重庆邮电大学鲍宁海获国家专利权
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龙图腾网获悉重庆邮电大学申请的专利一种基于服务缓存的异构无人机网络任务卸载方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119136258B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411516169.2,技术领域涉及:H04W28/084;该发明授权一种基于服务缓存的异构无人机网络任务卸载方法是由鲍宁海;卢啸威;李明雨;陈兴志设计研发完成,并于2024-10-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于服务缓存的异构无人机网络任务卸载方法在说明书摘要公布了:本发明请求保护一种基于服务缓存的异构无人机网络任务卸载方法,属于通信技术领域。针对轻量型无人机网络难以提供充足的缓存资源,可能导致服务缓存配置不均衡,用户服务体验差的问题,提出一种在轻量型无人机网络中引入一架增强型无人机的异构无人机网络任务卸载方法。该方法采用深度强化学习算法,根据地面用户的位置分布和任务卸载请求,动态规划异构无人机群的巡航轨迹,根据轻量型无人机缓存容量约束和关联用户的服务流行度分布构建服务缓存决策,根据机载计算资源和服务缓存状态构建任务卸载与资源分配决策,从而提高无人机群的服务缓存效率,最大化任务卸载完成率并降低系统单位任务卸载时延。
本发明授权一种基于服务缓存的异构无人机网络任务卸载方法在权利要求书中公布了:1.一种基于服务缓存的异构无人机网络任务卸载方法,其特征在于,包括以下步骤: 101、采用双延时深度确定性策略梯度算法构建深度强化学习模型,包括无人机群动作策略发生器、无人机群状态-动作值发生器、服务缓存更新决策发生器、任务卸载与资源分配决策发生器、经验样本存储区、随机样本集,将无人机群的巡航工作时间划分为K个等长时隙,设任意时隙k内系统状态不变,建立系统状态向量[sk,ak,rk,sk+1],其中,sk为k时隙无人机群状态向量、ak为k时隙无人机群动作向量、rk为k时隙系统奖励函数、sk+1为k+1时隙无人机群状态向量,初始化k=0; 102、如果k<K,令k=k+1,增强型无人机的服务缓存更新决策发生器根据状态向量sk和服务流行度分布,更新k时隙轻量型无人机群的服务缓存配置决策Λk,跳转到步骤103;否则,跳转到步骤106; 103、根据k时隙地面用户的任务请求、无人机群的状态向量sk和服务缓存配置决策Λk,通过任务卸载与资源分配决策发生器更新k时隙的任务卸载决策Ωk与计算资源分配决策Φk; 104、通过无人机群动作策略发生器获得sk状态下无人机群动作向量ak,根据{Λk,Ωk,Φk}执行k时隙的任务卸载,获得无人机群动作奖励rk,根据sk与ak计算获得k+1时隙无人机群状态向量sk+1,将系统状态向量[sk,ak,rk,sk+1]加入经验样本存储区; 105、从经验样本存储区随机抽样获得随机样本集,并将随机样本集分别导入无人机群动作策略发生器与无人机群状态-动作值发生器进行训练,跳转到步骤102; 106、巡航工作结束; 所述步骤102中增强型无人机的服务缓存更新决策发生器更新k时隙轻量型无人机群的服务缓存配置决策Λk的方法如下: 1设轻量型无人机集合为N,服务功能集合为S,初始化临时集合N′=N,S′=S; 2如果取出N′中第一个元素n,跳转到步骤3,否则,跳转到步骤6; 3根据轻量型无人机n覆盖区域内每一种服务类型s的局部流行度ns,计算服务类型s在轻量型无人机n上的缓存价值wn,s,根据wn,s的值对集合S′中的元素降序排列; 4如果取出S′中第一个元素s,跳转到步骤5,否则,令S′=S,跳转到步骤2; 5如果无人机n已缓存服务s,跳转到步骤4,否则,增强型无人机根据轻量型无人机n的缓存容量约束与服务类型s的缓存价值wn,s优先级,利用“最不经常使用LFU”算法,对轻量型无人机n进行服务缓存更新,跳转到步骤4; 6输出k时隙服务缓存配置决策Λk; 所述步骤103中通过任务卸载与资源分配决策发生器更新k时隙的任务卸载决策Ωk与计算资源分配决策Φk的方法如下: 7设k时隙请求任务卸载的用户集合为Mk,初始化k时隙的任务卸载决策其中,为k时隙用户m卸载任务到无人机n的二进制决策变量,计算资源分配决策其中,为k时隙无人机n分配给用户m的计算资源,令临时集合M=Mk; 8根据集合M中每个用户m的任务请求,计算任务的优先级pm,k,并根据pm,k的值对集合M中的元素降序排列,根据无人机服务缓存配置决策Λk和集合M中每个用户m请求的任务类型,为每个用户m建立候选卸载无人机集合Nm,k; 9如果取出第一个元素m,跳转到步骤10,否则,跳转到步骤12; 10如果计算用户m将任务卸载至Nm,k中候选无人机n的传输时延根据的值对集合Nm,k中的元素升序排列,取出第一个元素n,计算无人机n需为用户m分配的最小计算资源跳转到步骤11,否则,跳转到步骤9; 11如果无人机n可用计算资源更新计算资源分配决策Φk,令用户m任务卸载决策跳转到步骤9,否则,跳转到步骤10; 12对于无人机集合中的每架无人机n,如果对Mk中每位的用户,令更新计算资源分配决策Φk,跳转到步骤13,否则,跳转到步骤13; 13输出k时隙任务卸载决策Ωk与计算资源分配决策Φk。
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