利索能及
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专利号: 2022103995374
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于FDMA接入的无线供能边缘计算网络卸载决策方法,其特征在于:所述基于FDMA接入的无线供能边缘计算网络卸载决策方法包括如下步骤:S1、建立无线供能边缘计算网络,所述无线供能边缘计算网络包括边缘服务器和N个边缘设备,各所述边缘设备基于FDMA与所述边缘服务器通信形成对应节点,并将节点顺序标号为1~N;

S2、根据预设步长t确定当前时间帧下能量捕获时长a的取值范围为[t,2t,3t,…,T‑

2t,T‑t,T],其中,T为时间帧长度;

S3、通过一维穷搜索遍历能量捕获时长a的取值,获取对应的无线供能边缘计算网络的速率,对于每个给定的能量捕获时长a具体执行如下操作:S31、初始化第1个节点的卸载能量分配比例x1的搜索范围为[x1min,x1max],则x1计算如下:其中,x1max表示x1的上限值,x1min表示x1的下限值;

S32、基于拉格朗日对偶方法确定N个节点的卸载能量分配比例x=[x1,x2,…xN]和带宽资源分配比例b=[b1,b2,…bN];

S33、基于二分搜索法确定x1的可行解,并根据可行解更新N个节点的卸载能量分配比例x和带宽资源分配比例b;

S34、获取无线供能边缘计算网络的速率Q(h,x,b,a),计算公式如下:其中,h=[h1,h2,…,hN]为在当前时间帧下N个节点的信道增益集合,φ为边缘设备本地处理一比特任务所需的周期数,ke为边缘设备的计算能效系数,vu为任务卸载时的通信开销,N0是噪声功率,μ为能量捕获效率,P为边缘服务器的射频能量发射功率,hi为第i个节点在当前时间帧下的信道增益,i=1~N,B为总带宽;

S4、将获取的最大的速率对应的能量捕获时长a、卸载能量分配比例x和带宽资源分配比例b视为当前时间帧下的最优解;

S5、各节点基于最优解进行本地计算和通信,即第i个节点进行通信所需能量为xiEi、所需带宽资源为bi*B,进行本地计算所需能量为(1‑xi)Ei,所述通信指将计算任务卸载至边缘服务器,其中,第i个节点的能量Ei计算公式如下:Ei=μPhiaT。

2.如权利要求1所述的基于FDMA接入的无线供能边缘计算网络卸载决策方法,其特征在于:所述时间帧长度T=1,预设步长t=0.01。

3.如权利要求1所述的基于FDMA接入的无线供能边缘计算网络卸载决策方法,其特征在于:所述第1个节点的卸载能量分配比例x1的搜索范围满足x1max=1,x1min=0。

4.如权利要求1所述的基于FDMA接入的无线供能边缘计算网络卸载决策方法,其特征在于:所述基于拉格朗日对偶方法确定N个节点的卸载能量分配比例x=[x1,x2,…xN]和带宽资源分配比例b=[b1,b2,…bN],计算公式如下:其中,xi为第i个节点的卸载能量分配比例,bi为第i个节点的带宽资源分配比例,xj为第j个节点的卸载能量分配比例,hj为第j个节点在当前时间帧下的信道增益,j=1~N且j≠i。

5.如权利要求1所述的基于FDMA接入的无线供能边缘计算网络卸载决策方法,其特征在于:所述基于二分搜索法确定x1的可行解,具体如下:判断是否满足 若是,将可行解设为当前x1,否则,当 时,令x1max=x1,当 时,令x1min=x1,更新x1求解N个节点的卸载能量分配比例x和带宽资源分配比例b,循环执行,直至满足 其中,ξ是预设搜索精度。

6.如权利要求5所述的基于FDMA接入的无线供能边缘计算网络卸载决策方法,其特征在于:所述预设搜索精度ξ=0.0000001。