DRL and Game Theory-Based Trajectory Optimization and Task Offloading in Multi-UAV-Assisted MEC

计算机科学 斯塔克伯格竞赛 纳什均衡 计算卸载 能源消耗 移动边缘计算 任务(项目管理) 博弈论 数学优化 边缘计算 强化学习 资源配置 弹道 资源管理(计算) 最优化问题 收入 分布式计算 潜在博弈 调度(生产过程) 随机博弈 GSM演进的增强数据速率 高效能源利用 动态定价 实时计算 最佳反应 能量(信号处理) 任务分析 资源(消歧) Lyapunov优化 移动设备 马尔可夫决策过程
作者
Zhihao Hu,Ying Chen,Zhitian Chen,Yuran Guo,Jiwei Huang
出处
期刊:IEEE Transactions on Services Computing [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:18 (6): 3696-3709 被引量:3
标识
DOI:10.1109/tsc.2025.3611295
摘要

In UAV-assisted Multi-access Edge Computing (MEC) systems, UAV trajectories and resource pricing directly determine system utility - improper UAV positioning will lead to increased delay and energy costs for users, while inappropriate pricing will result in insufficient task offloading or UAV overload. This paper aims to optimize UAVs' trajectories, pricing strategies and users' offloading decisions, enabling UAVs to move to suitable locations and provide computing offloading services at appropriate prices, thereby reducing delay and energy, and enhancing the utilities of both UAV and users. The user utility specifically consist of throughput, energy consumption, delay penalties, and expenditures on purchasing computing resources. The UAV's utility consists of computing energy consumption, delay penalties, and revenue from selling computing resources as incentives. We formulate the pre-offloading problem to solve users' offloading selection, and transform the problem into a multi-user non-cooperative game using game theory while proving the existence of Nash equilibrium. Then we model the interaction between UAV and users using Stackelberg game model and prove the existence of Stackelberg equilibrium. We use multi-agent deep reinforcement learning (MADRL) and propose DRL and Game Theory-based Trajectory Optimization and Task Offloading (DGTT) algorithm to solve UAVs' trajectories and obtain the Stackelberg equilibrium solution. We sequentially solve for the pricing strategy and offloading decisions, thereby obtaining the optimized utilities of both UAV and users. Finally, we conduct simulation experiments to verify the feasibility of DGTT algorithm, along with comparative experiments that demonstrate our proposed DGTT algorithm's excellent performance in optimizing UAV and user utilities, while reducing system energy consumption and delay.
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
liuhang完成签到,获得积分10
刚刚
李木子发布了新的文献求助10
2秒前
飞天小叶完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
5秒前
6秒前
8秒前
蒹葭完成签到 ,获得积分10
8秒前
13秒前
Lucycomplex完成签到,获得积分10
15秒前
qitan发布了新的文献求助10
15秒前
1111发布了新的文献求助10
15秒前
雄图发布了新的文献求助10
16秒前
鲤鱼诗桃发布了新的文献求助10
16秒前
18秒前
orixero应助jeatit采纳,获得10
18秒前
杨北风发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
ding应助zsf采纳,获得10
20秒前
yolo完成签到 ,获得积分10
20秒前
寒梦难敌发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
万能图书馆应助乌拉挂机采纳,获得10
21秒前
21秒前
CQ完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
大个应助英俊蜜蜂采纳,获得10
23秒前
阿芙乐尔完成签到 ,获得积分10
24秒前
Aurora发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
qitan完成签到,获得积分10
26秒前
淡淡的妙梦完成签到,获得积分10
26秒前
奇奇怪怪发布了新的文献求助10
26秒前
YU完成签到,获得积分10
26秒前
1111发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
YL完成签到,获得积分10
28秒前
卿亦佳人发布了新的文献求助10
28秒前
小不点mark完成签到,获得积分10
29秒前
扣扣完成签到,获得积分10
29秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7719203
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9272945
关于积分的说明 20095021
捐赠科研通 7295182
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3299806
关于科研通互助平台的介绍 2453549
邀请新用户注册赠送积分活动 2307031