• شماره ركورد
    30932
  • پديد آورنده

    كيميا قاسمي

  • عنوان
    ارائه يك روش تخليه‌بار در رايانش لبه براي شبكه‌هاي مبتني بر چند پهپاد
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي كامپيوتر- شبكه‌هاي كامپيوتري
  • سال تحصيل
    1400
  • تاريخ دفاع
    1402/11/25
  • استاد راهنما
    زينب موحدي
  • استاد مشاور
    ندارم
  • دانشكده
    مهندسي كامپيوتر
  • چكيده
    امروزه با توسعه نسل جديد شبكه هاي ارتباطي و پيشرفت دستگاه هاي اينترنت اشيا، شاهد تحولي عظيم در ظهور برنامه ها و كاربردهاي جديد مي باشيم. محدوديت در اندازه، توان محاسباتي و انرژي دستگاه هاي اينترنت اشيا از جمله چالش هاي اساسي اين بستر مي باشد كه موجب مي شود دستگاه ها توان اجراي برنامه هايي كه منابع پردازشي زياد و تاخير كم را لازم دارند، نداشته باشند. رايانش لبه يك معماري و فناوري اميدبخش براي كاهش ميزان تاخير، بهبود ميزان مصرف انرژي و كارايي دستگا ه هاي اينترنت اشيا مي باشد. اين معماري با ارائه منابع پردازشي و ذخيره سازي در لبه شبكه و در نزديكي كاربر ظرفيت دستگاه هاي اينترنت اشيا را براي انجام برنامه هاي كاربردي بهبود مي بخشد. با وجود پيشرفت هاي اخير در شبكه هاي مخابراتي، همچنان مناطق روستايي و كوهستاني از كيفيت كافي برخوردار نيستند. علاوه بر اين، در مناطق شهري نيز در زمان هايي كه حجم ترافيك زياد است، شبكه هاي مخابراتي نمي توانند كيفيت تجربه ي مورد نياز كاربر را در عين اجتناب از تاخيرهاي ارتباطي تامين كنند. بنابراين، يكي از راه هاي پيشنهاد شده استفاده از ايستگاه هاي غير ثابت از جمله پهپادها هستند كه در دهه گذشته به طور فزاينده اي مورد توجه صنعت و پژوهشگران قرارگرفته است. افزون بر كاربردهاي پيشين نظامي، امروزه پهپادها در كاربردهاي مختلف صنعتي و تجاري نيز مورد استفاده قرار مي گيرند. همچنين، با توجه به ويژگي تحرك پذيري پهپادها مي توان آن ها را به عنوان ايستگاه هاي پايه هوايي براي افزايش پوشش، ظرفيت و قابليت اطمينان در اين شبكه ها استفاده كرد و انعطاف پذيري سيستم را بهبود بخشيد. با توجه به مزاياي رايانش لبه، مي توان با تجهيز پهپادها به منابع رايانشي و ذخيره سازي مناسب از تخليه بار محاسباتي به پهپاد براي رفع چالش هاي دستگاه هاي اينترنت اشيا بهره برد. با اين وجود، استفاده از پهپاد مجهز به رايانش لبه با چالش هايي از جمله انتخاب پهپاد بهينه براي تخليه بار، لحاظ توامان برنامه ريزي مسير پهپادها و تصميم تخليه بار محاسباتي، و كارايي انرژي با توجه به محدوديت باتري پهپادها و گره هاي اينترنت اشيا روبرو مي باشد. با وجود لحاظ توامان تخليه بار و برنامه ريزي مسير در كارهاي موجود، غالب اين كارها كارايي انرژي را مد نظر قرار نداده اند. همچنين، كارهاي موجود در مدل سازي انرژي، تنها انرژي مصرف شده در پهپادها را لحاظ نموده و انرژي مصرف شده در دستگاه هاي اينترنت اشيا جهت تخليه بار يا اجراي محلي وظايف باقي مانده را در نظر نمي گيرند. در اين پژوهش، ابتدا، براي ارائه پشتيباني محاسباتي دقيق و كارآمد، از يك الگوريتم موقعيت يابي هوشمند در زمان واقعي براي به دست آوردن اطلاعات مكان دقيق گره هاي اينترنت اشيا استفاده شده است. سپس، مسئله توامان برنامه ريزي مسير پهپاد و تخليه بار محاسباتي را با هدف به حداكثر رساندن كارايي انرژي كل سيستم مدل سازي مي كنيم. به علاوه، به منظور حل مسئله پيشنهادي، يك الگوريتم برنامه ريزي مسير و تخليه بار محاسباتي مبتني بر مجموعه پوششي كارآمد پهپادها پيشنهاد مي گردد. براي به دست آوردن اين مجموعه و به حداكثر رساندن كارايي سيستم، از ارتباطات و توافق هاي اجماعي بين گره هاي اينترنت اشيا استفاده مي گردد. نتايج ارزيابي روش پيشنهادي نشان مي دهد اين روش، كارايي انرژي را تا 137 درصد و ميزان مصرف انرژي را تا 28 درصد نسبت به كارهاي پيشين بهبود مي بخشد.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1403/02/29
  • عنوان به انگليسي
    Proposing an Offloading Method in Edge Computing for Multi-UAV based Networks
  • تاريخ بهره برداري
    2/13/2025 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    كيميا قاسمي

  • چكيده به لاتين
    Today, with the development of next-generation communication networks and the advancement of Internet of Things (IoT) devices, we are witnessing a significant transformation in the emergence of new applications and use cases. Constraints in size, computational power, and energy of IoT devices are among the fundamental challenges of this platform, leading devices to lack the capability to execute programs that require extensive computational resources and minimal latency. Edge computing emerges as a promising architecture and technology to reduce latency, improve energy efficiency, and enhance the performance of IoT devices. This architecture improves the capacity of IoT devices for executing practical applications by providing computational and storage resources at the edge of the network and closer to the user. Despite recent advances in telecommunication networks, rural and mountainous areas still lack sufficient quality. Moreover, in urban areas, during peak traffic times, telecommu nication networks fail to deliver the necessary user experience while avoiding communication delays. Therefore, one proposed solution is the use of non-fixed stations such as drones, which have increasingly gained attention from industry and researchers over the past decade. In addition to previous military applications, drones are now being utilized in various industrial and commercial applications. Furthermore, due to the mobility characteristics of drones, they can be used as aerial base stations to increase coverage, capacity, and reliability in these networks and improve system flexibility. Considering the advantages of edge computing, equipping drones with computational and storage resources can be utilized to offload computational tasks from IoT devices to drones to address the challenges of IoT devices. However, the use of edge computing-equipped drones presents challenges such as optimal drone selection for task offloading, simultaneous path planning for drones, and task offloading decision-making, along with energy efficiency considering the battery constraints of drones. Despite the consideration of simultaneous task offloading and path planning in existing works, most of these works do not prioritize energy efficiency. Additionally, existing works in energy modeling only consider the energy consumed by drones and do not consider the energy consumed by IoT devices for task offloading or local execution of remaining tasks. In this research, we first utilize a real-time intelligent localization algorithm to obtain accurate location infor mation of IoT devices for precise computational support. Then, we model the simultaneous path planning of drones and task offloading to maximize the overall system energy efficiency. Furthermore, to solve the proposed problem, an efficient path planning and task offloading algorithm based on the efficient coverage set of drones is proposed. To obtain this set and maximize system efficiency, communications and consensus among IoT devices are utilized. eva‎luation results of the proposed method show that it improves energy efficiency by up to 137% and reduces energy consumption by up to 28% compared to previous works.
  • كليدواژه هاي فارسي
    تخليه بار محاسباتي , رايانش لبه , شبكه هاي مبتني بر چند پهپاد
  • كليدواژه هاي لاتين
    Computation offloading , Edge Computing , Multi- UAV based networks
  • Author
    Kimiya Ghasemi
  • SuperVisor
    Dr. Zeinab Movahedi