[发明专利]一种基于无线能量驱动的移动边缘计算方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于无线能量驱动的移动边缘计算方法，利用无线网络中存在的集成移动边缘计算服务器的无线接入点为本地设备提供能量传输和计算服务。该集成移动边缘计算服务器的接入点具有计算资源和通信资源，若干本地设备根据预定规则在周围搜寻一个可用的带有移动边缘计算服务器的接入点，从接入点接收能量后，首先分割计算任务为两部分，一部分由本地计算完成，另一部分由计算卸载至接入点完成；本发明通过联合优化接入点的能量传输功率和传输时间、用户任务卸载时间、计算任务分割，最小化系统总能耗。

技术领域

本发明涉及无线通信网络、无线能量传输和移动边缘计算技术领域，具体涉及一种基于无线能量驱动的移动边缘计算方法及装置。

背景技术

得益于信息通信技术的持续进步，涌现出了大量新兴的智能物联网应用，例如：远程医疗、增强现实和自动驾驶等，这些应用需要众多无线设备快速执行低延时和高复杂度的计算任务。通常，无线设备尺寸较小，并且电池电力供应有限，因此，当前亟待解决的关键挑战是如何增强这些设备的计算能力，并降低计算延迟。目前，云计算(cloud computing)可提供丰富的计算资源和强大的计算算力，但是云端服务器与无线终端设备之间的物理距离较远，并需要由接入网到核心网的多跳路由寻址传输，这使得云计算通常无法满足无线设备运行部分新兴应用的低延时需求。为此，移动边缘计算(mobile edge computing，MEC)技术应运而生。在移动边缘计算中，通过在无线网络边缘(如接入点access point和基站base station)配置服务器，将计算资源部署在无线接入网侧，降低无线设备与计算服务器的传输时间，可有效满足低延时计算需求。由此可见，移动边缘计算有效融合了无线通信网络和移动计算技术，具有本地化、近距离、低时延、安全可靠等特点。

移动边缘计算可强化无线接入网络的计算、存储和处理等功能，得益于此，无线设备可以将计算密集且时延敏感的计算任务卸载至网络边缘的接入点或基站，通过接入点或基站集成的移动边缘计算服务器上进行远程运算。目前针对移动边缘计算部分卸载的情况，通常都是需要将本地的部分计算任务通过无线信道卸载到与接入点或基站相连的移动边缘计算服务器，移动边缘计算服务器完成计算后，再将计算结果回传给移动用户终端。

当前移动边缘计算处于科学研究阶段，距工程实践应用还有很多技术问题，如通信/计算资源管理、能效优先的系统架构、无线设备与移动边缘计算服务器的关联等。通常的，衡量移动边缘计算设计的两大性能指标为时延和能耗。由于无线信道的不确定性和无线设备接入数量的急剧上升，移动边缘计算仍面临着一系列应用方面的挑战。首先，当无线设备远离接入点或者无线信道处于深衰落时，移动边缘计算的通信开销将急剧上升；其次，随着无线设备数量的急剧增加，对接入点的通信能量和服务器计算的计算资源和算力都提出了更高的性能需求。

因此，如何提高移动边缘计算和电池续航的性能，是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于无线能量驱动的移动边缘计算方法，以实现可持续供能的移动边缘计算系统，并提高移动计算的性能。

本发明的另一目的在于提供一种基于无线能量驱动的移动边缘计算装置。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于无线能量驱动的移动边缘计算方法，包括下述步骤：

S101，获取本地设备与接入点的信道状态信息；

S102，根据所述信道状态信息及任务状态信息对任务进行分割，每个本地设备生成多个子任务；其中，子任务包括第一类子任务和第二类子任务，所述第一类子任务为本地设备进行本地计算的子任务，所述第二类子任务为需要卸载至接入点进行远程计算的子任务；

S103，具有无线能量传输的接入点向本地设备传输能量；