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申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

摘要：本申请涉及一种基于免授权SCMA边缘计算的卸载协议与性能分析方法。所述方法包括：在边缘计算系统模型中设置任务生成、计算卸载和资源分配策略、任务卸载、任务计算和结果返回五个阶段构建任务卸载协议；根据任务卸载协议将物联网设备生成的任务卸载到基站并求解卸载过程中的最终任务卸载概率、遍历速率、任务的时延和能耗表达式；根据最终任务卸载概率、遍历速率、任务的时延和能耗表达式分析不同SCMA参数对基于免授权SCMA的边缘计算系统模型的性能影响。采用本方法能够提高卸载概率和遍历速率。

主权项：1.一种基于免授权SCMA边缘计算的卸载协议与性能分析方法，其特征在于，所述方法包括：根据配备MEC服务器的基站、物联网设备和移动用户构建基于免授权SCMA的边缘计算系统模型；在所述基于免授权SCMA的边缘计算系统模型中设置任务生成、计算卸载和资源分配策略、任务卸载、任务计算和结果返回五个阶段构建任务卸载协议；根据所述任务卸载协议将物联网设备生成的任务卸载到基站并求解卸载过程中的最终任务卸载概率、遍历速率、任务的时延和能耗表达式；根据所述最终任务卸载概率、遍历速率、任务的时延和能耗表达式分析不同SCMA参数对基于免授权SCMA的边缘计算系统模型的性能影响；所述设置任务生成、计算卸载和资源分配策略、任务卸载、任务计算和结果返回五个阶段，包括：任务生成为在各时段开始时，每个物联网设备以概率生成计算任务并确认是否生成任务；计算卸载和资源分配策略为物联网设备首先进行计算卸载决策，根据任务卸载策略选择执行本地计算或卸载任务；若选择卸载任务，物联网设备分配GF-SCMA的导频，选择SCMA码本，并分配子载波功率；任务卸载为物联网设备需要在各时段内使用GF-SCMA将相应的任务卸载到基站，定义初始任务卸载概率为 ；其中，表示带宽，表示设备的信干噪比，表示任务数据,表示时间；若任务不能及时传输，则该任务进行本地计算；任务计算包括本地计算和边缘计算；结果返回为返回任务计算结果；根据所述任务卸载协议将物联网设备生成的任务卸载到基站并求解卸载过程中的最终任务卸载概率、遍历速率、任务的时延和能耗表达式，包括：根据物联网设备的信噪比的表达式和信噪比阈值将所述初始任务卸载概率改写为 ；其中，，表示发送功率，是服从瑞利分布的小尺度衰落，是大尺度衰落的路径指数，是噪声方差，为SCMA码字的非零元素数量，为SCMA码字的非零元素序号，表示干扰集合，为信噪比阈值，表示考虑的典型用户与典型基站的距离，表示第i个用户与典型基站的距离；定义对改写后的初始任务卸载概率进行推导，推导后的初始任务卸载概率为 ；因为服从瑞利分布，所以服从Gamma分布，根据Gamma分布和Poisson分布之间的关系，可以推导出，将替换为，可得到 ；应用Laplace变换的定义和微分性质得出候选任务卸载概率为 ；其中，表示干扰的Laplace变换的阶导数；利用泊松点过程的概率生成函数对干扰的Laplace变换的阶导数进行推导并使用分部积分法和通过科学计算软件Mathematica对推导后的导数进行计算，得到的阶导数为 ；根据SCMA系统具有二维复值星座点，即在SCMA码字中有个非零值对所述候选任务卸载概率进行简化，得到最终任务卸载概率为 ；其中，，和分别表示基站和物联网设备的密度。

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