无人机反向散射移动边缘计算网络能耗最小化方案

刘伯阳; 李政; 蔡雨卓; 王丽平; 党儒鸽

doi:10.13682/j.issn.2095-6533.2025.02.003

西安邮电大学学报 ›› 2025, Vol. 30 ›› Issue (02) : 19 -29. DOI: 10.13682/j.issn.2095-6533.2025.02.003

无人机反向散射移动边缘计算网络能耗最小化方案

刘伯阳, 李政, 蔡雨卓, 王丽平, 党儒鸽

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摘要

针对物联网(Internet of Things, IoT)设备普遍存在的算力不足与能量短缺的问题，提出一种无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)反向散射(Backscatter Communication, BC)移动边缘计算(Mobile Edge Computing, MEC)网络能耗最小化方案。IoT设备从UAV发送信号中吸收能量进行本地计算，同时利用BC技术将部分待计算任务卸载至UAV进行远程计算。建立一个非凸优化问题并使用分块迭代、拉格朗日对偶及连续凸近似(Successive Convex Approximation, SCA)算法对其求解，得到UAV中央处理器(Central Processing Unit, CPU)频率、UAV发射功率、IoT设备BC系数及UAV轨迹的最优参数，在保证IoT设备信息传输安全的前提下使网络能耗最小。仿真结果表明，相比于基准方案，所提方案在不同网络参数下可有效降低无人机能耗，降幅最高可达83.3%。