Deep Reinforcement Learning-Based Resource Allocation in Cooperative UAV-Assisted Wireless Networks
Notice bibliographique
Résumé
We consider the downlink of an unmanned aerial vehicle (UAV) assisted cellular network consisting of multiple cooperative UAVs, whose operations are coordinated by a central ground controller using wireless fronthaul links, to serve multiple ground user equipments (UEs). A problem of jointly designing UAVs’ positions, transmit beamforming, as well as UAV-UE association is formulated in the form of mixed integer nonlinear programming (MINLP) to maximize the sum UEs’ achievable rate subject to limited fronthaul capacity constraints. Solving the considered problem is hard owing to its non-convexity and the unavailability of channel state information (CSI) due to the movement of UAVs. To tackle these effects, we propose a novel algorithm comprising of two distinguishing features: (i) exploiting a deep Q-learning approach to tackle the issue of CSI unavailability for determining UAVs’ positions, (ii) developing a difference of convex algorithm (DCA) to efficiently solve for the UAV’s transmit beamforming and UAV-UE association. The proposed algorithm recursively solves the problem of interest until convergence, where each recursion executes two steps. In the first step, the deep Q-learning (DQL) algorithm allows UAVs to learn the overall network state and account for the joint movement of all UAVs to adapt their locations. In the second step, given the determined UAVs’ positions from the DQL algorithm, the DCA iteratively solves a convex approximate subproblem of the original non-convex MINLP problem with the updated parameters, where the problem’s variables are transmit beamforming and UAV-UE association. Numerical results show that our design outperforms the existing algorithms in terms of algorithmic convergence and network performance with a gain of up to 70%.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».