一种双可重构智能表面辅助移动边缘计算系统优化方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115988536A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202310266664.1(22)申请日2023.03.20(71)申请人南京邮电大学地址210023江苏省南京市栖霞区文苑路9号(72)发明人朱佳于佳鑫邹玉龙李轶之李旭冉(74)专利代理机构南京正联知识产权代理有限公司32243专利代理师王素琴(51)Int.Cl.H04W24/02(2009.01)H04B7/145(2006.01)权利要求书5页说明书10页附图3页(54)发明名称一种双可重构智能表面辅助移动边缘计算系统优化方法(57)摘要本发明属于无线通信技术领域，公开了一种双可重构智能表面辅助移动边缘计算系统优化方法，该系统包括基站、D‑RIS以及用户终端，其中BS处配有MEC服务器，用户终端具有时延敏感型任务，本发明提出了D‑RIS辅助MEC的任务卸载与任务分配联合优化方法，构建了基于时延最小化的任务卸载及任务分配模型，以最小化用户任务处理时延为目标，设计了用户任务分配、D‑RIS相移和接收波束成形向量的联合交替优化算法。本发明与等比例任务分配且RIS相移固定等方案相比，获得了更低的用户任务处理时延，有效降低用户任务的卸载时延和计算时延。CN115988536ACN115988536A权利要求书1/5页1.一种双可重构智能表面辅助移动边缘计算系统优化方法，其特征在于，所述优化方法包括如下步骤：步骤1、获取信道衰落增益，计算用户与基站之间的信道传输速率；步骤2、用户终端将用户的任务划分为两部分，一部分在本地进行计算，另一部分通过基站处的移动边缘计算MEC服务器进行计算，根据步骤1的信道传输速率，计算用户任务卸载至基站的卸载时延；步骤3、分别获取用户在本地进行任务处理的计算时延与基站处的MEC服务器完成用户剩余任务的计算时延；步骤4、构建以最小化用户任务的处理时延为目标的任务分配、双可重构智能表面相移和接收波束成形向量联合优化模型；步骤5、对步骤4构建的联合优化模型求得最优解。2.根据权利要求1所述的一种双可重构智能表面辅助移动边缘计算系统优化方法，其特征在于：在步骤2中，用户任务卸载至基站的信道衰落增益表示为：（1）其中，表示用户与基站之间的信道增益；表示维复矩阵，表示基站的天线数；表示双RIS系统中第一个RIS，记作为RIS1，符号表示为，与另外一个RIS记作为RIS2符号表示为之间的信道增益，表示RIS2的反射单元个数，表示RIS2的反射单元个数；表示RIS2与基站之间的信道增益；表示用户u与RIS1之间的信道增益；表示用户与RIS2之间的信道增益；表示RIS1与基站之间的信道增，记作为RIS1的相移系数，其中，，表示RIS1反射单元的相位，表示复数的虚部，则RIS1的相移反射矩阵表示为，表示将向量进行对角化处理，形成对角矩阵；记作为RIS2的相移系数，其中，，表示RIS2反射单元的相位，则RIS2的相移反射矩阵表示为，其中，，，，其中，表示的第列向量，。3.根据权利要求2所述的一种双可重构智能表面辅助移动边缘计算系统优化方法，其特征在于：在所述步骤2中，所述基站处接收信号可表示为：（2）2CN115988536A权利要求书2/5页其中，表示用户的发射功率；表示用户任务卸载至基站的信道衰落增益;表示卸载任务信号；表示复加性高斯白噪声，表示噪声功率，假设基站处使用线性接收波束成形向量对接收信号进行解码，在基站处恢复的信号表示为：（3）其中，表示基站接收信号的波束成形向量，表示对向量或矩阵进行共轭转置且满足。4.根据权利要求3所述的一种双可重构智能表面辅助移动边缘计算系统优化方法，其特征在于：在所述步骤2中，用户任务卸载至基站的链路信噪比表示为：（4）其中：h为户任务卸载至基站的信道衰落增益。5.根据权利要求4所述的一种双可重构智能表面辅助移动边缘计算系统优化方法，其特征在于：在步骤1中，所述用户与基站之间的信道传输速率表示为：（5）其中，表示用户所分配的传输带宽；表示用户任务卸载至基站的链路信噪比。6.根据权利要求5所述的一种双可重构智能表面辅助移动边缘计算系统优化方法，其特征在于：在所述步骤2中，用户任务卸载至基站的卸载时延表示为：（6）其中，表示用户卸载至基站的任务量，表示用户与基站之间的信道传输速率。7.根据权利要求6所述的一种双可重构智能表面辅助移动边缘计算系统优化方法，其特征在于：所述步骤3中，用户在本地进行任务处理的计算时延表示为：（7）其中，表示用户总任务量；C表示用户计算1比特任务所需的中央处理器周期数；表示用户的中央处理器的频率；表示用户卸载至基站的任务量；所述基站处的MEC服务器完成用户剩余任务的计算时延表示为：（8）其中，表示MEC的CPU频率。8.根据权利