【技术实现步骤摘要】
移动信息物理系统的端到端延迟分析方法、设备及介质
[0001]本申请实施例涉及无线网络化控制
，特别涉及一种移动信息物理系统的端到端延迟分析方法、设备及介质。
技术介绍
[0002]移动信息物理系统(M
‑
CPS)其利用设备移动性及无线通信功能，可实现广域泛在的感知、通信及控制功能，其使信息资源与物理资源紧密结合与协调的特点，业已广泛应用在制造、医疗、船舶、交通、军事、基础设施建设等多个领域，已逐步成为无线网络化控制领域的关键技术之一。
[0003]网络演算作为一种网络性能分析工具，可分为确定性网络演算和随机网络演算。确定性网络演算比较简单，目的是得到网络性能的最坏边界。目前确定性网络演算理论和研究成熟，分析能力有限。随机网络演算的目的是为网络提供随机服务质量保障，要考虑网络数据流的随机突发，自相识等特性，以及网络信道的接入拥塞物理信道的衰落等因素，因此相对应用起来比较复杂，因此通常采用不同的数学方法和不同的数学表达方式来扩充随机网络演算。
[0004]目前，针对移动信息物理系统的局部...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种移动信息物理系统的端到端延迟分析方法，其特征在于，包括：分别定义到达过程、服务过程，得到到达累积量、累积服务量；所述累积服务量包括边缘计算累积服务量、无线信道累积服务量以及远端控制累积服务量；分别对所述到达累积量、所述累积服务量进行缩放处理；将缩放处理后的到达累积量和累积服务量向信噪比域投影，并在所述信噪比域下进行网络演算，得到演算结果；对所述演算结果进行简化处理，得到简化式；基于引理，得到不等式；并基于所述简化式和所述不等式，得到稳定感知的端到端延迟界限。2.根据权利要求1所述的移动信息物理系统的端到端延迟分析方法，其特征在于，所述分别定义到达过程、服务过程，得到到达累积量、累积服务量，包括：分别对端到端延迟进行定义，得到累积到达过程的界限；基于所述累积到达过程的界限以及在时隙中的服务速率，得到无线信道累积服务量；基于等待时间以及边缘计算的处理时延的输出速率，得到边缘计算累积服务量；基于指示函数以及远端控制器中的处理时延的输出速率，得到远端控制累积服务量。3.根据权利要求2所述的移动信息物理系统的端到端延迟分析方法，其特征在于，所述分别对端到端延迟进行定义，得到累积到达过程的界限，包括：分别对传感设备到边缘计算设备的无线信道的传输时延、边缘计算的处理时延、从边缘计算设备到远端控制器的无线信道的传输时延、远端控制器中的处理时延以及从远端控制器到执行器的无线信道的传输时延进行定义，分别记为第一服务节点、第二服务节点、第三服务节点、第四服务节点、第五服务节点，并分别用S1、S2、S3、S4、S5表示；假设传感设备以b帧/时隙的速度周期性地生成原始数据，每帧包含L个比特，得到累积到达过程的界限，如下式所示：其中，A1(τ，t)表示第一服务节点在区间[τ，t)期间的累积到达和服务过程；所述在时隙中的服务速率如下式所示：所述无线信道累积服务量如下式所示：其中，S1(τ，t)表示无线信道累积服务量；t表示时隙；h(t)表示时隙t中的无线信道系数；假设h(t)在每个时隙t内保持不变；B表示是信道带宽；N0表示高斯白噪声的功率密度；p表示从发射机到接收机的发射功率。4.根据权利要求3所述的移动信息物理系统的端到端延迟分析方法，其特征在于，所述等待时间如下式所示：
其中，T
w
表示等待时间；假设每一帧原始数据包含L比特，只有在整个帧完全进入边缘计算设备后才进行处理，得到等待时间；当边缘计算设备接收到完整的帧，需要花费T
p
的时间来获取设备状态信息；假设设备状态信息每帧有比特，边缘计算的处理时延的输出速率为帧/秒，得到所述边缘计算累积服务量如下式所示：其中，S2(τ，t)表示边缘计算累积服务量；表示设备状态信息每帧的比特数；η
d
为常数，表示边缘计算的处理时延的输出速率，单位为帧/秒；T
d
＝T
w
+T
p
，T
p
为常数，T
w
是与随时间变化的无线信道容量相关的随机变量，得到T
d
的分布函数：其中，T
d
的分布函数服从高斯分布所述远端控制累积服务量为：其中，S4(τ，t)表示远端控制累积服务量；表示控制信号每帧包含的比特数；η
r
表示远端控制器中的处理时延的输出速率，单位为帧/秒；T
r
表示处理前的等待时间，T
r
为常数。5.根据权利要求3所述的移动信息物理系统的端到端延迟分析方法，其特征在于，所述分别对所述到达累积...
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