本发明涉及无线通信和边缘计算领域,具体涉及一种移动边缘计算网络中安全计算卸载的资源优化方法。
背景技术:
移动边缘计算网络是对云网络的延伸,即把大量具有计算、存储、通信等功能的处理器放在云网络的边缘,以实现更高速率的传输和更短的延时。边缘计算通常考虑分布式计算模式,即计算任务是可以分解为多个子任务并行计算的。因此,用户具体要对任务做出怎样的分解,是边缘计算中亟待解决的问题。此外,边缘计算网络中,虽然用户离服务器的距离更近了,但用户的隐私保护仍然是必须考虑的重要因素。
技术实现要素:
针对现有技术中的上述不足,本发明提供的一种移动边缘计算网络中安全计算卸载的资源优化方法使得用户任务延迟小,提高了系统的实时性和安全性。
为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案为:
提供一种移动边缘计算网络中安全计算卸载的资源优化方法,其包括以下步骤:
s1、初始化用户和移动边缘服务器的参数和配置;
s2、根据用户和移动边缘服务器的参数和配置得到初始通信与计算资源分配方案和对应的初始目标函数值;
s3、根据初始通信与计算资源分配方案,采用投影梯度法获取新的通信与计算资源分配方案和对应的新目标函数值;
s4、判断新目标函数值与上次目标函数值的差值是否在阈值范围内,若是则输出当前的通信与计算资源分配方案并结束优化;否则进入步骤s5;
s5、将当前的通信与计算资源分配方案作为初始通信与计算资源分配方案,并返回步骤s3。
进一步地,步骤s1中移动边缘服务器的参数和配置包括:
用户数量k、窃听者数量l、移动边缘服务器mec的天线数目m、用户天线数n、窃听者天线数e、第k个用户与窃听者之间的信道
进一步地,步骤s2的具体方法为:
获取第k个用户的任务卸载比例
获取移动边缘服务器mec分配给第k个用户的初始计算资源
获取第k个用户的安全通信速率的初始值
i为单位矩阵;hm为第m个用户与移动边缘服务器mec之间的信道,且
进而得到第k个用户的初始通信与计算资源分配方案
根据公式
得到与所有初始通信与计算资源分配方案的集合x0对应的初始目标函数值y0,即
进一步地,步骤s3的具体方法包括以下步骤:
s3-1、对
s3-2、根据公式
得到迭代中间点
s3-3、将迭代中间点
得到所有用户内层迭代一次后的通信与计算资源分配方案集合
s3-4、判断所有用户内层迭代一次后的通信与计算资源分配方案集合
s3-5、分别根据公式
更新拉格朗日乘子和惩罚因子并分别得到更新后的拉格朗日乘子
s3-6、将满足条件
进一步地,步骤s4的具体方法为:
若新目标函数值与上次目标函数值的差值在范围[-err,err]内,则输出新目标函数值对应的通信与计算资源分配方案并结束优化,否则将新目标函数值对应的通信与计算资源分配方案的集合x1作为新的x0,将更新后的惩罚因子c1作为新的c0,将更新后的拉格朗日乘子集合u1作为新的u0,并返回步骤s3。
本发明的有益效果为:本发明考虑了系统中存在窃听者的场景,提高了系统的安全性,且更贴合实际应用,且在保证了安全传输的条件下,明确的为用户规划了计算任务分配策略以及发送信号协方差矩阵的设计,并在此基础上实现最小延时,提高了服务质量。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示,该移动边缘计算网络中安全计算卸载的资源优化方法包括以下步骤:
s1、初始化用户和移动边缘服务器的参数和配置;
s2、根据用户和移动边缘服务器的参数和配置得到初始通信与计算资源分配方案和对应的初始目标函数值;
s3、根据初始通信与计算资源分配方案,采用投影梯度法获取新的通信与计算资源分配方案和对应的新目标函数值;
s4、判断新目标函数值与上次目标函数值的差值是否在阈值范围内,若是则输出当前的通信与计算资源分配方案并结束优化;否则进入步骤s5;
s5、将当前的通信与计算资源分配方案作为初始通信与计算资源分配方案,并返回步骤s3。
步骤s1中移动边缘服务器的参数和配置包括:
用户数量k、窃听者数量l、移动边缘服务器mec的天线数目m、用户天线数n、窃听者天线数e、第k个用户与窃听者之间的信道
步骤s2的具体方法为:
获取第k个用户的任务卸载比例
获取移动边缘服务器mec分配给第k个用户的初始计算资源
获取第k个用户的安全通信速率的初始值
i为单位矩阵;hm为第m个用户与移动边缘服务器mec之间的信道,且
进而得到第k个用户的初始通信与计算资源分配方案
根据公式
得到与所有初始通信与计算资源分配方案的集合x0对应的初始目标函数值y0,即
步骤s3的具体方法包括以下步骤:
s3-1、对
s3-2、根据公式
得到迭代中间点
s3-3、将迭代中间点
得到所有用户内层迭代一次后的通信与计算资源分配方案集合
s3-4、判断所有用户内层迭代一次后的通信与计算资源分配方案集合
s3-5、分别根据公式
更新拉格朗日乘子和惩罚因子并分别得到更新后的拉格朗日乘子
s3-6、将满足条件
步骤s4的具体方法为:若新目标函数值与上次目标函数值的差值在范围[-err,err]内,则输出新目标函数值对应的通信与计算资源分配方案并结束优化,否则将新目标函数值对应的通信与计算资源分配方案的集合x1作为新的x0,将更新后的惩罚因子c1作为新的c0,将更新后的拉格朗日乘子集合u1作为新的u0,并返回步骤s3。
综上所述,本发明考虑了系统中存在窃听者的场景,提高了系统的安全性,且更贴合实际应用,且在保证了安全传输的条件下,明确的为用户规划了计算任务分配策略以及发送信号协方差矩阵的设计,并在此基础上实现最小延时,提高了服务质量。