IRS辅助无人机反向散射边缘计算网络能效最大化方案

刘伯阳, 赵云, 党儒鸽, 孙连锐, 吕涛

西安邮电大学学报 ›› 2025, Vol. 30 ›› Issue (04) : 9-20. DOI: 10.13682/j.issn.2095-6533.2025.04.002

IRS辅助无人机反向散射边缘计算网络能效最大化方案

  • 刘伯阳, 赵云, 党儒鸽, 孙连锐, 吕涛
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摘要

针对物联网(Internet of Things, IoT)边缘计算(Mobile Edge Computing, MEC)网络中建筑物遮挡、信道质量差导致的能耗增大的问题,提出一种智能反射表面(Intelligent Reflecting Surface, IRS)辅助无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)反向散射边缘计算网络能效最大化方案。通过优化反向散射过程中用户的反射系数、UAV的传输功率、用户设备的计算资源、IRS的相移矩阵和UAV的轨迹实现系统能效最大化。针对强耦合非凸优化问题,采用基于Dinkelbach设计的交替迭代优化算法,利用拉格朗日对偶、连续凸近似(Successive Convex Approximation, SCA)及最大最小化算法迭代求解。最后,将所提方案与固定UAV轨迹和IRS相移方案及单独固定UAV轨迹方案进行对比,仿真结果表明,所提方案在不同参数下可有效降低系统能耗,降幅最高可达51.2%,能够更有效地优化资源分配并实现系统网络能效最大化。

关键词

移动边缘计算 / 反向散射通信 / 智能反射表面 / 无人机 / 连续凸近似算法

中图分类号

TN929.5 / V279

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刘伯阳, 赵云, 党儒鸽, 孙连锐, 吕涛. IRS辅助无人机反向散射边缘计算网络能效最大化方案. 西安邮电大学学报. 2025, 30(04): 9-20 https://doi.org/10.13682/j.issn.2095-6533.2025.04.002

基金

国家自然科学基金项目(61901366); 陕西省自然科学基础研究计划项目(2020JQ-851); 陕西省普通高校青年杰出人才支持计划项目

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