上传输，较高层访问点（如卫星）提供广泛覆盖；同时，由于与地面用户之间的距离较远，这可能引入显著的信号传播延迟，这些延迟可能是面向任务导向通信的数据包时长的数倍。这一现象被建模为一种新的“涟漪效应”，其在 SAGUIN 中引入时空相关的干扰。本文研究了受涟漪效应影响的 SAGUIN 任务调度问题，将其形式化为马尔可夫决策过程 (MDP)，以联合最小化用户的信道年龄 (AoI) 和访问点的能源消耗。由于涟漪效应导致的高维度、部分观测和动态资源约束，所获得的 MDP 具有挑战性。为解决高维度问题，我们将原问题重新形式化为马尔可夫游戏，通过访问点之间的交互式决策来管理复杂性。同时，为应对部分观测和动态资源约束，我们采用修改后的多智能体近端策略优化 (MAPPO) 算法，其中演员网络基于访问点覆盖范围过滤不相关的输入状态，其维度可通过一个数量级的约简来降低。仿真结果表明，所提出的方法优于基准方法，显著降低了用户的 AoI 和访问点的能源消耗。
关键词
引用
@article{arxiv.2505.11974,
title = {Task Scheduling in Space-Air-Ground Uniformly Integrated Networks with Ripple Effects},
author = {Chuan Huang and Ran Li and Jiachen Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.11974},
year = {2025}
}