[发明专利]一种基于WPT-MEC网络中通信资源分配与功率控制方法

摘要

一种基于无线传能的移动边缘计算网络中通信资源分配与功率控制机制，属于移动边缘计算、无线能量传输的复合领域，本发明先通过基于任务优先级的周期性信道分配算法在决策中心对通信资源实施在线分配机制，将任务截止期内的联合上下行通信资源分配与功率控制问题转化为固定信道下用户上下行功率控制问题，进而将问题松弛为单用户在给定上下行时间分配下的功率分配子问题，上行迁移采用等功率分配方案并计算基站传能能耗，随后利用一维搜索法获得最优时间分配和其对应的最小传能能耗，算法结束。本发明能实现单小区多用户无线传能移动边缘计算网络中的资源分配与功率控制策略，大量仿真证明该策略能在用户子信道较少时能显著改善系统传能能耗。

主权项

1.一种基于无线传能的移动边缘计算网络中通信资源分配与功率控制机制，其特征在于包括以下步骤：S1：定义下列各项数据；定义基站可提供的信道带宽容量为W_B；定义基站可提供的等带宽的子信道数为N，子信道集合为N＝{1,...,N}；定义网络中用户数为K，用户集合k＝{1,...,K}；定义系统截止时间长度T；定义系统上下行分离时间常量为τ,0＜τ＜1，即τT内完成传能，(1‑τ)T内完成计算任务迁移；定义所有用户的能量转换效率为0＜ζ≤1；定义所有用户的计算任务长度为L＝{l₁,...,l_K}；定义子信道n对于用户k的信道功率增益为h_k,n；定义用户k对子信道n的获取情况为x_k,n，子信道n的获取情况为x_n，N_k表示用户k分配到的子信道集；定义用户k的传能信道为定义用户的本地运行功率为p_loc；定义基站为用户k下行传能的发射功率为用户k在子信道n上行发射功率为S2：初始化N条子信道随机分配，S3：计算用户对应各子信道的信道功率增益S4：对用户计算数据量L降序排列，得到S5：对L中用户的降序排列，有S6：假定为用户分配的信道子集规模相等，即子信道数除用户数结果取整得到，len＝floor(N/K)，该floor函数为取整函数；S7：执行len次循环，每次循环中依次按L顺序为K个用户分配1条子信道；S8：用户获得对应的信道子集N_k；S9：在N_k中选择用户下行传能信道S10：初始化τ＝τ₀，τ∈(0,1)，搜索步长为Δ；S11：执行当前τ值下各用户能效功率分配方案，并计算对应该值下的基站最小传能能耗：S12：更新τ＝τ+Δ；S13：搜索所有τ值后，对比不同τ值下所获得的所有基站最小传能能耗，选取能耗最小值所对应的τ^*值和其对应上下行功率分配方案作为最优能效分配方案；S14：算法结束，输出当前任务截止期T内各用户信道分配情况N_k，传能信道下行传能信道发射功率和用户在各信道上行迁移的发射功率及基站最小传能能耗