一种低轨卫星边缘计算场景下联合资源分配的计算卸载策略

作     者：余翔 陈宇博 刘晗 褚轩 YU Xiang;CHEN Yubo;LIU Han;CHU Xuan

作者机构：重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 

出 版 物：《南京邮电大学学报（自然科学版）》 (Journal of Nanjing University of Posts and Telecommunications：Natural Science Edition)

年 卷 期：2021年第41卷第6期

页      面：1-9页

学科分类：08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 

基　　金：重庆市自然科学基金(KJQN201800631)资助项目。 

主　　题：卫星边缘计算 卸载策略优化 非合作博弈 几何可视 二分搜索 拉格朗日乘数法 

摘      要：卫星边缘计算突破地理限制,实现全球无缝覆盖,赋予偏远地区服务计算能力,针对低轨道(Low Earth Orbit,LEO)卫星边缘计算场景计算能力和通信时间有限的特性,在单LEO卫星边缘节点多地面用户的系统模型下,提出一种基于博弈论计算卸载联合资源分配(Game Theory with Computing Offloading and Resource Allocation,GT⁃CORA)的策略。由于该问题表示为一个混合整数非线性规划问题,将该问题拆解为资源分配和计算卸载两个子问题,通过二分法和拉格朗日乘数法实现最优资源分配,通过博弈论和势博弈证明了纳什均衡的存在性并解决计算卸载问题。仿真结果表明了该策略的有效性,该策略相较全部本地卸载、全部卫星卸载以及贪婪卸载策略,在保持较高的任务成功率下,平均计算开销明显降低,可以满足地面用户任务需求。