[發明專利]基于擴頻通信的無源邊緣計算系統、任務卸載方法及存儲介質

在審

• 申請號: 202010157484.6
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111464208A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 畢宿志;林曉輝;王暉;陳月貴
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707;H04W52/14;H04W52/32;H04W52/34;H02J50/80;H02J50/20
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 吳志益;王永文

1.一種基于擴頻通信的無源邊緣計算系統,其特征在于，包括：N個無線終端用戶和一個HAP，所述HAP包括射頻能量發射器及移動邊緣計算服務器；所述無線終端用戶包括能量收集電路及電池；由所述HAP向所述無線終端用戶廣播射頻能量，所述無線終端用戶接收所述射頻能量為所述電池充電，其中N≥3。

2.根據權利要求1所述的基于擴頻通信的無源邊緣計算系統，其特征在于，所述無線終端用戶還包括無線通信電路，由所述無線終端用戶通過通信信道向所述HAP傳輸信息，射頻能量傳輸與所述通信信道共享公共頻譜。

3.根據權利要求2所述的基于擴頻通信的無源邊緣計算系統，其特征在于，下行能量傳輸和上行鏈路無線通信以時分復用方式工作。

4.一種如權利要求1所述無源邊緣計算系統的任務卸載方法，其特征在于，包括：

建立任務在卸載模式下運行的用戶索引N₁和任務在本地計算模式下運行的用戶索引N₀,所述

在每個系統時間T內，將傳輸時間分為用于所述HAP向所述無線終端用戶廣播射頻能量的階段，該階段所占用時間為αT，其中α∈(0,1)，用于所述無線終端用戶向所述HAP卸載任務數據的階段以及用于所述HAP對所述卸載任務數據處理，并將處理結果返回所述無線終端用戶的階段；

基于

0≤α≤1,

x_i∈{0,1},i＝1,L,N.，采用分式規劃法獲得每個卸載無線終端用戶的最優傳輸功率，每個所述無線終端用戶通過所述最優傳輸功率進行任務卸載；其中，w_i0表示第i個無線終端用戶的計算任務優先級的正權重，x_i＝1表示第i個無線終端用戶卸載其計算任務到移動邊緣計算服務器執行，而x_i＝0表示其在本地執行計算任務,P₀表示HAP的射頻能量發射功率，μ∈(0，1)表示能量收集效率，h_i表示HAP到第i個用戶的信道功率增益,所有接收機的噪聲功率為N₀＝-140dBm，整個時隙時間設為T＝1,計算效率系數k_i＝10^-26,i＝1,...,N，每個無線終端用戶處理一位原始數據所需的CPU周期數設為C_i＝100，對于數據卸載模式，上行鏈路信息傳輸的帶寬為B＝10MHz，擴頻增益G＝128，前一個時間框架的剩余能量為零e_i＝0,i＝1,...,N。

5.根據權利要求4所述的無源邊緣計算系統的任務卸載方法，其特征在于，所述表示無線終端用戶以本地計算模式運行的計算速率，所述表示無線終端用戶以卸載模式運行的計算速率，其中，q_max表示最大傳輸功率，P_max,i表示第i個無線終端用戶的最大允許功率。

6.根據權利要求5所述的無源邊緣計算系統的任務卸載方法，其特征在于，對于以卸載模式運行的無線終端用戶，基于分式規劃法的功率控制的目標函數為：

7.根據權利要求6所述的無源邊緣計算系統的任務卸載方法，其特征在于，當P為固定值時，

8.根據權利要求6所述的無源邊緣計算系統的任務卸載方法，其特征在于，采用隨機局部搜索方法從無線終端用戶中挑選出最優的用戶來卸載他們的任務，選擇規則為：

其中，第l次迭代中的模式選擇向量表示為x^l，其中x⁰表示初始模式選擇解。

9.根據權利要求4所述的無源邊緣計算系統的任務卸載方法，其特征在于，所述每個無線終端用戶所收集的能量為E_i＝μh_iP₀αT。

10.一種存儲介質，其特征在于，當所述存儲介質中的指令由電子設備的處理器執行時，使得電子設備能夠執行如權利要求4-9中任意一項所述的方法。