SWIPT 感知雾计算网络的最优设计
计算机与社会
2019-01-28 v1 信息论
math.IT
摘要
本文研究一种同时无线信息与功率传输(SWIPT)感知雾计算网络,其中多天线雾功能一体化混合接入点(F-HAP)向多个异构单天线传感器传输信息与能量,并协助其中部分传感器完成计算任务。通过联合优化 F-HAP 处的能量与信息波束成形设计、带宽分配及计算卸载分布,构建了一个在通信与计算需求以及能量收集约束下最小化所需能量的优化问题。提出了两种最优设计,即固定卸载时间(FOT)与优化卸载时间(OOT)设计。由于两种设计均涉及求解非凸问题,尚无已知解法。因此,对 FOT 设计采用半定松弛(SDR)求解,并从理论上证明秩一约束始终满足,从而保证全局最优解。对 OOT 设计,因其非凸性难以处理,提出一种基于罚对偶分解(PDD)的算法,可获得次优解。分析了两种设计的计算复杂度。数值结果表明,部分卸载模式优于二进制基准模式。还表明,若系统计算能力足够强,建议采用 OOT 设计以实现更低所需能量;否则,优先采用 FOT 设计以获得较低计算复杂度。
引用
@article{arxiv.1901.08997,
title = {Optimal Design of SWIPT-Aware Fog Computing Networks},
author = {Jingxian Liu and Ke Xiong and Pingyi Fan and Zhangdui Zhong and Khaled Ben Letaief},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.08997},
year = {2019}
}
备注
Submitted to IEEE conference