(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210791664.9 (22)申请日 2022.07.05 (71)申请人 东北石油大 学 地址 163318 黑龙江省大庆市高新 技术产 业开发区发展路19 9号 (72)发明人 张光华　王晓昕　任晶秋　邵克勇　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 专利代理师 高倩 (51)Int.Cl. H04W 4/02(2018.01) H04W 4/40(2018.01) H04W 24/02(2009.01) H04W 72/04(2009.01) G06F 9/50(2006.01)H02J 50/00(2016.01) H02J 50/40(2016.01) H02J 50/80(2016.01) (54)发明名称 无人机辅助的无线能量传输及移动边缘计 算方法 (57)摘要 本发明的无人机辅助的无线能量传输及移 动边缘计算方法涉及一种无线能量传输协同移 动边缘计算中的数据传输方法， 目的是为了克服 现有系统浪费工作时间， 且工作效率降低的问 题， 包括： 步骤一、 计算得到 各移动设备 发送给无 人机的卸载任务的数据量， 以及各移动设备在卸 载任务数据传输中的传输消耗能量； 步骤二、 计 算自身剩余任务的本地计算消耗能量， 并计算得 到各移动设备的剩余能量； 步骤三、 以最小化无 人机的发送功率为前提， 对无人机发送功率、 各 移动设备的发送功率、 移动设备M2功率分配因子 和卸载任务的数据量进行条件约束， 得到优化问 题； 步骤四、 解算优化问题， 得到最小化的无人机 的发送功率。 权利要求书3页 说明书11页 附图2页 CN 115190420 A 2022.10.14 CN 115190420 A 1.无人机辅助的无线能量传输及移动边缘计算方法， 其特征在于， 所述方法基于无线 能量传输及移动 边缘计算系统， 所述系统包括无人机、 移动设备M1和移动设备M2， 移动设备 M2与无人机距离小 于移动设备M1与无人机距离； 在一个时间块内， 无人机基于无人机发送功 率向各移动设备发送能量， 且移动设备M1通过移动设备M2向无人机发送M2的卸载任务， 移动 设备M2直接向无 人机发送M2的卸载任务； 具体包括如下步骤： 步骤一、 通过无人机发送功率计算得到各移动设备从无人机收集到的收集能量； 通过 各移动设备的发送功率和移动设备M2功率分配因子计算得到各移动设备发送给无人机的 卸载任务的数据量， 以及计算得到各移动设备在卸载任务数据传输中的传输消耗能量； 步骤二、 通过卸载任务的数据量计算得到各移动设备计算自身剩余任务的本地计算消 耗能量， 并通过收集能量、 传输消 耗能量和本地计算消 耗能量计算得到各移动设备 的剩余 能量； 步骤三、 以最小化无人机的发送功率为前提， 对无人机发送功率、 各移动设备的发送功 率、 移动设备M2功率分配因子、 卸载任务的数据量和各移动设备的剩余能量进行条件约束， 得到优化问题； 步骤四、 解算优化问题， 得到最小化的无人机的发送功率， 完成无人机辅助的无线能量 传输及移动边 缘计算。 2.根据权利要求1所述的无人机辅助的无线能量传输及移动边缘计算方法， 其特征在 于， 步骤一的具体方法如下： 步骤一一、 将一个时间块分为 三个时隙； 在第一时隙中， 无人机通过无线能量传输同时向移动设备M1和移动设备M2传输能量， 各 移动设备从无 人机收集到的收集能量表示 为： 其中， ji表示移动设备Mi的能量转换效率， gi表示无人机到移动设备Mi的下行链路信道 功率增益， P0表示无人机发送 功率； T为时间块的时长； 在第二时隙中， 移动设备M1利用收集能量将自身的卸载任务发送给移动设备M2， 移动设 备M1向移动设备M2发送的数据量表示 为； 其中， p＝[p1， p2]， p1表示移动设备M1的发送功率， p2表示移动设备M2的发送功率， r1,12 (p)表示移动设备M1的卸载任务数据从移动设备M1到移动设备M2的信道可实现的传输速率， B表示信道带宽， h12表示从移动设备M1到移动设备M2的信道功率增益， N2表示移动设备M2的 接收机噪声功率； 在第三时隙中， 移动设备M2利用自身的部分收集能量将移动设备M1的卸载任务发送给 无人机， 移动设备M2向无人机发送的数据量表示 为： 其中， r1,2(p)表示移动设备M1的卸载任务数据从移动设备M2到无人机的传输速率， α∈权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115190420 A 2[0， 1]表示移动设备M2的功率分配因子， h2表示从移动设备M2到无人机的信道功率增 益， N0 表示无人机的接收机噪声功率； 经过三个时隙后， 移动设备M1卸载给无人机的卸载任务的数据量 为： H1(p)＝min{H1,12(p),H1,2(p)} 同时， 移动设备M2利用自身剩余的收集能量将自身的卸载任务发送给无人机， 发送的卸 载任务的数据量 为： 其中， r2(p)表示移动设备M2的卸载任务数据从移动设备M2到无人机的传输 速率； 步骤一二、 在卸载任务数据的传输过程中， 计算得到各移动设备消耗的能量表示 为： 3.根据权利要求2所述的无人机辅助的无线能量传输及移动边缘计算方法， 其特征在 于， 第一时隙、 第二时隙、 第三时隙的比值 为2:1:1。 4.根据权利要求2或3所述的无人机辅助的无线能量传输及移动边缘计算方法， 其特征 在于， 步骤二的具体方法如下： 步骤二一、 通过下式计算得到各移动设备的本地计算消耗能量： 其中， Vi表示各移动设备的数据任务量大小， Qi＝κifi2, κi表示各移动设备的芯片架构 的有效电容系数， fi表示各移动设备的CPU频率； Di表示各移动设备计 算1比特输入任务的数 据所消耗的计算资源； 步骤二二、 通过下式计算得到各移动设备的剩余能量： 5.根据权利要求4所述的无人机辅助的无线能量传输及移动边缘计算方法， 其特征在 于， 步骤三的具体方法如下： 优化问题可表示 为： 满足以下 条件： 其中， Ii＝Vi‑fiT/Di,(x)+＝max{x,0}。 6.根据权利要求5所述的无人机辅助的无线能量传输及移动边缘计算方法， 其特征在 于， 步骤四中， 无 人机发送 功率P0的最小值 为P0＝max{P01,P02}；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115190420 A 3