移动边缘计算中的无人机三维部署和内容缓存优化方法
UAV 3D deployment and content caching optimization for mobile edge computing
1. 福州大学 a. 计算机与大数据学院; b. 福建省网络计算与智能信息处理重点实验室, 福州 350116
2. 教育部 空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室, 福州 350002
3. 闽江学院 计算机与控制工程学院, 福州 350108
摘要
随着无线网络中的移动数据流量爆炸式增长，支持高速缓存的无人机被应用于移动计算领域充当边缘服务器，为网络中的用户提供按需服务。为了在满足其他资源约束的条件下，给用户带来更好的体验，通过联合优化无人机部署、缓存放置和用户关联以实现最小化所有用户的内容访问时延，并为用户提供质量不同的内容缓存服务。针对多无人机和地面基站协同提供缓存服务的场景，提出了一种基于迭代优化的联合优化算法。该算法通过迭代求解由目标问题分解得到的三个子问题的方式来获得具有收敛性保证的次优解决方案。首先，采用基于连续凸近似的算法求解无人机部署子问题；其次，采用基于贪心的算法求解内容缓存子问题；然后，利用基于罚函数的连续凸近似算法求解用户关联子问题；最后，对上述过程重复迭代，得到目标问题的一个次优解。多次仿真实验验证了所提算法的有效性和可行性。仿真结果表明，与基准算法相比，所提联合优化算法在平均内容访问时延、缓存命中率两方面均具有更好的性能。
基金项目
国家自然科学基金资助项目(62072108)
福建省自然科学基金杰青项目(2020J06014)
中央引导地方科技发展资金资助项目(2022L3004)
福厦泉国家自主创新示范区协同创新平台项目(2022FX5)
福建省科技经济融合服务平台项目(2023XRH001)
出版信息
DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2023.08.0361
出版期卷: 《计算机应用研究》 印刷出版, 2024年第41卷 第4期
所属栏目: 网络与通信技术
出版页码: 1143-1149
文章编号: 1001-3695(2024)04-027-1143-07
发布历史
[2023-11-02] 优先出版
[2024-04-05] 印刷出版
引用本文
唐焕博, 陈星, 张建山. 移动边缘计算中的无人机三维部署和内容缓存优化方法 [J]. 计算机应用研究, 2024, 41 (4): 1143-1149. (Tang Huanbo, Chen Xing, Zhang Jianshan. UAV 3D deployment and content caching optimization for mobile edge computing [J]. Application Research of Computers, 2024, 41 (4): 1143-1149. )
关于期刊
- 计算机应用研究 月刊
- Application Research of Computers
-
刊号
ISSN 1001-3695
CN 51-1196/TP
《计算机应用研究》创刊于1984年，是由四川省科技厅所属四川省计算机研究院主办的计算技术类学术刊物。
《计算机应用研究》瞄准本学科领域迫切需要的前沿技术，及时反映国内外计算机应用研究的主流技术、热点技术及最新发展趋势。主要刊载内容包括本学科领域高水平的学术论文、本学科最新科研成果和重大应用成果。栏目内容涉及计算机学科新理论、计算机基础理论、算法理论研究、算法设计与分析、区块链技术、系统软件与软件工程技术、模式识别与人工智能、体系结构、先进计算、并行处理、数据库技术、计算机网络与通信技术、信息安全技术、计算机图像图形学及其最新热点应用技术。
《计算机应用研究》拥有众多高层次读者、作者，读者对象主要为从事计算机学科领域高、中级研究人员及工程技术人员，各高等院校计算机专业及相关专业的师生。多年来《计算机应用研究》的总被引频次及Web下载率一直名列本学科同类学术刊物前茅，所刊发的学术论文以其新颖性、学术性、前瞻性、导向性、实用性而备受广大读者的喜爱。
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