基于博弈论的无人机辅助边缘卸载策略

摘要

针对多无人机辅助边缘卸载场景下的能量约束问题，本文研究了一种基于博弈论的无人机与地面节点动态组网方案，旨在优化无人机系统能耗。首先，搭建了无人机为地面节点提供任务卸载服务的网络模型，提出了一种基于全局最优的联盟形成博弈(global optimum-coalition formation game, GO-CFG)算法，通过优化联盟组网方案实现无人机系统能耗最小化，并证明了纳什均衡的存在。其次，在联盟崩溃的情况下，将断联节点与幸存联盟的链路重构问题建模为多对一匹配博弈，提出了一种基于效用优先的匹配博弈(utility priority-matching game, UP-MG)算法，提升了系统效用，并证明了该算法的收敛性。最后，对比传统算法，仿真结果验证了所提方案能够形成稳定的联盟组网，具备及时重构链路能力，并且在降低系统能耗、提高系统鲁棒性方面具有更优的性能表现，为紧急复杂场景下无人机群的应用研究提供了有力支持。

关键词

无人机 / 边缘计算 / 任务卸载 / 动态组网 / 博弈论