一种基于无人机携带智能反射面辅助用户边缘计算和无线充电的方法技术

技术编号:41368442 阅读:39 留言:0更新日期:2024-05-20 10:15
本发明专利技术公开了一种基于无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)携带智能反射面(Intelligent Reflective Surface,IRS)辅助用户边缘计算(Edge Computing,EC)和无线充电的方法,包括如下步骤:基于实际情况建立远程能量发射站(Energy transmitter,ET)和物联网(Internet of Things,IoT)设备间存在UAV携带IRS辅助通信的模型,包括UAV‑IRS信道模型、能量消耗模型和能量收集(Energy Harvesting,EH)模型;设计优化问题定义目标函数;使用提出的强化学习算法EHEC‑SD3进行问题求解;在资源有限的环境下,联合考虑多个IoT设备、任务大小、能量发射站发射功率、IRS相移、IoT设备和UAV的移动等因素,最大限度保证IoT设备产生任务计算需求时进行能源补足,同时考虑能源的绿色可持续理念。最后,进行仿真实验选择IoT设备最优能量收集率并验证了改方法的有效性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信边缘计算领域,本专利技术涉及一种基于无人机携带智能反射面辅助用户边缘计算和无线充电的方法


技术介绍

1、电池供能的iot设备的电池能量补充和计算能力有限是两个待优化的问题,将无线能量传输(wireless power transfer,wpt)术和ec结合拓展iot设备的计算能力,同时为iot设备供能;并且本专利技术采用uav-irs辅助通信,提高用户和能量发射站之间的通信质量,缓解通信环境复杂通信条件差造成的高传输时延。

2、无线能量边缘计算(wireless power mobile edge computing,wpmec)是一种新的网络范式,wpmec通过边缘计算为iot设备提供了更强大的计算能力,它包括ec和wpt;ec将计算能力从核心网络下沉网络边缘;iot设备可将自身任务卸载到附近的es上进行计算,这样相对本地计算将产生较少的能耗,但如果是面对紧急救援等通信条件差的场景,数据上传会因较差的信道状况产生大量能耗,甚至会导致数据丢失;wpt采用射频信号进行充电,射频信号具有较高的频率,但其因波长短绕射能力差,无本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于无人机携带智能反射面辅助用户边缘计算和无线充电的方法,其特征在于,蜂窝小区内包括集成边缘服务器(Edge Server,ES)的能量发射站、UAV携带IRS、多用户即多个小型IoT设备,小型IoT设备任务考虑整体卸载策略,即可本地计算完整的任务也可以将任务完整卸载到ES;能量发射站可通过直射链路,也可通过UAV携带IRS中继反射的形式对IoT设备进行无线充电;包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机携带智能反射面辅助用户边缘计算和无线充电的方法,其特征在于,所述的基于实际情况建立的UAV携带IRS辅助通信模型,本专利技术考虑在每个蜂窝小区内设置一个有...

【技术特征摘要】

1.一种基于无人机携带智能反射面辅助用户边缘计算和无线充电的方法,其特征在于,蜂窝小区内包括集成边缘服务器(edge server,es)的能量发射站、uav携带irs、多用户即多个小型iot设备,小型iot设备任务考虑整体卸载策略,即可本地计算完整的任务也可以将任务完整卸载到es;能量发射站可通过直射链路,也可通过uav携带irs中继反射的形式对iot设备进行无线充电;包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机携带智能反射面辅助用户边缘计算和无线充电的方法,其特征在于,所述的基于实际情况建立的uav携带irs辅助通信模型,本发明考虑在每个蜂窝小区内设置一个有根天线的能量发射站,为该小区内个单天线iot设备提供边缘计算和远程充电服务,具有es功能的能量发射站的坐标为irs的坐标为以及第u个iot设备的坐标为irs由其自身控制器实现对k=m×n个反射元件的相位和幅度进行独立智能调整。

3.根据权利要求1和2所述的一种基于无人机携带智能反射面辅助用户边缘计算和无线充电的方法,其特征在于,步骤s1中,对uav-irs信道模型进行细化,可分为用户和uav-irs之间以及用户和能量发射站之间建模为非视距(non-line-of-sight,nlos)链路能量发射站和uav-irs之间建立为视距链路(line-of-sight,los);所述的uav-irs信道模型具体为:能量发射站到irs的信道增益用表示,g=[g1,1,...,g1,n,...,gm,n],其中根据天线继续细化其中i∈[1,m],j∈[1,n],且i,j为整数;irs到第u个iot设备的信道增益用表示,其具体为hr,u=[h1,1(u),...,h1,n(u),...,...

【专利技术属性】
技术研发人员:庞善臣王璐琦桂海源乔思波贺晓王暖来赵志远
申请(专利权)人:中国石油大学华东
类型:发明
国别省市:

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