恭喜浙江工業(yè)大學田賢忠獲國家專利權
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龍圖騰網(wǎng)恭喜浙江工業(yè)大學申請的專利一種無人機輔助的邊緣計算時延最小化方法獲國家發(fā)明授權專利權,本發(fā)明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114866979B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產權局官網(wǎng)在2025-05-13發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉:該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為:202210526799.2,技術領域涉及:H04W4/38;該發(fā)明授權一種無人機輔助的邊緣計算時延最小化方法是由田賢忠;閔旭設計研發(fā)完成,并于2022-05-16向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種無人機輔助的邊緣計算時延最小化方法在說明書摘要公布了:一種無人機輔助的邊緣計算時延最小化方法,包括以下步驟:系統(tǒng)設置K個物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點,N架無人機,M個地面基站服務器;每個物聯(lián)網(wǎng)設備產生一個計算任務Wk,每個任務可以卸載至無人機進行計算,也可以利用無人機為中繼卸載至基站服務器進行計算;以最小化用時最多節(jié)點的任務的計算時延為優(yōu)化目標,以無人機的位置、節(jié)點的卸載決策、無人機和服務器的計算資源分配策略、以及無人機和服務器的通信資源分配策略為優(yōu)化變量,建立優(yōu)化問題P的數(shù)學模型;利用K?Means聚類算法和交叉迭代相結合的方法求解問題P。利用求得的方案部署于系統(tǒng),達到最小化時延的目的。本發(fā)明能實現(xiàn)計算卸載時延最小化。
本發(fā)明授權一種無人機輔助的邊緣計算時延最小化方法在權利要求書中公布了:1.一種無人機輔助的邊緣計算時延最小化方法,其特征在于,包括如下步驟:步驟1:設置具體應用場景;系統(tǒng)中設置K個物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點,N架無人機,M個地面基站服務器,其中D={d1,d2,…,dK}表示物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的集合,U={u1,u2,…,uN}表示無人機的集合,A={a1,a2,…,aM}表示M個基站的集合;所有物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點和基站服務器都部署在地面上,物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的位置用表示,基站服務器的位置用表示;所有無人機均部署在同一高度H上,無人機的位置用表示;步驟2:每個物聯(lián)網(wǎng)設備產生一個計算任務Wk=Ck,Fk,兩個參數(shù)依次表示任務數(shù)據(jù)大小和處理一位任務數(shù)據(jù)所需CPU周期數(shù);每個任務選擇卸載至無人機進行計算,或者利用無人機為中繼卸載至基站服務器進行計算;用αk,n∈{0,1}表示節(jié)點dk是否選擇無人機un進行卸載,1為選擇,0為不選擇,設定每個物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點只能選擇到一架無人機,即用βk,m∈{0,1}表示節(jié)點dk的任務最終在哪個地面服務器或無人機完成計算,βk,0=1表示任務在無人機上計算,βk,m=1,m∈{1,2,…,M}表示在地面服務器am上計算,步驟3:以最小化用時最多的節(jié)點dk上任務的計算時延為優(yōu)化目標,以無人機的位置節(jié)點的卸載決策αk,n和βk,m、無人機和服務器的計算資源分配策略和以及無人機和服務器的通信資源分配策略和為優(yōu)化變量,建立優(yōu)化問題P的數(shù)學模型;節(jié)點dk上任務的計算時延為: 其中,表示節(jié)點dk到無人機un的上行傳輸時延,為上行傳輸速率,表示無人機un分配給節(jié)點dk的帶寬資源,為發(fā)射功率,為上行信道增益,ρ0表示發(fā)射功率為1W參考距離為1m處的接收功率,表示上行鏈路的歐氏距離,σ2為噪聲功率;表示任務Wk在無人機un的計算時延,表示無人機un分配給節(jié)點dk的計算資源;表示無人機un到地面基站am之間的下行鏈路傳輸延遲,和分別表示無人機un的下行帶寬和無人機的發(fā)射功率,為下行信道增益;為地面基站的計算時延,表示基站am分配給節(jié)點dk任務的計算資源;問題P的限制條件為: 這里表示無人機的最大計算資源,BUL表示無人機可分配的最大帶寬,BDL表示每個基站服務器可分配的最大帶寬,表示每個基站服務器的最大計算資源;步驟4:利用K-Means聚類算法和交叉迭代相結合的方法求解步驟3中的問題P,得到上述步驟3中優(yōu)化變量的值;具體求解步驟為:步驟4.1:采用K-Means聚類算法對地面物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點坐標以歐氏距離進行聚類得到無人機的位置步驟4.2:每個節(jié)點選擇距離最近的無人機進行卸載,初始化αk,n;步驟4.3:遍歷每個節(jié)點不同的卸載方案αk,n,βk,m;步驟4.4:根據(jù)多個節(jié)點的任務傳輸至同一架無人機通信時延相等的原則分配的通信帶寬資源根據(jù)多架無人機卸載任務至同一地面服務器時延相等的原則分配通信帶寬資源同理計算資源和步驟4.5:利用上述的αk,n、βk,m、值,計算每個節(jié)點任務的計算完成時延,取用時最多的節(jié)點的值Tk為目標值;步驟4.6:重復步驟4.3-4.5,取最小的目標值,直到目標值不再變化,記下對應的αk,n、βk,m、值為所求問題P的解。
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