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申请/专利权人：国网福建省电力有限公司;国网福建省电力有限公司信息通信分公司

摘要：本发明涉及一种通感算资源分配方法，通过联合优化传输信道选择、计算资源分配、感知数据加密等级，设置隐私熵和排队时延之间的折中权重，动态调整通感算资源联合优化策略，最大化隐私熵和端到端排队时延的加权差，实现隐私熵和端到端排队时延的动态折中；通过约束转化，实现长期透明化管控约束与短期决策的解耦，并在此基础上，提出面向配电网透明化安全管控的通感算资源联合优化方法，融合终端制定信道选择优化决策与感知数据加密等级。在已知信道选择优化策略的情况下，融合终端优化计算资源分配，保障配电网透明化安全管控业务的正常运行。

主权项：1.一种通感算资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：预设多个优化时隙，每个优化时隙下融合终端通过数据加密与传输模型制定数据加密等级以及数据传输信道并传输至设置于配电网的物联网终端，物联网终端实时采集配电网运行数据同时根据数据加密等级对数据进行加密后通过选择的传输信道传输至融合终端中，融合终端通过计算资源分配模型对输入数据的解密所需的计算资源进行分配，并储存解密后的数据；基于上述数据传输流程，以最大化数据的通感算协同隐私熵和排队时延的平均加权差为目标，构建优化模型；再将优化模型进行转换后通过双层协同匹配的信道与数据加密等级管理算法和基于拉格朗日对偶求解的计算资源分配算法进行求解，得到数据传输过程中的最优数据加密等级、数据传输信道以及计算资源分配；所述融合终端通过数据加密与传输模型制定数据加密等级以及数据传输信道的具体步骤为：设共有个数据加密等级，等级对应的数据加密复杂度为，定义第个优化时隙下融合终端的数据加密等级变量为，表示物联网终端选择等级的加密方式，则物联网终端的数据加密复杂度为；定义储存在缓冲区的数据为本地缓存队列，则的数据队列积压如下式所示： 其中：为第个优化时隙下采集的数据量；表示个优化时隙下传输至融合终端的数据量；定义信道选择变量为，表示物联网终端在第个优化时隙下通过信道向融合终端传输数据，否则，在第个优化时隙下通过信道的数据传输速率如下式所示： 其中：为信道的带宽；为的数据传输功率；为信道的增益值；为高斯白噪声功率；为信道的电磁干扰；综合上式得到个优化时隙下传输至融合终端的数据量如下式所示： 其中：表示优化时隙长度；表示信道总数；表示第个信道；所述融合终端通过计算资源分配模型对输入数据的解密所需的计算资源进行分配的具体步骤为：融合终端对每个物联网终端上传的数据均构建一个数据队列，用于储存尚未进行解密处理的数据，则融合终端中来自每个物联网终端的数据队列的积压如下式所示： 其中：表示第个优化时隙下物联网终端的数据队列；表示第个优化时隙下融合终端处理的来自物联网终端的数据量，具体如下式所示： 其中：为第个优化时隙下融合终端处理上传的数据所分配的计算资源；为数据的计算周期；所述数据的通感算协同隐私熵包括计算隐私熵与传输隐私熵，其具体计算步骤为：所述计算隐私熵如下式所示： 所述传输隐私熵如下式所示： 其中：为初始传输隐私熵；为的传输次数阈值；为的传输隐私熵调整步长；为累计至第个优化时隙选择信道的次数，其中，表示第个优化时隙；综合计算隐私熵以及传输隐私熵得到数据的通感算协同隐私熵如下式所示： 其中：为第个物联网终端的通感算协同隐私熵；所述数据的排队时延计算步骤为：基于利特尔定律，将排队时延定义为平均队列积压与平均数据到达率之比，则物联网终端的排队时延如下式所示： 其中：为端侧评价数据到达率；融合终端的排队时延如下式所示： 其中：为融合终端平均数据到达率；表示第个融合终端；表示融合终端总数；所述优化模型的具体构建步骤为：定义为物联网终端的长期平均数据传输量的最小值，则物联网终端的长期透明化管控约束如下式所示： 其中：表示优化时隙总数；以最大化数据的通感算协同隐私熵和排队时延的平均加权差为目标，构建优化模型如下式所示： 其中：为数据的总排队时延；为物联网终端的优先级权重；为总排队时延权重；表示第个融合终端在第个优化时隙的计算资源；为融合终端总计算资源；表示信道选择约束，表示物联网终端集合；表示信道集合；表示数据加密等级选择约束；表示融合终端计算资源约束；表示长期透明化管控约束；通过约束转换将转换为： 其中：；为透明化管控虚拟赤字队列，该队列积压更新公式为： 其中：为第个优化时隙结束时的实际数据处理量与平均数据处理量期望的偏差；再将进一步转换为；将分解为物联网终端侧信道与数据加密等级选择子问题和融合终端侧计算资源分配子问题；通过双层协同匹配的信道与数据加密等级管理算法解决物联网终端侧信道与数据加密等级选择子问题，具体步骤为：将物联网终端侧信道与数据加密等级选择子问题建模为一个三维匹配问题，其目标为构建物联网终端、信道和数据加密等级三者之间的匹配关系，再将三维匹配问题降维为一对一单边匹配问题；定义为匹配选项的集合，其中表示信道和加密等级，定义匹配关系表示从物联网终端集合至匹配选项集合的映射，表示与建立匹配关系；定义偏好关系用于反映物联网终端对匹配选项的偏好程度： 其中：表示物联网终端对匹配选项的偏好值；表示由于偏好值，则相较于选项更倾向于选项建立匹配关系；定义与之间的匹配成本为，定义未匹配物联网终端集合为，定义未匹配选项集合为，初始化匹配成本，未匹配物联网终端集合为，未匹配选项集合，信道选择变量，数据加密等级变量；若物联网终端截止至个优化时隙前的个优化时隙内传输的数据总量大于等于数据传输总量阈值，则将其从未匹配的终端集合中剔除，反之，则计算物联网终端对各匹配选项的偏好值；利用经验信息计算偏好值，如下式所示： 其中：表示截止至个优化时隙前的第个优化时隙；为物联网终端的端端协同调整项，其表达式为： 其中：为端端协同调整步长；定义物联网终端的偏好列表，中记录根据偏好值计算公式计算的所有匹配选项的偏好值，并通过降序排序偏好列表，完成偏好列表构建；设物联网终端，根据偏好列表，向最大偏好值信道的匹配选项发出匹配请求，计算该匹配选项涉及的信道已连接的物联网终端数量，若，则匹配选项与物联网终端构成匹配关系，再将完成匹配的物联网终端与匹配选项分别从未匹配物联网终端集合和未匹配选项集合中移除，若，说明多个物联网终端同时竞争信道，则更新这些物联网终端与匹配选项的匹配成本，基于更新后的匹配成本更新这些物联网终端的偏好值以及偏好列表，重新进行匹配选项的匹配，直至所有匹配选项完成匹配；所述匹配成本的更新计算公式，具体如下式所示： 其中：为升价步长。

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