[发明专利]基于扩频通信的无源边缘计算系统、任务卸载方法及存储介质

权利要求书

1.一种基于扩频通信的无源边缘计算系统,其特征在于，包括：N个无线终端用户和一个HAP，所述HAP包括射频能量发射器及移动边缘计算服务器；所述无线终端用户包括能量收集电路及电池；由所述HAP向所述无线终端用户广播射频能量，所述无线终端用户接收所述射频能量为所述电池充电，其中N≥3。

2.根据权利要求1所述的基于扩频通信的无源边缘计算系统，其特征在于，所述无线终端用户还包括无线通信电路，由所述无线终端用户通过通信信道向所述HAP传输信息，射频能量传输与所述通信信道共享公共频谱。

3.根据权利要求2所述的基于扩频通信的无源边缘计算系统，其特征在于，下行能量传输和上行链路无线通信以时分复用方式工作。

4.一种如权利要求1所述无源边缘计算系统的任务卸载方法，其特征在于，包括：

建立任务在卸载模式下运行的用户索引N₁和任务在本地计算模式下运行的用户索引N₀,所述

在每个系统时间T内，将传输时间分为用于所述HAP向所述无线终端用户广播射频能量的阶段，该阶段所占用时间为αT，其中α∈(0,1)，用于所述无线终端用户向所述HAP卸载任务数据的阶段以及用于所述HAP对所述卸载任务数据处理，并将处理结果返回所述无线终端用户的阶段；

基于

0≤α≤1,

x_i∈{0,1},i＝1,L,N.，采用分式规划法获得每个卸载无线终端用户的最优传输功率，每个所述无线终端用户通过所述最优传输功率进行任务卸载；其中，w_i0表示第i个无线终端用户的计算任务优先级的正权重，x_i＝1表示第i个无线终端用户卸载其计算任务到移动边缘计算服务器执行，而x_i＝0表示其在本地执行计算任务,P₀表示HAP的射频能量发射功率，μ∈(0，1)表示能量收集效率，h_i表示HAP到第i个用户的信道功率增益,所有接收机的噪声功率为N₀＝-140dBm，整个时隙时间设为T＝1,计算效率系数k_i＝10^-26,i＝1,...,N，每个无线终端用户处理一位原始数据所需的CPU周期数设为C_i＝100，对于数据卸载模式，上行链路信息传输的带宽为B＝10MHz，扩频增益G＝128，前一个时间框架的剩余能量为零e_i＝0,i＝1,...,N。

5.根据权利要求4所述的无源边缘计算系统的任务卸载方法，其特征在于，所述表示无线终端用户以本地计算模式运行的计算速率，所述表示无线终端用户以卸载模式运行的计算速率，其中，q_max表示最大传输功率，P_max,i表示第i个无线终端用户的最大允许功率。

6.根据权利要求5所述的无源边缘计算系统的任务卸载方法，其特征在于，对于以卸载模式运行的无线终端用户，基于分式规划法的功率控制的目标函数为：

7.根据权利要求6所述的无源边缘计算系统的任务卸载方法，其特征在于，当P为固定值时，

8.根据权利要求6所述的无源边缘计算系统的任务卸载方法，其特征在于，采用随机局部搜索方法从无线终端用户中挑选出最优的用户来卸载他们的任务，选择规则为：

其中，第l次迭代中的模式选择向量表示为x^l，其中x⁰表示初始模式选择解。

9.根据权利要求4所述的无源边缘计算系统的任务卸载方法，其特征在于，所述每个无线终端用户所收集的能量为E_i＝μh_iP₀αT。

10.一种存储介质，其特征在于，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行如权利要求4-9中任意一项所述的方法。