利索能及
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专利号: 2021116122352
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-02-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无人机辅助MEC网络低时延多任务分配方法,其特征在于,包括步骤:S1、获取多个用户与多个无人机的基本信息,用户基本信息包括用户位置信息、所需卸载任务信息,无人机基本信息包括无人机位置信息;

S2、建立一个以最小化用户任务卸载时延为目标,以分配决策和无人机容量为约束的系统优化模型;

S3、引入松弛变量至系统优化模型,以得到线性系统优化模型;

S4、基于无人机基本信息、用户基本信息,对线性系统优化模型进行求解,以得到任务分配方案。

2.根据权利要求1所述的一种无人机辅助MEC网络低时延多任务分配方法,其特征在于,步骤S2中,分配决策约束为:每个任务只能分配到一架无人机上,表示为:其中,xknm∈{0,1},xknm=1表示第k个用户的第n个任务fnk分配到无人机m上,xknm=0表示第k个用户的第n个任务fnk在本地处理,n={1,2,3,...,N},k={1,2,3,...,K},N表示相应用户的任务总数,K表示用户总数,m={1,2,3,...,M},M表示无人机总数。

3.根据权利要求2所述的一种无人机辅助MEC网络低时延多任务分配方法,其特征在于,步骤S2中,无人机容量约束包括:分配给相应无人机的任务容量不能超过相应无人机的最大存储容量,表示为:

其中,Qm表示无人机m的最大存储容量;

无人机容量约束还包括:将相应无人机接收任务量保持在Qmin与Qmax之间,Qmin表示单个无人机接收任务总量的最小容量限制,Qmax表示单个无人机接收任务总量的最大容量限制,且Qmin

4.根据权利要求3所述的一种无人机辅助MEC网络低时延多任务分配方法,其特征在于,步骤S2中,用户任务卸载时延的计算步骤如下:A、基于用户位置信息、无人机位置信息计算用户与无人机之间的信道增益;

B、基于信道增益计算用户与无人机之间的信道容量;

C、基于信道容量计算得到用户任务卸载时延。

5.根据权利要求4所述的一种无人机辅助MEC网络低时延多任务分配方法,其特征在于:

步骤A中,无人机m与用户k之间信道增益g(m,k)的计算公式为:其中,β0表示参考距离1m处的信道增益,d(m,k)表示无人机m与用户k之间的距离,xm表示无人机m的横坐标,ym表示无人机m的纵坐标,H表示无人机m的高度,xk表示用户k的横坐标,yk表示用户k的纵坐标;

步骤B中,用户k与无人机m之间信道容量Rkm的计算公式为:2

其中,B表示信道带宽,Pm表示用户k的发送功率,σ表示高斯白噪声方差;

步骤C中,用户k的第n个任务分配到无人机m的任务卸载时延tknm,计算公式为:

6.根据权利要求5所述的一种无人机辅助MEC网络低时延多任务分配方法,其特征在于,步骤S2中,系统优化模型,表示为:s.t.

xknm∈{0,1}

7.根据权利要求6所述的一种无人机辅助MEC网络低时延多任务分配方法,其特征在于,步骤S3中,对系统优化模型引入0‑1松弛变量,以得到线性系统优化模型,表示为:s.t.

8.根据权利要求7所述的一种无人机辅助MEC网络低时延多任务分配方法,其特征在于,步骤S4,包括步骤:

S4.1、采用模拟退火方法对线性系统优化模型进行求解;

S4.2、基于求解得到的结果,进行离散二进制恢复,恢复规则为:

9.根据权利要求8所述的一种无人机辅助MEC网络低时延多任务分配方法,其特征在于,步骤S3与步骤S4之间还包括步骤:根据用户所需卸载任务数量创建与该用户位置相同的虚拟用户,并将该用户所需卸载任务分配至虚拟用户,以使每一用户分配一个所需卸载任务。

10.一种无人机辅助MEC网络低时延多任务分配系统,基于权利要求1‑9任一项所述的分配方法,其特征在于,包括信息获取模块、模型建立模块、求解模块,模型建立模块包括联接的模型建立单元、线性单元,信息获取模块、求解模块、线性单元依次联接;

信息获取模块,用于获取用户与无人机的基本信息,用户基本信息包括用户位置信息、所需卸载任务信息,无人机基本信息包括无人机位置信息;

模型建立单元,用于建立一个以最小化用户任务卸载时延为目标,以分配决策和无人机容量为约束的系统优化模型;

线性单元,用于引入松弛变量至系统优化模型,以得到线性系统优化模型;

求解模块,基于无人机基本信息、用户基本信息,对线性系统优化模型进行求解,以得到任务分配方案。