内蒙古电力(集团)有限责任公司薛家湾供电分公司温志毅获国家专利权
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龙图腾网获悉内蒙古电力(集团)有限责任公司薛家湾供电分公司申请的专利一种面向电力多层边缘计算网络的用户关联与资源分配方法与装置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:CN119233319B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-16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:202411409861.5,技术领域涉及:H04W28/08;该发明授权一种面向电力多层边缘计算网络的用户关联与资源分配方法与装置是由温志毅;刘琼;魏建威;肖永清;苏琳;孙凌涛;王世杰;陈超;乔美林;周永峰设计研发完成,并于2024-10-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种面向电力多层边缘计算网络的用户关联与资源分配方法与装置在说明书摘要公布了:本发明公开了一种面向电力多层边缘计算网络的用户关联与资源分配方法和装置,包括以下步骤:分析对多层边缘计算网络的通信性能;基于分析的通信性能构建边缘计算任务中4个时延,包括本地计算时延、卸载部分数据的上传时延、边缘服务器的处理时延、以及边缘处理器处理结果的回传时延;基于边缘计算任务中4个时延构建最小化所有电力终端任务计算的平均时延的优化问题,进行优化问题的求解,得到用户关联与资源分配的结果。来合理规划电力终端和边缘服务器的连接关系、算力功率和频谱的分配,以实现边缘计算的最小时延。
本发明授权一种面向电力多层边缘计算网络的用户关联与资源分配方法与装置在权利要求书中公布了:1.一种面向电力多层边缘计算网络的用户关联与资源分配方法,其特征在于,所述方法应用于由电力终端、配有边缘服务器的小基站或宏基站组成的电力多层边缘计算网络,包括以下步骤:分析对电力多层边缘计算网络的通信性能,包括:电力终端k选择基站s进行连接,使用变量ak,s来表示连接情况,每个终端只能选择一个基站进行连接,但是一个基站能够与多个终端进行连接,则有: 每个小基站与宏基站各分配带宽为B的正交信道,在每个小基站范围内,连接的电力终端复用上行信道以及下行信道,定义为基站s分配给终端k上行信道的频谱比例,则终端k的上行速率表示为: 其中,pk表示终端k的发射功率,hk,s表示终端k和基站s之间的信道功率增益,N0表示噪声的功率谱密度,基站s分配给所有关联终端的频谱之和不能超过实际资源的限制 定义为基站s分配给电力终端k下行信道的频谱比例,终端k获得的下行速率表示为: 其中,pk,s为基站s分配给电力终端k的功率,由于基站功率的受限和下行信道的频谱资源有限,所有基站功率之和以及下行信道的频率资源之和也不能超过实际中基站的总能量Ps和频谱总资源 基于分析的通信性能构建边缘计算任务中4个时延,包括本地计算时延、卸载部分数据的上传时延、边缘服务器的处理时延、以及边缘服务器处理结果的回传时延,包括:电力终端k有dk比特的计算任务,该计算任务按照比例ρk被拆分,0≤ρk≤1,终端本地的计算任务数据量为ρkdk,剩下数据量在基站的边缘服务器处理,处理完的数据量大小由任务决定,假设处理完的数据量大小与原有计算任务的数据量成比例关系ξkdk;本地计算时延是指本地留存的计算任务在终端计算所花费的时间: 其中,fk表示终端k的剩余算力资源,表示处理计算任务1个bit需要的算力;卸载部分数据的上传时延是指终端将数据上传基站时数据从终端到基站所消耗的时间: 边缘服务器的处理时延是指卸载任务到达基站之后,基站依靠分配给终端的算力资源对任务进行处理所需要的时间: 边缘服务器的处理结果的回传时延是指边缘服务器计算完成后将任务结果数据回传给终端的时间: 其中,fk,s表示基站s分配给终端k的算力;基于边缘计算任务中4个时延构建最小化所有电力终端任务计算的平均时延的优化问题,表示为: 其中,K为终端数量;通过优化用户关联、频谱分配、算力分配以及任务卸载策略,来最小化所有终端任务计算的平均时延,实现优化问题的求解,得到用户关联与资源分配的结果,包括:步骤1:初始化优化问题中的所有变量,随机分配所有计算资源;步骤2:优化用户关联问题,固定其他变量不动,优化连接情况变量ak,s,即选择关联卸载后的计算以及回传时延代价最小的基站实现用户关联;步骤3:优化卸载决策问题,固定其他变量不动,优化计算任务卸载比例ρk,问题存在闭式解,最优的ρk满足使得电力终端本地计算时延和边缘服务器的总体处理时延保持一致,即: 步骤4:分别优化与资源分配有关的变量pk,s、fk,s,包括:采用内点法分别求得最优的变量pk,s;对于变量fk,s,存在闭式解,这个闭式解使得基站对于和它关联的所有用户在边缘卸载任务计算时延上保持一致,对于基站m,假设有l个终端与其关联,记为j1,j2,……,jl,那么基站m的算力分配满足: 步骤5,重复步骤2到步骤4直到给定循环步数I。
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