[發明專利]一種移動邊緣計算網絡中的多用戶安全節能資源分配方法

有效

• 申請號: 202010740465.6
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN112052086B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 鄭通興;溫雅婷;劉浩文;穆鵬程;王慧明;王文杰
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;H04W12/02;H04W52/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

1.一種移動邊緣計算網絡中的多用戶安全節能資源分配方法，其特征在于，基于一種移動邊緣計算網絡中的多用戶安全節能資源分配系統，該系統包括個用戶、一個基站和一個竊聽方，其中，每個用戶在周期內需要執行bits的任務量；

將第個用戶所對應的任務量分為和兩部分，其中，部分任務在本地計算；部分通過非正交多址接入方式卸載給基站；

分配方法包括以下步驟：

步驟1，當前時隙K個用戶接入基站，基站通過信道訓練獲得該用戶的信道狀態信息；設定時分雙工，信道互易，且信道服從準靜態塊衰落模型；

步驟2，計算各用戶本地計算所消耗的能量、以及各用戶卸載任務所消耗的能量；

步驟3，構建基站端多用戶的解碼順序規則，具體地：

將各用戶發射功率和信道增益的乘積按照從大到小的順序進行解碼排序；

步驟4，根據步驟2得到的本地計算所消耗的能量和卸載計算任務所需消耗的能量，以及步驟3得到的基站端多用戶的解碼順序規則構建優化問題，所述優化問題包括優化目標和約束條件，該優化目標是指最小化該系統所消耗的能量；

步驟5，求解優化問題，得到該系統總能耗的最小值及達到該值時所對應的各個優化變量值，其中，各個優化變量值分別是在周期內的第個用戶計算每比特所需的CPU轉數、有效電容系數、第個用戶的發射功率、第個用戶的本地計算的任務量。

2.根據權利要求1所述的一種移動邊緣計算網絡中的多用戶安全節能資源分配方法，其特征在于，步驟2中，通過下式分別計算，在周期內，各個用戶本地計算所消耗的能量：

其中，為第個用戶本地計算比特任務量所需消耗的能量；代表第個用戶計算每比特所需的CPU轉數；代表CPU頻率；代表有效電容系數。

3.根據權利要求1所述的一種移動邊緣計算網絡中的多用戶安全節能資源分配方法，其特征在于，步驟2中，通過下式分別計算，在周期內，各用戶卸載計算任務所需消耗的能量：

其中，為第個用戶卸載比特計算任務所消耗的能量；代表第個用戶的發射功率。

4.根據權利要求1所述的一種移動邊緣計算網絡中的多用戶安全節能資源分配方法，其特征在于，步驟3中，優化目標如下：

約束條件包括如下：

其中，代表本地計算任務量；代表用戶發射功率；代表碼字傳輸速率；代表有用信息速率；代表基站端解碼順序；代表系統的帶寬；代表最大可容忍的安全中斷概率；為第個用戶的信道容量；；為第個用戶到基站端的信道系數；為基站端的噪聲方差；代表第個用戶計算每比特所需的CPU轉數；代表有效電容系數；代表第個用戶的發射功率；為第個用戶的本地計算的任務量；為周期；為第個用戶的安全中斷概率。

5.根據權利要求1所述的一種移動邊緣計算網絡中的多用戶安全節能資源分配方法，其特征在于，求解優化問題，具體方法是：

采用連續凸逼近方法，將步驟3中的非凸約束條件轉化成凸約束條件，形成優化問題；

在優化問題中的目標函數中加入等式約束所對應的增廣拉格朗日項,得到優化問題；

采用罰對偶分解法對優化問題進行求解，得到系統的總耗能的最小值及達到該最小值時所對應的各個優化變量值。

6.根據權利要求1所述的一種移動邊緣計算網絡中的多用戶安全節能資源分配方法，其特征在于，所述基站配備有MEC服務器。

7.根據權利要求1所述的一種移動邊緣計算網絡中的多用戶安全節能資源分配方法，其特征在于，所述基站、用戶和竊聽方均配備單根天線。