[发明专利]一种基于非正交多址接入与蜂窝网络用户协作的移动边缘计算时延优化方法

说明书

一种基于非正交多址接入与蜂窝网络用户协作的移动边缘计算时延优化方法，包括以下步骤：1)在一个基站的覆盖范围下有2个边缘计算用户和1个蜂窝网用户，此基站附近有1个边缘服务器，优化问题描述为OLM问题；2)将OLM问题分解为OLM‑Top问题和OLM‑Sub问题，OLM‑Sub问题等价转化为OLM‑Sub‑E；3)提出OLM‑Algorithm算法来解决OLM‑Top问题；4)OLM‑Algorithm算法通过在给定(t,m)和γ的前提下，计算OLM‑Sub‑E问题，获取即OLM问题的目标函数值。本发明提高了系统传输效率，节省了带宽资源和边缘服务器计算资源总成本，获得更优质的无线网络体验质量。

技术领域

本发明属于通信领域，一种基于非正交多址接入与蜂窝网络用户协作的移动边缘计算时延优化方法。

背景技术

移动互联网业务的快速发展，对计算资源的需求越来越旺盛。由于传统的物联网设备通常配备有限的计算资源，这导致在执行计算量需求很大的任务时会产生很大的延迟。利用非正交多址接入技术使移动用户同时共用同一信道为无线接入提供一种有效的方法，能够极大地提高频谱利用率。移动边缘计算(Mobile edge Computing,MEC)能够将部分计算任务迁移到位于蜂窝网络基站的边缘计算服务器上执行，从而显著减小执行计算任务的时间。

发明内容

为了克服现有技术的上行传输时间较长、所有边缘计算用户完成所有计算工作量所需的总延时过大的难点，本发明提供一种基于非正交多址接入与蜂窝网络用户协作的移动边缘计算时延优化方法，本发明针对上行传输时间较长、所有边缘计算用户完成所有计算工作量所需的总延时过大的难点，主要考虑的是利用非正交接入技术来传输数据，研究了一种基于非正交多址接入与蜂窝网络用户协作的移动边缘计算时延优化方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于非正交多址接入与蜂窝网络用户协作的移动边缘计算时延优化方法，包括以下步骤：

1)在一个基站的覆盖范围下有2个边缘计算用户和1个蜂窝网用户，此基站附近有1个边缘服务器，边缘计算用户用集合表示，边缘计算用户使用非正交接入技术同时向基站发送数据，其中边缘计算用户i需要发送的数据量用表示；

在保证边缘计算用户数据需求以及蜂窝网用户吞吐量需求的条件下，最小化上行传输时间与所有边缘计算用户完成所有计算工作量所需的总延时的优化问题描述为如下所示的优化问题OLM：

(OLM)minmax{d₁,d₂}

约束条件：

待优化变量：t，{s_i}_i∈I，{μ_E,i}_i∈I

将问题中的各个变量做一个说明，如下：

g_iE：从边缘计算用户到边缘服务器的信道功率增益；

g_cE：从蜂窝网用户到基站的信道功率增益；

蜂窝网用户的吞吐量需求，单位是兆比特/秒；

W：边缘计算用户到基站的信道带宽，单位是赫兹；

T：一个时隙，包括边缘计算用户重复使用蜂窝网用户信道的持续时间t和蜂窝网用户单独使用信道持续时间；

n₀：信道背景噪声的频谱功率密度；