通信学报2024,Vol.45Issue(10) :116-128.DOI:10.11959/j.issn.1000-436x.2024181

基于深度确定性策略梯度的星地融合网络可拆分任务卸载算法

Split task offloading algorithm for satellite-ground integrated networks based on deep deterministic policy gradient

宋晓勤 吴志豪 赖海光 雷磊 张莉涓 吕丹阳 郑成辉
通信学报2024,Vol.45Issue(10) :116-128.DOI:10.11959/j.issn.1000-436x.2024181

基于深度确定性策略梯度的星地融合网络可拆分任务卸载算法

Split task offloading algorithm for satellite-ground integrated networks based on deep deterministic policy gradient

宋晓勤 1吴志豪 2赖海光 3雷磊 2张莉涓 2吕丹阳 2郑成辉3
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作者信息

  • 1. 南京航空航天大学电子信息工程学院,江苏 南京 210016;东南大学移动通信全国重点实验室,江苏 南京 210096
  • 2. 南京航空航天大学电子信息工程学院,江苏 南京 210016
  • 3. 南京控维通信科技有限公司,江苏 南京 211135
  • 折叠

摘要

为解决低轨卫星网络中星地链路任务卸载时延长的问题,提出了一种基于深度确定性策略梯度(DDPG)的星地融合网络可拆分任务卸载算法.针对不同地区用户建立了星地融合网络的多接入边缘计算结构模型,通过应用多智能体DDPG算法,将系统总服务时延最小化的目标转化为智能体奖励收益最大化.在满足子任务卸载约束、服务时延约束等任务卸载约束条件下,优化用户任务拆分比例.仿真结果表明,所提算法在用户服务时延和受益用户数量等方面优于基线算法.

Abstract

To address the prolonged task offloading delay in low earth orbit satellite networks,a split task offloading al-gorithm based on deep deterministic policy gradient(DDPG)was proposed for satellite-ground integrated networks.A multi-access edge computing structural model of the satellite-ground integrated network was established for users in dif-ferent regions.By applying a multi-agent DDPG algorithm,the objective of minimizing total system service delay was transformed into maximizing agent reward returns.Under the constraints of sub-task offloading,service delay,and other task offloading conditions,the user task splitting ratio was optimized.Simulation results indicate that the proposed algo-rithm outperforms baseline algorithms in terms of user service delay and the number of benefited users.

关键词

星地融合网络/深度确定性策略梯度/资源分配/多接入边缘计算

Key words

satellite-ground integrated network/deep deterministic policy gradient/resource allocation/multi-access edge computing

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基金项目

国家自然科学基金资助项目(62371232)

东南大学移动通信全国重点实验室开放研究基金资助项目(2024D13)

未来网络科研基金资助项目(FNSRFP-2021-ZD-4)

出版年

2024
通信学报
中国通信学会

通信学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.265
ISSN:1000-436X
参考文献量22
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