[發明專利]一種基于無人機的地面終端設備的計算任務遷移方法

在審

• 申請號: 202011519984.6
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112579290A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 曾凡仔;呂亮;陳彥勛;肖竹;蔣洪波
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;H04W72/04
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 熊開蘭

1.一種基于無人機的地面終端設備的計算任務遷移方法，其特征在于，所述地面終端設備基于優化分配方案將自身的部分計算任務卸載到無人機搭載的邊緣服務器，地面終端設備本地執行自身的部分計算任務，同時無人機搭載的邊緣服務器執行所有地面終端設備卸載的計算任務；

其中，通過構建優化問題并求解得到所述優化分配方案，所述優化問題為：以無人機和所有地面終端設備的計算任務總量最大化為目標，以每個地面終端設備的能量限制、無人機的能量限制、帶寬資源限制為約束條件。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述優化問題具體為P1：

s.t.q_I＝q_F (2)

其中，為第k個地面終端設備在第n個時隙內卸載到無人機的計算任務量，R_k[n]為第k個地面終端設備在第n個時隙內卸載任務的速率，為第k個地面終端設備在第n個時隙內卸載任務的時長；

為第k個地面終端設備在第n個時隙內本地的計算任務量，f_loc為地面終端設備本地的計算頻率，為第k個地面終端設備在第n個時隙內執行本地計算任務的時長，C_k為第k個地面終端設備CPU計算地面終端設備1bit的任務需要轉的圈數；

K表示無人機總共接收K個地面終端設備的計算任務，N為無人機協助地面終端設備執行計算任務的飛行周期所劃分的時隙總數量；

q_I和為q_F分別為無人機協助地面終端設備執行計算任務的起點位置和終點位置；

v[n]為無人機在第n個時隙時的速度，q[n+1]和q[n]為無人機在第n+1和n個時隙時的位置，δ為每個時隙的時長，v_max為無人機的最大限制速度；

B_k[n]為第k個地面終端設備在第n個時隙內分得的帶寬大小，B0為系統中的總帶寬大小；

表示無人機在第n個時隙內執行第k個地面終端設備卸載的計算任務的計算能耗，γ_h為無人機搭載的邊緣服務器的有效電容開關系數；C_h為無人機搭載的邊緣服務器CPU計算1bit的任務需要轉的圈數，f_C為邊緣服務器的計算頻率；

E^F[n]表示無人機在第n個時隙內的飛行能耗，E^F[n]＝κ(v[n])²，κ為系數，取κ＝0.5Mδ，M為無人機質量；

E^U表示無人機的最大能量限制；

表示第k個地面終端設備在第n個時隙內執行本地計算任務的計算能耗，γ_k為第k個地面終端設備本地CPU的有效電容開關系數；

表示第k個地面終端設備在第n個時隙內卸載任務的卸載能耗，p_k為第k個地面終端設備將計算任務卸載到無人機的數據傳輸功率；

E_k表示第k個地面終端設備的最大能量限制。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，利用塊坐標下降法對優化問題P1進行分解，得到有關于所有地面終端設備的帶寬分配B、無人機軌跡q和每個地面終端設備的卸載與本地計算的時間分配t這3個參數的子問題；然后交替迭代優化每個子問題，最終得到整個優化問題P1的最優解，即為最終求解得到的優化分配方案。