学位论文简介
近年来，随着5G技术的日趋成熟，互联网中的用户设备（如手机、智能手表等）得到了广泛应用。然而，受到体积等因素的限制，用户设备自身的电量常常极其有限，难以维持长时间高强度运行。如何有效的降低用户设备的能耗、提高其使用体验，已成为绕不开的难题。为了解决这一难题，无人机辅助的移动边缘计算（UAV-assisted Mobile Edge Computing, UAV-MEC）网络应运而生。然而，由于网络环境的复杂性，用户设备在低能耗需求的同时可能会对服务提出更高的要求如卸载的公平性、数据隐私的保护等，且无人机也需要低能耗以提供更长时间的计算服务。因此，在UAV-MEC网络中，设计合理的能量高效策略，满足不同的应用场景需求，具有十分重要的现实意义和理论价值。本文的主要研究工作如下：
针对UAV-MEC网络中确保公平的前提下无人机的能耗最小化问题，本文提出了一个基于深度强化学习的多智能体路径规划（Multi-Agent Path planning, MAP）方案来进行无人机导航。在完成地面设备计算卸载的情况下，最大限度地减少无人机总能耗，同时确保用户设备卸载均衡和无人机负载均衡。
针对UAV-MEC网络中用户设备和无人机的加权能耗问题，本文提出了一个基于启发算法的节能多阶段交替优化（Energy-Efficient Multi-stage Alternating optimization, EEMA）方案来优化系统性能降低网络的加权能耗。
针对UAV-MEC网络中确保公平性的前提下用户设备的能耗和延迟最小化问题，本文提出了一个基于粒子群算法辅助深度神经网络（Improved particle swarm optimization-assisted Deep Neural Network, IDNN）的低能耗运行方案来改善用户设备的使用体验。
针对UAV-MEC网络中确保用户隐私的情况下用户设备和无人机的加权能耗最小化问题，本文提出了一个基于多无人机联邦强化学习（Multi-UAV Federated Reinforcement Learning, MUFRL）的低能耗运行方案来整合大规模网络的模型训练同时确保数据安全。
主要学术成果
Zhenqian Wang, Huigui Rong, Hongbo Jiang, Zhu Xiao, Fanzai Zeng. A Load-Balanced and Energy-Efficient Navigation Scheme for UAV-Mounted Mobile Edge Computing. IEEE Transactions on Network Science and Engineering, 2022, 9(5): 3659-3674. 第一作者（中科院2区）
Huigui Rong, Zhenqian Wang, Hongbo Jiang, Zhu Xiao, Fanzai Zeng. Energy-aware clustering and routing in infrastructure failure areas with D2D communication. IEEE Internet of Things Journal, 2019, 6(5): 8645-8657. 共一作者（中科院1区）
Zhenqian Wang, Huigui Rong, Wei Yang, Bo Zhang, Linlin Zhuo. A DNN Operation Scheme Based on IPSO for UAV-Assisted MEC Networks. In: Proc of 2022 IEEE 22nd International Conference on Communication Technology. Nanjing, China, 2022, 596-601. 第一作者（EI）
汪振前，赵明，武正江。自提名式非均匀分簇路由协议.小型微型计算机系统, 2017, 38(6): 1181-1186. 第一作者（CCF B类推荐中文期刊）
Zhenqian Wang, Jieyang Wei, Huigui Rong. An IPSO-assisted DNN operation scheme in UAV-mounted MEC networks. Ad Hoc Networks, 第一作者（大修中）
Zhenqian Wang, Huigui Rong. An Energy-Efficient Multi-Stage Alternating Optimization Scheme for UAV-Mounted Mobile Edge Computing Networks. Computing, 第一作者（大修中）
Zhenqian Wang, Huigui Rong. A Federated Reinforcement Learning-Based Energy-Efficient Operation Scheme in UAV-Assisted Mobile Edge Computing Networks. IEEE Transactions on Mobile Computing, 第一作者（审稿中）
