[发明专利]一种无人机协同下边缘计算多时隙计算资源的动态分配方法

说明书

本专利公开了一种无人机协同下边缘计算多时隙计算资源的动态分配方法。针对无人机协同边缘计算的实际场景，建立了云‑无人机‑用户的决策优化系统，通过实时用户任务调度为用户提供低延迟服务，并使系统能量消耗尽可能低。我们对用户和无人机之间的信道进行建模，计算卸载速率。本方法引入惩罚因子表征用户的服务质量。无限制的任务卸载会导致过多的能量消耗，因此本方法还选择了能量消耗作为优化目标。我们根据实时数据反馈，合理分配频率资源并及时调整无人机的位置。我们使用模拟退火算法求解分配策略，实现无人机计算资源的优化分配。本方法可以实现边缘计算中计算资源的动态合理分配，在无人机协同、多时隙动态优化的场景有较好的应用。

技术领域

本发明属于边缘计算资源分配优化的技术领域，尤其涉及一种无人机协同下边缘计算多时隙计算资源的动态分配方法。

背景技术

随着通信、物联网等技术的不断更新换代，社会逐渐进入了万物互联的时代。

与此同时，终端产生的大量数据运算对计算能力提出了更高的要求。

云计算将计算密集型数据卸载到云端进行计算，可以有效减小终端的计算负担，从而缓解终端计算能力受限的短板。但是，云计算无法满足对时延要求严苛的业务，同时，会导致巨大的能量消耗和网络拥塞。将云端下沉，在靠近智能终端的网络边缘提供计算和存储资源，已经成为了学术界和产业界的共识。2014年，欧洲电信标准协会正式提出移动边缘计算(Mobile Edge Computing，MEC)。边缘计算为用户终端提供了强大的计算资源，终端可以将本地任务卸载到MEC服务器执行，由MEC服务器处理后通过回程链路反馈给终端。

由于无人机的灵活性和机动性,通过无人机平台搭载边缘计算服务器为用户提供计算服务，是降低时延和能耗的一种很有前景的方案。

解决海量终端的实时任务处理需求，通过无人机辅助设计合理的任务卸载和资源分配优化机制，对有限的无人机计算资源进行有效利用，具有十分重要的研究意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种无人机协同下边缘计算多时隙计算资源的动态分配方法,通过实时接收用户的信息对无人机位置和分配方式做出相应调整，从而实现计算资源的合理分配，并有效节约系统能量。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一种无人机协同下的边缘计算多时隙计算资源的动态分配方法，能够综合考虑用户等待时延及无人机计算能耗；所述分配方法对用户和无人机之间的信道进行建模，以计算卸载速率并根据用户的延迟反馈及时调整无人机的位置，从而动态优化资源分配策略；具体包括以下步骤：

步骤S1、将时间划分为不同时隙，每个时隙长度为T，确定需要优化的时隙总数量N_t；

步骤S2、选定需要优化的区域A，区域内的用户数记为M，并用集合{USER₁，USER₂，...，USER_M}表示用户集，USERi表示第i个用户；用户的位置不断变化，记USER_i的位置L_i＝(x_i，y_i，z_i)∈A，其中1≤i≤M，x_i，y_i，z_i分别为为USER_i位置的三维坐标值；区域内的无人机数记为N，并用集合{UAV₁，UAV₂，...，UAV_N}表示无人机集，UAV_j表示第j个无人机，记UAV_j的位置S_j＝(a_j，b_j，c_j)∈A，其中1≤j≤N，a_j，b_j，c_j分别为UAV_j位置的三维坐标值；