[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

發明公開了一種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，通過將擴頻通信技術運用到無源邊緣計算系統中。每個用戶使用長度為G的偽隨機序列作為擴展碼，將其信號擴頻到整個寬帶，因此，所有的用戶共享全部的時頻自由度，與其他任務卸載的多址方案相比，DS?CDMA方式大大提高時頻資源的利用率。同時，為了防止鄰道干擾與遠近效應，對干擾受限的CDMA系統進行功率控制。通過功率控制，使系統總干擾電平達到最小化，從而提高無源邊緣計算系統總的吞吐量。本發明針對無源邊緣計算系統中的能量傳輸與信息傳輸時間進行優化分配。解決了“能量遠近效應”會導致不同位置的用戶之間嚴重的性能不公平現象。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及的是一種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。

背景技術

無線供電通信網絡是一種新的網絡模式，它在傳播信息類無線信號的同時，向無線設備傳播射頻能量信號，無線設備中的能量接收器從能量發射器發射的射頻信號中遠程采集能量，并且將采集到的能量有效轉化為直流電信號對自身攜帶的電池進行持續而穩定地充電，這些采集的能量將會被用于該無線設備的正常的信息通信。其供電技術利用無線電磁波或變化電磁場進行能量無線傳輸，具有很好的廣播特性，在自主駕駛、智能家電、虛擬現實、遠程手術和無線傳感網絡等領域具有重要的應用價值。

射頻能量傳輸技術解決了無線設備電池容量有限或頻繁的手動更換電池與及電池再充電等問題，避免了因電池問題導致的無線通信的高概率中斷問題，影響應用服務的質量。與傳統電池供電的網絡相比，無線供電通信網絡有效地降低了運行成本，提高了通信性能，它具有更大的吞吐量、更高的魯棒性和更大的靈活性。

移動邊緣計算(mobile edge computing，MEC)是一種新的網絡體系結構概念，它提供信息技術和云服務。由于與用戶非常接近，移動邊緣計算可以提供超低延遲、高帶寬和直接訪問實時網絡信息的服務。MEC允許用戶將密集計算卸載到位于無線接入網邊緣的附近服務器，例如蜂窩基站和WiFi接入點(access point,AP)。相比較傳統的云計算模式，MEC消除了較長的回程延遲，并享有較低的設備能耗和優越的服務器負載平衡性能。

近年來，在物聯網和5G通信的推動下，移動計算從集中式移動云計算轉向移動邊緣計算。MEC的主要特點是將移動計算、網絡控制和存儲推到網絡邊緣(例如基站和接入點)，以實現計算密集型和延遲敏感型應用程序在資源有限的移動設備上的應用。MEC能大幅減少延遲和移動能源消耗，解決實現5G視覺的關鍵挑戰。

無源邊緣計算是在邊緣服務器端通過無線能量傳輸技術對用戶進行遠程供電，無線設備不再需要手動更換電池或者充電。無源邊緣計算系統結合了無線供電通信網絡和移動邊緣計算網絡的特點，它解決了IoT網絡中的兩個基本性能限制：能量受限與及計算性能低。

現有無線供電通信網絡有一個很大的挑戰，一方面，由于微波功率隨距離的顯著衰減，在遠離能量發射器的無線設備，接收到的能量水平可能非常低。導致不同位置的用戶收集到的能量差異很大，造成嚴重的性能不公平現象。另一方面，信息傳輸通常是跟收集的無線能量有關的，例如，無線設備需要在傳輸數據之前通過無線能量傳輸技術獲得足夠的能量，而且距離HAP越遠的用戶數據傳輸過程消耗的能量越大。能量傳輸和信息傳輸的“雙重遠近問題”導致的不公平現象降低了網絡的整體性能。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供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，旨在解決現有技術中無線通信網絡存在能量傳輸和信息傳輸的“雙重遠近問題”導致的降低網絡的整體性能的問題。

本發明解決技術問題所采用的技術方案如下：