[发明专利]通信与计算一体化认知云网络中用户分组设计方法及系统

说明书

本发明公开了一种通信与计算一体化认知云网络中用户分组设计方法及系统，首先初始化，根据认知用户任务截止期限建立优先级偏好表；随后设置参考分组与任务截止期限的参考值，从所有用户中筛出极端情况的认知用户，最后剩余认知用户按照优先级偏好表顺序，根据自身与分组整体收益最大化的原则进行组对，经过多次迭代组对后形成稳定的组对分组。本发明以通信系统中用户的需求为导向建立优先级偏好表，切合实际通信场景下的通信情况，同时有效提升了用户组对效率。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种通信与计算一体化认知云网络中用户分组设计方法及系统。

背景技术

为了实现吞吐量的的显著提高和延迟的显著降低，认知无线电(CR)以及移动边缘计算(MEC)技术被认为是第5代以上通信网络的重要技术。在无线通信中，认知无线电(CR)被视为网络或无线节点构成的一种典型范式，能够有效的改变传输模式，例如为了避免干扰，可以让授权用户/主用户沉默而让未授权用户/认知用户通信。而MEC提供了一个高度分布式的计算环境，可以为用户提供低延迟和低能耗，解决认知网络存储和计算能力有限的问题。在认知无线电网络中认知用户和主用户可以使用相同的频谱进行传输，但是由认知用户带来的干扰不能影响主用户的通信质量。在此应用背景下，非正交多址(NOMA)技术出现，可以通过功率分配(对具有较差信道条件的用户分配较高的传输功率),实现在相同时间或频率内为多个用户提供服务。

对于存在多个认知用户和主用户的非正交认知无线电移动边缘计算网络，不同类用户之间存在着合作关系，而同类用户之间则存在着竞争关系。组队理论作为一种实用的数学工具，可以用于解决合作或竞争场景的问题，其思想已经广泛应用于无线通信领域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种新型的通信与计算一体化认知云网络中用户分组设计方法及系统，解决以用户求为导向的应用环境下的用户分组问题，降低认知云网络中的系统能耗。

本发明采用以下技术方案：

通信与计算一体化认知云网络中用户分组设计方法，包括以下步骤：

S1、将K个认知用户根据任务截止期限进行排序形成认知用户的优先级偏好表，设置任务截止期限的参考值τ_min,τ_mid,τ_max，将参与博弈的认知用户更新后按照任务截止期限降序排序；

S2、根据步骤S1设置的任务截止期限的参考值τ_min,τ_mid,τ_max，将优先级偏好表中的认知用户一一比对，并根据比对结果设置对应的第一参考分组，第二参考分组以及第三参考分组；

S3、根据所有认知用户各自的任务截止时间进行初次分组决策，将截止时间小于τ_min的用户选择加入步骤S2设置的第一参考分组，将截止时间在τ_min与τ_max之间的用户加入步骤S2设置的第二参考分组，剩余的用户加入步骤S2设置的第三参考分组；同时计算每个认知用户在对应组中各自的收益并发送；

S4、将步骤S3的第一参考分组、第二参考分组和第三参考分组中每组的集成控制器根据步骤S3接收到的收益信息计算同一个组中认知用户的平均收益并将平均收益广播至所有参与者；组内认知用户根据各自的收益与平均收益进行比较，组内保留个人所得收益大于平均收益的认知用户，将小于平均收益的认知用户离开当前分组；当所有认知用户均确定分组后，形成稳定的用户组群，完成用户分组设计。

具体的，步骤S1中，认知用户的优先级偏好表具体为：

对所有的认知用户，在方法开始前，将所有认知用户根据需要处理任务的截止期限作为依据进行排序；任务截止期限最短的认知用户执行方法的优先级最高。

具体的，步骤S2中，三个独立的参考分组具体为：