[發明專利]基于信息年齡的無線網絡通信資源調度方法和系統

有效

• 申請號: 202110119244.1
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112911555B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 劉振宇;羅祾;華珉;李文清;潘愛強;劉哲;陳智勇;夏斌
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;國網上海市電力公司
• 主分類號: H04W4/70
• 分類號: H04W4/70;H04W72/04
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種基于信息年齡的無線網絡通信資源調度方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：組建由基站集中控制的無線D2D通信系統，初始化系統參數；

步驟2：D2D收發設備向基站發送當前時隙的狀態信息；

步驟3：基站根據接收到的狀態信息計算當前時隙的瞬時信息年齡A_i(k)，各條鏈路的傳輸成功概率μ_i(k)，以及下個時隙的期望信息年齡E[A_i(k+1)]；

步驟4：基站求解關于鏈路激活決策x_i(k)的整數規劃問題，得到使下個時隙期望信息年齡E[A_i(k+1)]的鏈路激活決策x_i(k)的解；

步驟5：基站將鏈路激活決策發送給對應鏈路i；

步驟6：D2D鏈路根據收到的鏈路激活決策進行信息傳輸，傳輸結束后記錄傳輸結果；當前時隙結束，令k＝k+1，返回執行步驟2。

2.根據權利要求1所述的一種基于信息年齡的無線網絡通信資源調度方法，其特征在于，所述步驟1中組建由基站集中控制的無線D2D通信系統包括：多個空間位置隨機分布的傳輸時間敏感信息的D2D收發設備，與一個用于集中控制D2D鏈路傳輸調度的基站；

所述基站通過信令集中控制鏈路完成設備間直接的信息傳輸，所述基站集中控制的D2D無線通信系統的初始化系統參數，所述初始化系統參數包括：設備對個數N，D2D發送設備發射功率P，信干噪比解碼門限值β_i，其中，i表示第i條鏈路，初始時隙k＝1，各鏈路的初始瞬時信息年齡A_i(k)，k＝1。

3.根據權利要求1所述的一種基于信息年齡的無線網絡通信資源調度方法，其特征在于，所述步驟2中D2D收發設備向基站發送當前時隙的狀態信息包括：接收設備在上個時隙k-1時的傳輸狀態b_i(k-1)，其中，b_i(k-1)＝1表示信息得到更新，b_i(k-1)＝0表示信息沒有得到更新；各條鏈路的接收器與發射器的位置信息其中，分別表示發射器與接收器的二維空間坐標，通過全球衛星導航系統獲取。

4.根據權利要求1所述的一種基于信息年齡的無線網絡通信資源調度方法，其特征在于，所述步驟3中基站利用上個時隙保存的各條鏈路的瞬時信息年齡A_i(k-1)和接收到的傳輸狀態b_i(k-1)計算當前時隙各條鏈路的瞬時信息年齡A_i(k)＝A_i(k-1)[1-b_i(k-1)]+1；基站計算各鏈路的傳輸成功概率，鏈路i在當前時隙k的傳輸成功概率μ_i(k)，計算公式為：其中x_i(k)表示基站在時隙k對鏈路i做出的鏈路激活決策，x_i(k)＝1表示進行傳輸，x_i(k)＝0表示不進行傳輸，x_j(k)表示基站在時隙k對鏈路j做出的鏈路激活決策，h_ji表示鏈路j的發射器與鏈路i的接收器間的小尺度衰落，h_ii表示鏈路i的發射器與鏈路i的接收器間的小尺度衰落，α表示路徑損耗指數，ρ_i表示傳輸成功概率受環境噪聲的影響，D_ji表示鏈路i的傳輸成功概率受鏈路j的發射器的干擾影響，d_ji表示鏈路j的發射器與鏈路i的接收器之間的距離，d_ii表示鏈路i的發射器與鏈路i的接收器之間的距離；σ²表示環境中的加性高斯白噪聲；D2D發送設備發射功率P，信干噪比解碼門限值β_i；基站計算下個時隙的期望信息年齡E[A_i(k+1)]，計算公式為：

5.根據權利要求1所述的一種基于信息年齡的無線網絡通信資源調度方法，其特征在于，所述步驟4中基站求解關于鏈路激活決策x_i(k)的整數規劃問題，所述整數規劃問題如下：

通過計算得到所述整數規劃問題的解設備對個數N。