[发明专利]一种基于安全NOMA移动边缘计算的延迟最小化的优化方法

权利要求书

1.一种基于安全NOMA移动边缘计算的延迟最小化优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在规模化部署了无线设备的物联网系统中，建立基于上行非正交多路访问NOMA的移动边缘计算MEC网络，该网络包括用于与MEC服务器集成的接入点AP，以及若干个用户；所有接入点节点AP都配备单天线，无线信道采用频率非选择性准静态块衰落模型，对于用户的信息传输采用部分卸载模型；假设至少有一个外部恶意窃听者通过接入点AP接入MEC网络；

用索引k来表示第k个用户，其中k∈{1，…，K}；用户k服从模型初始的假设；为降低系统复杂性，假设在同一资源块中仅服务两个用户，即用户m和用户n，k∈{m，n}；在同一资源块中，用户n被允许进入时隙T；该时隙将被用户n单独占用，但不会对用户m造成任何性能干扰；

(2)根据上行链路NOMA的传输模型，得到在接入点AP端的窃听器处接收信号的用户的信噪比；

(3)假设窃听者在解码上行链路用户信息之前消除上行链路干扰，得到在窃听端在消息s_k处接收到的信噪比，以该最坏情况的假设来确保保守任务卸载的安全性；

(4)采用维纳安全编码来保护消息的传输，在保密信息里插入冗余信息实现抗监听；为保证在任何可能的窃听信道下的卸载安全，每个用户在最坏情况下的保密信息速率必须不小于卸载速率；

(5)将用户的一部分任务转移到MEC服务器以进行远程执行，计算用户到MEC服务器的任务卸载时间；

(6)将用户的一部分任务卸载到MEC服务器以进行远程计算，其余任务在本地计算；引入保密中断概率来测量任务卸载的保密性能，在满足安全、传输功率及保密中断概率约束的条件下，计算上行NOMA用户最大任务完成时间的优化问题(P1)；

(7)鉴于问题(P1)是非凸的，通过变换进一步简化需计算的优化问题(P1)，利用二等分搜索算法找到所述优化问题的最佳解决方案。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，无线信道在选择的传输期间内保持不变，且持续时间有限；考虑数据分区的部分卸载的任务模型，其中每个任务的输入比特被视为独立的子任务；关注具有持续时间T的特定时间块，在此期间每个用户k需要执行L_k＞0输入比特的计算任务；

在OMA-MEC中，通常为每个用户分配专用的时间或频率资源，以便将其任务卸载到MEC服务器；通过利用NOMA原则，所有用户在统一时间或频率资源上同时卸载自己的任务；考虑数据的部分卸载的任务模型，其中每个任务的输入比特可以被视为独立的子任务，用户k将各个任务划分为具有l_k和L_k-l_k输入比特的两个部分，分别在用户本身本地计算并安全地分流到AP以进行远程执行；从用户k到AP和窃听者的信道系数分别用h_AP，k和h_e，k表示，其中d_AP，k和d_e，k分别表示从用户k到AP和窃听者的距离；α指路径损耗指数，并且，归一化的瑞利衰落信道状态为g_AP，k，g_e，k∈CN(0，1)；假设AP完全知道每个用户的瞬时信道增益，即|h_AP，k|²，但只知道窃听者在不同衰落实现上的平均信道增益，即