The rapid advancement of Low-Power Wide Area Networks (LPWANs), particularly Long Range (LoRa) systems, has positioned them as a cornerstone for Next-Generation Internet of Things (NG-IoT) applications within 5G/6G ecosystems. Despite their long-range and low-power advantages, achieving high energy efficiency in LoRa networks remains a significant challenge in highly dynamic environments. Traditional terrestrial gateway deployments often suffer from coverage gaps and non-line-of-sight propagation, while satellite-based alternatives incur excessive energy consumption and prohibitive latency. To address these limitations, we propose a multi-UAV architecture where unmanned aerial vehicles (UAVs) serve as mobile LoRa gateways to dynamically collect data from ground-based end devices (EDs). We formulate a joint optimization problem to maximize the system's weighted energy efficiency by jointly optimizing spreading factors, transmission powers, UAV trajectories, and ED-UAV associations. This problem is transformed into a partially observable stochastic game (POSG), which we solve using our proposed Green LoRa Multi-Agent Proximal Policy Optimization (GLo-MAPPO). Our framework leverages centralized training with decentralized execution (CTDE) and is enhanced by a gain-based ED-UAV association scheme. Simulation results show that GLo-MAPPO significantly outperforms state-of-the-art multi-agent reinforcement learning (MARL) benchmarks in energy efficiency and power consumption across varying network densities. Furthermore, ablation studies validate the necessity of each optimization component and the effectiveness of the proposed association scheme.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《对抗环境下面向特种作战的LoRa通信》最新130页
专知会员服务
30+阅读 · 2021年5月21日
【知识图谱】知识图谱+人工智能=新型网络信息体系
产业智能官
14+阅读 · 2018年11月18日
李宏毅-201806-中文-Deep Reinforcement Learning精品课程分享
深度学习与NLP
15+阅读 · 2018年6月20日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
7+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
12+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
6+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
11+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关VIP内容
《对抗环境下面向特种作战的LoRa通信》最新130页
专知会员服务
30+阅读 · 2021年5月21日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员