【技术实现步骤摘要】
一种多载波NOMA的移动边缘计算系统中计算效率优化方法
：本专利技术属于移动通信领域，涉及移动通信系统的资源分配方法，尤其是涉及一种多载波NOMA的移动边缘计算系统中计算效率优化方法。
技术介绍
：在过去的十年里，移动通信业务的快速增长推动了无线通信和网络技术的巨大进步，这就催生了移动云计算。然而，用户通常远离云数据中心，这可能导致它们之间的数据交换时间过长。因此，移动云计算很难满足各种实时移动应用的计算服务需求。与传统的移动云计算相比，移动边缘计算(MEC,MobileEdgeComputing)作为一种新兴的技术在物联网中有着广阔的应用前景。MEC的核心思想是将计算服务器分散到靠近用户的无线网络边缘，从而提高用户的计算能力，降低任务延迟和能耗。非正交多址接入(NOMA,Non-OrthogonalMultipleAccess)被认为是未来无线通信系统中一种有前途的多址接入方案。NOMA的基本概念是通过使用叠加编码和多用户检测技术在一个正交资源块中为多个用户同时提供接入服务。这与正交多址接入方案非常不同，例如正交频...
【技术保护点】
1.一种多载波NOMA的移动边缘计算系统中计算效率优化方法，其特征在于：步骤如下：/n步骤S1：建立基于多载波非正交多址接入(NOMA)的移动边缘计算(MEC)系统，该系统由K个用户和一个与MEC服务器相连的无线接入节点(AP)组成，并且所有用户都只有一个发射天线与单个接收天线的基站来建立通信链路，上述系统所使用带宽W分成相互正交的N个子信道，定义子信道的集合为
【技术特征摘要】
1.一种多载波NOMA的移动边缘计算系统中计算效率优化方法，其特征在于：步骤如下：
步骤S1：建立基于多载波非正交多址接入(NOMA)的移动边缘计算(MEC)系统，该系统由K个用户和一个与MEC服务器相连的无线接入节点(AP)组成，并且所有用户都只有一个发射天线与单个接收天线的基站来建立通信链路，上述系统所使用带宽W分成相互正交的N个子信道，定义子信道的集合为则第个子信道所使用的带宽为Wn，满足每个子信道建模为频率平坦块衰落信道，即信道变化以时间块为单位，每个时间块内的子信道保持不变，多个用户通过上行NOMA协议共享相同的子信道，同时将计算任务上传到无线接入节点的MEC服务器上，用户的计算效率定义为该用户的本地计算和其上传至MEC服务器的总数据量(比特)与所消耗的能量之比；
步骤S2：为了保证用户公平性，建立基于最大-最小公平性原则的计算效率优化问题，其优化目标为最大化所有用户的计算效率中的最小值，优化变量为子信道调度，本地CPU频率，发射功率，优化约束为用户的最小计算比特数、最大功率消耗、最大本地CPU频率，子信道最大支持用户数，以及用户的最大可接入的子信道数；
步骤S3:步骤S2中的优化问题属于非凸的混合整数非线性规划问题，使用Big-M法对子信道调度与发射功率的乘积项进行分解，然后施加额外的约束将上述问题等价转化为连续优化问题；
步骤S4：针对步骤S3中的优化问题，首先基于序列凸规划，使用一阶泰勒展开式获得一系列伪凸优化问题，然后使用基于广义分式规划理论的Dinkelbach迭代算法对每个伪凸优化问题进行迭代求解，同时引入辅助变量将非光滑目标函数等价转换成光滑的线性目标函数；
步骤S5：针对步骤S4中的优化问题，引入松弛变量和惩罚因子，提出基于Big-M法、惩罚序列凸规划和广义分式规划的多项式时间复杂度的计算效率优化算法，从任一初始点开始迭代并收敛到一个可行次优解。
2.如权利要求1所述的多载波NOMA的移动边缘计算系统中计算效率优化方法，其特征在于：步骤S1具体如下：
对于一个持续时间为T的时间块，定义所有用户的集合为则第k个用户在其本地计算所计算的比特数为及其所消耗的能量为其中Ck表示该用户计算1比特任务数据量所需要的CPU周期数，fk表示该用户的本地CPU频率，γk为相应的CPU计算系数。令表示子信道调度变量，其中ρk,n＝1表示第k个用户使用第n个子信道上传它的部分计算任务，ρk,n＝0则代表不使用。根据上行NOMA协议，使用第n个子信道的所有用户同时上传各自的部分计算任务，则AP在第n个子信道上的接收信号可表示为：
其中，hk,n表示第k个用户在第n个子信道上的信道衰落系数，gk,n为对应的信道增益，sk,n表示第k个用户向第n个子信道发送的归一化信号，满足pk,n是...
【专利技术属性】
技术研发人员：许方铖，虞湘宾，蔡嘉丽，王光英，党小宇，朱秋明，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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