Compromiso entre bits de cálculo y velocidad de cálculo en un sistema informático de borde para redes de sensores

Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) habilitados para la computación de borde móvil (MEC) han sido reconocidos como un enfoque prometedor para proporcionar una mayor cobertura y capacidad de cálculo a Internet de las Cosas (IoT), especialmente en el escenario con infraestructura limitada o sin ella. En este artículo, consideramos el modo MEC de descarga parcial de computación asistido por UAV, en el que los usuarios de sensores terrestres son atendidos por un UAV en movimiento equipado con un servidor de computación. Los bits computacionales (CB) y la eficiencia computacional (CE) son dos métricas vitales que describen el rendimiento computacional del sistema. Para revelar el compromiso CB-CE, se formula un problema de optimización para maximizar la suma ponderada de las dos métricas anteriores, optimizando la trayectoria del UAV conjuntamente con los recursos de comunicación, así como los recursos de computación. Como el problema formulado no es convexo, es difícil resolverlo de forma óptima en general. Para abordar este problema, lo desacoplamos en dos subproblemas: Optimización de la trayectoria del UAV y optimización de la asignación de recursos. Proponemos un algoritmo iterativo para resolver los dos subproblemas mediante el método de Dinkelbach, la dualidad de Lagrange y la técnica de aproximación convexa sucesiva. Amplios resultados de simulación demuestran que nuestro esquema de optimización de asignación de recursos propuesto puede lograr un mejor rendimiento computacional que los otros esquemas. Además, el algoritmo alternativo propuesto puede converger con pocas iteraciones.

Autores: Jiaying, Huang; Yawen, Shi; Fahui, Wu