Una Carga Computacional Eficiente Basada en Teoría de Juegos en una Red de UAV

Recientemente, las soluciones basadas en el paradigma de computación en el borde móvil han sido ampliamente discutidas en la academia y la industria. Este paradigma ofrece soluciones para abordar limitaciones, en términos de duración de la batería y potencia de procesamiento, de dispositivos móviles y restringidos. A pesar de las capacidades cada vez mayores de estos dispositivos, los requisitos de recursos de las aplicaciones a menudo pueden trascender lo que está disponible dentro de un solo dispositivo. Descargar tareas de cálculo intensivo a un servidor distante puede ayudar a las aplicaciones a alcanzar el rendimiento deseado. En este trabajo, abordamos el problema de descargar tareas de cálculo pesado de vehículos aéreos no tripulados (UAV) mientras logramos el mejor compromiso posible entre consumo de energía, tiempo de retraso y costo computacional. Nos enfocamos en un escenario de una flota de pequeños UAV realizando una misión de exploración. Durante su misión, estos dispositivos restringidos deben llevar a cabo tareas de cálculo altamente intensivas, como el reconocimiento de patrones y el preprocesamiento de video. Formulamos el problema utilizando un juego teórico no cooperativo con N jugadores y tres estrategias puras. Proporcionamos una prueba integral para la existencia de un equilibrio de Nash e implementamos en consecuencia un algoritmo distribuido que converge a dicho equilibrio. Se realizan simulaciones extensivas para proporcionar resultados exhaustivos y evaluar el rendimiento del enfoque en comparación con tres otros modelos. Los resultados muestran que nuestro algoritmo supera los tres enfoques. Nuestro enfoque logró en promedio aproximadamente un 19%, 58% y 55% mejores resultados en comparación con la computación local, la descarga al servidor en el borde, y la descarga a la estación base, respectivamente.