[发明专利]一种IRS-BackCom赋能的6G物联网多层计算方法及系统

权利要求书

1.一种IRS-BackCom赋能的6G物联网多层计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立IRS-BackCom赋能6G物联网的多层计算系统模型；

S2、对步骤S1得到的IRS-BackCom赋能6G物联网的多层计算系统模型进行问题建模，将通信问题简化为三层逻辑通信模型，得到用户设备层，接入点层，中央处理器层计算任务调度，以及获得本地计算和部分数据卸载的任务分配方案的整体通信模型；

S3、对步骤S2得到的通信模型进行系统问题表述和分解，得到一个三层的通信模型，将本地计算和迁移计算问题分给用户设备层，接入点层和中央处理器层进行处理，将任务进行时间调度，将满足本地计算能力的问题进行本地计算，将超过本地计算能力的问题进行部分数据卸载计算，将剩余问题进行分解计算，实现IRS-BackCom赋能的6G物联网多层计算。

2.根据权利要求1所述的IRS-BackCom赋能的6G物联网多层计算方法，其特征在于，步骤S1中，多层计算系统模型包括：

一个能量站PB、T1层的K个智能反射面IRS辅助的用户设备UE、T2层的M个与一台MEC服务器连接的接入点AP，T3层的一台拥有资源丰富的中央服务器；能量站PB、每个统一接入点AP和中央服务器分别配备N_p,N_a和N_c根天线，N_c≥M×N_a，在分层网络中，每个用户设备UE都请求执行一个计算任务，每个任务逐比特独立，分割成多个比特子集，所有信道遵循准静态衰落并且信道信息已知。

3.根据权利要求1所述的IRS-BackCom赋能的6G物联网多层计算方法，其特征在于，步骤S2中，采用部分数据卸载策略，所有的第一层用户设备UE和第二层接入点AP同时进行计算卸载和本地计算，对用户设备UE的计算任务进行划分，一部分在用户设备UE本地被计算，其余部分被卸载到接入点AP，从用户设备UE到接入点AP的任务转移完成后，每个接入点AP接收到的计算任务比特被划分为：在接入点AP本地被处理，以及被迁移到中央服务器上进行计算。

4.根据权利要求3所述的IRS-BackCom赋能的6G物联网多层计算方法，其特征在于，第一层本地计算计算的第k个用户设备UE处的本地能耗E_loc,k为：

其中，t_loc,k表示在第k个用户设备UE处进行本地计算的执行时间，t_off表示卸载时间在卸载期间能量站PB和所有智能反射面IRS都处于开启状态，μ表示智能反射面IRS的一个元素单元的功耗与智能反射面IRS的相位分辨率正相关，L为IRS中元素的个数；

第m个接入点AP的能量消耗E_AP,m为：

其中，t_AP,m和t_mig,m分别表示在第m个AP处的计算时间和数据迁移时间，p_AP,m表示第m个AP的信息发射功率，ε_AP,m为m个AP处处理器芯片的能耗系数与芯片架密切相关，为m个AP的CPU频率。

5.根据权利要求3所述的IRS-BackCom赋能的6G物联网多层计算方法，其特征在于，第一层用户设备UE采用IRS通信，能量站PB利用定向天线辐射电磁波时，到达每个用户设UE的智能反射面IRS的载能射频信号被用作反向散射通信，当IRS执行反向散射通信时，作为信号载体的的入射信号被重新调制，反向散射向量θ_k经过调制后，被转换为针对信号x_kr的无源波束形成向量θ_kr。

6.根据权利要求5所述的IRS-BackCom赋能的6G物联网多层计算方法，其特征在于，重新调制具体为：

其中，s表示原始数据信号，x_kr表示针对第r个UE的第K个接入点AP的调制后数据信号，w_k为PB的第k组天线上的波束形成向量。