7、UAV 辅助边缘计算：农村物联网应用探索

UAV 辅助边缘计算：农村物联网应用探索

1. UAV 辅助边缘计算概述

在农村物联网应用场景中，无人飞行器（UAV）辅助移动边缘计算成为优化计算卸载、降低 UAV 能耗的有效方案。在该场景下，UAV 充当空中服务器，收集并处理地面设备卸载的计算任务。为满足设备的服务需求，需要联合优化 UAV 轨迹、设备发射功率和计算负载分配。这一优化问题属于非凸分数规划，可采用 Dinkelbach 算法和逐次凸逼近技术来求解。此外，还可将问题分解为多个子问题，进行分布式和并行求解。模拟结果表明，该方法能有效提高 UAV 的能源效率。

2. UAV 辅助边缘计算背景

2.1 MEC 对物联网设备的支持

多接入边缘计算（MEC）是为数十亿物联网设备提供计算服务的关键技术。物联网设备可将计算任务卸载到网络边缘，延长电池寿命并减少计算延迟，这对能量受限的设备（如能量收集设备）和计算能力有限的设备（如智能相机）尤为有益。

2.2 农村物联网设备面临的挑战

许多物联网设备在偏远地区（如森林、沙漠、山脉或水下）运行，执行诸如管道监控与控制、水下基础设施监测和军事行动等计算密集型应用。在这些场景中，由于地面通信基础设施部署稀疏，物联网设备无法单独支持应用，也难以将计算负载卸载到云服务器。

2.3 UAV 辅助网络的优势

网络基础设施和通信技术的发展为农村物联网设备的连接提供了新的解决方案，即使用 UAV 辅助网络。UAV 具备通信和计算能力，可作为移动边缘服务器，为无法连接到地面边缘服务器的物联网设备提供服务。UAV 辅助计算网络具有以下潜在优势：
- 灵活的计算能