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龙图腾网恭喜南京邮电大学申请的专利认知无人机边缘计算网络中能量效率最大化的优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116133056B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-16发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310130710.5，技术领域涉及：H04W28/16；该发明授权认知无人机边缘计算网络中能量效率最大化的优化方法是由岳文静;段永鸾;陈志设计研发完成，并于2023-02-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本认知无人机边缘计算网络中能量效率最大化的优化方法在说明书摘要公布了：本发明属于无线电通信技术领域，具体地说，是一种认知无人机边缘计算网络中能量效率最大化的优化方法，该方法将无人机既作为认知用户与源节点进行联合频谱感知，又作为中继节点进行辅助计算与传输数据，在信息因果约束、干扰功率约束、分享数据比特量约束下，以认知无人机边缘计算网络中的能量效率为优化目标，采用粒子群算法，进行速度和位置更新与迭代，对感知时间、计算资源、通信资源进行优化，得到最优的感知时间、数据比特量与中央处理单元频率，最大化认知无人机边缘计算网络中的能量效率。本发明能够提高边缘计算网络系统的能量效率。

本发明授权认知无人机边缘计算网络中能量效率最大化的优化方法在权利要求书中公布了：1.一种认知无人机边缘计算网络中能量效率最大化的优化方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、确定频谱空洞概率；步骤S2、信息收发和任务计算；步骤S3、确定系统平均能量效率目标函数；步骤S4、利用粒子群算法进行优化；在所述步骤S1中，协作频谱感知过程是：在T1时隙内，源节点S和无人机中继分别对接收到的来自主发射机PT的信号进行本地能量检测，然后无人机中继将本地感知结果通过专用控制信道传给源节点S，源节点S采用“OR”融合规则对无人机中继的感知结果和本地感知结果进行融合并做出最后的判决；其中感知时隙可分为两个子时隙ts和tr，第一个子时隙，源节点S和无人机中继分别进行频谱感知，第二个子时隙无人机中继将感知结果传给源节点S，由S进行融合并做出最后的判决，当感知结果报告时间tr很短，做忽略处理；设定yn是源节点S或无人机中继在T1内接收到的PT发送信号，根据二元假设，PT存在或者不存在时的接收信号如下所示： 其中，H1表示PT存在，H0表示PT不存在，xpt是功率为Pp的主用户发射信号，nt为服从N0，σ2分布的高斯白噪声，hST是PT-S链路的信道增益；M＝tsfs为采样点数，fs为采样频率；本地感知采用能量检测，S本地感知信号的能量统计值表示为 源节点S在能量检测下的本地虚警概率Pf和本地检测概率Pd表示为： 其中，Q·为标准高斯互补分布函数：η是源节点S和无人机中继本地能量检测器的判决门限，γ为S或无人机中继接收授权用户信号的平均信噪比：源节点S采用“OR”融合规则对S和无人机中继的本地判决结果进行融合，因此，最终整个系统的协作虚警概率Pfa和协作检测概率Pde如下：Pfa＝1-1-Pf21.5Pde＝1-1-Pd21.6由此可得： 步骤S2中，采用三维笛卡尔坐标系，其中源节点S、目的节点D、无人机中继r、主发射机PT、主接收机PR的三维坐标分别为0,0,0、xd，0,0、xr，yr，H、xT,yT，0、xR，yR,0；将传输时长T2划分成N个等长的时隙，每个时隙的长度为无人机中继与地面通信节点之间的无线信道主要为视距信道，因此，S和无人机、无人机和D、S和PR、无人机和PR、S和PT、无人机和PT之间的信道增益分别表示为 其中，β0表示在基准距离d0＝1情况下的信道功率增益，dsr、drd、dsR、drR、dsT、drT分别表示S与无人机、无人机与D、S与PR、无人机与PR、S与PT、无人机与PT之间的距离；在快衰落信道模型下，系统涉及的无线信道在时长T内保持稳定状态；所述步骤S2中包括以下流程：流程S2.1、确定本地计算中的数据比特量和能耗捕获到原始数据之后，S同步执行任务的本地计算和卸载；针对本地计算，令C表示执行单位比特计算任务所需的CPU循环次数，ρ∈0,1表示数据压缩率；为高效利用有限的能量资源，S采用动态电压和频率缩放技术以自适应地控制计算能量消耗；将S在第n时刻的CPU频率表示为fs[n]循环每秒；在第n时刻S计算的任务比特量和相应的能耗分别为 其中，γs表示S依赖于芯片结构的有效电容系数；随着本地计算的进行，S在无人机中继的辅助下将计算结果共享给D；当主用户确实空闲，且协作感知未出现虚警时，令表示第n时刻S发送出去的数据比特数，得到第n时刻S相应的信息传输能耗为 其中，表示信息发送功率，B表示信道带宽，σ2表示无人机的天线噪声功率；当主用户实际忙碌，但协作感知出现漏检时，第n时刻S发送出去的数据比特数表示为 通过分析易知，在第n时刻，S只能发送或共享那些已被本地计算处理的数据，有信息因果性约束为 考虑处理时延的存在，S在第一个和最后一个时隙不再传输计算结果，并且在最后2个时隙不再进行数据的本地计算；有和fs[N]＝fs[N-1]＝0；接收到来自S的信息之后，无人机充当中继对信息进行解码并转发给D；当主用户确实空闲，且协作感知未出现虚警时，令表示第n时刻无人机中继转发出去的数据比特量，则第n时刻无人机相应的信息转发能耗为 其中，表示无人机的信息转发功率；当主用户实际忙碌，但协作感知出现漏检时，第n时刻无人机中继转发出去的数据比特量表示为 通过分析易知，无人机只能解码转发那些已从S发送过来的信息数据；有信息因果性约束为 当处理时延，无人机在最开始的2个时隙内不会转发任何信息给D，有：基于上述分析，将S成功分享的数据比特量和相应的能量消耗分别表示为 流程S2.2、确定任务卸载中的数据比特量和能耗令表示第n时刻S卸载的任务数据比特量，则S在第n时刻的任务卸载能耗为： 其中，表示发送功率；当主用户实际忙碌，但协作感知出现漏检时，第n时刻S卸载的任务数据比特量为： 接收到S发来的任务数据，无人机首先对其进行计算处理，然后再将计算结果转发给D；设定无人机也采用动态电压和频率缩放技术以自适应地控制自身计算频率，且令fr[n]表示第n时刻的CPU频率，第n时刻无人机计算的任务数据比特量和相应的能耗可分别表示为： 其中，γr表示无人机依赖于芯片结构的有效电容系数，当主用户确实空闲，且协作感知未出现虚警时，表示第n时刻无人机转发到D的数据比特量，则相应的传输能耗为： 其中，表示传输功率；当主用户实际忙碌，但协作感知出现漏检时，第n时刻无人机转发到D的数据比特量为 在每个时隙，无人机只能计算已接收到的来自S的任务数据，且转发出去的数据量不得多于无人机经自身计算处理产生的数据量；有信息因果性约束为 考到处理时延的存在，S在最后2个时隙不应该卸载任务给无人机，无人机在第一个和最后一个时隙不执行任务计算，且无人机在最开始的2个时隙无计算结果转发到D；因此，有fr[1]＝fr[N]＝0和基于以上分析，将该方法下S成功分享的数据比特量和相应的能量消耗分别表示为： 在有限时长T内，S分享的数据比特量不少于最低阈值Imin，有约束 在S和无人机中继传输数据的过程中，S和无人机会对主通信系统的正常通信产生干扰，在本地计算阶段产生的干扰为： 在任务卸载阶段产生的干扰为 S和无人机对主接收机PR产生的平均干扰不大于干扰上限Γ，因此，有约束PH11-PdeIlocal+Ioffload≤Γ2.30。

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