多用户移动边缘计算系统中用于计算卸载的多天线NOMA

本文研究多用户移动边缘计算（MEC）系统，其中一个基站（BS）服务具有密集计算任务的多个用户。我们利用多天线非正交多址（NOMA）技术进行多用户计算卸载，使得不同用户可在相同时间/频率资源上同时将其计算任务卸载到多天线BS，且BS可采用连续干扰消除（SIC）高效解码所有用户卸载的任务以进行远程执行。我们旨在通过联合优化通信与计算资源分配以及BS的SIC解码顺序，在所有用户的计算时延约束下最小化其加权总能耗。对于部分卸载情况，加权总能耗最小化是一个凸优化问题，提出了基于拉格朗日对偶方法的有效算法以获得全局最优解。对于二进制卸载情况，加权总能耗最小化对应于一个混合布尔凸问题，通常更难求解。我们首先使用分支定界（BnB）方法获得全局最优解，然后分别基于贪心方法和凸松弛开发两种低复杂度算法，以在实践中找到高质量的次优解。数值结果表明，所提出的基于NOMA的计算卸载设计相比其他基准方案显著提高了多用户MEC系统的能效。还表明对于二进制卸载情况，所提贪心方法性能接近基于BnB的最优解，而基于凸松弛的解实现了次优性能但具有更低的实现复杂度。