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Task offloading for multi-UAV asset edge computing with deep reinforcement learning

delete2025-07-31
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OA
AI
S
Samah A. Zakaryia *
M
Mohamed A. Mead
T
Tamer Nabil
M
Mohamed K. Hussein
DOI:10.1007/s10586-025-05382-1delete
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摘要

摘要

En 中文
移动边缘计算(MEC)通过在网络边缘提供处理能力来解决计算密集型网络服务的需求,降低服务延迟。无人 aerial vehicles(UAV)因其灵活性、广泛覆盖和可靠的无线通信而增强MEC。本文研究了在多协同UAV辅助的MEC系统中进行任务卸载,优化二元卸载模式下的任务分配以提高系统效率。系统性能从能耗和任务延迟方面进行评估,而提出的框架联合优化UAV轨迹设计、二元卸载、计算资源分配和通信资源管理,以实现更好的资源利用。为克服传统基于启发式方法(heuristic-based approaches)的局限性,我们提出了一种创新的基于深度强化学习(DRL)的任务卸载框架,并进行了深度确定性策略梯度与任务位置距离及能力匹配(DDPG with DTLCM)、深度Q网络(DQN)和Q-Learning的对比分析。我们的方法利用DTLCM增强决策能力,使UAV能够通过考虑其与任务的距离和计算能力来更智能地分配任务。实验结果表明,DDPG with DTLCM在任务分配的稳定性及动态场景下的适应性方面均优于DQN和Q-Learning。虽然DQN在高维状态空间中比Q-Learning更稳定,但仍受离散化约束的限制。相比之下,DDPG with DTLCM受益于连续动作空间,能够实现更灵活和精细化的决策。这些见解强调了策略梯度DRL方法在推进UAV辅助MEC任务调度和资源优化方面的优势,尤其是在结合了DTLCM等情境感知机制时。
Keyword:
Deep reinforcement learning
Unmanned aerial vehicle (UAV)
Task offloading
Mobile edge computing
Multi-UAV
DTLCM

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