[发明专利]基于非正交多址接入的无人机移动边缘计算安全通信方法

权利要求书

1.基于非正交多址接入的无人机移动边缘计算安全通信方法，无人机移动边缘计算系统由一架搭载移动边缘计算服务器的无人机US、一架窃听无人机UE、地面干扰器和K个地面用户组成，所述基于非正交多址接入的无人机移动边缘计算安全通信方法包括以下步骤：

1)无人机US帮助K个地面用户完成计算任务，无人机UE在飞行的过程中窃听用户卸载给无人机US的任务信息，无人机US和无人机UE均根据非正交多址技术对接收的信息进行解码，为了增强安全通信，地面干扰器发送干扰信号来扰乱无人机UE的信息窃听；

2)K个用户执行部分卸载策略，其中部分任务在本地计算，部分任务卸载到无人机US处计算；

3)计算用户k在无人机US处的任务卸载速率R_k,s[n]和在无人机UE处的数据窃听速率R_ke[n]，从而获得系统的平均安全计算容量

无人机和K个用户之间的轨迹优化和无线资源分配问题建模为：

满足以下条件

λ_k,l[n]+λ_l,k[n]＝1 (8)

其中，N表示总时隙数，T表示无人机飞行时间，δ_t＝T/N表示一个时隙，q_s[n]和q_e[n]分别表示无人机US和无人机UE在时隙n的位置，和分别表示无人机US飞行的初始位置和最终位置，表示无人机US在一个时隙中的最大位移，d_min表示两无人机为了避免碰撞的最小距离，p_k[n]表示用户k在第n时隙的发送功率，P_max为用户发送信息的峰值功率，λ_k,l[n]表示第n时隙无人机US与用户k变化信道和无人机US与用户l变化信道之间的关系，d_l,s[n]表示在第n时隙无人机US与用户l之间的距离，c_k和c_s分别表示用户k和无人机US计算一位数据所需要的CPU周期，l_loc,k[n]表示用户k在第n时隙的本地计算数据量，f_k[n]表示在第n时隙无人机US分配给用户k来计算其任务的CPU计算频率，和分别表示用户k和无人机US的最大CPU计算频率，R_k,sec[n]表示在第n时隙用户k到无人机US可实现的安全计算速率，B表示信道带宽，Q_m表示每个用户在每个时隙中的最小安全计算要求，k_k表示用户k的有效电容系数，表示用户k的平均传输功率；

通过连续凸优化方法和块坐标下降法，将上述问题转化为两个子问题，首先优化无人机US与用户变化信道之间的关系、用户被分配的CPU计算频率、用户发送功率、用户本地计算数据量，然后优化无人机US飞行轨迹，通过泰勒一阶展开方法近似凸问题转化为凸优化问题，然后进行迭代求解，获得问题的优化解。

2.如权利要求1所述的基于非正交多址接入的无人机移动边缘计算安全通信方法，其特征在于：所述步骤3)中，从用户k到无人机US在第n时隙的任务卸载速率R_k,s[n]和从用户k到无人机UE的数据窃听速率R_k,e[n]分别表示为

R_k,s[n]＝log₂(1+r_k,s[n]) (16)

R_k，e[n]＝log₂(1+r_k，e[n]) (17)

其中r_k，s[n]和r_k，e[n]分别表示在第n时隙无人机US和无人机UE处的信噪比，分别表示为

其中K_k＝{z|z∈K，|h_z，e[n]|＞|h_k，e[n]|}表示在第n时隙用户中到无人机UE的信道增益比到当前用户k到无人机UE的信道增益较弱的用户组，P_j表示地面干扰器的发送功率，和分别为在无人机US和无人机UE处的噪声功率，h_k,s[n]表示在第n时隙无人机US和用户k之间的信道系数，h_l，s[n]表示在第n时隙无人机US和用户l之间的信道系数，h_k，e[n]表示在第n时隙无人机UE和用户k之间的信道系数，h_j，e[n]表示在第n时隙地面干扰器与无人机UE之间的信道系数。

系统的平均安全计算容量表示为

其中R_k，sec[n]＝(R_k，s[n]-R_k，e[n])⁺表示在第n时隙有无人机UE窃听和地面干扰器进行干扰的情况下，从用户k到无人机US可实现的安全计算速率。