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恭喜中山大学;中山大学·深圳罗志勇获国家专利权

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龙图腾网恭喜中山大学;中山大学·深圳申请的专利一种基于NOMA的无人机辅助MEC系统的节能方法及系统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:CN117768958B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-10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:202311760501.5,技术领域涉及:H04W28/084;该发明授权一种基于NOMA的无人机辅助MEC系统的节能方法及系统是由罗志勇;王姗姗设计研发完成,并于2023-12-20向国家知识产权局提交的专利申请。

一种基于NOMA的无人机辅助MEC系统的节能方法及系统在说明书摘要公布了:本发明涉及无人机辅助边缘计算技术领域,为基于NOMA的无人机辅助MEC系统的节能方法及系统。首先构建基于NOMA的无人机辅助MEC系统,在给定计算任务和任务期限的前提下,提出联合优化计算资源分配、传输功率和无人机的轨迹方案,以最小化系统加权能耗,将系统在预设时间内的总能耗表示为通信能耗、计算能耗和推进能耗的加权和;通过数学模型将总能耗建模为公式化的优化问题;将优化问题解耦为传输功率和计算资源分配的子问题,及无人机轨迹调度的子问题;提出迭代优化算法交替求解每个子问题,直到算法收敛。本发明解决了现有基于NOMA的无人机辅助MEC系统中面临的能量受限的问题,可支持未来大规模用户的接入与并满足紧急计算卸载服务需求。

本发明授权一种基于NOMA的无人机辅助MEC系统的节能方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于NOMA的无人机辅助MEC系统的节能方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、构建基于NOMA的无人机辅助空地协同的MEC网络系统,包括m个移动终端MT和u个搭载了MEC服务器的无人机UAV;S2、在给定计算任务和任务期限的前提下,提出联合优化计算资源分配、传输功率和无人机的轨迹方案,以最小化系统加权能耗;构建通信信道模型、计算模型与能耗模型,通信信道模型用于计算路径损耗、信道增益,计算模型用于计算每时隙下每个移动终端、无人机的CPU频率;能耗模型在计算模型的计算结果基础上,进一步计算能耗,包括本地计算能耗、边缘计算能耗、通信传输能耗和飞行推进能耗;将系统在预设时间内的总能耗表示为通信能耗、计算能耗和推进能耗的加权和;S3、通过数学模型将所述总能耗建模为公式化的优化问题;S4、将所述优化问题解耦为两个易于处理的子问题,即传输功率和计算资源分配的子问题,以及无人机轨迹调度的子问题;S5、提出迭代优化算法交替求解每个子问题,直到算法收敛;在迭代过程中,首先在给定UAV的轨迹条件下,对目标函数以及约束条件进行等效变换,使用连续凸逼近的方法求解传输功率和计算资源的分配;然后,在给定计算资源和分配功率下,引入松弛变量、一阶泰勒级数逼近的方法求解无人机的最优轨迹规划;总能耗Esum为: 其中为本地计算能耗,为边缘计算能耗,为通信传输能耗,为推进能耗;ωmt是移动终端的能耗权重因子,ωuav是无人机的能耗权重因子,并满足ωmt+ωuav=1;η为无人机的飞行能耗系数,为移动终端的有效开关电容系数,为无人机的有效开关电容系数,为第n个时隙下的移动终端MTm的CPU频率,为第n个时隙下的无人机UAVu的CPU频率,θ为每时隙长度;步骤S3通过联合优化任务的发射功率p、移动终端上的计算资源fm、无人机上的计算资源fu以及无人机的飞行轨迹qu,以最小化预设时间T内的系统加权能耗;其中数学模型为:目标函数为问题P1:约束条件为: 其中约束条件C1表示任务的上行传输功率的限制;C2~C3为无人机和移动终端的CPU周期频率限制;C4~C6表示任务通信传输时间与卸载计算之间的因果关系;C7~C10表示无人机的飞行速度、位置坐标与电池容量限制;步骤S5包括:S51、在给定无人机的轨迹下,将传输功率和计算资源分配的优化问题简化为:目标函数为问题P1.1:目标约束条件为:C1~C6将问题P1.1转化为凸函数进行求解;S52、给定功率和计算资源下,优化UAV轨迹的问题为:目标函数为问题P2:目标约束条件为:C7~C10引入松弛变量f[n],即: 将松弛变量代入问题P2,得到:目标函数为问题P2.1:约束条件为: 采用SCA方法,将约束条件C11右侧用其一阶泰勒展开式表示为:其中f[n]l以及qu[n]l分别是f[n]和qu[n]的第l次迭代值;将优化问题P2.1重新定制为目标函数为问题P2.2:目标约束条件为: 通过使用凸优化工具对问题P2.2求解,获得系统整体算法的近似最优解。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人中山大学;中山大学·深圳,其通讯地址为:510275 广东省广州市海珠区新港西路135号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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