随着移动通信技术的迭代更新,物联网应用逐渐多样化、个性化,人们的日常生活与物联网设备的联系越来越紧密。但是,物联网设备受物理体积影响,计算资源和存储的能量有限,使物联网的发展迎来了挑战。移动边缘计算的适时出现,让物联网用户将计算任务卸载至网络边缘计算节点运行,成为降低时延和减少能耗的有效方案。然而,位置固定、部署成本高昂的地面基站限制了移动边缘计算的发展。与此同时,机动性强、成本低的无人机与移动边缘计算的联合具有重要的研究意义和应用价值。本文针对现有移动边缘计算中存在的过于依赖地面基站、无人机相关约束、地面设备移动性等挑战,展开以下两方面的研究:(1)针对传统移动边缘计算过于依赖地面基站问题,本文提出了一种基于单无人机辅助移动边缘计算的任务卸载策略。首先,在单无人机辅助移动边缘计算网络中,考虑到计算时延、计算资源和无人机能量均有限的条件下,以最小化地面用户设备总能耗为目标,构建任务卸载决策与无人机位置联合优化问题。同时,本文提出了一种基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multiplies,ADMM)算法的任务卸载策略。数值结果表明,所提出的基于ADMM算法的任务卸载策略能够有效降低地面用户设备总能耗。(2)由于第一部分工作中单无人机辅助移动边缘计算的应用场景有限,因此本文进一步研究了基于多无人机辅助移动边缘计算的任务卸载策略。本文将第一部分网络模型中的地面基站舍弃,将单无人机拓展为多无人机,同时引入地面设备的移动特性。在时延和无人机相关约束的限制下,将问题构建为任务卸载决策与无人机位置联合优化问题,实现地面移动设备总能耗最小化的目标。同时,本文提出了一种基于异步优势行动者-评论家(Asynchronous Advantage Actor-Critic,A3C)算法的任务卸载策略。数值结果表明,本文提出的任务卸载策略比传统算法更具优势,能够有效减少地面移动设备总能耗。
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