考虑信息年龄的无人机辅助智能交通系统计算卸载优化

来源：电子与信息学报杂志2024年第3期北京时间：

作者：钟伟锋, 黄旭民, 康嘉文, 谢胜利

单位：广东工业大学自动化学院 广州 510006

摘要：该文考虑无人机(UAV)交通监测与移动边缘计算(MEC)技术结合的智能交通系统。为了保障系统中数据时效性并且降低系统能耗，提出计及信息年龄(AoI)的UAV计算卸载优化方法。首先，建立UAV辅助的MEC系统模型，允许MEC服务器缓存常用的应用程序并为UAV提供计算卸载，以支持UAV执行交通监测任务。通过联合优化UAV任务卸载决策、UAV上下行通信带宽分配以及被卸载任务的计算资源分配，最小化所有UAV与MEC服务器的总能耗，同时满足AoI与资源容量等约束条件。其次，系统能耗最小化问题是混合整数非凸优化问题，因此采用离散化和线性化手段，快速获得问题的近似最优解，并设计离散点生成算法来调节近似误差。最后，仿真结果表明，即使对于大型的非凸问题，所提方法也能够快速得到近似最优解，并且可以在不同的任务场景中满足AoI等约束条件，最大限度降低系统能耗。仿真结果验证了所提方法的有效性。

关键词：移动边缘计算, 智能交通系统, 无人机, 信息年龄, 能耗优化

基金资助：国家自然科学基金(62003099, 62001125, 62102099)，广州市基础与应用基础研究项目(2023A04J1704, 2023A04J0340, 2023A04J1699)