厦门大学韩思萍获国家专利权
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龙图腾网获悉厦门大学申请的专利一种基于非完全重叠NOMA的MEC系统的长期能耗优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115877933B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211503083.7,技术领域涉及:G06F1/3203;该发明授权一种基于非完全重叠NOMA的MEC系统的长期能耗优化方法是由韩思萍;卢宝山;林世俊;石江宏设计研发完成,并于2022-11-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于非完全重叠NOMA的MEC系统的长期能耗优化方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于非完全重叠NOMA的MEC系统的长期能耗优化方法,其在时变信道下,考虑同一个NOMA组中用户异构的时延约束需求,将非完全重叠NOMA‑MEC系统的长期能耗最小化问题转换为每个时隙内的最优资源分配问题,通过设计合理的St,At,Rt将其转化为DRL问题,并利用SAC算法求解得到接近最优的用户发射功率pk,j、各传输时段持续时间dj、MEC服务器的CPU频率分配fk。对比传统的完全重叠NOMA和TDMA传输方式,本发明所提方案分别平均降低了59.3%和75.5%的总能耗。
本发明授权一种基于非完全重叠NOMA的MEC系统的长期能耗优化方法在权利要求书中公布了:1.一种基于非完全重叠NOMA的MEC系统的长期能耗优化方法,其特征在于:所述优化方法包括以下步骤: 步骤1、在MEC系统中放置一组用户和一个配备了MEC服务器的BS,令所有用户共同构成一个NOMA分组,将时间分割为多个时隙,并标注为,每个时隙长度为; 步骤2、在每个时隙内,基于各用户在该时隙的任务的最大计算截止时延对它们进行排序,即; 步骤3、求取时隙中用户在其各个可用传输时段内的传输速率,并列出其在任务传输过程中应满足的约束; 1时隙中用户在传输时段内的传输速率表示为: 其中,为上行蜂窝信道带宽,为信道噪声功率谱密度,为用户在传输时段中的发射功率,为在时隙的信道增益;表示时隙中在传输时段内进行传输的用户的集合,表示在传输时段内传输且信道增益比差的用户,为用户在传输时段内受到的来自其他用户的干扰之和; 2约束:为了确保用户在其最后的可用传输时段结束时能够完成卸载,其卸载传输的总数据量不能小于其计算任务比特数; 3约束:用户在它的任一可用传输时段内的发射功率都不超过其自身最大发射功率; 步骤4、求取时隙中用户在其可用传输时段内产生的传输能耗; 将用户在时隙中的传输能耗表示为在其所有可用传输时段内产生的能耗总和,则用户在时隙中的总传输能耗可表示为: 其中,表示用户在传输时段中产生的传输能耗,为传输时段的长度; 步骤5、求取BS上的MEC服务器处理用户在时隙中的任务所需的计算时间和相应的计算能耗,并列出在MEC服务器上处理用户任务应满足的约束条件; 1将BS在时隙中分配给用户的CPU频率表示为,则在MEC服务器上处理的计算任务所需的计算时间及产生的计算能耗表示为: 其中,表示计算单位比特用户在时隙中的计算任务所需的CPU周期数,是取决于MEC服务器硬件架构的常数; 2约束:考虑到MEC服务器的计算资源有限,在任一时隙中分配给所有用户的CPU频率之和不能超过其最大计算频率; 3约束:用户的任务计算卸载花费的总时间不能超过其计算任务的最大计算截止时延; 步骤6、考虑时变信道,在非完全重叠NOMA-MEC系统中通过联合优化用户发射功率、各可用传输时段持续时间、计算资源分配,实现系统长期能耗最小化,并将优化问题描述为; 首先,将非完全重叠NOMA-MEC系统在时隙中的整体能耗表示为用户端的传输能耗与MEC服务器端的计算能耗的加权和, 其中是权重因子,表示用户端传输能耗的权重值; 将非完全重叠NOMA-MEC系统的长期能耗用其在所有时隙内产生的能耗总和平均值来表示,则非完全重叠NOMA-MEC系统在一段时间内的长期能耗最优化问题可表示为: 步骤7、将每个时隙内非完全重叠NOMA-MEC系统的通信及计算资源分配问题重新表述转化为一个深度强化学习问题; 1定义状态空间:将时隙的状态空间定义为上一个时隙的奖励函数,则有:; 2定义动作空间:智能体在时隙的动作包括每个用户在其各自每个可用传输时段内的发射功率、非完全重叠NOMA各传输时段的持续时间和MEC服务器的CPU频率分配,那么时隙的动作空间定义为: ; 3设计奖励函数:奖励函数应与系统能耗、约束条件有关,强化学习的目标是最大化奖励,即使系统能耗与违反约束惩罚的总和最小化,将智能体在时隙获得的即时奖励定义为: 其中,分别表示在时隙内若违反约束,约束,约束,约束相应会产生的惩罚值; 步骤8、通过基于SAC的DRL算法学习获得每个时隙中该非完全重叠NOMA-MEC系统的接近最优通信及计算资源分配。
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