[发明专利]一种智能电网多接口异构通信平台的优化传输调度方法

权利要求书

1.一种智能电网多接口异构通信平台的优化传输调度方法，其特征是应用于由N个不同类型传感器的无线传感器网络节点、一个智能电网多接口异构通信平台和一个远程云端监控设备所组成的异构网络环境中，所述优化传输调度方法是按如下步骤进行：

步骤一、在所述异构网络环境中，将N个传感器进行编号{1,2,…,n,…,N}，其中，n表示第n个传感器的序号，1≤n≤N；令第n个传感器的采样周期为T_n，令所有传感器采样周期的最小公倍数为T；第n个传感器在采样周期的最小公倍数T内重复采样{1,2,…,i,…,I}次，其中，i表示第i次采样的序号，且令第n个传感器在第i次采样的数据量为D_n,i；

步骤二、利用式(1)确定在有线传输过程中第n个传感器在第i次采样的数据量D_n,i在数据缓冲区停留的总时间τ_n,i：

式(1)中，r_PLC表示有线传输速率，m(t_n,i)表示t时刻第n个传感器在第i次采样的数据量D_n,i在缓冲区的深度，并有：

式(2)中，m(t_1,1)表示第1个传感器在第1次采样的数据在缓冲区的深度，D_a,b表示第a个传感器在第b次采样的数据量，X_a,b表示第a个传感器在第b次采样的数据量D_a,b是用有线传输还是用无线传输，即决策变量，T_a表示第a个传感器的采样周期；1≤a≤n，1≤b≤i；

步骤三、利用式(3)确定在无线传输过程中的误比特率P_b：

式(3)中，γ表示信噪比门限，erf(·)表示误差函数，表示用户的平均信噪比，并有：

式(4)中，N₀表示高斯白噪声，P_t表示传感器的最大发射功率，K表示无线传输中数据包的数目，d₀表示传感器到基站的参考距离，d表示传感器到基站的实际距离，λ表示路径损耗指数；

步骤四、以智能电网多接口异构通信平台吞吐量的最大值为目标函数，所述吞吐量为用有线和用无线传输的总数据量与时间的比值；根据有线和用无线传输的限制和各类数据的不同标准建立一系列约束条件；

步骤4.1、利用式(5)建立目标函数：

式(5)中，X_n,i表示第n个传感器在第i次采样的数据量D_n,i是用有线传输还是用无线传输，即决策变量，TP表示吞吐量；

步骤4.2、利用式(6)到(10)构建约束条件：

X_n,i≤1 (9)

X_n,i∈{0,1} (10)

式(6)表示用有线传输的数据传输的总时间不能超过第n个传感器数据的时延要求T_c,n；

式(7)表示用无线传输的数据的误比特率不能超过数据要求的误比特率(1-P_e,n)，P_e,n表示第n个传感器数据用无线传输的数据成功接收率；

式(8)表示用无线传输数据所消耗的资源块不超过无线传输资源块数量Y，R_RB表示LTE资源块传输速率；

式(9)表示一个数据包只能用有线或无线中的一种方式传输，X_n,i＝1表示用有线传输，X_n,i＝0表示用无线传输；

式(10)表示目标函数的决策变量X_n,i只能取0或1；

步骤五、将所述目标函数的求解变量松弛为连续变量，将所述目标函数的非线性整数规划问题变成非线性规划问题，从而用KKT条件求出所述非线性规划问题的解；

步骤六、用分支定界法得到所述目标函数的求解变量，从而根据所述求解变量对数据量使用有线传输或是无线传输。