【技术实现步骤摘要】
本申请涉及移动通信，尤其涉及一种边缘信息枢纽系统的资源分配方法、装置及设备。
技术介绍
1、当前，机器人在应急救灾中的应用日益广泛。然而，在复杂且危险的灾区环境中，单个机器人往往受限于自身能力，难以高效地独立完成救援任务。因此，迫切需要借助外部设备来提升机器人的灾区应对能力和工作效率。
2、边缘计算作为一种新兴的计算模式，通过在网络边缘分布计算和存储资源，实现在数据源附近进行数据处理和存储，有效减少了数据传输的延迟，提升了计算效率。鉴于机器人在智能和感知方面的局限性，可以将边缘计算枢纽、传感器与机器人相结合，构建边缘信息枢纽系统，以此来提升机器人的感知、决策和控制能力。
3、在灾害发生时，边缘信息枢纽系统的通信资源有限，同时通信需求急剧上升。在这种情况下，如何合理分配有限的通信资源，以服务多个机器人，提升系统承载控制任务的整体性能，进而提高应急救援的整体效率和效果，已成为当前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种边缘信息枢纽系统的资源分配方法、装置及设备，以解决上述技术问题。
2、在本申请的第一方面，提供边缘信息枢纽系统的资源分配方法，所述边缘信息枢纽系统中包含多个环路，每一环路中包含边缘信息枢纽、感知单元以及执行单元，所述边缘信息枢纽由所述多个环路共用，包括：
3、确定目标函数，所述目标函数用于表征所述多个环路承载的控制任务的总控制代价；
4、根据预先配置的目标通信资源的总量以及每一环路承载的控制任
5、根据所述目标函数和所述目标约束条件，对每一环路的上行和下行链路进行所述目标通信资源的分配。
6、根据本申请的一个实施例，所述控制代价为线性二次控制lqr代价，所述目标函数用于表征所述多个环路的lqr代价之和。
7、根据本申请的一个实施例，针对每一环路，所述环路中的感知单元用于将所述环路所控制的控制对象的状态数据通过所述环路的上行链路传输至所述边缘信息枢纽，所述边缘信息枢纽用于根据所述状态数据生成控制指令，并通过所述环路的下行链路将所述控制指令传输至所述环路中的执行单元，所述执行单元用于根据接收到的所述控制指令，执行针对所述控制对象的控制操作。
8、根据本申请的一个实施例，所述控制参数包括所述环路所控制的控制对象的状态矩阵、输入矩阵、状态向量的维度、噪声的协方差矩阵、lqr代价的状态权重矩阵以及lqr代价的控制权重矩阵；确定针对每一环路的控制代价的约束条件，包括：
9、针对每一环路，根据噪声的熵和所述状态向量的维度，确定第一参数矩阵；
10、根据所述状态矩阵和所述lqr代价的状态权重矩阵，确定第二参数矩阵；
11、根据所述输入矩阵和所述lqr代价的控制权重矩阵，确定第三参数矩阵；
12、根据所述第一参数矩阵、所述第二参数矩阵、所述第三参数矩阵以及所述噪声的协方差矩阵，确定针对所述环路的控制性能的约束条件。
13、根据本申请的一个实施例，所述控制参数至少包括所述环路所控制的控制对象的状态矩阵，所述目标约束条件还包括根据所述状态矩阵确定的针对稳定性的约束条件。
14、根据本申请的一个实施例，所述目标通信资源包括带宽、发射功率和传输时间，所述针对每一环路的上行和下行链路容量的约束条件，包括：
15、每一环路的下行链路的实际传输信息量与分配给所述环路的上行链路的传输时间的比值小于等于第一数值，所述第一数值为所述环路的上行链路的容量与预先设置的信息提取比例因子的乘积；
16、每一环路的下行链路的实际传输信息量与分配给所述环路的下行链路的传输时间的比值小于等于所述环路的下行链路的容量。
17、根据本申请的一个实施例，所述目标通信资源包括带宽、发射功率和传输时间，所述目标通信资源的总量，包括：
18、所述多个环路的上下行最大总带宽、所述多个环路的下行最大总发射功率、每一环路的上行最大发射功率以及每一环路的周期。
19、根据本申请的一个实施例，所述针对每一环路的上行和下行链路目标参数的约束条件，包括：
20、针对每一环路，分配给所述环路的上行链路的传输时间与下行链路的传输时间之和小于等于所述环路的周期；
21、分配给所述环路的上行链路的发射功率小于等于所述环路的上行最大发射功率；
22、针对所述多个环路，分配给所述多个环路的带宽之和小于等于所述多个环路的上下行最大总带宽，所述分配给所述多个环路的带宽之和是对分配给每一环路的上行链路带宽和下行链路带宽之和求和得到的；
23、分配给所述多个环路的下行链路的发射功率之和小于等于所述多个环路的下行最大总发射功率。
24、根据本申请的一个实施例，所述根据所述目标函数和所述目标约束条件，对每一环路的上行和下行链路进行所述目标通信资源的分配，包括：
25、对所述目标函数和所述目标约束条件进行凸优化求解，获得分配给每一环路的上行和下行链路的所述目标通信资源。
26、根据本申请的一个实施例，所述边缘信息枢纽包含通信模块和计算模块，并搭载在运输载具之上，所述运输载具包括无人机。
27、在本申请的第二方面，提供一种边缘信息枢纽系统的资源分配装置，所述边缘信息枢纽系统中包含多个环路，每一环路中包含边缘信息枢纽、感知单元以及执行单元，所述边缘信息枢纽由所述多个环路共用，所述装置包括：
28、第一确定单元，用于确定目标函数，所述目标函数用于表征所述多个环路承载的控制任务的总控制代价；
29、第二确定单元，用于根据预先配置的目标通信资源的总量以及每一环路承载的控制任务的控制参数，确定目标约束条件，其中，所述目标约束条件至少包括针对每一环路的控制代价的约束条件、针对每一环路的上行和下行链路容量以及目标参数的约束条件，所述目标参数包括分配给所述环路的上行和下行链路的所述目标通信资源；
30、分配单元，用于根据所述目标函数和所述目标约束条件，对每一环路的上行和下行链路进行所述目标通信资源的分配。
31、在本申请的第三方面，提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器用于执行机器可执行指令，以实现上述实施例提出的方法的步骤。
32、在本申请的第四方面，提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质内存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令被处理器执行时实现上述实施例提出的方法的步骤。
33、在本申请的第五方面，提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述实施例提出的方法的步骤。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种边缘信息枢纽系统的资源分配方法，其特征在于，所述边缘信息枢纽系统中包含多个环路，每一环路中包含边缘信息枢纽、感知单元以及执行单元，所述边缘信息枢纽由所述多个环路共用，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制代价为线性二次控制LQR代价，所述目标函数用于表征所述多个环路的LQR代价之和。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对每一环路，所述环路中的感知单元用于将所述环路所控制的控制对象的状态数据通过所述环路的上行链路传输至所述边缘信息枢纽，所述边缘信息枢纽用于根据所述状态数据生成控制指令，并通过所述环路的下行链路将所述控制指令传输至所述环路中的执行单元，所述执行单元用于根据接收到的所述控制指令，执行针对所述控制对象的控制操作。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制参数包括所述环路所控制的控制对象的状态矩阵、输入矩阵、状态向量的维度、噪声的协方差矩阵、LQR代价的状态权重矩阵以及LQR代价的控制权重矩阵；确定针对每一环路的控制代价的约束条件，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标通信资源包括带宽、发射功率和传输时间，所述针对每一环路的上行和下行链路容量的约束条件，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标通信资源包括带宽、发射功率和传输时间，所述目标通信资源的总量，包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述针对每一环路的上行和下行链路目标参数的约束条件，包括：
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标函数和所述目标约束条件，对每一环路的上行和下行链路进行所述目标通信资源的分配，包括：
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述边缘信息枢纽包含通信模块和计算模块，并搭载在运输载具之上，所述运输载具包括无人机。
11.一种边缘信息枢纽系统的资源分配装置，其特征在于，所述边缘信息枢纽系统中包含多个环路，每一环路中包含边缘信息枢纽、感知单元以及执行单元，所述边缘信息枢纽由所述多个环路共用，所述装置包括：
12.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器用于执行机器可执行指令，以实现如权利要求1-10中任一项所述的方法。
13.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质内存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令被处理器执行时实现如权利要求1-10中任一项所述的方法。
14.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1-10中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种边缘信息枢纽系统的资源分配方法，其特征在于，所述边缘信息枢纽系统中包含多个环路，每一环路中包含边缘信息枢纽、感知单元以及执行单元，所述边缘信息枢纽由所述多个环路共用，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制代价为线性二次控制lqr代价，所述目标函数用于表征所述多个环路的lqr代价之和。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对每一环路，所述环路中的感知单元用于将所述环路所控制的控制对象的状态数据通过所述环路的上行链路传输至所述边缘信息枢纽，所述边缘信息枢纽用于根据所述状态数据生成控制指令，并通过所述环路的下行链路将所述控制指令传输至所述环路中的执行单元，所述执行单元用于根据接收到的所述控制指令，执行针对所述控制对象的控制操作。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制参数包括所述环路所控制的控制对象的状态矩阵、输入矩阵、状态向量的维度、噪声的协方差矩阵、lqr代价的状态权重矩阵以及lqr代价的控制权重矩阵；确定针对每一环路的控制代价的约束条件，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制参数至少包括所述环路所控制的控制对象的状态矩阵，所述目标约束条件还包括根据所述状态矩阵确定的针对稳定性的约束条件。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标通信资源包括带宽、发射功率和传输时间，所述针对每一环路的上行和下行链路容量的约束条件，包...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯伟，方欣然，周霄汉，温福喜，郑岩，张海涛，王建宇，葛宁，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。