[发明专利]基于边缘计算的电力业务安全传输方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于边缘计算的电力业务安全传输方法及系统，方法包括：将数据卸载时容易发生窃听以及电力业务终端处理资源有限作为考虑因素，根据电力终端设备的处理能力，分别计算电力业务用于本地计算的能量消耗以及卸载至移动边缘计算服务器的安全卸载传输能量消耗，基于主信道容量和窃听信道容量的物理层防护技术，引入拉格朗日函数，建立用于安全卸载的发射功率效用函数，引入KKT条件方程，通过计算其最优解获取电力终端设备本地最佳任务分配量，以及进行安全卸载的最佳发射功率，完成电力业务的安全传输，优化电力终端设备的计算和通信资源，提高系统的保密容量及安全性。

技术领域

本发明涉及电力无线通信技术领域，具体涉及一种基于边缘计算的电力业务安全传输方法及系统。

背景技术

随着无线网络技术的发展，电力业务的需求和网络升级进一步驱动了边缘计算的发展，由于云计算能力不足，不能满足爆炸式增长的海量数据需求，传输负载急剧增加导致时延加长，不能满足实时性要求，由于电力终端设备的计算能力和电池电量有限，同时随着接入设备的复杂度增加，电力终端设备资源有限，电力终端设备的数据安全和用户隐私也受到了威胁，存在电力终端设备将任务卸载至边缘计算服务器时数据安全性低问题。

发明内容

因此，本发明提供的一种基于边缘计算的电力业务安全传输方法及系统，克服了现有技术电力终端设备将任务卸载至边缘计算服务器时数据安全性低的缺陷。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种基于边缘计算的电力业务安全传输方法，所述方法基于电力物联网边缘计算的物理层安全策略系统模型，其由业务系统层、一个配备移动边缘计算服务器的基站，多个电力终端设备以及一个窃听者构成，方法包括：

根据电力终端设备的处理能力，分别计算电力业务用于本地计算的能量消耗以及卸载至移动边缘计算服务器的安全卸载传输能量消耗；

通过主信道和窃听信道的信道容量，计算衰落信道的保密容量；

根据电力业务用于本地计算的能量消耗、卸载至移动边缘计算服务器的安全卸载传输能量消耗及衰落信道的保密容量，利用拉格朗日函数，建立安全卸载发射功率的效用函数；

构建基于安全卸载发射功率的效用函数的KKT条件方程，通过计算其最优解获取电力终端设备本地最佳任务分配量，以及进行安全卸载的最佳发射功率，完成电力业务的安全传输。

在一实施例中，通过以下公式计算电力业务用于本地计算的能量消耗：

其中，f_i表示电力终端设备i的计算能力，k为能量系数，y_i表示本地执行的任务数，I表示输入任务的数据大小，C表示任务的计算强度。

在一实施例中，通过以下公式计算所述卸载至移动边缘计算服务器的安全卸载传输能量消耗：

其中，P_i表示为电力终端设备i用于安全任务卸载的发射功率，且P_i≥0，T表示信道衰落系数保持不变的时间。

在一实施例中，通过以下公式计算衰落信道的保密容量：

其中，B表示系统带宽，h_B和h_E分别表示主信道和窃听信道的信道增益，C_B和C_S分别表示主信道和窃听信道的信道容量，N_B和N_E分别表示主信道和窃听信道的高斯噪声功率，C_S表示衰落信道的保密容量，[]⁺＝max(0，x)。