一种结合三方匹配与势博弈模型的混合无人机增强型MEC网络分层优化方法

《IEEE Open Journal of the Communications Society》：A Hierarchical Optimization Approach in Hybrid UAV-Enhanced MEC Networks Integrating Three-Sided Matching and Potential Game Model

　　

摘要：

本文研究在由高性能计算无人机（H-UAVs）和中继无人机（R-UAVs）构成的混合式无人机增强型移动边缘计算（MEC）网络中，无人机部署与计算任务卸载的联合优化问题。在该网络中，所有无人机同时充当移动地面设备（MTDs）的接入节点和计算节点，而R-UAVs还承担中继接入节点的功能，能够将所覆盖的MTDs上的卸载任务转发给附近的H-UAVs。为应对组合复杂性，本文提出了一种分层框架，包含两项核心创新：一是针对MTDs、接入节点和计算节点之间的任务卸载问题，设计了一种具有混合偏好的三方匹配博弈；二是将卸载状态纳入无人机部署优化中，构建了一种基于状态的势博弈。内部层的匹配博弈通过各主体理性的混合偏好实现稳定匹配，而外部层的势博弈则通过基于边际贡献的收益函数收敛到稳定状态均衡。本文证明了该稳定状态均衡的存在性，并提出了相应的联合分布式迭代算法以实现该均衡。数值实验结果表明，所提方法优于传统基准方法。