[发明专利]一种移动边缘计算网络中的多用户安全节能资源分配方法

说明书

本发明提供的一种移动边缘计算网络中的多用户安全节能资源分配方法，包括以下步骤：步骤1，当前时隙K个用户接入基站，基站通过信道训练获得该用户的信道状态信息；设定时分双工，信道互易，且信道服从准静态块衰落模型；步骤2，计算各用户本地计算所消耗的能量、以及各用户卸载任务所消耗的能量；步骤3，根据第二步得到的本地计算所消耗的能量和卸载计算任务所需消耗的能量，构建优化问题，所述优化问题包括优化目标和约束条件，该优化目标是指最小化系统的总能耗；步骤4，求解优化问题，得到系统的总耗能的最小值及达到该最小值时所对应的各个优化变量；本发明在实现MEC网络安全节能任务卸载方面显著降低能量消耗。

技术领域

本发明涉及无线通信物理层安全传输问题，特别涉及一种移动边缘计算网络中的多用户安全节能资源分配方法。

背景技术

无线网络的快速发展催生了一系列计算密集型和时延敏感型的智能设备(如平板电脑和智能手机)和新应用(如增强现实、自动驾驶和远程手术)。随着智能设备的大规模部署，如何在有限的资源下容纳它们是一个具有挑战性的任务。因此，为功率有限和大小受限的终端设备提供理想的服务质量是亟待解决的问题。移动边缘计算(MEC)和非正交多址接入技术(NOMA)应运而生，并且被认为是下一代无线网络中最有前景的两种技术。

在MEC系统中，分布式MEC服务器被专门部署在接近终端设备的地方，这些终端设备可以将部分或全部计算任务转移到MEC服务器进行计算。因此，MEC以低延迟、低成本的方式实现了小型、低功耗终端设备的云计算。较传统的OMA技术，NOMA允许多用户同时同频接入，在接收端通过串行干扰抵消(SIC)来消除用户间干扰，可以有效的提高系统的频谱效率。

信息的安全传输一直是我们关注的问题，由于无线通信的广播特性，从终端卸载的计算任务很容易被非法窃听方截获，物理层安全被认为是一种有效的无线信息安全传输保护技术。它通过利用无线信道的传输特征，借助信道编码和信号处理技术，直接在物理层上实现信号的安全传输。

最近，已有研究学者开展了移动边缘计算中的物理层安全方面的研究工作。研究结果表明利用移动边缘计算可以有效的降低能量的消耗。这二者与NOMA技术的结合广泛受到学者们的关注，但是较为棘手的问题是NOMA系统下接收端的解码顺序。对于下行链路的解码顺序问题已有结论，而上行链路的解码顺序现有的研究中还没有一个准确的定论。

发明内容

本发明的目的在于提供一种移动边缘计算网络中的多用户安全节能资源分配方法，解决了多用户卸载过程中的安全和能耗问题。

在本发明中，多用户各自将部分计算任务留在本地完成，而另一部分任务则按照非正交多址接入的方式卸载给集成有MEC服务器的基站。本发明以MEC网络总能耗为评估指标，通过联合优化设计每个用户的任务卸载量、发射功率、传输速率以及基站端的多用户解码顺序，在满足特定安全需求的条件下，使系统始终工作在能耗最小的状态下。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的

一种移动边缘计算网络中的多用户安全节能资源分配方法，基于一种移动边缘计算网络中的多用户安全节能资源分配系统，该系统包括K个用户、一个基站和一个窃听方，其中，每个用户在周期T内需要执行L_k＞0bits的任务量；

将第k个用户所对应的任务量分为l_k和L_k-l_k两部分，其中，l_k部分任务在本地计算；L_k-l_k部分通过非正交多址接入方式卸载给基站；

分配方法包括以下步骤：

步骤1，当前时隙K个用户接入基站，基站通过信道训练获得该用户的信道状态信息；设定时分双工，信道互易，且信道服从准静态块衰落模型；