[发明专利]一种面向电力物联网海量终端的多尺度多维资源分配方法

权利要求书

1.一种面向电力物联网PIoT海量终端的多尺度多维资源分配方法，其特征在于：所述的方法包括：

(1)构建系统模型，具体为构建出一种基于NOMA-边缘计算的PIoT场景，该场景由基站BS、边缘服务器以及大量具有有限能源和计算资源的PIoT设备组成，设PIoT设备的数量为M个；

(2)模型的细化，包括设备端流量模型、本地任务处理模型、任务卸载模型；

(3)队列时延约束和优化问题的提出与转化，包括队列时延约束、优化问题的提出、优化问题的转化；

(4)多时间尺度、多维度资源分配与任务划分，包括资源块分配、任务划分、计算资源分配；

步骤(1)中，BS与边缘服务器位于同一位置，并为M个PIoT设备提供无线电接入和计算服务，M个PIoT设备的集合被表示为PIoT设备将其任务放到BS上进行处理，或在本地进行处理；

构建系统模型采用离散时隙模型，将总的优化时间划分为T个时隙，每个时隙的持续时间为τ，T个时隙的集合表示为同时，构建系统模型为准静态场景，即信道状态信息CSI在一个时隙中保持不变，但在不同时隙间发生变化；在大时间尺度上，将连续的T₀个时隙组合成一个时间段，并由集合表示，且第s个时间段由表示；此外，采用正交频谱资源划分方法，将频谱资源划分为频域带宽为B和时域持续时间为T₀τ的N个时频资源块RBs，其集合由表示；

步骤(4)中，资源块分配、任务划分和计算资源分配在不同的时间尺度上被联合优化，即在每个时间段开始时，在大时间尺度上对资源块分配问题进行优化求解，同时，资源块RB分配策略由二进制指示符表示，其中表示在第s个时间段资源块RB n被分配给设备m，否则，然后在每个时隙中，基于资源块分配策略，任务划分和计算资源分配问题在小时间尺度上被联合优化。

2.如权利要求1所述的面向电力物联网PIoT 海量终端的多尺度多维资源分配方法，其特征在于：步骤(2)中的设备端流量模型采用任务划分模型，将每个任务划分为多个独立且细粒度的子任务。

3.如权利要求1所述的面向电力物联网PIoT 海量终端的多尺度多维资源分配方法，其特征在于：步骤(2)中的本地任务处理模型假设所有设备可以利用动态电压和频率缩放技术来自适应地调整其CPU周期频率。

4.如权利要求1所述的面向电力物联网PIoT 海量终端的多尺度多维资源分配方法，其特征在于：步骤(2)的任务卸载模型中，基站BS采用SIC技术来减少来自接收信号的干扰。

5.如权利要求1所述的面向电力物联网PIoT 海量终端的多尺度多维资源分配方法，其特征在于：步骤(3)的队列时延约束中，本地任务处理的端到端时延由两部分组成，即本地处理缓冲区中的排队时延和本地计算时延；任务卸载的端到端时延由任务卸载缓冲区的排队时延、传输时延、边缘服务器的计算时延和结果反馈时延四部分组成。

6.如权利要求1所述的面向电力物联网PIoT 海量终端的多尺度多维资源分配方法，其特征在于：步骤(3)的优化问题的转化中，利用李雅普诺夫优化方法，将长期随机优化问题转化为一系列短期确定性优化子问题。

7.如权利要求1所述的面向电力物联网PIoT 海量终端的多尺度多维资源分配方法，其特征在于：步骤(4)包括三个阶段，分别是初始化阶段、资源块分配阶段、任务划分和资源分配阶段。