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恭喜广州大学唐冬获国家专利权

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龙图腾网恭喜广州大学申请的专利一种混合NOMA的IRS辅助MEC系统中能量效率最大化的方法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:CN115442811B

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:202210674061.0,技术领域涉及:H04W16/10;该发明授权一种混合NOMA的IRS辅助MEC系统中能量效率最大化的方法是由唐冬;赵宇;黄高飞;周发升;刘贵云;刘长红设计研发完成,并于2022-06-15向国家知识产权局提交的专利申请。

一种混合NOMA的IRS辅助MEC系统中能量效率最大化的方法在说明书摘要公布了:本发明涉及无线通信技术领域,且公开了一种混合NOMA的IRS辅助MEC系统中能量效率最大化的方法,建立基于混合NOMA传输的IRS辅助MEC系统,系统中包括K个单天线用户,一个智能反射面,一个单天线基站BS以及BS端的一台MEC服务器,性能有限的K个用户被分入不同的子信道,且两个用户共用一个子信道,同一子信道中的两用户采用混合NOMA的传输方式,在IRS的辅助下,所有用户在Tmax内同时将部分或者全部数据卸载到MEC服务器上运算。本发明提供的能量效率最大化的方法,其应用范围较广,兼容性表现优异,可满足用户在不同数据量、不同信道条件以及不同本地用户计算性能,灵活的分配资源。

本发明授权一种混合NOMA的IRS辅助MEC系统中能量效率最大化的方法在权利要求书中公布了:1.一种混合NOMA的IRS辅助MEC系统中能量效率最大化的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、建立基于混合NOMA传输的IRS辅助MEC系统,系统中包括K个单天线用户,一个智能反射面,一个单天线基站BS以及BS端的一台MEC服务器,性能有限的K个用户被分入不同的子信道,且两个用户共用一个子信道,同一子信道中的两用户采用混合NOMA的传输方式,在IRS的辅助下,所有用户在Tmax内同时将部分或者全部数据卸载到MEC服务器上运算;S2、根据步骤S1中所采用的传输协议以及系统模型,列出时间Tmax内对应本地用户运算和卸载的数据量,以及相应总的能量消耗;所述步骤S2中,对于用户k,在Tmax时间内本地运算的数据量以及能量为Lk,loc=TmaxfkCk,其中,fk表示在本地运算过程中用户k的运算频率,Ck表示用户k运算完1bit数据中央处理器所需要的周期数,εk用户k处的处理器芯片的有效电容系数;在共享时间块tno卸载过程中用户m1和m2的数据量分别为: 其中,pk,no和gk,no分别表示用户k在共享时间块的传输功率和信道增益,σ2表示为噪声功率,B表示信道带宽;在单独时间块,用户k传输的数据量为: 其中,pk,s和gk,s表示用户k在单独时间块的传输功率和信道增益;在传输的过程中用户k传输数据所消耗的能量为Ek,up=tk,spk,s+pk,c+tnopk,no+pk,c4pk,c表示在传输的过程中用户k恒定回路功率消耗;根据以上描述,可以通过控制用户传输功率,实现两种传输方式,即①②当传输功率为0时,表明该卸载过程不存在,即对应的时间块也为0;S3、能量效率定义为计算数据量与总能量的比值,为了能够最大化用户的能量效率,需要约束每个用户总的能量,用户最小计算数据量,系统的最大完成时间以及IRS的相移,联合优化本地运算频率,传输功率,不同阶段的传输时间和IRS相移;所述步骤S3中,对时间块t={tk,s,tno},传输功率本地运算频率fk和智能反射面的离散相移矩阵进行优化,其中K={m1,m2};具体问题建模为: 其中,C1和C2是资源块的用户时间约束,C3是用户能量的约束,C4表示用户K本地运算频率的约束,C5表示每个用户计算量要大于或者等于最小计算数据量,C6是智能反射面相移的约束;S4、步骤S3中描述的问题为非凸的分式问题,且变量之间存在耦合关系,根据广义分式规划理论的Dinkelbach迭代算法,将分式规划问题转换成易于求解的形式,并将转换后的问题分解成两个等价的子问题,即最大化用户信道增益和最大化用户的能量效率;所述步骤S4中,令rk,s=|gk,s|2σ2和rk,no=|gk,no|2σ2,其中首先根据分式规划理论里的Dinkelbach算法,将问题转换成易于求解的形式,即由于转换后的问题为非凸的,且变量之间存在耦合关系;为了便于求解,将IRS的离散相移与其他变量可以分解成两个等价的子问题求解,即 5a-5e7;S5、针对S4中描述的两个子问题,首先分析推倒出IRS的优化相移的闭式解,获得最大的用户信道增益,在此基础上,引入辅助变量进行问题转换,并结合SCA方法将非凸问题转换成凸问题,获得能量效率的优化解;所述步骤S5中,问题P2对应的变量为离散的,为了便于求解,对约束条件进行连续化处理,既令θk,n∈[0,2π],最后对求得的值进行离散化,具体如下: 其中θk,n∈[0,2π]表示用户k在智能反射面的第n组相位在[0,2π]之间;在这里,对|gk|的形式进行变换 其中|αk,n|=1;此时,利用三角不等式: 其中为第n组的元素因为|αk,n|=1使这个等式成立;因此,能够得出相移的上界为: 该值为单独时间块tk,s内相移的最优值,接下来需要平衡两个用户的信道增益,得出共享时间块tno的最佳的相移,由上我们可以得到和在这里设 在此处可能不满足单位模值,需要找到一个离其最近的单位模值矢量,可通过下面公式表示 因为0≤v≤1,所以令量化的每一个相位到它最近的点,使θn∈F,可得到 利用求出Φ[v],进一步求出用户对应的信道增益;然后,引入辅助变量Ek,s=pk,stk,s,Ek,no=pk,notno,并将它们代入问题P2中,可以得到建模: 8a~8b,8d15d定义变量由于15b的表达式仍为非凸约束,因此接下来令 其中

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广州大学,其通讯地址为:510006 广东省广州市大学城外环西路230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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