低地球轨道卫星边缘计算场景中任务卸载与资源分配联合优化算法

TN92; 针对低地球轨道(LEO)卫星边缘计算场景中地面用户计算任务的卸载需求,提出联合卸载与资源分配优化(JORAO)算法.考虑到LEO卫星的有限覆盖时间,以最小化所有地面用户的平均服务时延为目标,联合优化卸载策略、LEO卫星的通信和计算资源分配.将任务卸载与资源分配的联合优化问题分解为卸载决策和资源分配子问题,使用交替优化方法,获得原始优化问题的次优解.对于任务卸载决策子问题,将其建模为联盟博弈模型,当博弈达到纳什均衡时,获得最小化平均服务时延的地面用户卸载策略;对于资源分配子问题,使用拉格朗日乘子法获得最优的通信和计算资源分配结果.此外,还证明了所提算法的收敛性和稳定性.仿真结果表明,...

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Published in通信学报 Vol. 45; no. 7; pp. 48 - 60
Main Authors 夏玮玮, 胡静, 宋铁成
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 东南大学移动通信全国重点实验室,江苏 南京 210096 01.07.2024
Subjects
low earth orbit satellite
资源分配
resource allocation
coalition game
边缘计算
edge computing
联盟博弈
offloading
低地球轨道卫星
卸载
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ISSN1000-436X
DOI10.11959/j.issn.1000-436x.2024135

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Summary:TN92; 针对低地球轨道(LEO)卫星边缘计算场景中地面用户计算任务的卸载需求,提出联合卸载与资源分配优化(JORAO)算法.考虑到LEO卫星的有限覆盖时间,以最小化所有地面用户的平均服务时延为目标,联合优化卸载策略、LEO卫星的通信和计算资源分配.将任务卸载与资源分配的联合优化问题分解为卸载决策和资源分配子问题,使用交替优化方法,获得原始优化问题的次优解.对于任务卸载决策子问题,将其建模为联盟博弈模型,当博弈达到纳什均衡时,获得最小化平均服务时延的地面用户卸载策略;对于资源分配子问题,使用拉格朗日乘子法获得最优的通信和计算资源分配结果.此外,还证明了所提算法的收敛性和稳定性.仿真结果表明,所提算法具有良好的收敛性,能显著降低地面用户的平均服务时延和提高任务卸载成功率.
ISSN:1000-436X
DOI:10.11959/j.issn.1000-436x.2024135