无人机辅助通感一体化安全边缘计算网络能耗最小化方案

摘要

针对通感一体化（Integrated Sensing and Communication,ISAC）网络中物联网（Internet of Things,IoT）节点算力不足、通信与感知性能易受建筑物遮挡影响以及通信安全等问题，提出一种无人机（Unmanned Aerial Vehicle,UAV）辅助ISAC安全边缘计算网络能耗最小化方案。通过优化UAV通信与感知发射波束成形、UAV通信与感知接收滤波器矢量、上行用户发射功率、UAV计算频率及UAV悬停点，以实现UAV与用户总能耗最小化。针对强耦合非凸优化问题，采用基于块坐标下降（Block Coordinate Descent,BCD）算法的两阶段迭代求解方法将原问题分解为7个子问题，并利用连续凸近似（Successive Convex Approximation,SCA）算法、变量替换、半正定松弛（Semi-positive Definite Relaxation,SDR）算法以及粒子群算法求解子问题。仿真结果表明，所提方案在不同参数下可有效降低系统能耗，降幅最高可达46.2%，能够更有效地优化资源分配并实现系统网络能耗最小化。

关键词

通感一体化 / 无人机 / 移动边缘计算 / 块坐标下降算法 / 连续凸近似算法