【技术实现步骤摘要】
保证电网可观测性的恒定发射速率和带宽分配的规划策略
[0001]本专利技术涉及移动通信系统技术和电网控制系统领域，尤其是一种保证电网可观测性的恒定发射速率和带宽分配的规划策略。
技术介绍
[0002]未来泛在电力物联网将所有和电相关的实物与设备进行连接，形成电力和信息的双重互联互通。5G通信技术快速发展，在带宽、大规模物联网、时延方面均有很优异的表现，可以用来解决泛在电力物联网的“最后一公里”信息互联问题。随着泛在电力物联网规模增加，用户、设备数目将越来越多，通信需求也会随之增大，如何优化拓扑及通信参数来提高电力系统的性能指标还鲜有研究，而优化后能否满足日益增长的信息承载需求需要进一步研究。
技术实现思路
[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种ON
‑
OFF传输模型下恒定发射速率和带宽分配的规划策略，能够在达到相同的可观测性指标的情况下使用最少的带宽。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术结合了电网可观测性，有效容量理论，二分法，回归分析方法以及强化学习算法，提
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.保证电网可观测性的恒定发射速率和带宽分配的规划策略，其特征在于，包括如下步骤：(1)推导有效容量的闭式表达式以及数据按时到达的概率；(2)计算发射机最优的恒定发射速率；(3)定义目标函数并分析目标函数中待优化的变量；(4)产生带宽分配的初始方案；(5)设定强化学习算法的相关参数，包括学习率α，折扣因子γ，贪心概率∈0和∈1，积极因子β；(6)初始化Q表格中的Q值和奖励函数的值；(7)根据带宽分配的初始方案计算当前状态s所对应的数值；(8)根据动作选择策略选择相应的动作；(9)采取步骤(8)所选取的动作，并计算采取动作后对应的下一个状态s
′
的数值以及相应的奖励函数的数值；(10)更新Q表格中的Q值；(11)将下一个状态s
′
的数值定义为当前状态s所对应的数值；(12)重复步骤(8)到步骤(11)，直到达到设定的迭代次数；(13)输出最优的带宽分配方案。2.根据权利要求1所述的保证电网可观测性的恒定发射速率和带宽分配的规划策略，其特征在于，步骤(1)的具体步骤包括：(11)对传输模型进行分析，PMU
k
和基站之间的第k个信道的数据传输表示为：y
k
＝h
k
x
k
+n
k
,k＝1,2,
…
K其中，x
k
为PMU
k
所发射的符号，y
k
为基站所接收的符号，h
k
为PMU
k
和基站之间的信道系数，n
k
表示功率谱密度为N0的高斯噪声，K表示信道数量，h
k
服从瑞利块衰落，此外不同块之间的信道系数是独立的，PMU
k
和基站之间的信道增益定义为g
k
＝|h
k
|2,k＝1,2,
…
K其中，g
k
服从均值为λ
k
的指数分布，λ
k
与PMU
k
和基站之间的距离相关联；每个PMU以恒定的功率P发送数据，实时的信噪比表示为其中G
k
服从均值为一的指数分布，ρ
k
则表示平均信噪比的大小：根据香农容量，PMU
k
和基站之间实时的信道容量如下：C
k
＝log2[1+ρ
k
G
k
]bits/s/Hz(12)设PMU
k
所对应的发射机以恒定的速率r
k
bits/s/Hz发射数据，在此基础上分别定义信道处于ON状态和OFF状态的场景：当r
k
<C
k
时信道被认为是处于ON状态，并以r
k
的速率进行数据传输；当r
k
>C
k
时信道被认为是处于OFF状态，此时的有效数据速率为0；(13)推导信道处于ON状态的概率p
on
，如下：
信道处于OFF状态的概率为p
OFF
＝1
‑
p
ON
；(14)定义离散随机变量R
k
，表示随机的数据发射速率，其概率分布为：以p
on
的概率，R
k
＝r
k
；以p
OFf
的概率，R
k
＝0；(15)根据有效容量的定义和ON
‑
OFF传输模型的性质，有效容量的表达式如下：根据步骤(14)中R
k
的概率分布，有效容量表达式中的期望表达如下：因此，有效容量的闭式表达式如下所示：其中，(16)基于有效容量理论和排队论，计算PMU产生的测量数据按时到达控制中心的概率如下：3.根据权利要求1所述的保证电网可观测性的恒定发射速率和带宽分配的规划策略，其特征在于，步骤(2)的具体步骤包括：(21)
……
将恒定发射速率的最优化问题初步简化为表达式f(θ
k
,B
k
,r
k
)的最大化；(22)对于给定的θ
k
B
k
，计算最优的恒定发射速率：对表达式f(θ
k
,B
k
,r
k
)计算关于r
k
的偏导数；(23)令偏导数等...
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