[發明專利]一種用于電力物聯網并發混合業務的寬帶電力線載波通信跨層資源調配方法

在審

• 申請號: 202011331561.1
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112615647A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 尹喜陽;劉乙召;楊挺;何子陽;王強;呂國遠;盧志鑫;李伶研;閆龍;殷博;武云海;盧超;馮春盛;劉思佳;陸凌輝
• 申請（專利權）人: 國網天津市電力公司;國家電網有限公司;天津大學
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54;H04L12/851;H04L12/927
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 孫秋媛

本發明公開了一種用于電力物聯網并發混合業務的寬帶電力線載波通信跨層資源調配方法，包括以下步驟：S1.對數據初始化；S2.選擇第i時刻，讀取緩存區內用戶k的隊列長度，獲取用戶k的瞬時速率；S3.判斷用戶k類別，計算用戶的效用函數值：S4.將用戶的效用函數值降序排序，得到基于效用函數值的調度序列并傳遞給物理層，用戶分配物理層資源；S5.待資源分配完成后，更新緩存區隊列長度和速率，結束本次用戶的資源調度。根據業務QoS需求和當前的網絡狀態對業務進行動態優先級劃分，既可以有效降低數據分組等待時延及分組損耗，并且能夠滿足更多用戶的QoS需求。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，尤其是涉及一種用于電力物聯網并發混合業務的寬帶電力線載波通信跨層資源調配方法。

背景技術

電力線載波通信(Power Line Communication,PLC)，是利用高頻調制信號，將電力線作為媒介進行數據傳輸的一種特殊通信方式。根據電壓等級可將電力線載波通信劃分為高壓載波(超過35Kv)、中壓載波(10Kv)和低壓載波(380V/220V)三種。電力線載波通信天然具有電氣設備連接，實現各類終端設備的靈活接入，建設成本低的特點，是解決“最后一公里”信息交互問題的有效通信方式之一。電力線載波通信技術由傳統窄帶通信逐漸發展成寬帶電力線載波通信，OFDM即正交頻分復用技術，是多載波調制的一種，通過頻分復用實現高速串行數據的并行傳輸，具有較好的抗多徑衰弱的能力，能夠支持用戶接入。利用OFDM技術將通信速率由原來的幾千bps提高到幾兆至數十兆bps，大幅度提成通信性能。

電力線信道是一個開放共享的信道，各相有獨立的PLC網關，各PLC設備需要在共享的電力信道上競爭本相資源，多用戶動態資源分配問題的實質就是根據電力線信道的狀態信息，在每個OFDM符號內實時動態地為實時(RT)用戶和非實時(NRT)用戶分配不同的子載波，并在相應的子載波上根據信道增益的大小自適應選擇不同的調制方式，根據香農公式加載相應比特。

電力物聯網是指對接入電網的終端提供聯網服務，實現電力系統各個環節萬物互聯、人機交互的智慧服務系統。在電力物聯網建設中，作為電力系統中現成的、覆蓋范圍最廣的通信信道，采用電力線載波通信技術能最大程度降低智能通信網絡的組件成本。隨著大量智能傳感設備的接入，傳統寬帶電力線載波通信資源分配方法并未考慮混合業務的用戶QoS需求及MAC層緩存區隊列情況，無法按照混合業務流量對用戶進行合理調度，造成不同用戶分配均衡度差。

因此，為了解決上述技術問題，需要設計一種能夠快速準確可靠的傳輸，實時調控資源、避免網絡出現擁塞的寬帶電力線載波通信跨層資源調配方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種考慮混合業務的用戶QoS需求、合理調度資源、用戶的分配均衡度高的用于電力物聯網并發混合業務的寬帶電力線載波通信跨層資源調配方法。

本發明的技術方案如下：

一種用于電力物聯網并發混合業務的寬帶電力線載波通信跨層資源調配方法，包括以下步驟：

S1.對數據初始化，設定時刻i，用戶k，用戶瞬時速率υ_k(0)＝0，緩存區內用戶k的隊列長度Q_k(0)＝0，RT用戶集合SRT＝{1,2,.....,h}，NRT用戶集合SNRT＝{1,2,.....,l}，緩存區數據分組等待時延D_k(i)；

S2.選擇第i時刻，讀取緩存區內用戶k的隊列長度Q_k(i)，獲取用戶k的瞬時速率ν_k(i)；

S3.判斷用戶k類別：

S301.如果用戶k為RT用戶，則獲取最大允許時延T_k，根據當前第i時刻的用戶k的隊列長度Q_k(i)，計算緩沖區數據分組等待時延D_k(i)和該用戶下一時刻i+1的效用函數值通過如下公式計算：