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空天地边缘计算网络任务卸载策略
1
作者 余翔 曲原宇 杨路 《电讯技术》 北大核心 2025年第4期503-510,共8页
针对空天地网络中计算资源受限的边缘服务器在处理大量任务时,面临过载导致任务完成时间和用户能耗增加的问题,提出了一种基于深度强化学习的三层协同任务卸载和资源分配方案,以任务完成时间和用户能耗建立任务开销函数,在计算资源的约... 针对空天地网络中计算资源受限的边缘服务器在处理大量任务时,面临过载导致任务完成时间和用户能耗增加的问题,提出了一种基于深度强化学习的三层协同任务卸载和资源分配方案,以任务完成时间和用户能耗建立任务开销函数,在计算资源的约束下联合优化用户卸载决策、用户传输功率、子载波分配和计算资源分配。首先采用拉格朗日乘子法优化计算资源分配,然后使用深度强化学习求解卸载决策、用户发射功率和子载波分配,最后通过交替迭代的方法得到优化解。仿真结果表明,与DQN(Deep Q-learning Network)、DDQN(Double DQN)、DDPG(Deep Deterministic Policy Gradient)等方案相比,所提方案任务开销分别下降约19%、10%和13%。 展开更多
关键词 空天地一体化网络 移动边缘计算 计算卸载 资源分配 深度强化学习
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空天地网络中异构可靠感知的SFC嵌入与重嵌入研究
2
作者 秦凯鑫 郭松涛 刘贵燕 《计算机学报》 北大核心 2025年第8期1976-1989,共14页
随着5G网络、6G网络的快速发展,在天空地一体化网络(Space-air-ground Integrated Network,SAGIN)中提供可靠服务需要合适的服务功能链(Service Function Chain,SFC)嵌入方案以保证服务质量。然而,SAGIN复杂的拓扑结构、有限的基础设施... 随着5G网络、6G网络的快速发展,在天空地一体化网络(Space-air-ground Integrated Network,SAGIN)中提供可靠服务需要合适的服务功能链(Service Function Chain,SFC)嵌入方案以保证服务质量。然而,SAGIN复杂的拓扑结构、有限的基础设施资源以及异构的硬件和软件等特征给现有可靠感知的SFC嵌入方案提供高质量服务带来一定挑战。采用SFC备份是个可行的解决方案。然而备份位置的选择对于立体的SAGIN拓扑和不确定的用户需求是一个较大的问题。针对上述问题,本文研究了SAGIN中异构可靠感知SFC嵌入和重嵌入问题(Heterogeneous Reliable SFC Embedding and Re-embedding,HRSER)。本文首先将问题建模为非线性整数规划问题,并证明它是NP难的。为了解决这个问题,本文提出了一种包括两个子算法的混合方案。其中两个子算法分别为可靠性感知的SFC嵌入(Reliable-aware SFC Embedding,RASE)和基于贪婪策略的重嵌入(Greedy SFC Re-embedding,GSR)。首先,RASE将利用深度强化学习的自主决策能力,计算在SAGIN中SFC嵌入和备份的最优解。在网络拓扑中会有相应的执行设备网络拓扑中会有相应的执行设备进行备份以提高服务的可靠性。随后,当网络负载超过预定义阈值时,GSR算法执行SFC重新嵌入以提高可靠性和SFC的接受率。此外,从理论上证明了重新嵌入所需的SFC备份数量的下限。最后,本文对RASE和GSR算法进行了算法复杂性分析。基于真实数据集的模拟结果表明,RASE方案在隐含层神经元数量不同的情况下都能收敛到一个合理的奖励。与现有技术相比,所提出的混合算法可以将SFC接受率提高接近82%,而额外付出的成本不超过5%。 展开更多
关键词 服务功能链嵌入 可靠性 异构性 重嵌入 深度强化学习 天空地一体化网络
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基于MEC的空天地一体化网络任务分割与资源分配
3
作者 杜剑波 董伟哲 +4 位作者 金蓉 王军选 康嘉文 刘雷 策力木格 《计算机工程》 北大核心 2025年第5期43-51,共9页
在6G时代,空天地一体化网络(SAGIN)可以为物联网(IoT)设备提供无处不在的覆盖,能有效解决当前网络架构覆盖能力不足的问题。多接入边缘计算(MEC)是一种非常重要的技术,可以进一步增强SAGIN的服务能力,其中MEC在有效降低任务执行延迟和... 在6G时代,空天地一体化网络(SAGIN)可以为物联网(IoT)设备提供无处不在的覆盖,能有效解决当前网络架构覆盖能力不足的问题。多接入边缘计算(MEC)是一种非常重要的技术,可以进一步增强SAGIN的服务能力,其中MEC在有效降低任务执行延迟和系统能耗方面表现出显著的能力。提出一种支持MEC的SAGIN架构,其中卫星和多架无人机(UAV)作为边缘节点,为IoT设备就近提供算力。通过IoT设备的任务分割以及UAV和卫星的带宽分配,实现网络平均总能耗的最小化。将网络动态性问题表述为马尔可夫决策过程(MDP)问题,提出一种基于深度确定性策略梯度(DDPG)的自适应决策算法对其进行求解。仿真结果表明,该算法在最小化网络能耗和DDPG代理累计奖励最大化方面表现出良好的性能。 展开更多
关键词 深度确定性策略梯度算法 空天地一体化网络 边缘计算 资源分配 任务分割
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基于深度强化学习的空天地一体化网络资源分配算法 被引量：7
4
作者 刘雪芳 毛伟灏 杨清海 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2831-2841,共11页
空天地一体化网络(SAGIN)通过提高地面网络的资源利用率可以有效满足多种业务类型的通信需求,然而忽略了系统的自适应能力和鲁棒性及不同用户的服务质量(QoS)。针对这一问题,该文提出在空天地一体化网络架构下,面向城区和郊区通信的深... 空天地一体化网络(SAGIN)通过提高地面网络的资源利用率可以有效满足多种业务类型的通信需求,然而忽略了系统的自适应能力和鲁棒性及不同用户的服务质量(QoS)。针对这一问题,该文提出在空天地一体化网络架构下,面向城区和郊区通信的深度强化学习(DRL)资源分配算法。基于第3代合作伙伴计划(3GPP)标准中定义的用户参考信号接收功率(RSRP),考虑地面同频干扰情况,以不同域中基站的时频资源作为约束条件,构建了最大化系统用户的下行吞吐量优化问题。利用深度Q网络(DQN)算法求解该优化问题时,定义了能够综合考虑用户服务质量需求、系统自适应能力及系统鲁棒性的奖励函数。仿真结果表明,综合考虑无人驾驶汽车,沉浸式服务及普通移动终端通信业务需求时,表征系统性能的奖励函数值在2 000次迭代下,相较于贪婪算法提升了39.1%;对于无人驾驶汽车业务,利用DQN算法进行资源分配后,相比于贪婪算法,丢包数平均下降38.07%,时延下降了6.05%。 展开更多
关键词 空天地一体化网络 资源分配算法 深度强化学习 深度Q网络
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无人机协同空天地一体化战场信息采集策略研究 被引量：3
5
作者 王易杰 陈昕 +1 位作者 焦立博 朱文武 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第3期17-24,共8页
围绕空天地一体化战场信息采集场景,建立优化目标为最大化系统效率和性能的信道分配和设备匹配模型。针对信道分配和设备匹配决策变量具有相关和耦合性的特点,提出一种基于遗传算法和深度强化学习的两阶段资源分配(GD2A)算法。通过仿真... 围绕空天地一体化战场信息采集场景,建立优化目标为最大化系统效率和性能的信道分配和设备匹配模型。针对信道分配和设备匹配决策变量具有相关和耦合性的特点,提出一种基于遗传算法和深度强化学习的两阶段资源分配(GD2A)算法。通过仿真验证,分析超参数对GD2A算法的性能和收敛速度的影响。对比实验表明,GD2A算法能在6G空天地异构网络中保障军事通信的可靠性和安全性,最大化系统效用。 展开更多
关键词 战场信息采集 无人机 空天地一体化 深度强化学习 遗传算法
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基于深度强化学习的空天地一体化网络信息物理系统垂直切换策略 被引量：3
6
作者 武艳 潘广川 +2 位作者 姚明旿 杨清海 梁中明 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期180-191,共12页
针对空天地一体化网络信息物理系统模型复杂、很难获得网络拓扑先验知识和模型化假设的特点,研究其基于深度强化学习的垂直切换策略。首先,综合考虑系统稳定性、切换开销和网络使用成本约束,将垂直切换策略问题建模为约束马尔可夫决策过... 针对空天地一体化网络信息物理系统模型复杂、很难获得网络拓扑先验知识和模型化假设的特点,研究其基于深度强化学习的垂直切换策略。首先,综合考虑系统稳定性、切换开销和网络使用成本约束,将垂直切换策略问题建模为约束马尔可夫决策过程(CMDP),并给出保证可行解存在的充分条件;其次,提出约束-近端策略优化(CPPO)算法解决该问题,并在基站侧引入分布式强化学习机制加速训练收敛。相较于基准策略,仿真验证了所提垂直切换策略的优越性和有效性。 展开更多
关键词 空天地一体化网络 信息物理系统 深度强化学习 垂直切换
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基于深度强化学习的计算卸载与资源分配策略 被引量：8
7
作者 曾锋 张政 陈志刚 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期124-135,共12页
为了扩大车载边缘网络的覆盖范围及其计算能力,提出了一种适用于空天地融合车载网的计算卸载架构。考虑计算任务的时延和能耗约束,以及空天地融合车载网的频谱、计算和存储约束,将计算卸载决策和资源分配的联合优化问题建模为一个混合... 为了扩大车载边缘网络的覆盖范围及其计算能力,提出了一种适用于空天地融合车载网的计算卸载架构。考虑计算任务的时延和能耗约束,以及空天地融合车载网的频谱、计算和存储约束,将计算卸载决策和资源分配的联合优化问题建模为一个混合整数非线性规划问题。基于强化学习方法,将原问题转换成一个马尔可夫过程,提出了一种深度强化学习算法以求解该问题,所提算法具有较好的收敛性。仿真结果表明,所提算法在任务时延和成功率方面优于其他算法。 展开更多
关键词 空天地融合车载网 计算卸载 资源分配 深度强化学习
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空对地高度自适应目标智能检测算法 被引量：2
8
作者 张萌 王仕成 +1 位作者 杨艳丽 杨东方 《现代防御技术》 2019年第6期81-87,共7页
在空基平台对地成像应用领域,由于高度变化差异大,成像视场广、视角单一、地物背景干扰多,这些特点使得现有深度学习检测算法面临新的挑战。针对此问题,提出了一种面向空基平台的高度自适应目标智能检测算法。首先,分析了高度变化和区... 在空基平台对地成像应用领域,由于高度变化差异大,成像视场广、视角单一、地物背景干扰多,这些特点使得现有深度学习检测算法面临新的挑战。针对此问题,提出了一种面向空基平台的高度自适应目标智能检测算法。首先,分析了高度变化和区域候选框尺寸设置对检测算法的影响。其次,建立了高度和目标检测候选框尺寸之间的关系模型,提出了高度自适应的目标检测候选框生成算法。最后,建立了不同高度下目标检测任务数据集,验证了所提算法的有效性。检测结果证明所提算法能够有效地减小空基平台飞行过程中的高度变化对目标检测算法的影响,提高检测算法的适应性。 展开更多
关键词 空对地成像 深度学习 空基平台 高度自适应 目标检测 单发多盒探测器
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基于“空-天-地-深”一体化的露天矿采动 损伤监测与评价技术体系与实践
9
作者 李全生 周伟 +1 位作者 陈树召 涂立啸 《中国煤炭》 2025年第11期2-10,共9页
大规模露天开采引发的采动损伤已成为制约矿山安全绿色发展的关键瓶颈。传统点式监测存在时空尺度局限、数据碎片化等固有缺陷,而现有遥感监测虽丰富了技术手段,但多聚焦于单一维度,未能形成多源数据协同的一体化监测评价体系,数据应用... 大规模露天开采引发的采动损伤已成为制约矿山安全绿色发展的关键瓶颈。传统点式监测存在时空尺度局限、数据碎片化等固有缺陷,而现有遥感监测虽丰富了技术手段,但多聚焦于单一维度,未能形成多源数据协同的一体化监测评价体系,数据应用价值受限。针对这些问题,系统性构建了“空-天-地-深”一体化露天矿采动损伤监测与评价技术体系。该体系融合天基卫星的宏观大范围监测、空基无人机的高精度测绘、地基物联网的实时感知与深部多物理场监测,通过多源数据融合与智能解译,实现对采动损伤的全面监控与精准评价。以内蒙古黑岱沟、哈尔乌素露天煤矿为工程实践对象,基于27景Sentinel-1A雷达影像与多期Landsat光学影像开展了应用验证。结果表明:研究区排土场最大累积沉降达572 mm,黑岱沟端帮最大隆起为110 mm;生境损伤呈现以矿坑为中心的辐射状分布特征,遥感生态指数(RSEI)随远离矿坑距离增加而升高。同时,生境损伤范围与InSAR监测的地表沉降影响范围表现出高度的空间一致性,首次揭示了露天矿区岩土损伤与生态损伤的耦合响应关系,验证了一体化监测体系的有效性。研究指出了该体系在多源数据深度融合、模型普适性等方面面临的挑战,并展望了其向实时化、智能化、数字孪生及全生命周期管控发展的前景,可为露天矿精准监管与绿色智慧矿山建设提供理论依据与技术支撑。 展开更多
关键词 露天开采 “空-天-地-深” 采动损伤 监测体系 数据融合 绿色矿山
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