移動可充電邊緣計(jì)算中高能效資源分配策略研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-27 11:59
隨著互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)場景的規(guī)?焖僭鲩L,如何解決計(jì)算、存儲和電池資源有限的移動設(shè)備無法滿足高復(fù)雜度和高能耗服務(wù)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。移動云計(jì)算(MCC)可以利用云中可用的大量資源來提供彈性計(jì)算和存儲能力,以支持資源受限的終端設(shè)備。然而,計(jì)算負(fù)載向中心云的遷移將導(dǎo)致大量的數(shù)據(jù)傳輸和傳輸延遲。這將影響應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量,尤其是一些延遲敏感的工業(yè)控制應(yīng)用。因此,移動邊緣計(jì)算(MEC)這一新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概念獲得了學(xué)術(shù)和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。MEC通過將計(jì)算,存儲和服務(wù)功能遷移到網(wǎng)絡(luò)邊緣,使得應(yīng)用程序、服務(wù)和內(nèi)容被部署離用戶更近的本地。由于邊緣云服務(wù)器靠近用戶,MEC網(wǎng)絡(luò)可以提供具有超低延遲,高帶寬和直接訪問實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)信息的服務(wù)環(huán)境。本文的主要研究內(nèi)容是在基于無線功率傳輸?shù)亩嘤脩鬗EC網(wǎng)絡(luò)以及無線可充電通信網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)高能效的網(wǎng)絡(luò)資源分配。首先,本文提出了一種基于充電-卸載協(xié)議的MEC網(wǎng)絡(luò)框架,采用時(shí)分多址接入(TDMA)機(jī)制,以完成近遠(yuǎn)兩類用戶的計(jì)算密集型任務(wù)卸載。從系統(tǒng)的角度出發(fā),最大化所有移動用戶的能量效率。從用戶公平性角度考慮,最大化在所有用戶中能量效率最小的用戶。最后,本文提出了一個(gè)基于無線功率傳輸通信網(wǎng)絡(luò)的資...
【文章來源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 移動邊緣計(jì)算研究現(xiàn)狀
1.2.2 MEC能量收集研究現(xiàn)狀
1.2.3 多用戶MEC資源分配研究現(xiàn)狀
1.3 論文研究內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)
1.4 論文結(jié)構(gòu)
1.5 本章小結(jié)
第二章 可充電邊緣網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論和相關(guān)技術(shù)
2.1 移動邊緣計(jì)算概述
2.1.1 移動邊緣計(jì)算概念
2.1.2 移動邊緣計(jì)算架構(gòu)
2.1.3 移動邊緣計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)
2.2 射頻能量收集研究概述
2.2.1 射頻能量收集基本概念
2.2.2 射頻能量收集基本原理
2.3 凸優(yōu)化理論
2.3.1 凸集和凸函數(shù)
2.3.2 凸優(yōu)化問題
2.3.3 Lagrange對偶函數(shù)和Slater約束準(zhǔn)則
2.4 本章小結(jié)
第三章 移動可充電邊緣網(wǎng)絡(luò)中用戶協(xié)作的高能效資源分配
3.1 引言
3.2 系統(tǒng)模型
3.2.1 充電模型
3.2.2 卸載模型
3.2.3 能量效率模型
3.3 直接傳輸能量效率最大化問題公式化及優(yōu)化算法
3.4 中繼傳輸能量效率最大化問題公式化及優(yōu)化
3.4.1 問題公式化
3.4.2 能量效率目標(biāo)函數(shù)的擬凹性
3.4.3 Dinkelbach方法
3.4.4 能量效率目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化
3.5 數(shù)值仿真與討論
3.5.1 迭代算法的收斂性
3.5.2 充電時(shí)間對能量效率的影響
3.5.3 信道狀態(tài)信息對能量效率的影響
3.6 本章小結(jié)
第四章 無線可充電通信網(wǎng)絡(luò)的高能效資源分配
4.1 引言
4.2 系統(tǒng)模型
4.2.1 能量收集階段
4.2.2 通信階段
4.2.3 能量效率
4.3 能量效率最大化問題公式化
4.3.1 能量效率優(yōu)化問題
4.3.2 目標(biāo)函數(shù)的擬凹性
4.3.3 分式規(guī)劃方法
4.4 能量效率最大化問題的次優(yōu)算法
4.4.1 能源發(fā)射功率優(yōu)化
4.4.2 通信時(shí)間優(yōu)化
4.4.3 拉格朗日乘子的更新
4.5 數(shù)值仿真與討論
4.5.1 迭代算法的收斂性
4.5.2 最小收集能量和最小QoS對能量效率的影響
4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 本文的主要工作
5.2 下一步的工作思路
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間已發(fā)表的論文
攻讀碩士期間參加的科研項(xiàng)目
攻讀碩士期間競賽獲獎
附錄A 部分引理的證明
【參考文獻(xiàn)】:
博士論文
[1]無線攜能通信的能量效率優(yōu)化與物理層安全研究[D]. 余紅宴.西南大學(xué) 2017
本文編號:3305739
【文章來源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 移動邊緣計(jì)算研究現(xiàn)狀
1.2.2 MEC能量收集研究現(xiàn)狀
1.2.3 多用戶MEC資源分配研究現(xiàn)狀
1.3 論文研究內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)
1.4 論文結(jié)構(gòu)
1.5 本章小結(jié)
第二章 可充電邊緣網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論和相關(guān)技術(shù)
2.1 移動邊緣計(jì)算概述
2.1.1 移動邊緣計(jì)算概念
2.1.2 移動邊緣計(jì)算架構(gòu)
2.1.3 移動邊緣計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)
2.2 射頻能量收集研究概述
2.2.1 射頻能量收集基本概念
2.2.2 射頻能量收集基本原理
2.3 凸優(yōu)化理論
2.3.1 凸集和凸函數(shù)
2.3.2 凸優(yōu)化問題
2.3.3 Lagrange對偶函數(shù)和Slater約束準(zhǔn)則
2.4 本章小結(jié)
第三章 移動可充電邊緣網(wǎng)絡(luò)中用戶協(xié)作的高能效資源分配
3.1 引言
3.2 系統(tǒng)模型
3.2.1 充電模型
3.2.2 卸載模型
3.2.3 能量效率模型
3.3 直接傳輸能量效率最大化問題公式化及優(yōu)化算法
3.4 中繼傳輸能量效率最大化問題公式化及優(yōu)化
3.4.1 問題公式化
3.4.2 能量效率目標(biāo)函數(shù)的擬凹性
3.4.3 Dinkelbach方法
3.4.4 能量效率目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化
3.5 數(shù)值仿真與討論
3.5.1 迭代算法的收斂性
3.5.2 充電時(shí)間對能量效率的影響
3.5.3 信道狀態(tài)信息對能量效率的影響
3.6 本章小結(jié)
第四章 無線可充電通信網(wǎng)絡(luò)的高能效資源分配
4.1 引言
4.2 系統(tǒng)模型
4.2.1 能量收集階段
4.2.2 通信階段
4.2.3 能量效率
4.3 能量效率最大化問題公式化
4.3.1 能量效率優(yōu)化問題
4.3.2 目標(biāo)函數(shù)的擬凹性
4.3.3 分式規(guī)劃方法
4.4 能量效率最大化問題的次優(yōu)算法
4.4.1 能源發(fā)射功率優(yōu)化
4.4.2 通信時(shí)間優(yōu)化
4.4.3 拉格朗日乘子的更新
4.5 數(shù)值仿真與討論
4.5.1 迭代算法的收斂性
4.5.2 最小收集能量和最小QoS對能量效率的影響
4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 本文的主要工作
5.2 下一步的工作思路
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間已發(fā)表的論文
攻讀碩士期間參加的科研項(xiàng)目
攻讀碩士期間競賽獲獎
附錄A 部分引理的證明
【參考文獻(xiàn)】:
博士論文
[1]無線攜能通信的能量效率優(yōu)化與物理層安全研究[D]. 余紅宴.西南大學(xué) 2017
本文編號:3305739
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