基于碼分多址的無源邊緣計(jì)算系統(tǒng)計(jì)算性能最優(yōu)化方案研究
發(fā)布時(shí)間:2023-03-25 00:09
隨著通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的快速發(fā)展,低功耗無線網(wǎng)絡(luò)被廣泛的應(yīng)用于監(jiān)測(cè)和工業(yè)自動(dòng)化等場(chǎng)景,部署了海量具有實(shí)時(shí)通信和計(jì)算功能的小型無線設(shè)備。由于嚴(yán)格的設(shè)備尺寸限制和生產(chǎn)成本考慮,無線設(shè)備通常使用容量有限的電池和低功耗低性能的處理器,從而大大限制了無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理性能;谏漕l的無線能量傳輸技術(shù)(WPT)和移動(dòng)邊緣計(jì)算(MEC)技術(shù)的最新發(fā)展成為延長(zhǎng)電池壽命和提高無線設(shè)備的計(jì)算能力的有效解決方案。兩者的結(jié)合構(gòu)成了新型的無源邊緣計(jì)算系統(tǒng),其能夠持續(xù)地為無源設(shè)備遠(yuǎn)程無線供能,并且協(xié)助無線設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。同時(shí),相比于傳統(tǒng)的邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò),無源邊緣計(jì)算系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)存在新的挑戰(zhàn)。一方面,由于無線能量傳輸效率較低,無線設(shè)備收集的能量有限,系統(tǒng)性能受到無線設(shè)備有限能量的制約。另一方面,對(duì)于多用戶無源邊緣計(jì)算系統(tǒng),用戶共享有限的系統(tǒng)資源,例如MEC服務(wù)器的計(jì)算資源、時(shí)間和頻率資源。對(duì)處于較差信道狀態(tài)的用戶,收集的能量較低,而在執(zhí)行計(jì)算任務(wù)時(shí)需要分配更多的系統(tǒng)資源,造成嚴(yán)重的不公平現(xiàn)象。本文研究了由WPT供電的多用戶MEC網(wǎng)絡(luò)的資源分配問題,其中用戶通過碼分多址技術(shù)共享無線信道,并遵循二進(jìn)制計(jì)算卸載策略,即...
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 背景及意義
1.2 發(fā)展歷史和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 WPT技術(shù)發(fā)展歷史
1.2.2 MEC網(wǎng)絡(luò)
1.2.3 研究現(xiàn)狀
1.3 論文的主要內(nèi)容與章節(jié)安排
1.3.1 論文主要內(nèi)容和貢獻(xiàn)
1.3.2 章節(jié)安排
第2章 無源邊緣計(jì)算系統(tǒng)模型分析
2.1 技術(shù)理論基礎(chǔ)
2.1.1 無線能量傳輸技術(shù)
2.1.2 直接序列擴(kuò)頻技術(shù)
2.2 無源邊緣計(jì)算系統(tǒng)模型
2.2.1 信道網(wǎng)絡(luò)模型
2.2.2 卸載模型
2.2.3 本地計(jì)算模型
2.3 混合整數(shù)非線性規(guī)劃問題
2.4 本章小結(jié)
第3章 無源邊緣計(jì)算系統(tǒng)資源最優(yōu)分配研究
3.1 引言
3.2 凸優(yōu)化理論
3.2.1 凸集
3.2.2 凸函數(shù)
3.2.3 內(nèi)點(diǎn)法
3.3 最優(yōu)功率分配
3.3.1 循環(huán)功率控制
3.3.2 分式規(guī)劃法的基本理論
3.3.3 基于分式規(guī)劃法的功率控制
3.4 最優(yōu)時(shí)間資源分配
3.5 本章小結(jié)
第4章 最優(yōu)卸載策略選擇
4.1 引言
4.2 局部搜索算法的基本原理
4.3 隨機(jī)局部搜索算法
4.4 基于隨機(jī)局部搜索算法的卸載策略選擇
4.5 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)仿真與結(jié)果分析
5.1 引言
5.2 算法仿真結(jié)果分析
5.2.1 仿真參數(shù)設(shè)置
5.2.2 最優(yōu)解的性質(zhì)
5.2.3 計(jì)算速率比較
5.2.4 計(jì)算復(fù)雜度
5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 未來展望
參考文獻(xiàn)
指導(dǎo)教師對(duì)研究學(xué)位論文的學(xué)術(shù)評(píng)語
研究生學(xué)位(畢業(yè))論文答辯委員會(huì)決議書
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
本文編號(hào):3770131
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 背景及意義
1.2 發(fā)展歷史和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 WPT技術(shù)發(fā)展歷史
1.2.2 MEC網(wǎng)絡(luò)
1.2.3 研究現(xiàn)狀
1.3 論文的主要內(nèi)容與章節(jié)安排
1.3.1 論文主要內(nèi)容和貢獻(xiàn)
1.3.2 章節(jié)安排
第2章 無源邊緣計(jì)算系統(tǒng)模型分析
2.1 技術(shù)理論基礎(chǔ)
2.1.1 無線能量傳輸技術(shù)
2.1.2 直接序列擴(kuò)頻技術(shù)
2.2 無源邊緣計(jì)算系統(tǒng)模型
2.2.1 信道網(wǎng)絡(luò)模型
2.2.2 卸載模型
2.2.3 本地計(jì)算模型
2.3 混合整數(shù)非線性規(guī)劃問題
2.4 本章小結(jié)
第3章 無源邊緣計(jì)算系統(tǒng)資源最優(yōu)分配研究
3.1 引言
3.2 凸優(yōu)化理論
3.2.1 凸集
3.2.2 凸函數(shù)
3.2.3 內(nèi)點(diǎn)法
3.3 最優(yōu)功率分配
3.3.1 循環(huán)功率控制
3.3.2 分式規(guī)劃法的基本理論
3.3.3 基于分式規(guī)劃法的功率控制
3.4 最優(yōu)時(shí)間資源分配
3.5 本章小結(jié)
第4章 最優(yōu)卸載策略選擇
4.1 引言
4.2 局部搜索算法的基本原理
4.3 隨機(jī)局部搜索算法
4.4 基于隨機(jī)局部搜索算法的卸載策略選擇
4.5 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)仿真與結(jié)果分析
5.1 引言
5.2 算法仿真結(jié)果分析
5.2.1 仿真參數(shù)設(shè)置
5.2.2 最優(yōu)解的性質(zhì)
5.2.3 計(jì)算速率比較
5.2.4 計(jì)算復(fù)雜度
5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 未來展望
參考文獻(xiàn)
指導(dǎo)教師對(duì)研究學(xué)位論文的學(xué)術(shù)評(píng)語
研究生學(xué)位(畢業(yè))論文答辯委員會(huì)決議書
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
本文編號(hào):3770131
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