[發明專利]一種狀態更新數據包調度方法及系統

有效

• 申請號: 202110685922.0
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113422821B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 黃友朋;黨三磊;羅鴻軒;趙聞;肖勇;張捷;錢斌;李倩;宋鵬
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司計量中心;南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H04L67/5682
• 分類號: H04L67/5682;H04L67/1095
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉思言

本發明提供了一種狀態更新數據包調度方法及系統。本發明通過實時估計狀態更新數據包調度系統到遠程監測中心的網絡延遲的方式，減少了隊列調度決策評估遠程監測中心信息新鮮度與網絡延遲的算法復雜度，通過在每一決策時刻選擇使當前系統的信息新鮮度與網絡延遲折衷值最小的調度策略的方式來達到長期的系統信息新鮮度與網絡延遲折衷。本發明既能滿足遠程狀態更新的信息新鮮度要求，同時使數據包經歷較小的網絡延遲。

技術領域

本發明涉及信息調度領域，具體涉及一種狀態更新數據包調度方法及系統。

背景技術

隨著智能工廠、自動駕駛等物聯網應用的發展，遠程監測、遠程控制等對遠程環境的狀態感知的更新越來越頻繁，而且也具有越來越嚴格的信息新鮮度要求。信息新鮮度是近年來出現的描述遠程狀態更新、遠程控制等信息新鮮程度的一個性能指標，一般用信息年齡來度量。對于一個數據源通過通信網絡將其產生的狀態更新信息傳輸到遠程監測終端的系統，信息年齡定義為當前時刻與監測終端所接收到的最新的狀態信息在數據源端產生的時間差，信息年齡Δt＝t-U(t)，t表示當前時刻，U(t)表示監測終端接收到的最新的狀態信息在數據源端產生的時刻。信息年齡越小，則表示信息越新鮮，反之，則表示信息新鮮度越低。

由于被監測環境的狀態更新頻繁，狀態更新信息在網絡中將會積壓，此時，網絡中數據包調度方法對狀態更新信息的信息新鮮度以及端到端信息傳輸延遲起著關鍵的作用。例如，若采用先到先服務的調度規則，則可能會使狀態更新數據包經歷最小的平均網絡延遲，但不能保證信息新鮮度最優，若采用后到先服務的調度策略，則可能會降低信息年齡，提高信息的新鮮度，但將會增大平均網絡延遲，因為先到的狀態更新信息可能一直沒有機會被調度。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明提供了一種狀態更新數據包調度方法及系統。為實現本發明的目的，本發明的技術方案如下。

一種狀態更新數據包調度方法，其特征在于：

基于d(t)＝αd(t-1)+(1-α)d′(t)計算當前時刻調度系統到遠程監測中心的網絡延遲，其中，d(t)為當前時刻(即t時刻)調度系統到遠程監測中心的網絡延遲，d(t-1)為t-1時刻估計的調度系統到遠程監測中心的網絡延遲，d′(t)表示t時刻前遠程監測中心反饋的最新的網絡延遲，0α1；

對每一個數據包，計算J_i(t)＝D_i(t)+vA(t)計算其在當前時刻的信息新鮮度與網絡延遲折衷值，其中，i表示第i個數據包，且1≤i≤N；J_i(t)為數據包在當前時刻t的信息新鮮度與網絡延遲折衷值；D_i(t)為數據包所經歷的端到端傳輸延遲，且D_i(t)＝t+d(t)-t_i，d(t)為當前時刻調度系統到遠程監測中心的網絡延遲，v為信息新鮮度與網絡延遲的折衷的調控參數，且v＞0，A(t)為當前時刻遠程監測中心接收到的狀態更新信息的信息新鮮度，t_i為第i個數據包在源節點(即數據包IP頭部的源地址表示的節點)產生的時刻，且1≤i≤N；

基于J_i*(t)＝min₁＜i＜N J_i(t)選取當前時刻信息新鮮度與網絡延遲折衷值最小的數據包進行出隊調度，其中，min(·)表示最小化函數；i^*為達到最小值的數據包。

更新調度隊列狀態。

優選的，狀態更新數據包調度方法還包括：

基于A(t)＝t+d(t)-u(t+d(t))計算當前時刻遠程監測中心接收到的狀態更新信息的信息新鮮度，其中，t表示當前時刻，d(t)為當前時刻調度系統到遠程監測中心的網絡延遲，u(t+d(t))為遠程監測中心在時刻t+d(t)及之前接收到的最新鮮的狀態更新數據包的產生時刻。

優選的，狀態更新數據包調度方法還包括：