提高WPT-MEC系统安全计算性能的方法、装置及系统

提高wpt-mec系统安全计算性能的方法、装置及系统
技术领域
1.本发明涉及移动边缘计算技术领域，尤其涉及一种提高wpt-mec系统安 全计算性能的方法、装置及系统。


背景技术：

2.移动边缘计算(mobile edge computing,mec)可以将云计算服务扩展至网 络边缘，允许资源受限的终端设备将计算密集型、时延敏感性的应用全部或部 分卸载到mec服务器上处理，从而减少设备的计算时延、降低设备的能耗、 延长设备电池寿命。基于射频(radio frequency，rf)的无线能量传输(wirelesspower transfer,wpt)技术能够为能量受限的无线设备提供可持续、低成本的能 源供应，然而由于无线传输的广播特性，无线设备向mec服务器卸载计算任 务时的信号很容易被窃听。
3.目前，提高wpt-mec系统安全性的技术有an技术、波束赋形、协作干 扰技术等，但是这些技术复杂性较高，不易实现，同时会额外增加系统的能耗。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种提高wpt-mec系统安全计算性能的方法、装置 及系统，以解决提高wpt-mec系统安全性的问题。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种提高wpt-mec系统安全计算性能的 方法，wpt-mec系统中部署有智能反射表面irs；
6.该方法包括：
7.建立wpt-mec系统的用户终端在传输周期内的本地计算任务量模型和安 全卸载任务量模型，传输周期表示用户终端完成一次充电和卸载的时长；
8.基于本地计算任务量模型和安全卸载任务量模型确定安全计算任务量目标 函数和约束条件；
9.获取设定的基站的通信参数、用户终端的运算能力参数以及传输周期作为 输入参数；
10.以安全计算任务量目标函数的函数值最大为优化目标，根据设定的优化算 法、输入参数和约束条件进行优化，得到输出参数的目标值；输出参数的目标 值用于对wpt-mec系统进行配置，以提高wpt-mec系统的安全计算性能；
11.输出参数包括基站的发射能量波束赋形向量、用户卸载时间、用户发射功 率、用户计算频率和irs的反射相位。
12.第二方面，本发明实施例提供了一种提高wpt-mec系统安全计算性能的 装置，wpt-mec系统中部署有智能反射表面irs；
13.该装置包括：
14.模型建立模块，用于建立wpt-mec系统的用户终端在传输周期内的本地 计算任务量模型和安全卸载任务量模型，传输周期表示用户终端完成充电和卸 载的周期；
15.条件确定模块，用于基于本地计算任务量模型和安全卸载任务量模型确定 安全计算任务量目标函数和约束条件；
16.获取模块，用于获取设定的基站的通信参数、用户终端的运算能力参数以 及传输周期作为输入参数；
17.目标值确定模块，用于以安全计算任务量目标函数的函数值最大为优化目 标，根据设定的优化算法、输入参数和约束条件进行优化，得到输出参数的目 标值；输出参数的目标值用于对wpt-mec系统进行配置，以提高wpt-mec 系统的安全计算性能；
18.输出参数包括基站的发射能量波束赋形向量、用户卸载时间、用户发射功 率、用户计算频率和irs的反射相位。
19.第三方面，本发明实施例提供了一种wpt-mec系统，其特征在于，wpt-mec系统包括基站、智能反射表面irs和irs控制器；基站包括存储器、 处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计 算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式方法的步骤； irs控制器用于调整irs的反射相位。
20.第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存 储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第 一方面的任一种可能的实现方式方法的步骤。
21.本发明实施例提供一种提高wpt-mec系统安全计算性能的方法，该 wpt-mec系统中部署有智能反射表面irs；该方法包括：建立wpt-mec系 统的用户终端在传输周期内的本地计算任务量模型和安全卸载任务量模型，传 输周期表示用户终端完成充电和卸载的周期；基于本地计算任务量模型和安全 卸载任务量模型确定安全计算任务量目标函数和约束条件；获取设定的基站的 通信参数、用户终端的运算能力参数以及传输周期作为输入参数；以安全计算 任务量目标函数的函数值最大为优化目标，根据设定的优化算法、输入参数和 约束条件进行优化，得到输出参数的目标值；输出参数的目标值用于对 wpt-mec系统进行配置，以提高wpt-mec系统的安全计算性能；输出参数 包括基站的发射能量波束赋形向量、用户卸载时间、用户发射功率、用户计算 频率和irs的反射相位。本发明在wpt-mec系统中加入irs，irs可以增加 用户接收的能量信号并且无需增加系统能耗，确定irs和wpt-mec系统的参 数，可以提高wpt-mec系统的安全性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技 术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅 仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳 动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本发明实施例提供的提高wpt-mec系统安全计算性能的方法的应 用场景图；
24.图2是本发明实施例提供的提高wpt-mec系统安全计算性能的方法的实 现流程图；
25.图3是本发明实施例提供的提高wpt-mec系统安全计算性能的装置的结 构示意图；
26.图4是本发明实施例提供wpt-mec系统中基站的示意图。
具体实施方式
27.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术 之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当 清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中， 省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节 妨碍本发明的描述。
28.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体 实施例来进行说明。
29.物联网和下一代无线通信网络的发展促进了各种时延敏感型和计算密集型 的新兴应用产生，然而无线终端设备往往是资源受限的(计算能力低、电池寿 命短)，几乎不能支持这些应用。此外，这些电池充电的设备往往需要手动充 电或者更换电池，操作起来十分不方便。移动边缘计算可以将云计算服务扩展 至网络边缘，允许资源受限的终端设备将计算密集型、时延敏感性的应用全部 或部分卸载到mec服务器(部署在基站或者接入点)上处理，从而减少设备 的计算时延、降低设备的能耗、延长设备电池寿命等。基于射频的无线能量传 输技术能够为能量受限的无线设备提供可持续、低成本的能源供应，它是利用 专用的无线能量发射器在空中广播连续能量信号为无线设备充电。
30.然而由于无线传输的广播特性，无线设备向mec服务器卸载计算任务时 的信号很容易被窃听。物理层安全技术利用无线信道的物理特性达到安全传输 的目的，已经在无线通信系统中得到广泛研究，常用的物理层安全技术有协作 干扰技术，人工噪声技术，波束赋形技术等。如何在mec系统中实现安全卸 载是一个亟待解决的问题。
31.近来，智能反射表面受到广泛关注，它由大量低成本的无源反射元件构成， 通过合适地调整这些反射单元的振幅和相位，可以按照接收端的目的改变入射 信号，进而智能可控地重新配置无线传输环境。通过部署irs，可以增强接收 信号的强度，减小发射功率，提高系统能量和频谱效率，减弱干扰，提高物理 层安全性等。
32.现有的发明只是研究了wpt，mec，irs以及物理层安全中的两种技术的 结合带来的性能增益，而利用irs来提高wpt-mec系统安全性的文章还没有。 事实上，在mec系统中，无线终端设备的能量可持续性问题、无线设备卸载 信息的安全性问题是同时存在的，并且亟需解决。
33.在现有文献中，提高mec系统安全性的技术有人工噪声(artificial noise， an)技术，波束赋形，协作干扰技术等，这些技术复杂性较高，不易实现，同 时会额外增加系统的能耗。而irs是由无源反射元件构成的，成本低，并且不 会额外增加能耗，因此利用irs提高mec系统的安全性是一种有效的方法。 此外，虽然现有文章也利用wpt技术来提高mec边缘设备的能量可持续能力， 但是由于wpt技术是无线传能的，因此无线信道衰落是该技术中存在的一个 主要问题，而irs可以重新配置无线信道从而提高信道质量，因此将irs部署 在wpt-mec系统中提高设备收集能量以及卸载的性能也是有必要研究的。
34.图1为本发明实施例提供的提高wpt-mec系统安全计算性能的方法的应 用场景图。如图1所示，本发明实施例提供的方法应用于一个部署有智能反射 表面irs的wpt-mec系统，该系统包括基站11(或接入点)、irs12、至少 一个用户终端14，基站11中部署有服务
器16，irs12由irs控制器13控制。 假设wpt-mec系统中存在一个窃听端15。
35.假设每个传输周期长度为t，用户终端数量为k，第一阶段为t0，k个用户 终端采用时分多址接入(tdma)协议卸载任务，每个用户终端卸载任务的时 间为tk，满足：
[0036][0037]
在第一阶段t0，基站11首先广播射频能量信号为k个用户终端充电，irs 可以提高信道质量从而增强用户终端收集能量的性能；在第二阶段t-t0，k 个用户终端14在不同时间内分别向基站11卸载各自的计算任务，irs可以提 高用户终端14的安全卸载性能；假设基站11将计算结果下传给用户终端14 的时间不计(因为基站11的发射功率很大，并且mec服务器的计算能力很强， 所以下传时间很小可以忽略不计)；用户终端14在收集能量和卸载的整个过程 中都可以进行本地计算。
[0038]
参见图2，其示出了本发明实施例提供的提高wpt-mec系统安全计算性 能的方法的实现流程图，详述如下：
[0039]
步骤201，建立wpt-mec系统的用户终端在传输周期内的本地计算任务 量模型和安全卸载任务量模型，传输周期表示用户终端完成一次充电和卸载的 时长。
[0040]
在本实施例中，用户终端在整个传输周期内都可以进行本地计算，本地计 算任务量与用户终端在第一阶段获取的能量以及用户终端的计算能力有关，本 地计算任务量模型用于表示本地计算任务量与影响本地计算任务量的参数的具 体关系。安全卸载任务量与用户终端的卸载速度、卸载时间有关，安全卸载任 务量模型用于表示安全卸载任务量与影响安全卸载任务量的参数的具体关系。
[0041]
在一种可能的实现方式中，运算能力参数包括各个用户终端的计算频率和 计算预设任务量所需的cpu周期数；
[0042]
本地计算任务量模型的表达式为：
[0043][0044]
其中，k表示用户终端序号，表示第k个用户终端的本地计算任务量，t表 示传输周期，fk表示第k个用户终端的计算频率，ck表示第k个用户终端计算预 设任务量所需的cpu周期数。
[0045]
在本实施例中，预设任务量可以是1bit。令fk表示用户终端k的cpu频率， ck表示用户终端k计算1bit任务量所需的cpu周期数，ξk是有效的电容参数， 它取决于用户终端k的芯片结构。因此用户终端k本地计算的能耗为：
[0046][0047]
用户终端k本地计算的任务量为：
[0048][0049]
在一种可能的实现方式中，基站的通信参数包括信道带宽；
[0050]
建立安全卸载任务量模型包括：
[0051]
建立卸载信道参数模型和窃听信道参数模型。
[0052]
通过卸载信道参数模型和公式
[0053][0054]
得到卸载信号的信干噪比。
[0055]
其中，k表示用户终端序号，sinr
a，k
表示基站的信干噪比，pk表示第k个 用户终端的发射功率，r，a表示irs到基站的信道参数，φk表示irs对第k个 用户终端的反射相位，k，r表示第k个用户终端到irs的信道参数，k，a表示第 k个用户终端到基站的信道参数，表示基站的接收噪声的方差。
[0056]
通过窃听信道参数模型和公式
[0057][0058]
得到窃听信号的信干噪比。
[0059]
其中，k表示用户终端序号，sinr
e,k
表示窃听信号的信干噪比，pk表示第k 个用户终端的发射功率，r,e表示irs到窃听端的信道参数，φk表示irs对第 k个用户终端的反射相位，k,r表示第k个用户终端到irs的信道参数，k,e表 示第k个用户终端到窃听端的信道参数，表示窃听信号的接收噪声的方差。
[0060]
通过公式r
a，k
＝log2(1+sinr
a,k
)得到第k个用户终端的卸载速率。
[0061]
通过公式r
e,k
＝log2(1+sinr
e,k
)得到窃听端的窃听速率。
[0062]
通过公式得到安全卸载任务量模型，其中表示 第k个用户终端的安全卸载任务量，b表示信道带宽，tk表示第k个用户终端的 卸载时间。
[0063]
在本实施例中，信道参数与irs反射相位有关，信道参数模型表示信道参 数与irs反射相位的关系。假设反射相位的关系。假设反射相位的关系。假设h
k,e
,分别代表用户终端k到基站11，irs到基站11，用户终端k到irs， 用户终端k到窃听端15，irs到窃听端15的信道参数，则基站11和窃听端15 的接收信号分别表示为：
[0064][0065][0066]
其中代表用户终端k的消息信号，和 是复加性高斯白噪声。pk是用户终端k的发射功率。
[0067]
假设基站11采用最大比合并技术来解码用户终端的消息，则基站11的接 收波束赋形向量满足
[0068][0069]
因此基站11和窃听端15处的信干噪比(sinr)分别表示为：
[0070][0071][0072]
用户终端k的安全卸载速率表示为：
[0073]rs,k
＝r
a,k-r
e,k
[0074]
其中，r
a,k
＝log2(1+sinr
a,k
),r
e,k
＝log2(1+sinr
e,k
)分别表示用户 终端k的卸载速率以及窃听者的窃听速率。
[0075]
用户终端k的安全卸载能耗为：
[0076][0077]
用户终端k的安全卸载任务量为：
[0078][0079]
其中b表示信道带宽。
[0080]
步骤202，基于本地计算任务量模型和安全卸载任务量模型确定安全计算 任务量目标函数和约束条件。
[0081]
在本实施例中，k个用户终端利用收集到的能量完成各自任务量的计算， 假设每个用户终端的计算任务可以被任意的分成两部分，并分别由本地计算和 部分卸载计算完成，则可以确定wpt-mec系统的安全计算任务量等于k个用 户终端的本地计算任务量与安全卸载任务量的总和。
[0082]
此外，用户终端进行本地计算和卸载消耗的能量不能大于收集到的能量， 用户终端用于卸载的时间与充电时间的总和不能大于传输周期，由此可以得到 约束条件。
[0083]
在一种可能的实现方式中，基于本地计算任务量模型和安全卸载任务量模 型确定安全计算任务量目标函数和约束条件包括：
[0084]
对各个用户终端的本地计算任务量模型和安全卸载任务量模型求和，得到 安全计算任务量目标函数。
[0085]
在本实施例中，在传输周期内，各个用户终端的本地计算任务量与安全卸 载任务量的总和就是wpt-mec系统的安全计算任务量。
[0086]
在一种可能的实现方式中，运算能力参数包括各个用户终端的有效电容参 数；
[0087]
基于本地计算任务量模型和安全卸载任务量模型确定安全计算任务量目标 函数和约束条件包括：
[0088]
建立各个用户终端的本地计算能耗模型、卸载能耗模型以及充电模型，本 地计算
能耗模型的表达式为：
[0089][0090]
其中，k表示用户终端序号，表示第k个用户终端的计算能耗，t表示 传输周期，ξk表示第k个用户终端的有效电容参数，fk表示第k个用户终端的计 算频率；
[0091]
卸载能耗模型的表达式为：
[0092][0093]
其中，k表示用户终端序号，表示第k个用户终端的卸载能耗，pk表示 第k个用户终端的发射功率，tk表示第k个用户终端的卸载时间；
[0094]
充电模型的表达式为：
[0095]ek
＝ηt0tr(gkw)
[0096]
其中，k表示用户终端序号，ek表示第k个用户终端的充电量，η表示能量 收集效率，t0表示充电时间，gk表示第k个用户终端的充电信道参数，w表示基 站发射的能量波束赋形向量；
[0097]
基于本地计算能耗模型、卸载能耗模型以及充电模型确定约束条件。
[0098]
在本实施例中，假设所有的信道状况信息(csi)都是可获得的，令 φk＝diag(α
k,1
exp(jφ
k,1
),α
k,2
exp(jφ
k,2
),
…
,α
k,n
exp(jφ
k,n
))代表irs反射系数的对角阵， n∈[1,2,
…
,n]，其中α
k,n
∈[0,1]，φ
k,n
∈[0,2π]是第n个反射单元对第k个用户 终端的振幅和相位。为了让接收信号强度最大，令α
k,n
＝1，仅考虑irs反射相 位的影响。当k＝0时，φ0代表第一阶段的irs反射相位，当k∈[1,2,
…
,k]时， φk代表卸载阶段的irs反射相位。
[0099]
假设假设假设别代表基站11到用户终端k，基 站11到irs，irs到用户终端k的信道参数，代表基站11发射的能 量波束赋形向量，是发射能量信号的协方差矩阵，因此有 因此用户终端k接收的能量信号表示为：
[0100][0101]
其中，nk是用户终端k处的信道加性高斯白噪声。
[0102]
不失一般性，假设每个用户终端采用线性能量收集模型，能量收集效率为η， 因此每个用户终端收集的能量表示为：
[0103][0104]
其中，
[0105]
在一种可能的实现方式中，安全计算任务量目标函数的表达式为：
[0106][0107]
其中，b表示信道带宽，k表示用户终端个数，k表示用户终端序号，tk表 示第k个用户终端的卸载时间，r
a,k
表示第k个用户终端的卸载速率，r
e,k
表示 窃听端的窃听速率，t表示传输时间块长度，fk表示第k个用户终端的计算频率， ck表示第k个用户终端的计算预设任务量所需的cpu周期数；
[0108]
约束条件为：
[0109][0110]
其中，k表示用户终端序号，pk表示第k个用户终端的发射功率，ξk表示第 k个用户终端的有效电容参数，η表示能量收集效率，t0表示充电时间，gk表示 第k个用户终端的接收信道参数，w表示基站发射的能量波束赋形向量，tr()表 示迹函数，p表示基站最大发射功率，表示第k个用户终端的最大发射功率， 表示第k个用户终端的最大计算频率，φ
k,n
表示反射单元n对第k个用户终 端的反射相位。
[0111]
在本实施例中，约束条件分别为确保收集到的能量大于计算任务所用的能 量，基站最大发射功率约束，用户终端的最大计算时延约束、最大发射功率约 束和最大发射频率约束，irs的反射相移矩阵约束。
[0112]
步骤203，获取设定的基站的通信参数、用户终端的运算能力参数以及传 输周期作为输入参数；
[0113]
在本实施例中，基站的通信参数可以包括但不限于下述至少一项：基站的 最大发射功率、基站信道和窃听者信道中加性高斯白噪声的方差；运算能力参 数可以包括但不限于下述至少一项：有效电容参数、计算1bit任务量所需的cpu 周期数。
[0114]
步骤204，以安全计算任务量目标函数的函数值最大为优化目标，根据设 定的优化算法、输入参数和约束条件进行优化，得到输出参数的目标值；输出 参数的目标值用于对wpt-mec系统进行配置，以提高wpt-mec系统的安全 计算性能。
[0115]
输出参数包括基站的发射能量波束赋形向量、用户卸载时间、用户发射功 率、用户计算频率和irs的反射相位。
[0116]
在一种可能的实现方式中，以安全计算任务量目标函数的函数值最大为优 化目标，根据设定的优化算法、输入参数和约束条件进行优化，得到输出参数 的目标值包括：
[0117]
基于约束条件，将fk和安全计算任务量目标函数分别转化为以pk、tk、w和 φ
k,n
为自变量的函数；
[0118]
固定pk和tk，利用泰勒展开法和半定松弛算法确定w和φ
k,n
的最优解范围；
[0119]
固定w和φ
k,n
，利用拉格朗日对偶法和kkt条件确定pk和tk的最优解范围；
[0120]
对pk、tk、w和φ
k,n
进行迭代，直至对应的目标函数值符合预设的收敛条 件时，得到pk、tk、w和φ
k,n
的目标值；
[0121]
基于pk、tk、w和φ
k,n
的目标值确定fk的目标值。
[0122]
在本实施例中，为了求解输出参数的目标值，定义在本实施例中，为了求解输出参数的目标值，定义则令 h
r,a
φ
khk,r
＝h
r,a
diag(h
k,r
)v
0,k
,则 令 则其中， v
k,n
＝exp(jφ
k,r
)。
[0123]
将fk用pk、tk、w和φ
k,n
表示，可以得到很 明显当取得等于号时，安全计算任务量目标函数取得最大值。将 带入目标函数中得到：
[0124][0125][0126]
s.t.tr(w)≤p,w≥0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(14a)
[0127][0128][0129][0130][0131]
(p1)是一个非凸问题，可以将其分解成容易求解的子问题：首先固定p， t，利用泰勒展开法和半定松弛算法(sdr)求得其中分 别表示w，v0，vk的最优解；然后固定w，v0，vk，利用拉格朗日对偶法和 kkt条件求得p
*
，t
*
。具体求解步骤如下：
[0132]
步骤1，给定p，t，优化w,v0,vk[0133]
首先定义矩阵首先定义矩阵满足v0≥0，vk≥0以及rank(v0)＝1， rank(vk)＝1。在给定p，t的情况下，这三个变量仍是相互耦合的，但是当固 定其中两个变量时，问题是关于另一个变量的凸问题，因此先固定其中两个变 量求解另一个变量，最后经过迭代的方法求出最优解。先给定v0,vk来优化w， 则(p1)可以表示成：
[0134][0135]
s.t.tr(w)≤p,w≥0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(15a)
[0136]
其中
[0137]
利用泰勒展开法将(15)在w
(n)
处展开，将其近似成一个线性仿射函数， 从而转换成一个凸问题。设则它的一阶泰勒 展开式为
[0138][0139]
这样，问题(p2)就近似成一个关于w的凸问题，利用凸优化工具箱cvx 来求解。
[0140]
步骤2，给定vk，w来优化v0，于是该子问题变成：
[0141][0142][0143]
约束中v0(n,n)代表矩阵v0的对角线上元素。同样地，利用泰勒展开法将 在处展开，将其近似为线性放射函数，得 到的一阶泰勒展开为：
[0144][0145]
由于秩为1的约束rank(v0)＝1是非凸的，可以利用sdr算法将其松弛掉， 于是该问题变成凸问题。可以利用cvx来求解然后利用特征值分解或者 高斯随机的方法获得
[0146]
步骤3，给定v0，w来优化vk，于是该子问题变成：
[0147][0148][0149]
其中，
[0150]
利用下述定理将(p4)的目标函数变成凹函数：
[0151]
定理1：对于函数y(μ)＝-μx+lnμ+1，有并且最优解为μ＝1/x。该引理给出了y(μ)的上界，并且仅当μ＝1/x时达到上 界。
[0152]
因此令μ＝μ
v,k
，(p4)的目标函数可以写成：
[0153][0154]
其中，
[0155]
于是(p4)可以表示成(p4.1)：
[0156][0157][0158]
μ
v,k
》0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(19b)
[0159]
根据定理，最优值为：
[0160]
对于给定的通过求解下面的问题可获得最 优解vk*。
[0161][0162][0163]
同样利用sdr算法将rank(vk)＝1的约束松弛掉变成凸问题，用cvx获 得vk*，再利
用特征值分解或者高斯随机的方法获得
[0164]
步骤4，给定w,v0,vk，优化p，t
[0165]
在给定w,v0,vk时，问题(p1)可以表示成：
[0166][0167][0168][0169][0170]
其中，其中，
[0171]
令则目标函数(21)可以写成：
[0172][0173]
(22)是(21)的透视函数，而(21)是关于pk的凹函数(当ak≥bk时)， 因此透视函数(22)也是关于和tk的凹函数，因此该问题是一个凸问题，它 可以重新写成：
[0174][0175][0176][0177][0178]
利用拉格朗日对偶法和kkt条件求解该问题，拉格朗日函数为：
[0179]
[0180]
其中，λ和μ＝(μ0,μ1,μ2,
…
,μk)是约束(23a)和(23b)的对偶乘子，因此(p5.1) 可以表示成:
[0181][0182]
kkt条件表示为：
[0183][0184]
考虑实际情况，用户终端收集能量的时间要满足0《t0《t,所以 因此，μ0＝0,μk＝0。此外,应该舍去λ＝0的情况，因为如果λ＝0， 则(25)中和是相互矛盾的。因此，最优解可以表示为：
[0185][0186]
其中
[0187]
对式子(27)采用二分法来得到
[0188][0189][0190]
对偶变量：
[0191]
由此可以得到每个子问题的最优值，然后通过迭代的方式求出各个变量的 目标值，进而得到本地计算频率根据公式求 出f'k，如果
则否则具体迭代过程如下：
[0192]
输入参数：b，σ
e2
，σ
a2
，hk，h
ek
，gk，t，ck，ξk，p，p
kmax
，ε
[0193]
输出参数：w
*
,v
*
,p
*
,t
*
,f
*
[0194]
1：初始化：w(0)，v(0)，p(0)，t(0)
[0195]
2：设置i＝1
[0196]
3：重复4～6
[0197]
4：利用cvx获得w
*
(i)，v
*(i)[0198]
5：求解问题(p5)根据公式(26)(27)(28)获得p
*
(i)和t
*
(i)，并计算 出f
*
(i)，计算目标函数的值
[0199]
6：更新i＝i+1
[0200]
7：||l(i)-l(i+1)||≤ε时，终止程序，得到输出参数的目标值
[0201]
由上可知，本发明存在以下有益效果：
[0202]
(1)mec系统中，无线终端设备的能量可持续性需求、卸载信息的安全 性需求可能是同时存在，并且极具挑战性的。本发明首次同时研究了mec系 统中用户的能量可持续性和安全性。利用irs能够智能地重新配置无线环境的 特点，本发明首次提出利用irs来提高wpt-mec系统的安全计算性能，相比 于有源中继，irs是无源的，不会额外增加系统能耗，并且成本低，易部署。 本发明为研究mec系统中的能量可持续性以及安全性问题提供了一个更好地 思路。
[0203]
(2)本发明充分利用了irs能够提高信道质量和物理层安全性的优势， 将其应用到wpt-mec系统中，在wpt阶段，利用irs改善信道质量提高用 户收集能量的性能；在卸载阶段，通过合理地优化irs的反射相位，增强合法 接收端的信号，减弱窃听者的接收信号，从而提高用户的安全卸载性能。
[0204]
(3)本发明针对建立的系统模型研究了用户安全计算任务量最大的优化问 题，并提出一个迭代优化算法来求解该问题，并在仿真中验证了所提算法的收 敛性和有效性。
[0205]
(4)针对建立的系统模型，提出用户安全计算任务量最大的优化问题，通 过联合优化ap的发射能量波束赋形，irs反射相位，用户的发射功率，计算 时间，本地计算频率，提出一个迭代最优算法使得系统的安全计算任务量最大， 并通过仿真验证，得出有利于提高该系统安全计算性能的一些结论，包括：适 当地提高irs的反射单元数，将irs部署在靠近发送端或者接收端的位置，增 大基站的最大发射功率等，都可以更好的提高系统性能。这些结论对提高 wpt-mec系统的安全性能有很大意义。
[0206]
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后， 各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施 过程构成任何限定。
[0207]
以下为本发明的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述 对应的方法实施例。
[0208]
图3示出了本发明实施例提供的提高wpt-mec系统安全计算性能的装置 的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如 下：
[0209]
如图3所示，提高wpt-mec系统安全计算性能的装置3包括：
[0210]
模型建立模块31，用于建立wpt-mec系统的用户终端在传输周期内的本 地计算任
务量模型和安全卸载任务量模型，传输周期表示用户终端完成充电和 卸载的周期；
[0211]
条件确定模块32，用于基于本地计算任务量模型和安全卸载任务量模型确 定安全计算任务量目标函数和约束条件；
[0212]
获取模块33，用于获取设定的基站的通信参数、用户终端的运算能力参数 以及传输周期作为输入参数；
[0213]
目标值确定模块34，用于以安全计算任务量目标函数的函数值最大为优化 目标，根据设定的优化算法、输入参数和约束条件进行优化，得到输出参数的 目标值；输出参数的目标值用于对wpt-mec系统进行配置，以提高wpt-mec 系统的安全计算性能；
[0214]
输出参数包括基站的发射能量波束赋形向量、用户卸载时间、用户发射功 率、用户计算频率和irs的反射相位。
[0215]
在一种可能的实现方式中，运算能力参数包括各个用户终端的计算频率和 计算预设任务量所需的cpu周期数；
[0216]
本地计算任务量模型的表达式为：
[0217][0218]
其中，k表示用户终端序号，表示第k个用户终端的本地计算任务量，t表 示传输周期，fk表示第k个用户终端的计算频率，ck表示第k个用户终端计算预 设任务量所需的cpu周期数。
[0219]
在一种可能的实现方式中，基站的通信参数包括信道带宽；
[0220]
模型建立模块31具体用于：
[0221]
建立卸载信道参数模型和窃听信道参数模型；
[0222]
通过卸载信道参数模型和公式
[0223][0224]
得到卸载信号的信干噪比；
[0225]
其中，k表示用户终端序号，sinr
a，k
表示基站的信干噪比，pk表示第k个 用户终端的发射功率，r，a表示irs到基站的信道参数，φk表示irs对第k个 用户终端的反射相位，k,r表示第k个用户终端到irs的信道参数，k,a表示第 k个用户终端到基站的信道参数，表示基站的接收噪声的方差；
[0226]
通过窃听信道参数模型和公式
[0227][0228]
得到窃听信号的信干噪比；
[0229]
其中，k表示用户终端序号，sinr
e，k
表示窃听信号的信干噪比，pk表示第k 个用户终端的发射功率，r，e表示irs到窃听端的信道参数，φk表示irs对第 k个用户终端的反射相位，k，r表示第k个用户终端到irs的信道参数，k，e表 示第k个用户终端到窃听端的信道
参数，表示窃听信号的接收噪声的方差；
[0230]
通过公式r
a，k
＝log2(1+sinr
a,k
)得到第k个用户终端的卸载速率；
[0231]
通过公式r
e,k
＝log2(1+sinr
e,k
)得到窃听端的窃听速率；
[0232]
通过公式得到安全卸载任务量模型，其中表示 第k个用户终端的安全卸载任务量，b表示信道带宽，tk表示第k个用户终端的 卸载时间。
[0233]
在一种可能的实现方式中，条件确定模块32具体用于：
[0234]
对各个用户终端的本地计算任务量模型和安全卸载任务量模型求和，得到 安全计算任务量目标函数。
[0235]
在一种可能的实现方式中，运算能力参数包括各个用户终端的有效电容参 数；
[0236]
条件确定模块32具体用于：
[0237]
建立各个用户终端的本地计算能耗模型、卸载能耗模型以及充电模型，本 地计算能耗模型的表达式为：
[0238][0239]
其中，k表示用户终端序号，表示第k个用户终端的计算能耗，t表示 传输周期，ξk表示第k个用户终端的有效电容参数，fk表示第k个用户终端的计 算频率；
[0240]
卸载能耗模型的表达式为：
[0241][0242]
其中，k表示用户终端序号，表示第k个用户终端的卸载能耗，pk表示 第k个用户终端的发射功率，tk表示第k个用户终端的卸载时间；
[0243]
充电模型的表达式为：
[0244]ek
＝ηt0tr(gkw)
[0245]
其中，k表示用户终端序号，ek表示第k个用户终端的充电量，η表示能量 收集效率，t0表示充电时间，gk表示第k个用户终端的充电信道参数，w表示基 站发射的能量波束赋形向量；
[0246]
基于本地计算能耗模型、卸载能耗模型以及充电模型确定约束条件。
[0247]
在一种可能的实现方式中，安全计算任务量目标函数的表达式为：
[0248][0249]
其中，b表示信道带宽，k表示用户终端个数，k表示用户终端序号，tk表 示第k个用户终端的卸载时间，r
a，k
表示第k个用户终端的卸载速率，r
e，k
表示 窃听端的窃听速率，t表示传输时间块长度，fk表示第k个用户终端的计算频率， ck表示第k个用户终端的计算预设任务量所需的cpu周期数；
[0250]
约束条件为：
[0251][0252]
其中，k表示用户终端序号，pk表示第k个用户终端的发射功率，ξk表示第 k个用户终端的有效电容参数，η表示能量收集效率，t0表示充电时间，gk表示 第k个用户终端的接收信道参数，w表示基站发射的能量波束赋形向量，tr()表 示迹函数，p表示基站最大发射功率，表示第k个用户终端的最大发射功率， 表示第k个用户终端的最大计算频率，φ
k，n
表示反射单元n对第k个用户终 端的反射相位。
[0253]
在一种可能的实现方式中，目标值确定模块34具体用于：
[0254]
基于约束条件，将fk和安全计算任务量目标函数分别转化为以pk、tk、w和 φ
k，n
为自变量的函数；
[0255]
固定pk和tk，利用泰勒展开法和半定松弛算法确定w和φ
k，n
的最优解范围；
[0256]
固定w和φ
k，n
，利用拉格朗日对偶法和kkt条件确定pk和tk的最优解范围；
[0257]
对pk、tk、w和φ
k,n
进行迭代，直至对应的目标函数值符合预设的收敛条 件时，得到pk、tk、w和φ
k,n
的目标值；
[0258]
基于pk、tk、w和φ
k,n
的目标值确定fk的目标值。
[0259]
本发明实施例提供了一种提高wpt-mec系统安全计算性能的装置， wpt-mec系统中部署有智能反射表面irs；该装置包括：模型建立模块，用 于建立wpt-mec系统的用户终端在传输周期内的本地计算任务量模型和安全 卸载任务量模型，传输周期表示用户终端完成充电和卸载的周期；条件确定模 块，用于基于本地计算任务量模型和安全卸载任务量模型确定安全计算任务量 目标函数和约束条件；获取模块，用于获取设定的基站的通信参数、用户终端 的运算能力参数以及传输周期作为输入参数；目标值确定模块，用于以安全计 算任务量目标函数的函数值最大为优化目标，根据设定的优化算法、输入参数 和约束条件进行优化，得到输出参数的目标值；输出参数的目标值用于对 wpt-mec系统进行配置，以提高wpt-mec系统的安全计算性能；输出参数 包括基站的发射能量波束赋形向量、用户卸载时间、用户发射功率、用户计算 频率和irs的反射相位。本发明实施例在wpt-mec系统中部署智能反射表面 irs，可以增加用户接收的能量信号并且无需增加系统能耗，通过建立模型求解 输出参数的目标值，可以提高wpt-mec系统的安全性。
[0260]
图4是本发明实施例提供wpt-mec系统中基站的示意图。如图4所示， 该实施例的基站4包括：处理器40、存储器41以及存储在所述存储器41中并 可在所述处理器40上运行的计算机程序42。所述处理器40执行所述计算机程 序42时实现上述各个提高wpt-mec系统安全计算性能的方法实施例中的步 骤，例如图2所示的步骤201至步骤204。或者，所述处理器40执行所述计算 机程序42时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如图3所示模块
31至 34的功能。
[0261]
示例性的，所述计算机程序42可以被分割成一个或多个模块，所述一个或 者多个模块被存储在所述存储器41中，并由所述处理器40执行，以完成本发 明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段， 该指令段用于描述所述计算机程序42在所述基站4中的执行过程。例如，所述 计算机程序42可以被分割成图3所示的模块31至34。
[0262]
所述基站4可包括，但不仅限于，处理器40、存储器41。本领域技术人员 可以理解，图4仅仅是基站4的示例，并不构成对基站4的限定，可以包括比 图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述基站 还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
[0263]
所称处理器40可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可 以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用 集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列 (field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或 者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理 器也可以是任何常规的处理器等。
[0264]
所述存储器41可以是所述基站4的内部存储单元，例如基站4的硬盘或内 存。所述存储器41也可以是所述基站4的外部存储设备，例如所述基站4上配 备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(securedigital，sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，所述存储器41还可以 既包括所述基站4的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器41用于存 储所述计算机程序以及所述基站所需的其他程序和数据。所述存储器41还可以 用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0265]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上 述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上 述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不 同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功 能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在， 也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬 件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模 块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上 述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程， 在此不再赘述。
[0266]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详 述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0267]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示 例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来 实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用 和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现 所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0268]
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可 以通过
其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的， 例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有 另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统， 或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或 直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接， 可以是电性，机械或其它的形式。
[0269]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为 单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者 也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部 单元来实现本实施例方案的目的。
[0270]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中， 也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元 中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的 形式实现。
[0271]
所述集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或 使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。可以是前述任一实施例的 终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。基于这样的理解，本发明实现 上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬 件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程 序在被处理器执行时，可实现上述各个提高wpt-mec系统安全计算性能的方 法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程 序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所 述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、 记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、电载 波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质 包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例 如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波 信号和电信信号。
[0272]
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照 前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其 依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特 征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发 明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种提高wpt-mec系统安全计算性能的方法，其特征在于，所述wpt-mec系统中部署有智能反射表面irs；所述方法包括：建立所述wpt-mec系统的用户终端在传输周期内的本地计算任务量模型和安全卸载任务量模型，所述传输周期表示所述用户终端完成充电和卸载的周期；基于所述本地计算任务量模型和所述安全卸载任务量模型确定安全计算任务量目标函数和约束条件；获取设定的基站的通信参数、所述用户终端的运算能力参数以及传输周期作为输入参数；以所述安全计算任务量目标函数的函数值最大为优化目标，根据设定的优化算法、所述输入参数和所述约束条件进行优化，得到输出参数的目标值；所述输出参数的目标值用于对所述wpt-mec系统进行配置，以提高所述wpt-mec系统的安全计算性能；所述输出参数包括基站的发射能量波束赋形向量、用户卸载时间、用户发射功率、用户计算频率和所述irs的反射相位。2.根据权利要求1所述的提高wpt-mec系统安全计算性能的方法，其特征在于，所述运算能力参数包括各个用户终端的计算频率和计算预设任务量所需的cpu周期数；所述本地计算任务量模型的表达式为：其中，k表示用户终端序号，表示第k个用户终端的本地计算任务量，t表示所述传输周期，f
k
表示第k个用户终端的计算频率，c
k
表示第k个用户终端计算预设任务量所需的cpu周期数。3.根据权利要求1所述的提高wpt-mec系统安全计算性能的方法，其特征在于，所述基站的通信参数包括信道带宽；建立所述安全卸载任务量模型包括：建立卸载信道参数模型和窃听信道参数模型；通过所述卸载信道参数模型和公式得到卸载信号的信干噪比；其中，k表示用户终端序号，sinr
a，k
表示所述基站的信干噪比，p
k
表示第k个用户终端的发射功率，r，a表示所述irs到所述基站的信道参数，φ
k
表示irs对第k个用户终端的反射相位，k，r表示第k个用户终端到所述irs的信道参数，k，a表示第k个用户终端到所述基站的信道参数，表示所述基站的接收噪声的方差；通过所述窃听信道参数模型和公式
得到窃听信号的信干噪比；其中，k表示用户终端序号，sinr
e，k
表示所述窃听信号的信干噪比，p
k
表示第k个用户终端的发射功率，表示所述irs到窃听端的信道参数，φ
k
表示irs对第k个用户终端的反射相位，k，r表示第k个用户终端到所述irs的信道参数，k，e表示第k个用户终端到所述窃听端的信道参数，表示所述窃听信号的接收噪声的方差；通过公式r
a，k
＝log2(1+sinr
a，k
)得到第k个用户终端的卸载速率；通过公式r
e，k
＝log2(1+sinr
e，k
)得到所述窃听端的窃听速率；通过公式得到所述安全卸载任务量模型，其中表示第k个用户终端的安全卸载任务量，b表示所述信道带宽，t
k
表示第k个用户终端的卸载时间。4.根据权利要求1所述的提高wpt-mec系统安全计算性能的方法，其特征在于，所述基于所述本地计算任务量模型和所述安全卸载任务量模型确定安全计算任务量目标函数和约束条件包括：对各个用户终端的本地计算任务量模型和安全卸载任务量模型求和，得到安全计算任务量目标函数。5.根据权利要求1所述的提高wpt-mec系统安全计算性能的方法，其特征在于，所述运算能力参数包括各个用户终端的有效电容参数；所述基于所述本地计算任务量模型和所述安全卸载任务量模型确定安全计算任务量目标函数和约束条件包括：建立各个用户终端的本地计算能耗模型、卸载能耗模型以及充电模型，所述本地计算能耗模型的表达式为：其中，k表示用户终端序号，表示第k个用户终端的计算能耗，t表示所述传输周期，ξ
k
表示第k个用户终端的有效电容参数，f
k
表示第k个用户终端的计算频率；所述卸载能耗模型的表达式为：其中，k表示用户终端序号，表示第k个用户终端的卸载能耗，p
k
表示第k个用户终端的发射功率，t
k
表示第k个用户终端的卸载时间；所述充电模型的表达式为：e
k
＝ηt0tr(g
k
w)其中，k表示用户终端序号，e
k
表示第k个用户终端的充电量，η表示能量收集效率，t0表示充电时间，g
k
表示第k个用户终端的充电信道参数，w表示基站发射的能量波束赋形向量；基于所述本地计算能耗模型、所述卸载能耗模型以及所述充电模型确定约束条件。6.根据权利要求1至5任一项所述的提高wpt-mec系统安全计算性能的方法，其特征在
于，所述安全计算任务量目标函数的表达式为：其中，b表示信道带宽，k表示用户终端个数，k表示用户终端序号，t
k
表示第k个用户终端的卸载时间，r
a,k
表示第k个用户终端的卸载速率，r
e,k
表示窃听端的窃听速率，t表示传输时间块长度，f
k
表示第k个用户终端的计算频率，c
k
表示第k个用户终端的计算预设任务量所需的cpu周期数；所述约束条件为：其中，k表示用户终端序号，p
k
表示第k个用户终端的发射功率，ξ
k
表示第k个用户终端的有效电容参数，η表示能量收集效率，t0表示充电时间，g
k
表示第k个用户终端的接收信道参数，w表示基站发射的能量波束赋形向量，tr()表示迹函数，p表示基站最大发射功率，表示第k个用户终端的最大发射功率，表示第k个用户终端的最大计算频率，φ
k，n
表示反射单元n对第k个用户终端的反射相位。7.根据权利要求6所述的提高wpt-mec系统安全计算性能的方法，其特征在于，所述以所述安全计算任务量目标函数的函数值最大为优化目标，根据设定的优化算法、所述输入参数和所述约束条件进行优化，得到输出参数的目标值包括：基于所述约束条件，将f
k
和所述安全计算任务量目标函数分别转化为以p
k
、t
k
、w和φ
k，n
为自变量的函数；固定p
k
和t
k
，利用泰勒展开法和半定松弛算法确定w和φ
k，n
的最优解范围；固定w和φ
k，n
，利用拉格朗日对偶法和kkt条件确定p
k
和t
k
的最优解范围；对p
k
、t
k
、w和φ
k，n
进行迭代，直至对应的目标函数值符合预设的收敛条件时，得到p
k
、t
k
、w和φ
k,n
的目标值；基于p
k
、t
k
、w和φ
k，n
的目标值确定f
k
的目标值。8.一种提高wpt-mec系统安全计算性能的装置，其特征在于，所述wpt-mec系统中部署有智能反射表面irs；所述装置包括：模型建立模块，用于建立所述wpt-mec系统的用户终端在传输周期内的本地计算任务量模型和安全卸载任务量模型，所述传输周期表示所述用户终端完成充电和卸载的周期；条件确定模块，用于基于所述本地计算任务量模型和所述安全卸载任务量模型确定安
全计算任务量目标函数和约束条件；获取模块，用于获取设定的基站的通信参数、用户终端的运算能力参数以及传输周期作为输入参数；目标值确定模块，用于以所述安全计算任务量目标函数的函数值最大为优化目标，根据设定的优化算法、所述输入参数和所述约束条件进行优化，得到输出参数的目标值；所述输出参数的目标值用于对所述wpt-mec系统进行配置，以提高所述wpt-mec系统的安全计算性能；所述输出参数包括基站的发射能量波束赋形向量、用户卸载时间、用户发射功率、用户计算频率和所述irs的反射相位。9.一种wpt-mec系统，其特征在于，所述wpt-mec系统包括基站、智能反射表面irs和irs控制器；所述基站包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求1至7中任一项所述提高wpt-mec系统安全计算性能的方法的步骤；所述irs控制器用于调整所述irs的反射相位。10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种提高WPT-MEC系统安全计算性能的方法、装置及系统。该方法包括：建立WPT-MEC系统的用户终端在传输周期内的本地计算任务量模型和安全卸载任务量模型，传输周期表示用户终端完成充电和卸载的周期；确定安全计算任务量目标函数和约束条件；获取设定的基站的通信参数、用户终端的运算能力参数以及传输周期作为输入参数；以安全计算任务量目标函数的函数值最大为优化目标，根据设定的优化算法、输入参数和约束条件进行优化，得到输出参数的目标值；输出参数的目标值用于对WPT-MEC系统进行配置，以提高WPT-MEC系统的安全计算性能。本发明在WPT-MEC系统中加入IRS，IRS可以增加用户接收的能量信号并且无需增加系统能耗，确定IRS和WPT-MEC系统的参数，可以提高WPT-MEC系统的安全性。系统的安全性。系统的安全性。


技术研发人员：李保罡 武文静 赵伟 张珂
受保护的技术使用者：华北电力大学（保定）
技术研发日：2021.08.24
技术公布日：2022/3/8