With the rapid development of connecting massive devices to the Internet, especially for remote areas without cellular network infrastructures, space-air-ground integrated networks (SAGINs) emerge and offload computation-intensive tasks. In this paper, we consider a SAGIN, where multiple low-earth-orbit (LEO) satellites providing connections to the cloud server, an unmanned aerial vehicle (UAV), and nearby base stations (BSs) providing edge computing services are included. The UAV flies along a fixed trajectory to collect tasks generated by Internet of Things (IoT) devices, and forwards these tasks to a BS or the cloud server for further processing. To facilitate efficient processing, the UAV needs to decide where to offload as well as the proportion of offloaded tasks. However, in practice, due to the variability of environment and actual demand, the amount of arrival tasks is uncertain. If the deterministic optimization is utilized to develop offloading strategy, unnecessary system overhead or higher task drop rate may occur, which severely damages the system robustness. To address this issue, we characterize the uncertainty with a data-driven approach, and formulate a distributionally robust optimization problem to minimize the expected energy-constrained system latency under the worst-case probability distribution. Furthermore, the distributionally robust latency optimization algorithm is proposed to reach the suboptimal solution. Finally, we perform simulations on the realworld data set, and compare with other benchmark schemes to verify the efficiency and robustness of our proposed algorithm.


翻译:随着大规模装置与互联网的连接的迅速发展,特别是没有蜂窝网络基础设施的偏远地区,空地综合网络(SAGINs)出现并卸载计算密集型任务。在本文件中,我们考虑SAGIN,其中多个低地轨道(LEO)卫星提供云端服务器、无人驾驶飞行器(UAV)和附近基地站(BS)连接,提供边际计算服务。无人驾驶飞行器沿着固定轨道飞行,收集由互联网(IoT)装置生成的任务,并将这些任务转交BS或云端服务器进一步处理。为了便利高效率的处理,UAV需要决定卸载地点以及卸载任务的比例。然而,在实践中,由于环境和实际需求的变化性,抵达任务的数量不确定。如果利用确定性优化来制定卸载战略,可能发生不必要的系统管理管理或更高的任务下降率,从而严重损害了系统的安全性。为了解决这个问题,我们用数据驱动的方法来描述不确定性,并且用最强的汇率方法来比较,我们制定了一个最强的分发问题。

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