[发明专利]一种基于任务优先级的无人机协助边缘计算的资源分配方法

权利要求书

1.一种基于任务优先级的无人机协助边缘计算的资源分配方法，其特征在于，包括：

S1：构建无人机协助边缘计算的物联网设备系统模型；

S2：根据无人机协助边缘计算的物联网设备系统模型构建通信模型、时延模型和能耗模型；

S3：采用层次分析法对物联网设备的计算任务进行优先级划分，得到不同计算任务的优先级权重；

S4：根据优先级权重、通信模型、时延模型和能耗模型构建最小开销优化问题；

S5：求解最小开销优化问题，得到计算任务的资源分配结果；物联网设备根据资源分配结果进行计算处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于任务优先级的无人机协助边缘计算的资源分配方法，其特征在于，构建通信模型的过程包括：根据物联网设备与无人机之间的传输距离计算物联网设备与无人机之间的信道增益；根据无人机与边缘计算接入点之间的传输距离计算无人机与边缘计算接入点之间的信道增益；根据物联网设备与无人机之间的信道增益计算物联网设备与无人机之间的信息传输速率；根据无人机与边缘计算接入点之间的信道增益计算无人机与边缘计算接入点之间的信息传输速率。

3.根据权利要求2所述的一种基于任务优先级的无人机协助边缘计算的资源分配方法，其特征在于，通信模型的表达式为：

其中，表示第k个物联网设备与无人机之间的信道增益，α₀表示单位接收功率，表示第k个物联网设备与无人机之间的传输距离，H表示无人机的飞行高度，q^u表示无人机的水平坐标，q^k表示第k个物联网设备的水平坐标，表示无人机与第i个边缘计算接入点之间的信道增益，表示无人机与第i个边缘计算接入点之间的传输距离，q^APi表示第i个边缘计算接入点的水平坐标，表示第k个物联网设备与无人机之间的信息传输速率，表示无人机分配给第k个物联网设备的宽带资源，P_k表示第k个物联网设备的发送功率，σ²表示噪声功率，表示无人机与第i个边缘计算接入点之间的信息传输速率，表示第i个边缘计算接入点分配给第k个物联网设备的宽带资源，表示无人机的发送功率。

4.根据权利要求1所述的一种基于任务优先级的无人机协助边缘计算的资源分配方法，其特征在于，构建时延模型的过程包括：根据物联网设备与无人机之间的信息传输速率计算物联网设备将计算任务上传到无人机的传输时延；根据无人机与边缘计算接入点之间的信息传输速率计算无人机将计算任务传输到边缘计算接入点的传输时延；根据无人机分配给物联网设备的计算资源计算无人机处理计算任务的处理时延；根据边缘计算接入点分配给物联网设备的计算资源计算边缘计算接入点处理计算任务的处理时延。

5.根据权利要求4所述的一种基于任务优先级的无人机协助边缘计算的资源分配方法，其特征在于，时延模型的表达式为：

其中，表示第k个物联网设备将计算任务上传到无人机的传输时延，D_k表示第k个物联网设备上传的计算任务的数据大小，表示第k个物联网设备与无人机之间的信息传输速率，表示无人机将第k个物联网设备的计算任务数据传输到第i个边缘计算接入点的传输时延，θ_APik表示第k个物联网设备卸载到第i个边缘计算接入点的计算任务占总计算任务的比例，表示无人机与第i个边缘计算接入点之间的信息传输速率，表示无人机处理第k个物联网设备的计算任务的处理时延，θ_uk表示第k个物联网设备卸载到无人机的计算任务占总计算任务的比例，C_k表示处理1bit任务CPU需要循环的次数，表示无人机分配给第k个物联网设备的计算资源，表示第i个边缘计算接入点处理第k个物联网设备计算任务的处理时延，表示第i个边缘计算接入点分配给第k个物联网设备的计算资源。