(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 202210350401.4 (22)申请日 2022.04.02 (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 (72)发明人 齐俏　陈晓明　张朝阳　 (74)专利代理 机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 专利代理师 傅朝栋　张法高 (51)Int.Cl. H04W 4/02(2018.01) H04W 72/04(2009.01) G06F 9/445(2018.01) (54)发明名称 一种定位、 通信和计算的融合方法 (57)摘要 本发明公开了一种定位、 通信和计算的融合 方法。 系统由一个控制中心、 若干个部署边缘计 算服务器的多天线基站和多个计算受限的单天 线移动终端组成， 同时存在多个定位目标。 移动 终端通过发射相互正交的定位 ‑通信双功能信 号， 将需要计算的任务卸载到其中一个基站上， 同时执行目标定位。 基站收到信号后， 一方面提 取出定位信息传至控制中心估计出目标位置， 另 一方面对信号进行解码获得任务数据， 并将其送 至移动边缘计算服务器执行计算。 完成计算后， 基站将结果回传给相应的移动终端。 本发明为无 线网络提供了一种有效的定位、 通信和计算的融 合方法。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 114928810 A 2022.08.19 CN 114928810 A 1.一种定位、 通信和计算的融合方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 1)用于实现融合方法的系统中布置N个天线数为K的基站， 各基站通过光纤连接到控制 中心， 同时M个计算受限的单天线移动终端通过这些基站接入 无线网络， 同时系统中还存在 L个定位目标； 2)基站与移动终端进行信息交互， 获得移动终端信息， 所述移动终端信息包括基站与 移动终端之间的信道状态信息、 移动终端的位置信息和计算任务大小与计算量； 其中， 第m 个移动终端经第l个定位目标反射到第n个基站的第k根天线的信道状态信息为hm,l,n,k， 第m 个移动终端在三维笛卡尔坐标系中的位置为 第m个移动终端的计算任务大小 为Dm， 任务计算 量为Cm， m∈[1,M],l∈[1,L],n∈[1,N],k∈[1,K]； 3)基站将获取到的移动终端信息与自身的位置信息发送给控制中心， 其中第n个基站 在三维笛卡尔坐标系中的位置为 控制中心根据先验信息得到移动终端完成计 算任务所需的时间和能量并将其作为计算任务的目标， 同时计算出定位目标的克拉美罗下 界并将其作为定位任务的目标； 4)控制中心根据移动终端计算任务的目标和定位任务的目标为移动终端选择任务卸 载的基站和分配发射功率， 为基站的移动边缘计算服务器分配卸载任务的计算资源， 并将 形成的决策发送给基站； 基站收到决策信息后再发送给移动终端； 5)移动终端根据控制中心制定的决策发射相互正交的定位 ‑通信双功能信号， 将需要 计算的任务卸载到指定的基站上， 同时执 行目标定位； 6)基站收到信号后， 一方面提取出定位信息然后发送给控制中心用于估计目标位置， 另一方面对信号进行解码获得任务数据， 并将其送至移动边缘计算服务器执行计算； 完成 计算后， 将结果回传给相应的移动终端。 2.根据权利要求1所述的一种定位、 通信和计算的融合方法， 其特征在于， 步骤3)中， 控 制中心对移动 终端完成计算任务所需的时间和能量以及定位目标 的克拉美罗下界的计算 方法为： 3 .a)第m个移动终端将任务卸载到第n个基站上完成计算任务所需时间为 其中 为第m个移动终端到第n个 基站的数据传输速度， βm为第m个移动终端的信号带宽， pm为第m个移动终端的发射功率， om,l,n,k为第m个移动终端经第l个定位目标到第n个基站的第k根天线的反射系数， σ2为高斯 白噪声， 为第n个基站的服务器为第m个移动终端的任务分配的计算资源， | ·|2表示绝 对值的平方。 3.b)第m个移动终端将任务卸载到第n个基站上完成计算任务所需能量Em,n的计算方法 为 其中kn为第n个基站CPU计算的能量系数；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114928810 A 23.c)第l个定位目标的克拉美罗下界ξl的计算方法为 其中trace( ·)为 矩阵的迹， 为第l个定位目标的费歇耳信息矩阵， c为光速， (xl,yl, zl)为控制中心上个周期估计的第l个目标在三维笛卡尔坐标系中的位置， 为第m个移动 终端到第l个目标的距离， 为第n个基站到第l个目标的距离 。 3.根据权利要求1所述的一种定位、 通信和计算的融合方法， 其特征在于， 步骤4)中， 控 制中心为移动终端选择任务卸载的基站和分配发射功率， 以及为基站的移动边缘计算服务 器分配卸载任务的计算资源的决策 方法为： 4.a)根据移动设备与基站之间的距离初始化任务卸载选择θm,n， 即第m个移动设备选择 距离最近的第n个基站进行任务卸载， 令θm,n＝1， 初始化移动设备的发射功率 初 始化服务器计算资源 初始化辅助变量 其中 为第m个移 动设备最大的发射功率， Fn为第n个基站总的计算资源， 表示当第m个移 动设备进行任务卸载时选择的基站编号； 4 .b ) 根 据 任 务 卸 载 选 择 策 略 ，引 入 辅 助 变 量 和 则 第 m 个 移 动 设 备 完 成 计 算 任 务 所 需 时 间 为 所有移动设备完成计算任务所需的总能量 为 同 时 ，引 入 辅 助 变 量 矩 阵 则 有 其中， 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114928810 A 3