Lyapunov-Based Joint Flight Trajectory and Computation Offloading Optimization for UAV-Assisted Vehicular Networks

计算机科学 Lyapunov优化 数学优化 移动边缘计算 弹道 最优化问题 轨迹优化 计算 凸优化 计算卸载 能源消耗 李雅普诺夫函数 计算复杂性理论 GSM演进的增强数据速率 正多边形 李雅普诺夫方程 李雅普诺夫指数 非线性系统 人工智能 数学 最优控制 算法 边缘计算 混乱的 量子力学 天文 物理 生态学 生物 几何学
作者
Junhua Wang,L. Wang,Kun Zhu,Penglin Dai
出处
期刊:IEEE Internet of Things Journal [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:11 (12): 22243-22256 被引量:9
标识
DOI:10.1109/jiot.2024.3382242
摘要

In recent years, UAV-assisted mobile edge computing (MEC) has attracted significant attention. However, it is still challenging to dispatch a UAV to accompany ground vehicles and provide both communication and computation support in a highly dynamic environment with various constraints on mobility, coverage, and resources. This study delves into a novel, low-complexity, long-term UAV-assisted vehicular cooperative computation problem, examining the reciprocal impact of vehicles' flight/driving trajectories and the complementary relationship among different offloading options. Specifically, we formulate a joint optimization problem that considers flying trajectory and offloading decision, aiming to minimize both service delay and energy consumption from a long-term perspective. Due to the time coupling of variables, we employ the Lyapunov optimization framework to decompose the original problem into manageable subproblems for each time slot. Furthermore, we introduce a low-complexity Greedy Bats Algorithm (GBA) to solve the NP-hard two-dimensional generalized assignment problem (TDGAP), optimizing the upper bound of the Lyapunov drift-plus-penalty function to minimize service delay in each time slot. Additionally, we utilize the Successive convex approximation (SCA) algorithm to convert the UAV's trajectory optimization problem into a convex problem for further low-complexity solution. Simulation results demonstrate that our proposed scheme outperforms other comparative algorithms in terms of computation delay, complexity and energy consumption.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
王震完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
3秒前
EKKO完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
L123发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
科研小企鹅完成签到,获得积分10
3秒前
斑马完成签到,获得积分10
4秒前
ardejiang完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
开朗尔蓝发布了新的文献求助10
4秒前
猴猴完成签到,获得积分10
4秒前
汽泡完成签到,获得积分10
5秒前
DduYy完成签到,获得积分10
5秒前
公卫小白发布了新的文献求助10
5秒前
Lucas完成签到,获得积分10
6秒前
高高从霜完成签到 ,获得积分10
6秒前
魅雪霓完成签到,获得积分10
6秒前
zy发布了新的文献求助10
6秒前
脑洞疼应助十二采纳,获得10
6秒前
活吞鲨鱼发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
JIN完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
蓝梦之旅完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Zyz完成签到 ,获得积分10
8秒前
雨辰完成签到,获得积分10
8秒前
做好自己完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
哆啦小鱼发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
深情安青应助阳光的醉香采纳,获得10
9秒前
10秒前
云ch发布了新的文献求助20
10秒前
10秒前
高分求助中
Overcoming Stigma and Bias in Obesity Management 800
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 450
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6474775
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8277532
关于积分的说明 17651055
捐赠科研通 5555615
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2910108
邀请新用户注册赠送积分活动 1886893
关于科研通互助平台的介绍 1739538