全双工无人机辅助MEC安全卸载的能耗优化方法

本发明涉及能耗优化，尤其涉及一种全双工无人机辅助mec安全卸载的能耗优化方法、设备、介质和程序产品。

背景技术：

1、5g通信技术的发展成熟涌现了大量的新兴应用，但是物联网终端的资源是有限的，无法满足应用对于低时延的通信和计算要求。移动边缘计算（mobile edge computing,mec）技术可以收集网络边缘的大量空闲计算资源和空间，进而满足物联网终端上计算密集型和延迟敏感的任务需求，这对于解决物联网终端的资源受限问题来说具有重要意义。然而在复杂环境下，传统固定的mec服务器可能面临无法接入的问题，而部署大量的mec服务器又会增加成本且不切实际，从而不能给地面用户带来良好的服务。

2、无人机（unmanned aerial vehicle,uav）以其高机动性、快速部署和卓越的链路质量等突出优点，利用无人机辅助mec的无线通信系统可以弥补上述固定mec服务器的缺点。利用无人机靠近地面用户飞行以建立强大的通信链路，这可以提高无线通信系统的性能。

3、本申请发明人在实现本发明实施例技术方法的过程中，至少发现现有技术中存在如下技术问题：

4、无人机自身携带的机载电池能量是有限的，无人机的飞行轨迹会产生巨大的推进能耗。因此，优化无人机的轨迹来降低其能耗是十分重要的。鉴于地面用户的电池容量也是有限的，为了提高地面用户处理任务数据的能力，因此也需要节约地面用户的能耗。此外，由于地面上存在潜在的地面窃听者，当地面用户将计算任务卸载到空中的无人机时，很有可能被窃听，这可能会导致安全攻击。因此，安全卸载是一个需要考虑的重要因素。

5、综上，现有技术能耗大且任务卸载不安全。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种全双工无人机辅助mec安全卸载的能耗优化方法、设备、介质和程序产品，解决了现有技术存在的能耗大且任务卸载不安全的技术问题。

2、本发明实施例一方面提供了一种全双工无人机辅助mec安全卸载的能耗优化方法，应用于全双工无人机辅助mec安全卸载的能耗优化系统，所述全双工无人机辅助mec安全卸载的能耗优化系统包括无人机、地面用户和地面窃听者，其中，所述无人机搭载mec服务器，为所述地面用户提供计算服务；所述无人机为全双工模式，用于接收所述地面用户的卸载任务，并发射干扰信号以干扰所述地面窃听者，方法包括：s4：给定初始化的无人机轨迹q和初始化的地面用户发射功率p，优化任务分配l；s5：给定已优化的任务分配l，给定初始化的无人机轨迹q，优化所述地面用户发射功率p；s6：给定所述已优化的任务分配l和已优化的地面用户发射功率p，优化所述无人机轨迹q；s7：判断是否满足结束条件以令系统加权能耗最小化，若是，执行步骤s8，若否，重复执行步骤s4至s6；s8：输出结果。

3、可选的，在步骤s4之前，所述方法还包括：建立系统信道模型。

4、可选的，在步骤s4之前，所述方法还包括：建立系统能耗模型。

5、可选的，在步骤s4之前，所述方法还包括：建立系统加权能耗最小化模型。

6、可选的，在步骤s4之前，所述方法还包括：进行初始化操作。

7、可选的，所述判断是否满足结束条件，具体为：判断系统加权能耗最小化结果是否收敛。

8、可选的，所述判断是否满足结束条件，具体为：判断迭代次数是否超过最大迭代次数。

9、另一方面，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现全双工无人机辅助mec安全卸载的能耗优化方法的步骤。

10、本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现全双工无人机辅助mec安全卸载的能耗优化方法的步骤。

11、本发明实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现全双工无人机辅助mec安全卸载的能耗优化方法的步骤。

12、本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

13、一种全双工无人机辅助mec安全卸载的能耗优化方法，应用于全双工无人机辅助mec安全卸载的能耗优化系统，所述全双工无人机辅助mec安全卸载的能耗优化系统包括无人机、地面用户和地面窃听者，其中，所述无人机搭载mec服务器，为所述地面用户提供计算服务；所述无人机为全双工模式，用于接收所述地面用户的卸载任务，并发射干扰信号以干扰所述地面窃听者，方法包括：s4：给定初始化的无人机轨迹q和初始化的地面用户发射功率p，优化任务分配l；s5：给定已优化的任务分配l，给定初始化的无人机轨迹q，优化所述地面用户发射功率p；s6：给定所述已优化的任务分配l和已优化的地面用户发射功率p，优化所述无人机轨迹q；s7：判断是否满足结束条件以令系统加权能耗最小化，若是，执行步骤s8，若否，重复执行步骤s4至s6；s8：输出结果。本发明采用全双工无人机，干扰信号从全双工的无人机发射到地面窃听者，有效解决了现有技术存在的任务卸载不安全的技术问题，能够增强安全性。本发明通过联合优化无人机轨迹q、任务分配l和地面用户发射功率p，在保密卸载速度等约束条件下，解决了现有技术中存在的能耗大的技术问题，能够降低能耗。

技术特征：

1.一种全双工无人机辅助mec安全卸载的能耗优化方法，应用于全双工无人机辅助mec安全卸载的能耗优化系统，其特征在于，所述全双工无人机辅助mec安全卸载的能耗优化系统包括无人机、地面用户和地面窃听者，其中，所述无人机搭载mec服务器，为所述地面用户提供计算服务；所述无人机为全双工模式，用于接收所述地面用户的卸载任务，并发射干扰信号以干扰所述地面窃听者，方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s4之前，所述方法还包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s4之前，所述方法还包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s4之前，所述方法还包括：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s4之前，所述方法还包括：

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述判断是否满足结束条件，具体为：

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断是否满足结束条件，具体为：

8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一项所述的方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种全双工无人机辅助MEC安全卸载的能耗优化方法，包括无人机、地面用户和地面窃听者，其中，无人机搭载MEC服务器，为地面用户提供计算服务；无人机为全双工模式，用于接收地面用户的卸载任务，并发射干扰信号以干扰地面窃听者，方法包括：给定初始化的无人机轨迹Q和初始化的地面用户发射功率P，优化任务分配L；给定已优化的任务分配L，给定初始化的无人机轨迹Q，优化地面用户发射功率P；给定已优化的任务分配L和已优化的地面用户发射功率P，优化无人机轨迹Q；判断是否满足结束条件以令系统加权能耗最小化，若是，执行下一步骤，若否，重复执行以上步骤；输出结果。本发明能够增强安全性、降低能耗。

技术研发人员：李安,曾财滨
受保护的技术使用者：南昌大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14