UAV Trajectory Control and Power Optimization for Low-Latency C-V2X Communications in a Federated Learning Environment
Notice bibliographique
Résumé
Unmanned aerial vehicle (UAV)-enabled vehicular communications in the sixth generation (6G) are characterized by line-of-sight (LoS) and dynamically varying channel conditions. However, the presence of obstacles in the LoS path leads to shadowed fading environments. In UAV-assisted cellular vehicle-to-everything (C-V2X) communication, vehicle and UAV mobility and shadowing adversely impact latency and throughput. Moreover, 6G vehicular communications comprise data-intensive applications such as augmented reality, mixed reality, virtual reality, intelligent transportation, and autonomous vehicles. Since vehicles' sensors generate immense amount of data, the latency in processing these applications also increases, particularly when the data are not independently identically distributed (non-i.i.d.). Furthermore, when the sensors' data are heterogeneous in size and distribution, the incoming packets demand substantial computing resources, energy efficiency at the UAV servers and intelligent mechanisms to queue the incoming packets. Due to the limited battery power and coverage range of UAV, the quality of service (QoS) requirements such as coverage rate, UAV flying time, and fairness of vehicle selection are adversely impacted. Controlling the UAV trajectory so that it serves a maximum number of vehicles while maximizing battery power usage is a potential solution to enhance QoS. This paper investigates the system performance and communication disruption between vehicles and UAV due to Doppler effect in the orthogonal time-frequency space (OTFS) modulated channel. Moreover, a low-complexity UAV trajectory prediction and vehicle selection method is proposed using federated learning, which exploits related information from past trajectories. The weighted total energy consumption of a UAV is minimized by jointly optimizing the transmission window (Lw), transmit power and UAV trajectory considering Doppler spread. The simulation results reveal that the weighted total energy consumption of the OTFS-based system decreases up to 10% when combined with federated learning to locally process the sensor data at the vehicles and communicate the processed local models to the UAV. The weighted total energy consumption of the proposed federated learning algorithm decreases by 10-15% compared with convex optimization, heuristic, and meta-heuristic algorithms.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».