一种无人机移动边缘计算网络卸载方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无人机移动边缘计算网络卸载方法、装置及电子设备，该方法包括移动边缘计算服务器确定初始价格信息，对所有用户端广播初始价格信息；用户端计算无人机到用户端的信道增益，根据初始价格信息以及信道增益确定用户成本最小的卸载决策信息量；移动边缘计算服务器调整初始价格信息，直至移动边缘计算服务器在当前坐标位置下的总收益信息最大；移动边缘计算服务器基于改变坐标位置调整卸载数据量，直至移动边缘计算服务器在当前初始价格信息下的总收益信息最大。本发明专利技术实现了联合无人机位置、计算服务的初始价格信息定价以及用户端对于任务的卸载决策信息来综合优化整体计算性能，能够获得更高的收益，且降低了用户端的平均时延。用户端的平均时延。用户端的平均时延。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机移动边缘计算网络卸载方法、装置及电子设备


[0001]本申请涉及信息与通信工程
，具体而言，涉及一种无人机移动边缘计算网络卸载方法、装置及电子设备。

技术介绍

[0002]目前，用户可以通过将计算密集型任务部分或全部的卸载到移动边缘计算服务器（Mobile Edge Computing, MEC）中，来提升用户的计算服务质量并减少能量损耗。其中，是否进行计算卸载，很大程度上取决于用户和移动边缘计算服务器之间的无线信道质量，而由于通常情况下信道条件较差，导致卸载到移动边缘计算服务器执行计算的能耗大于本地执行。同时，对于基础设施建设较差的无线网络场景而言，这种传统的地面移动边缘计算也难以满足用户的计算需求。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种无人机移动边缘计算网络卸载方法、装置及电子设备。
[0004]第一方面，本申请实施例提供了一种无人机移动边缘计算网络卸载方法，所述方法包括：移动边缘计算服务器根据用户端的总数量为各所述用户端平均分配用户带宽，并确定初始价格信息，对所有所述用户端广播所述初始价格信息，所述移动边缘计算服务器设置于无人机上；所述用户端计算所述无人机到所述用户端的信道增益，根据所述初始价格信息以及所述信道增益确定用户成本最小的卸载决策信息，并将所述卸载决策信息发送至所述移动边缘计算服务器，所述卸载决策信息用以表征所述用户端卸载至所述移动边缘计算服务器进行处理的卸载数据量；所述移动边缘计算服务器确定所述初始价格信息与无人机总收益信息的第一映射关系，并调整所述初始价格信息，直至所述移动边缘计算服务器在当前坐标位置下的总收益信息最大，记录所述总收益信息最大时的当前初始价格信息；所述移动边缘计算服务器确定所述卸载数据量与所述无人机总收益信息的第二映射关系，基于改变所述无人机在服务区域内的坐标位置调整所述卸载数据量，直至所述移动边缘计算服务器在所述当前初始价格信息下的所述总收益信息最大，记录所述总收益信息最大时的当前坐标位置；所述移动边缘计算服务器在所述当前坐标位置执行所述当前初始价格信息对应的所述卸载决策信息。
[0005]优选的，所述用户端计算所述无人机到所述用户端的信道增益，根据所述初始价格信息以及所述信道增益确定用户成本最小的卸载决策信息，包括：所述用户端设置用以表征卸载处理量的第一处理数据，并获取用户信息，所述用
户信息包括计算1位数据所需的周期数、总计算数据、本地CPU频率；基于所述本地CPU频率、第一处理数据、总计算数据计算所述用户端的本地计算时延；构建三维笛卡尔坐标系，确定所述用户端的第一水平位置以及所述无人机的第二水平位置和飞行高度，基于自由空间路径损耗模型计算所述无人机到所述用户端的信道增益，并根据所述信道增益计算所述用户端的卸载时延；比对所述本地计算时延和卸载时延，确定所述用户端的总时延；基于所述初始价格信息计算所述用户端向所述移动边缘计算服务器的预期支付费用，将所述预期支付费用与总时延之和确定为所述用户端的用户成本；生成卸载决策信息，用以使所述用户成本最小。
[0006]优选的，所述根据所述信道增益计算所述用户端的卸载时延，包括：基于所述信道增益分别计算所述用户端向所述无人机发送数据的上行链路传输速率和下行链路传输速率；根据所述上行链路传输速率计算上行链路传输时延，根据所述下行链路传输速率计算下行链路传输时延；确定所述用户端在所述移动边缘计算服务器的边缘计算时延，累加所述边缘计算时延、上行链路传输时延、下行链路传输时延，得到所述用户端的卸载时延。
[0007]优选的，所述调整所述初始价格信息，包括：所述移动边缘计算服务器对各所述本地CPU频率的倒数进行排序，得到价格数组，并从所述价格数组中选取数组参数调整所述初始价格信息。
[0008]优选的，所述基于改变所述无人机在服务区域内的坐标位置调整所述卸载数据量，包括：基于改变所述无人机在服务区域内的坐标位置，调整所述无人机与用户端之间的信道容量；基于所述信道容量调整所述卸载数据量。
[0009]优选的，所述方法还包括：轮流重复所述调整所述初始价格信息，直至所述移动边缘计算服务器在当前坐标位置下的总收益信息最大，记录所述总收益信息最大时的当前初始价格信息的步骤与所述基于改变所述无人机在服务区域内的坐标位置调整所述卸载数据量，直至所述移动边缘计算服务器在所述当前初始价格信息下的所述总收益信息最大，记录所述总收益信息最大时的当前坐标位置的步骤；迭代更新所述当前坐标位置与当前初始价格信息。
[0010]第二方面，本申请实施例提供了一种无人机移动边缘计算网络卸载装置，所述装置包括：分配模块，用于移动边缘计算服务器根据用户端的总数量为各所述用户端平均分配用户带宽，并确定初始价格信息，对所有所述用户端广播所述初始价格信息，所述移动边缘计算服务器设置于无人机上；确定模块，用于所述用户端计算所述无人机到所述用户端的信道增益，根据所述初始价格信息以及所述信道增益确定用户成本最小的卸载决策信息，并将所述卸载决策信
息发送至所述移动边缘计算服务器，所述卸载决策信息用以表征所述用户端卸载至所述移动边缘计算服务器进行处理的卸载数据量；第一调整模块，用于所述移动边缘计算服务器确定所述初始价格信息与无人机总收益信息的第一映射关系，并调整所述初始价格信息，直至所述移动边缘计算服务器在当前坐标位置下的总收益信息最大，记录所述总收益信息最大时的当前初始价格信息；第二调整模块，用于所述移动边缘计算服务器确定所述卸载数据量与所述无人机总收益信息的第二映射关系，基于改变所述无人机在服务区域内的坐标位置调整所述卸载数据量，直至所述移动边缘计算服务器在所述当前初始价格信息下的所述总收益信息最大，记录所述总收益信息最大时的当前坐标位置；执行模块，用于所述移动边缘计算服务器在所述当前坐标位置执行所述当前初始价格信息对应的所述卸载决策信息。
[0011]第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式提供的方法的步骤。
[0012]第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式提供的方法。
[0013]本专利技术的有益效果为：通过无人机搭载移动边缘计算服务器，并联合无人机位置、计算服务的初始价格信息定价以及用户端对于任务的卸载决策信息来综合优化整体计算性能，相较于纯本地计算和传统移动边缘计算，本申请的卸载方法相较于设置边缘计算服务器的固定基站将获得更高的收益，且同时降低了用户端的平均时延。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机移动边缘计算网络卸载方法，其特征在于，所述方法包括：移动边缘计算服务器根据用户端的总数量为各所述用户端平均分配用户带宽，并确定初始价格信息，对所有所述用户端广播所述初始价格信息，所述移动边缘计算服务器设置于无人机上；所述用户端计算所述无人机到所述用户端的信道增益，根据所述初始价格信息以及所述信道增益确定用户成本最小的卸载决策信息，并将所述卸载决策信息发送至所述移动边缘计算服务器，所述卸载决策信息用以表征所述用户端卸载至所述移动边缘计算服务器进行处理的卸载数据量；所述移动边缘计算服务器确定所述初始价格信息与无人机总收益信息的第一映射关系，并调整所述初始价格信息，直至所述移动边缘计算服务器在当前坐标位置下的总收益信息最大，记录所述总收益信息最大时的当前初始价格信息；所述移动边缘计算服务器确定所述卸载数据量与所述无人机总收益信息的第二映射关系，基于改变所述无人机在服务区域内的坐标位置调整所述卸载数据量，直至所述移动边缘计算服务器在所述当前初始价格信息下的所述总收益信息最大，记录所述总收益信息最大时的当前坐标位置；所述移动边缘计算服务器在所述当前坐标位置执行所述当前初始价格信息对应的所述卸载决策信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户端计算所述无人机到所述用户端的信道增益，根据所述初始价格信息以及所述信道增益确定用户成本最小的卸载决策信息，包括：所述用户端设置用以表征卸载处理量的第一处理数据，并获取用户信息，所述用户信息包括计算1位数据所需的周期数、总计算数据、本地CPU频率；基于所述本地CPU频率、第一处理数据、总计算数据计算所述用户端的本地计算时延；构建三维笛卡尔坐标系，确定所述用户端的第一水平位置以及所述无人机的第二水平位置和飞行高度，基于自由空间路径损耗模型计算所述无人机到所述用户端的信道增益，并根据所述信道增益计算所述用户端的卸载时延；比对所述本地计算时延和卸载时延，确定所述用户端的总时延；基于所述初始价格信息计算所述用户端向所述移动边缘计算服务器的预期支付费用，将所述预期支付费用与总时延之和确定为所述用户端的用户成本；生成卸载决策信息，用以使所述用户成本最小。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述信道增益计算所述用户端的卸载时延，包括：基于所述信道增益分别计算所述用户端向所述无人机发送数据的上行链路传输速率和下行链路传输速率；根据所述上行链路传输速率计算上行链路传输时延，根据所述下行链路传输速率计算下行链路传输时延；确定所述用户端在所述移动边缘计算服务器的边缘计算时延，累加所述边缘计算时延、上行链路传输时延、下行链路传输时延，得到所述用户端的卸载时延。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：周逸诚，冯维，陈杰，钟瑞，徐远航，郭明宇，姚英彪，夏晓威，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：