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基于神经网络的无人机云服务质量控制方法研究
引用本文:高昂,段渭军,李立欣,张会生,胡延苏.基于神经网络的无人机云服务质量控制方法研究[J].兵工学报,2018,39(9):1762-1771.
作者姓名:高昂  段渭军  李立欣  张会生  胡延苏
作者单位:西北工业大学电子信息学院,陕西西安710072;物联网技术及应用国家地方联合工程实验室,陕西西安710072;西北工业大学电子信息学院,陕西西安,710072;长安大学电子与控制工程学院,陕西西安,710064
基金项目:中国博士后科学基金项目(2017M623243);陕西省重点研发计划项目(2017ZDXM-GY-101);上海航天科技创新基金项目(SAST2016034、SAST2017049);中央高校基础研究基金项目(3102017ZY029、300102328105); 西安市科技计划项目(201805042YD20CG26(4))
摘    要:无人机云通过动态卸载任务到云端进行高效处理,能够极大地提高无人机的智能水平。由于设计理念、任务环境、突发事件等因素,导致卸载的任务对网络服务质量(QoS)需求不尽相同。从控制角度研究无人机云系统的网络传输QoS控制问题,提出并实现了一种基于BP神经网络的双闭环接入控制方法,在最大化能量利用率的同时,实现绝对QoS和相对QoS保证。硬件实验结果表明,该方法不仅能够在任务动态变化时提供相对QoS和绝对QoS保证,并且在网络高负载下具有更高的吞吐量和能量利用率,在网络低负载下具有更低的能耗。

关 键 词:无人机云  服务质量  接入控制  神经网络
收稿时间:2017-09-28

A Network Control-based QoS-enhanced MAC for UAV Cloud
GAO Ang,DUAN Wei-jun,LI Li-xin,ZHANG Hui-sheng,HU Yan-su.A Network Control-based QoS-enhanced MAC for UAV Cloud[J].Acta Armamentarii,2018,39(9):1762-1771.
Authors:GAO Ang  DUAN Wei-jun  LI Li-xin  ZHANG Hui-sheng  HU Yan-su
Affiliation:(1.School of Electronics and Information School, Northwestern Polytechnical University,Xi'an 710072,Shaanxi,China;2.State-Province Joint Engineering Laboratory of IoT Technology and Application,Xi'an 710072,Shaanxi,China; 3.School of Electronic Control, Chang'an University,Xi'an 710064,Shaanxi, China)
Abstract:Unmanned aerial vehicle (UAV) cloud can greatly enhance the intelligence of unmanned system by dynamically uploading the compute-intensive applications to the cloud. The different UAV missions may have different quality of service (QoS) requirements due to the uncertainty of UAV missions and the fast-changing battlefield environment. A BP neuron network-based feedback differentiated control approach for QoS-aware (BPFD)-MAC in UAV cloud is proposed, which can support both absolute and relative QoS guarantees with the consideration of energy saving. The hardware experiments demonstrate the feasibility of BPFD-MAC. Under heavy loads, BPFD has better throughput and power use efficiency; and under light load, BPFD has lower total energy consumption.
Keywords:UAV cloud  quality of service  medium access control  neuron network  
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