《電子技術(shù)應用》
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基于NOMA的移動邊緣計算網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案
2022年電子技術(shù)應用第4期
馮韶華，陳青華，歐陽中輝，李 釗
海軍航空大學 岸防兵學院，山東 煙臺264001
摘要： 移動邊緣計算(MEC)使智能終端能夠?qū)⒉糠钟嬎阖撦d轉(zhuǎn)移到位于基站子系統(tǒng)的邊緣服務器上，以解決物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)大量數(shù)據(jù)處理問題。通過研究非正交多址(NOMA)的多址MEC，提出了一種終端-邊緣服務器資源分配方案，通過NOMA方式傳輸，智能終端可以將計算工作負載卸載到不同的邊緣服務器，從而減少完成智能終端的計算工作負載的總延遲。該方案目標是優(yōu)化資源成本最小，該系統(tǒng)成本考慮終端卸載的計算工作量和邊緣服務器的計算資源使用成本的總延遲。通過單個終端的最優(yōu)卸載解決方案數(shù)值結(jié)果驗證了方案的有效性。
中圖分類號： TN92；TP393
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211682
中文引用格式： 馮韶華，陳青華，歐陽中輝，等. 基于NOMA的移動邊緣計算網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案[J].電子技術(shù)應用，2022，48(4)：62-66，70.
英文引用格式： Feng Shaohua，Chen Qinghua，Ouyang Zhonghui，et al. NOMA enable network optimization scheme of mobile edge computing[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(4)：62-66，70.
NOMA enable network optimization scheme of mobile edge computing
Feng Shaohua，Chen Qinghua，Ouyang Zhonghui，Li Zhao
College of Coastal Defense，Navy Aviation University，Yantai 264001，China
Abstract： Mobile edge computing(MEC) enables an intelligent terminal to transfer part of the computing load to the edge server located in the base station subsystem to solve the problem of mass data processing in IoT network. In this paper, a resource allocation scheme of terminal to edge server is proposed by studying NOMA multi-access MEC. By NOMA transmission, the intelligent terminal can offload the computing workload to different edge servers, so as to reduce the total delay of completing the computing workload of the intelligent terminal. The goal of this scheme is to minimize the cost of the system, which takes into account the total delay of the computing workload unloaded by the terminal and the cost of using the computing resources of the edge server. The numerical results of the optimal unloading solution with a single terminal are used to verify the effectiveness of the proposed solution.
Key words : moving edge calculation(MEC)；non-orthogonal multiple access(NOMA)；system cost minimization；resource allocation；optimal discharge

0 引言

    隨著現(xiàn)代信息社會的快速發(fā)展，計算密集型移動應用日益遍及，使得廣域物聯(lián)網(wǎng)以及各種耗費資源的應用(例如虛擬現(xiàn)實、自動駕駛)實現(xiàn)爆炸性增長[1-2]。但是，傳統(tǒng)的智能終端通常配備有有限的計算資源，無法負擔巨大的業(yè)務流量，同時計算時延等問題會導致在運行需要大量資源的服務時，服務質(zhì)量下降，無法滿足需求。移動邊緣計算(MEC)能使智能終端能夠主動地將部分計算工作負載卸載到位于基站子系統(tǒng)的邊緣服務器中，為解決這一具有挑戰(zhàn)性的問題提供了一種有效的方法[3-6]。

    通過向附近的邊緣服務器卸載負載，MEC可以有效減少計算延遲和節(jié)省移動終端能耗等問題。因此，許多工作人員都致力于研究MEC在不同應用中的開發(fā)[7-10]。由于物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中無線鏈路數(shù)據(jù)傳輸使動態(tài)資源調(diào)度具有隨機性和復雜性，MEC的性能取決于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線資源分配和智能終端的計算卸載，因此卸載決策和計算緩存的制定至關(guān)重要。為進一步提高通過MEC進行計算卸載的效率，解決計算卸載和緩存的能耗，需要一種新的多址MEC技術(shù)以滿足需求，使終端可以利用不同的無線網(wǎng)絡(luò)將計算工作量同時卸載到多個邊緣服務器上。

    非正交多址(NOMA)技術(shù)在提高網(wǎng)絡(luò)頻譜效率方面顯示出了巨大的潛力。MT-2020(5G)推進組《5G愿景與需求白皮書》中提出，5G定位于頻譜效率更高、速率更快、容量更大的無線網(wǎng)絡(luò)。4G采用了正交多址接入技術(shù)，而5G頻譜效率相比4G需要提升5～15倍，為了進一步提升頻譜效率，發(fā)明了非正交多址(NOMA)技術(shù)[11-13]。NOMA在發(fā)送端采用非正交發(fā)送，引入干擾信息，接收端通過串行干擾刪除(SIC)抵消干擾，實現(xiàn)正確解調(diào)，NOMA可以有效地提高無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)中的資源利用效率。




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作者信息：

馮韶華，陳青華，歐陽中輝，李  釗

(海軍航空大學 岸防兵學院，山東 煙臺264001)




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