This paper presents an innovative framework that boosts computing power by utilizing ubiquitous computing power distribution and enabling higher computing node accessibility via adaptive UAV positioning, establishing a UAV-enabled Computing Power Network (UAV-CPN). In a UAV-CPN, a UAV functions as a dynamic relay, outsourcing computing tasks from the request zone to an expanded service zone with diverse computing nodes, including vehicle onboard units, edge servers, and dedicated powerful nodes. This approach has the potential to alleviate communication bottlenecks and overcome the "island effect" observed in multi-access edge computing. A significant challenge is to quantify computing power performance under complex dynamics of communication and computing. To address this challenge, we introduce task completion probability to capture the capability of UAV-CPNs for task computing. We further enhance UAV-CPN performance under a hybrid energy architecture by jointly optimizing UAV altitude and transmit power, where fuel cells and batteries collectively power both UAV propulsion and communication systems. Extensive evaluations show significant performance gains, highlighting the importance of balancing communication and computing capabilities, especially under dual-energy constraints. These findings underscore the potential of UAV-CPNs to significantly boost computing power.


翻译:本文提出了一种创新框架,该框架通过利用泛在计算能力分布,并借助自适应无人机定位提升计算节点可访问性,从而构建了无人机赋能的计算能力网络(UAV-CPN)。在UAV-CPN中,无人机作为动态中继,将计算任务从请求区域卸载到扩展的服务区域,该区域包含多样化的计算节点,如车载单元、边缘服务器以及专用高性能节点。此方法有望缓解通信瓶颈,并克服多接入边缘计算中存在的“孤岛效应”。一个关键挑战在于如何在通信与计算的复杂动态下量化计算能力性能。为应对此挑战,我们引入了任务完成概率这一指标,以刻画UAV-CPN执行任务计算的能力。我们进一步通过联合优化无人机飞行高度与发射功率,在混合能源架构(燃料电池与电池共同为无人机推进及通信系统供电)下提升了UAV-CPN的性能。大量评估结果表明了显著的性能提升,凸显了平衡通信与计算能力的重要性,尤其是在双重能量约束下。这些发现强调了UAV-CPN在显著增强计算能力方面的巨大潜力。

0
下载
关闭预览

相关内容

《无人机辅助的天空地一体化网络:学习算法技术综述》
无人机边缘计算: 架构、多址接入与计算卸载
专知会员服务
35+阅读 · 2024年9月16日
《无人机能源感知的实时解决方案》2023最新论文
专知会员服务
29+阅读 · 2023年9月7日
基于资源管理视角的无人机边缘计算研究综述
专知会员服务
57+阅读 · 2022年10月19日
军用无人机行业深度报告
专知
15+阅读 · 2022年8月21日
智能无人机集群技术概述
无人机
44+阅读 · 2018年2月28日
【无人机】无人机的自主与智能控制
产业智能官
53+阅读 · 2017年11月27日
国家自然科学基金
32+阅读 · 2017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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
27+阅读 · 2011年12月31日
VIP会员
相关基金
国家自然科学基金
32+阅读 · 2017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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
27+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员