【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及移动通信系统的资源分配方法，尤其涉及一种基于毫米波的rsma-mec系统中计算效率优化方法，其属于移动通信领域。
技术介绍
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技术介绍
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1、在过去几年中，计算密集型应用迅速增加，这导致了对额外计算资源的需求。移动云计算mcc应运而生，但是由于mcc具有集中式架构，在核心网络服务器处放置额外的计算资源，大大增加了网络边缘用户的传输延迟，这使mcc无法满足一些时延敏感用户的需求。近年来，为了解决这一问题，提出了一种新型技术叫做移动边缘计算mec技术。它可以通过在节点端处理移动设备卸载的数据变相提高移动设备的算力。与传统的mcc相比，mec服务器部署在网络的边缘节点，这大大减少了服务延迟并提高了用户的体验质量。
2、考虑到mec系统对传输速率要求高，且通常部署在靠近用户的位置，因此本专利技术采用毫米波进行传输以提高系统性能。毫米波移动通信是一种新型通信方式，通信的频段范围为30-300ghz，其优点有体积小、重量轻、数据传输率高、保密性好和抗干扰能力强等，受到了广泛的关注。在毫米波通信系统中，天线尺寸小数量大，若仍像传统数字波束成形矩阵一样，每根天线都需要链接一条独立的射频链路，随着未来通信系统的天线数量越来越多，会带来巨大的能耗和硬件开销，这与绿色通信的理念相违背，因此毫米波系统通过混合波束成形架构来解决上述问题。
3、最近，rsma被认为是在未来6g通信中一种有前途的非正交传输模式，rsma的主要思想是将用户消息分成公共部分和私有部分，并实现部分解码干扰和部分将干扰视为噪声的
4、现有对于毫米波mec通信系统中频谱效率的研究较多，但对于能耗的考虑相对较少，由此引入了计算效率，其被定义为用户的计算比特数与相应能耗的比值，因此本专利技术研究了一种基于毫米波的rsma-mec系统中计算效率优化方法，以最大化最小计算效率为目标，该方法面向基于毫米波的rsma-mec系统中的绿色通信。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、针对上行毫米波rsma-mec系统，为了提高该系统的计算效率，本专利技术以最大化最小计算效率为目标对混合波束成形矩阵，速率分割多址速率分割，用户的本地cpu频率进行联合优化，提出了一种基于毫米波的rsma-mec系统中计算效率优化方法，能以多项式时间复杂度获得较好的计算效率优化方案。
2、本专利技术所采用的技术方案有：一种基于毫米波的rsma-mec系统中计算效率优化方法，步骤如下：
3、步骤s1：建立一个上行毫米波rsma-mec系统，k个用户分别将卸载部分数据分解为j个子信号传输至部署在基站的mec服务器，该基站为全连接式混合波束成形hbf架构，配有n根天线、nrf条射频链路、n个功率放大器和nnrf个移相器，且每根天线通过一个功率放大器和nrf个移相器连接到射频链路上，基站的hbf由模拟波束成形abf矩阵和数字波束成形dbf矩阵组成，其中ns表示数据流的数量，定义集合和urf需满足为了确保子信号的空间复用增益，设置有jk＝ns≤nrf，则ubb＝[ubb,1,1,...,ubb,k,j]，其中设置基站为均匀线性阵列，将第k个用户与基站之间的信道建模为均匀线性阵毫米波信道；
4、步骤s2：建立计算效率优化问题，其优化目标为最大化最小计算效率，优化变量为基站的数字波束成形矩阵ubb,模拟波束成形矩阵urf，每个用户第j个子信号的发射功率pk,j和本地cpu频率fk，优化约束为混合波束成形矩阵urf的恒模约束，rsma技术的串行干扰消除sic解码顺序约束，最小计算比特速率约束，每个用户的功耗约束，每个用户的本地cpu频率约束，每个用户的发射功率约束；
5、步骤s3：步骤s2中的优化问题属于非凸的优化问题，先设计无约束波束成形矩阵u，波束成形设计问题就可以转化为最小化urfubb和u的最小欧式距离，问题可以利用块坐标下降bcd法分解成cpu频率分配，波束成形，功率分配三个子问题迭代求解；
6、步骤s4：针对步骤s3中cpu频率分配子问题，即固定{u,pk,j}求解fk，该问题严格伪凹，可以利用卡丹公式得到fk的最优解；
7、步骤s5：针对步骤s3中波束成形子问题，即固定{pk,j,fk}求解u，引入分式规划因子和拉格朗日乘子υk,j，利用次梯度法迭代对用户的两个子信号求解，通过引入变量akj和bk，根据广义瑞利熵形式得到u最优解；在求得u后，再求解混合波束成形问题，即urf和ubb的解；
8、步骤s6：针对步骤s3中功率分配子问题，即固定{ubb,urf,fk}求解pk,j，该目标函数不光滑且非凸，利用凹凸过程和连续凸逼近减少辅助变量的引入，降低算法复杂度并获得pk,j的最优解。
9、本专利技术具有如下有益效果：本专利技术基于毫米波的rsma-mec系统中计算效率优化方法，具有计算复杂度较低但系统计算效率较高的优点，且和noma-mec系统相比，rsma-mec能得到更好的性能。该方法充分利用了原始优化问题的内在结构，首先将复杂的联合优化问题分解为多个子问题，针对非凸子问题利用凹凸过程以及连续凸逼近迭代求解，针对模拟波束成形子问题的非凸约束，首先考虑无约束的波束成形矩阵，将原问题转化为混合波束成形矩阵与无约束波束成形矩阵的最小欧式距离问题。
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1.一种基于毫米波的RSMA-MEC系统中计算效率优化方法，其特征在于：步骤如下：
2.如权利要求1所述的基于毫米波的RSMA-MEC系统中计算效率优化方法，其特征在于：步骤S1中，
3.如权利要求2所述的基于毫米波的RSMA-MEC系统中计算效率优化方法，其特征在于：步骤S2中，
4.如权利要求3所述的基于毫米波的RSMA-MEC系统中计算效率优化方法，其特征在于：步骤S4中，
5.如权利要求3所述的基于毫米波的RSMA-MEC系统中计算效率优化方法，其特征在于：步骤S5中，
6.如权利要求3所述的基于毫米波的RSMA-MEC系统中计算效率优化方法，其特征在于：步骤S6中
【技术特征摘要】
1.一种基于毫米波的rsma-mec系统中计算效率优化方法，其特征在于：步骤如下：
2.如权利要求1所述的基于毫米波的rsma-mec系统中计算效率优化方法，其特征在于：步骤s1中，
3.如权利要求2所述的基于毫米波的rsma-mec系统中计算效率优化方法，其特征在于：步骤s2中，
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【专利技术属性】
技术研发人员：张新沂，虞湘宾，白嘉维，于凯，黎宁，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：
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