无线供能智能反射面辅助移动边缘计算系统设计与优化

作     者：唐冬 黄栩蔚 罗至威 赵赛 黄高飞 TANG Dong;HUANG Xuwei;LUO Zhiwei;ZHAO Sai;HUANG Gaofei

作者机构：广州大学电子与通信工程学院广东广州510006 

出 版 物：《通信学报》 (Journal on Communications)

年 卷 期：2023年第44卷第9期

页      面：79-92页

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：国家重点研发计划基金资助项目(No.2021YFB2012403) 国家自然科学基金资助项目(No.61872098,No.61902084) 

主　　题：移动边缘计算 智能反射面 无线携能通信 能量收集 随机优化 

摘      要：研究了一种智能反射面(IRS)辅助移动边缘计算系统的新设计方案,该系统由一个配备边缘计算服务器的混合接入点(HAP)、一个配备射频能量收集电路的IRS和一个具有随机任务到达的用户端组成。为节省用户端能耗,首先提出了一种新颖的协议,使系统可以根据信道状态信息、IRS电池的能量状态与用户任务队列状态,自适应地在能量收集模式、IRS辅助任务卸载模式和IRS待机任务卸载模式中选择一种合适的工作模式。然后,基于该协议,建立了系统的优化问题,在给定IRS电池的能量状态与用户任务队列的稳定性约束条件下,通过优化系统工作模式和每种模式下的资源分配,最小化用户端的任务卸载与计算能耗。通过利用李雅普诺夫(Lyapunov)优化方法,对该问题进行了求解,从而得到了一种高效的低复杂度优化算法。仿真结果表明,所提方案比已有的基准方案可节省50%~90%的能耗。