[发明专利]基于循环博弈算法的毫米波MEC卸载传输方法

说明书

本发明公开了一种基于循环博弈算法的毫米波MEC卸载传输方法，主要解决现有技术进行毫米波MEC计算卸载传输策略仅适用于单一用户场景，且卸载传输能量效率低，传输时延大的问题。其实现方案是：1)利用非合作式博弈论法设置卸载传输时用户匹配参数；2)计算所有匹配对的效用函数；3)利用效用函数判决匹配对的匹配成功与否；4)对匹配成功的匹配对进行重复匹配判断，保留效用函数最大的匹配对，剩余的匹配对被打破；5)检测匹配完成情况，若完成，则由匹配对得到的用户顺序进行非正交多址接入NOMA传输，完成MEC数据卸载，否则，返回3)。本发明大幅度减少了所需的能量效率和传输时延，可用于基于毫米波通信传输。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种毫米波MEC卸载方法，可用于基于毫米波通信传输。

背景技术

在未来5G/B5G通信中，“高计算量业务”将呈现爆发式增长，如虚拟现实应用、超清视频流、大型人机交互游戏、AI计算处理等，移动终端面临前所未有的超负荷计算挑战，易导致出现服务延时或中断、瞬时功耗骤增等严重问题。移动边缘计算MEC是一种分布式计算技术，其采用分布式云化架构，通过将计算任务直接卸载至就近基础设施，即配备有MEC服务器的微基站，降低所需计算延时和用户本地能耗，且能大大减少单一计算服务器负载，从而更好地解决移动终端的计算卸载问题。因此，在5G/B5G移动网络中，MEC技术可以适配多种不同业务场景，包括智能移动终端、VR虚拟现实应用、全息视频或影像、无人驾驶车联网。

现有MEC技术的数据传输方案包括两种，一种的计算卸载传输主要是基于分米波频段通信，可被称为“分米波MEC技术”，而另一种的计算卸载传输主要是基于毫米波频段通信，可称为“毫米波MEC技术”。随着5G/B5G通信网络微型化、密集化，高计算量业务需求数量将大幅增加，传统分米波通信的频谱资源有限，无法在承载密集计算任务的同时需求大数据量卸载传输，导致计算任务超时甚至失效的严重后果。因此，如何优化能量传输效率和减小传输时延是MEC传输问题中十分重要的问题。

而毫米波MEC拥有丰富频谱资源的毫米波通信，可天然地服务于MEC技术，通过实现高速率MEC卸载传输，大大降低计算任务时延，进而支持大规模计算任务卸载。根据现有研究对于不同计算卸载技术的特点及性能对比可见毫米波MEC技术拥有巨大优势。然而现有大多数相关文献对于毫米波MEC都局限于计算判决问题，即判决计算任务在用户端或边缘服务器端执行。有些关于毫米波MEC计算卸载传输策略仅适用于单一用户场景，且卸载传输能量效率低，传输时延大。

发明内容

本发明目的在于提出一种基于循环博弈算法的毫米波MEC卸载传输方法，以在多用户场景下最大程度优化卸载传输能量效率和传输延时。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下：

1.一种基于循环博弈算法的毫米波MEC卸载传输方法，其特征在于，包括如下：

1)利用非合作式博弈论法设置卸载传输时用户匹配参数：

设置传输功率、传输速率、匹配概率和惩罚系数；

设置固定用户和非固定用户；

设置本轮配对集NP、本轮未配对集UP和已经配对集AP；

定义奖励函数为匹配概率与传输速率的乘积；

定义惩罚函数为传输功率和其倒数的线性加权；

2)将每位固定用户和非固定用户构成一个匹配对，计算每个匹配对的奖励函数R_i,j(S)和惩罚函数C_i,j(S)，并对这两个函数求和，得到效用函数U_i,j(S)，其中i表示第i个固定用户，j表示第j个非固定用户，S表示配对集类型；

3)根据最大效用函数法则，固定用户m依次寻找最优的非固定用户n进行匹配；