移动边缘计算中的无人机三维部署和内容缓存优化方法.pdfVIP

第41卷第4期计算机应用研究Vol.41No.4

2024年4月ApplicationResearchofComputersApr.2024

移动边缘计算中的无人机三维部署和

内容缓存优化方法*

唐焕博，陈星，张建山

（1.福州大学a.计算机与大数据学院；b.福建省网络计算与智能信息处理重点实验室，福州350116；2.教育部

空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室，福州350002；3.闽江学院计算机与控制工程学院，福州350108）

摘要：随着无线网络中的移动数据流量爆炸式增长，支持高速缓存的无人机被应用于移动计算领域充当边缘

服务器，为网络中的用户提供按需服务。为了在满足其他资源约束的条件下，给用户带来更好的体验，通过联合

优化无人机部署、缓存放置和用户关联以实现最小化所有用户的内容访问时延，并为用户提供质量不同的内容

缓存服务。针对多无人机和地面基站协同提供缓存服务的场景，提出了一种基于迭代优化的联合优化算法。该

算法通过选代求解由目标问题分解得到的三个子问题的方式来获得具有收敛性保证的次优解决方案。首先，采

用基于连续凸近似的算法求解无人机部署子问题；其次，采用基于贪心的算法求解内容缓存子问题；然后，利用

基于罚函数的连续凸近似算法求解用户关联子问题；最后，对上述过程重复迭代，得到目标问题的一个次优解。

多次仿真实验验证了所提算法的有效性和可行性。仿真结果表明，与基准算法相比，所提联合优化算法在平均

内容访问时延、缓存命中率两方面均具有更好的性能。

关键词：移动边缘计算；无人机三维部署；内容缓存；用户关联；凸优化

中图分类号：TP393.0文献标志码：A文章编号：1001-3695(2024)04-027-1143-07

doi:10.19734/j.issn.1001-3695.2023.08.0361

UAV3Ddeploymentandcontentcachingoptimizationformobileedgecomputing

(1.a.CollegeofComputerDataScience,b.FujianKeyLaboratoryofNetworkComputingIntlligentInformationProcessing,FuzhouUni-

versity,Fuzhou350116,China;2.KeyLaboratoryofSpatialDataMiningInformationSharing,MinistryofEducation,Fuzhou350002,

China;3.CollegeofComputerControlEngineering,MinjiangUniversity,Fuzhou350108,China)

Abstract:Withtheexplosivegrowthofmobiledatatrafficinwirelessnetworks,cache-enabledunmannedaerialvehicles(UA-

Vs)arebeingusedinmobilecomputingtoserveasedgeserverstoprovideon-demandservicestousersinthenetwork.Tobring

betterqualityofexperiencetouserswhilesatisfyingotherresourceconstraints,itjointlyoptimizedUAVsdeployment,cache

placement