Device association and trajectory planning for UAV-assisted MEC in IoT: a matching theory-based approach

EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking

Research

Kezhi Wang¹  Xinjun Zhang²  Guopeng Zhang²  Kun Yang³ 

[1] Department of Computer Science, Brunel University, UB8 3PH, Uxbridge, London, Middlesex, UK;The School of Computer Science and Technology, China University of Mining and Technology, 221116, Xuzhou, China;The School of Information and Communication Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu, China;The Yangtze Delta Region Institute, University of Electronic Science and Technology of China, 324000, Quzhou, China;

关键词: Unmanned aerial vehicle;    Mobile edge computing;    Internet of Things;    Matching theory;   

DOI  :  10.1186/s13638-023-02260-5

 received in 2022-06-14, accepted in 2023-06-02,  发布年份 2023

来源: Springer

【 摘 要 】

Unmanned aircraft vehicles (UAVs)-enabled mobile edge computing (MEC) can enable Internet of Things devices (IoTD) to offload computing tasks to them. Considering this, we study how multiple aerial service providers (ASPs) compete with each other to provide edge computing services to multiple ground network operators (GNOs). An ASP owning multiple UAVs aims to achieve the maximum profit from providing MEC service to the GNOs, while a GNO operating multiple IoTDs aims to seek the computing service of a certain ASP to meet its performance requirements. To this end, we first quantify the conflicting interests of the ASPs and GNOs by using different profit functions. Then, the UAV scheduling and resource allocation is formulated as a multi-objective optimization problem. To address this problem, we first solve the UAV trajectory planning and resource allocation problem between one ASP and one GNO by using the Lagrange relaxation and successive convex optimization (SCA) methods. Based on the obtained results, the GNOs and ASPs are then associated in the framework based on the matching theory, which results in a weak Pareto optimality. Simulation results show that the proposed method achieves the considerable performance.

【 授权许可】

CC BY   
© The Author(s) 2023

【 图 表 】

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