【摘 要】
:
随着通信技术与物联网行业的快速发展,低功耗无线网络被广泛的应用于监测和工业自动化等场景,部署了海量具有实时通信和计算功能的小型无线设备。由于严格的设备尺寸限制和生产成本考虑,无线设备通常使用容量有限的电池和低功耗低性能的处理器,从而大大限制了无线网络的数据处理性能。基于射频的无线能量传输技术(WPT)和移动边缘计算(MEC)技术的最新发展成为延长电池寿命和提高无线设备的计算能力的有效解决方案。两者
论文部分内容阅读
随着通信技术与物联网行业的快速发展,低功耗无线网络被广泛的应用于监测和工业自动化等场景,部署了海量具有实时通信和计算功能的小型无线设备。由于严格的设备尺寸限制和生产成本考虑,无线设备通常使用容量有限的电池和低功耗低性能的处理器,从而大大限制了无线网络的数据处理性能。基于射频的无线能量传输技术(WPT)和移动边缘计算(MEC)技术的最新发展成为延长电池寿命和提高无线设备的计算能力的有效解决方案。两者的结合构成了新型的无源边缘计算系统,其能够持续地为无源设备远程无线供能,并且协助无线设备进行数据处理。同时,相比于传统的边缘计算网络,无源边缘计算系统优化设计存在新的挑战。一方面,由于无线能量传输效率较低,无线设备收集的能量有限,系统性能受到无线设备有限能量的制约。另一方面,对于多用户无源边缘计算系统,用户共享有限的系统资源,例如MEC服务器的计算资源、时间和频率资源。对处于较差信道状态的用户,收集的能量较低,而在执行计算任务时需要分配更多的系统资源,造成严重的不公平现象。本文研究了由WPT供电的多用户MEC网络的资源分配问题,其中用户通过码分多址技术共享无线信道,并遵循二进制计算卸载策略,即任务数据集作为一个整体在本地或远程在MEC服务器上执行。码分多址是诸多实际物联网中管理多用户频谱资源共享的方法,这也是本文考虑运用码分多址的重要原因。我们的目标是联合优化任务卸载决策(卸载到边缘服务器或本地计算)和资源分配(即WPT时间和用户发射功率),以最大程度地提高所有系统的整体计算能力,表现为用户的加权和计算速率。该优化问题被建模为一个混合整数非线性规划问题,其中最大的困难在于具有组合特性的用户卸载决策。由于实际的用户扩频码不是完全正交的,因此不同的用户卸载集将导致不同的干扰水平和计算速率组合。为了解决这个问题,我们首先考虑给定用户卸载集,采用简单的循环功率控制算法和高效的分时规划法(FP),来减轻上行链路任务卸载中的多用户干扰,并利用一维搜索算法得到近似最优的WPT时间分配。在最优资源分配基础上,我们提出了一种随机局部搜索算法来优化卸载决策。仿真结果表明,与其他代表性基准方法相比,本文提出的优化方法可以有效地提高具有扩频多址访问的无源边缘计算网络的计算性能。
其他文献
自然场景中的文本包含丰富而准确的语义信息,是分析和理解特定场景内容的关键要素。近年来,自然场景文本检测技术在自动驾驶、场景分析、盲人导航等领域得到了广泛应用,成为当前计算机视觉领域的研究热点,受到了工业界和学术界的共同关注。然而,由于自然场景中的文本往往形状大小多变、排列方向不一、环境背景复杂等原因,自然场景文本检测算法的研究仍然面临巨大的挑战。本文结合目标检测、图像分割和深度学习的最新研究成果,
基于沉浸式3D全景视频的虚拟现实应用可以给用户带来沉浸式、深度感和交互式等身临其境的体验,具有广泛的市场需求和应用价值。然而,由于现有采集技术的局限和计算资源的约束,3D全景视频系统中的各环节均会引入不同类型和不同程度的失真。因此,3D全景视频系统中存在大量的图像失真问题,亟需研究高效的修复算法,以提升整体系统性能。本论文基于深度学习技术,围绕3D全景视频系统中的深度图像修复和360度全景图像修复
在全球共有数以万计的数据中心,随着科技的发展及人们对数据服务需求的增加,数据中心的数量每年都在增长。数据中心给我们的的工作与生活带来便利的同时,每年消耗大量的电力并且带来大量的碳污染。本文研究以服务器集群中作业分配方法为目标,以节能为目的,即研究目标是,对于服务器集群中传入的作业请求,设计最优的分配方法,以提高系统的能量效率实现节能,同时又保证作业高效率完成。作业分配主要研究如何为用户的提交的作业
近年来,随着互联网的蓬勃发展,移动通信中的用户数变得越来越多,数据流量大量增加,能源的消耗也变得日益严重,在未来的通信中面临着降低成本、提高性能的挑战。为了提高系统的性能,如何消除多用户干扰便成为了一个越来越重要的课题。然而,随着通信的发展,现有的多用户干扰消除算法如多用户检测技术等无法普遍满足于各种应用场景的需求。所以,本文进一步研究使用机器学习算法消除多用户干扰这个问题。深度学习是机器学习中的
与传统的单任务进化算法相比,进化多任务(EMT)在多个任务的搜索空间中同时进行优化。通过任务间的知识迁移,EMT能够增强优化任务的求解能力。然而,如果知识迁移不能得到很好的进行,EMT的算法性能会受到影响。为提高任务间知识迁移的质量,本文提出了一种基于子空间对齐和自适应差分进化的多目标EMT算法MOMFEA-SADE。具体地说,MOMFEA-SADE采用子空间学习方式,基于一个映射矩阵来变换种群的
近年来,在第五代通信技术(5G)和人工智能技术的背景下,智能物联网技术(AIoT)逐渐走入研究人员的视野。AIoT是一个交叉学科,目的是将AI服务于物联网之中。已经有大量研究围绕如何在物联网中使用AI服务,这些研究主要围绕两个方面,即一些新颖的应用和AI服务的性能优化。在运用层面,研究人员广泛使用传感器网络以解决一些动作识别、步态识别、健康检测等功能。在优化层面,则包含边缘计算、神经网络优化、网络
随着各行各业对室内定位服务的需求日益增长,越来越多的研究者将科研工作投入到了室内定位技术的研究中。基于位置指纹的WIFI定位算法凭借具有覆盖范围广、成本较低、容易部署等优点,目前已经成为室内定位领域的研究热点。但由于室内环境的复杂多变,使得WIFI信号在室内传播过程中具有强烈的时变性、非线性,不平稳性。因此,本文针对上述问题对基于深度学习的室内定位算法进行研究,通过使用深度学习算法挖掘位置指纹信息
新兴应用程序(例如云计算)的爆炸性增长和新的网络范式(例如物联网)的广泛使用要求新网络的基础架构能够支持动态、高容量和高质量传输(Qo T)从而来保证端到端的服务。相应地,光通信网络需要更多的波长资源来承载业务。但目前市面上已经投入市场商用的波长交换开关的端口数量往往限制在大约20以内,且价格非常昂贵。近年来,波带交换(WBS)这项技术被光网络行业的研究者们所发现捕捉,并进行了深度研究。WBS在减
网络功能虚拟化(NFV)正在革新网络服务的设计和部署方式。与传统的网络相比,NFV概念虚拟化了网络功能(防火墙、入侵检测、代理服务器…),因此它们可以托管在通用硬件(服务器/计算机/交换机)上。这些网络功能与专用硬件解耦,称为虚拟网络功能(VNF)。运行在基于NFV的网络提供了更大的灵活性,使得高效和可伸缩的资源得以利用,并降低了成本。因此运营商对放在数据中心或支持NFV的网络元素(如路由器和交换
随着社会的进步和科学技术的提高,数字签名逐渐被深入研究并快速发展,出现了一系列不同类型的数字签名。其中,多重签名作为数字签名重要的一种变形,它能够将不同签名者对同一消息的签名合并成一个签名,在验证阶段只需一次验证即可。正是因为多重签名带来的简单高效的特性,多重签名引起了许多学者的关注。如何确保多重签名安全性的情况下提高多重签名的效率成为研究的关键。本文从多重签名角度出发,对多重签名的安全性和效率进