Unmanned aerial vehicle (UAV)-enabled mobile edge computing (MEC) systems can use different multiple access schemes to coordinate multi-user task offloading. However, it is still unknown which scheme is the most energy-efficient, especially when the offloading blocklength is finite. To answer this question, this paper minimizes and compares the MEC-related energy consumption of non-orthogonal multiple access (NOMA), frequency division multiple access (FDMA), and time division multiple access (TDMA)-based offloading schemes within UAV-enabled MEC systems, considering both infinite and finite blocklength scenarios. Through theoretically analysis of the minimum energy consumption required by these three schemes, two novel findings are presented. First, TDMA consistently achieves lower energy consumption than FDMA in both infinite and finite blocklength cases, due to the degrees of freedom afforded by sequential task offloading. Second, NOMA does not necessarily achieve lower energy consumption than FDMA when the offloading blocklength is finite, especially when the channel conditions and the offloaded task data sizes of two user equipments (UEs) are relatively symmetric. Furthermore, an alternating optimization algorithm that jointly optimizes the portions of task offloaded, the offloading times of all UEs, and the UAV location is proposed to solve the formulated energy consumption minimization problems. Simulation results verify the correctness of our analytical findings and demonstrate that the proposed algorithm effectively reduces MEC-related energy consumption compared to benchmark schemes that do not optimize task offloading portions and/or offloading times.


翻译:无人机赋能的移动边缘计算系统可采用不同的多址接入方案协调多用户任务卸载。然而,在卸载块长度有限的场景下,何种方案最具能效优势仍不明确。为探究此问题,本文在无人机移动边缘计算系统中,针对非正交多址接入、频分多址接入和时分多址接入三种卸载方案,分别考虑无限与有限块长度场景,最小化并比较其与移动边缘计算相关的能耗。通过对三种方案所需最小能耗的理论分析,得出两项创新性结论:首先,由于顺序任务卸载提供的自由度优势,时分多址接入在无限与有限块长度场景下均持续表现出比频分多址接入更低的能耗;其次,当卸载块长度有限时,非正交多址接入未必比频分多址接入更节能,特别是在两个用户设备的信道条件与卸载任务数据量相对对称的情况下。此外,本文提出一种交替优化算法,通过联合优化任务卸载比例、所有用户设备的卸载时隙及无人机部署位置,求解所构建的能耗最小化问题。仿真结果验证了理论分析的正确性,并表明相较于未优化任务卸载比例和/或卸载时隙的基准方案,所提算法能有效降低移动边缘计算相关能耗。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
4+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
2+阅读 · 2015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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
16+阅读 · 2020年2月6日
VIP会员
最新内容
2025年大语言模型进展报告
专知会员服务
1+阅读 · 今天13:30
多智能体协作机制
专知会员服务
1+阅读 · 今天13:26
非对称优势:美海军开发低成本反无人机技术
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:39
《美战争部小企业创新研究(SBIR)计划》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:48
《军事模拟:将军事条令与目标融入AI智能体》
专知会员服务
9+阅读 · 今天2:43
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
7+阅读 · 4月24日
以色列军事技术对美国军力发展的持续性赋能
专知会员服务
8+阅读 · 4月24日
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
14+阅读 · 4月24日
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
10+阅读 · 4月24日
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
5+阅读 · 4月24日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
4+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
2+阅读 · 2015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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员