[发明专利]基于信息年龄的电力物联网周期性业务数据资源调度方法

权利要求书

1.一种基于信息年龄的电力物联网周期性业务数据资源调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)构造基站集中式控制的电力物联网实时监测系统，建立信息年龄更新模型和能量更新模型；

(2)构造深度强化学习的网络，初始化所述深度强化学习的网络和电力物联网环境，所述深度强化学习的网络包括eval网络和target网络；

(3)构建最小化基站处平均加权信息年龄的优化问题，根据电力物联网中获取的传感器节点的信息年龄、能量状态建立系统的状态空间、动作空间和奖励函数；将当前电力物联网环境输入到eval网络，在当前时隙中，得到的调度决策，并基于调度决策完成调度；

(4)被调度的传感器节点完成通信，每个时隙更新所有传感器节点的剩余能量、信息年龄以及基站处的平均权重信息年龄；

(5)基站得到网络环境反馈的奖励值，感知并收集网络环境当前状态，同时在记忆池中存储当前时隙产生的样本数据；

(6)当记忆池中的样本数量超过阈值时，从记忆池中采样经验，根据损失函数通过反向传播更新eval网络的参数，使得eval网络逐渐趋于收敛；

(7)在当前回合中，经过固定训练步长，eval网络将权重更新到target网络上；

(8)达到当前训练回合的最大步数时，结束当前回合，开始下一回合，重新初始化电力物联网实时监测系统，输入电力物联网环境，重复步骤(3)-(8)。

2.根据权利要求1所述的基于信息年龄的电力物联网周期性业务数据资源调度方法，其特征在于，所述电力物联网实时监测系统包括一个基站和M个传感器节点，上行链路中，所述传感器节点根据调度将周期性业务数据更新到所述基站；所述基站维护一个本地状态链表，通过不断接收所述传感器节点的状态更新数据来保证各传感器节点在本地状态的及时性；下行链路，所述传感器节点通过捕获所述基站广播的RF信号中携带的射频能量进行电池充能。

3.根据权利要求1所述的基于信息年龄的电力物联网周期性业务数据资源调度方法，其特征在于，所述信息年龄更新模型包括周期性业务数据的信息年龄更新模型、缓存队列的信息年龄更新模型和基站处信息年龄更新模型；所述能量更新模型为传感器节点的能量更新模型。

4.根据权利要求3所述的基于信息年龄的电力物联网周期性业务数据资源调度方法，其特征在于，所述周期性业务数据的信息年龄更新模型为其中，表示t时刻周期性业务数据的信息年龄，T_i表示传感器节点i的采样周期。

5.根据权利要求3所述的基于信息年龄的电力物联网周期性业务数据资源调度方法，其特征在于，所述缓存队列的信息年龄更新模型为：

其中，表示t+1时刻缓存队列的信息年龄，表示t时刻缓存队列的头部数据信息年龄，表示t时刻缓存队列的头部数据的后继数据的信息年龄，表示传感器节点i在t时刻的调度决策结果，q_i(t)表示缓存队列在t时刻缓存的数据个数，表示传感器节点i在t时刻的数据传输是否成功；L表示缓存队列的最大缓存数据个数；T表示采样周期。

6.根据权利要求3所述的基于信息年龄的电力物联网周期性业务数据资源调度方法，其特征在于，所述基站处信息年龄更新模型为：其中，

表示t时刻周期性业务数据的信息年龄，表示t时刻基站处信息年龄，

表示传感器节点i在t时刻的调度决策结果。

7.根据权利要求3所述的基于信息年龄的电力物联网周期性业务数据资源调度方法，其特征在于，所述传感器节点的能量更新模型为：

其中，表示t时刻传感器节点i的能量状态，表示t时刻传感器节点i发送数据消耗的能量，表示t时刻传感器节点i补充的能量，B_max表示传感器节点i的最大能量，表示传感器节点i在t时刻的调度决策结果。