基于事件触发的信息物理系统无线资源优化方法及系统技术方案

本申请实施例涉及信息物理系统技术领域，特别涉及一种基于事件触发的信息物理系统无线资源优化方法及系统，该方法包括：基于误码率，得到丢包率与发送端传输功率、蜂窝网络的选择概率之间的对应关系；在控制器端引入事件触发机制，对控制器与执行器之间的数据传输次数进行优化；对闭环系统在引入事件触发机制后的稳定性进行分析，并得到使闭环系统稳定的约束条件；将约束条件作为约束，构建多目标优化函数；采用遗传算法，对多目标优化函数求解，得到在保证系统性能前提下的最优触发系数、最优传输功率以及最优蜂窝网络选择概率。本申请提供的优化方法，能够实现异构无线网络中单元级CPS的通信节能、系统性能与数据传输成本之间的平衡。的平衡。的平衡。

【技术实现步骤摘要】
基于事件触发的信息物理系统无线资源优化方法及系统


[0001]本申请实施例涉及信息物理系统
，特别涉及一种基于事件触发的信息物理系统无线资源优化方法及系统。

技术介绍

[0002]信息物理系统(Cyper
‑
Physical Systems，CPS)作为一种集成计算、网络和物理过程的工程系统出现，使网络服务和物理组件之间能够无缝地交互。CPS建立在计算、传感、通信和嵌入式系统技术的基础上，是近几十年来信息通信技术(Information and Communications Technology，ICT)快速发展的自然产物，它将改变人们与物理世界的交互方式。CPS由众多传感器、共享的通信网络、控制决策单元和执行器单元组成，将以上基本组件用通信网络联系在一起，便构成了反馈控制循环机制。
[0003]传统控制系统中的受控设备是通过配置有足够通信资源的网络来实现控制和监测的，因此，预期的控制和状态估计动作都以时间触发(Time
‑
Triggered，TT)的方式实现。TT因其可预测性和易于实现的优点被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于事件触发的信息物理系统无线资源优化方法，其特征在于，包括：基于误码率，得到信息物理系统的丢包率与发送端传输功率、蜂窝网络的选择概率之间的对应关系；在控制器端引入事件触发机制，对控制器与执行器之间的数据传输次数进行优化；对闭环系统在引入事件触发机制后的稳定性进行分析，并得到使闭环系统稳定的约束条件；将所述约束条件作为约束，并将系统衰减率、发送端的传输功率、事件触发系数和数据传输总成本作为目标函数，构建多目标优化函数；采用遗传算法，对所述多目标优化函数求解，得到在保证系统性能前提下的最优触发系数、最优传输功率以及最优蜂窝网络选择概率。2.根据权利要求1所述的基于事件触发的信息物理系统无线资源优化方法，其特征在于，所述基于误码率，得到信息物理系统的丢包率与发送端传输功率、蜂窝网络的选择概率之间的对应关系，包括：基于无线信道的数据误码，得到误码率；所述数据误码是由无线信道中符号间干扰以及多路径干扰产生获取；基于所述误码率以及蜂窝网络发送数据时的丢包率、WiFi网络发送数据时的丢包率，得到信息物理系统的丢包率；基于异构无线通信方式下信息传输成功的概率以及蜂窝网络发送数据时的丢包率、WiFi网络发送数据时的丢包率，得到信息物理系统的丢包率与发送端的传输功率、蜂窝网络的选择概率之间的对应关系。3.根据权利要求2所述的基于事件触发的信息物理系统无线资源优化方法，其特征在于，所述误码率如公式(1)所示：SER≈e
‑
νσ
(1)其中，SER表示误码率；ν是与传输信道的噪声、衰减、符号间干扰、多址干扰的无线网络参数相关的系数；σ是发送端的发送功率；通过公式(1)分别得到蜂窝网络和WiFi网络的误码率，并将蜂窝网络和WiFi网络的误码率分别表示为其中，ν1和ν2分别表示与蜂窝网络和WiFi网络参数相关的系数，σ1和σ2分别表示蜂窝网络和WiFi网络的发送功率；所述信息物理系统的丢包率如公式(2)所示：其中，q为信息物理系统的丢包率；p1为通过蜂窝基站发送数据包时的信息传输结果发生的概率；p2为通过WiFi发送数据包时的信息传输结果发生的概率；α为蜂窝网络的选择概率。4.根据权利要求1所述的基于事件触发的信息物理系统无线资源优化方法，其特征在
于，所述在控制器端引入事件触发机制，对控制器与执行器之间的数据传输次数进行优化，包括：在闭环系统设计了基于事件触发的智能控制器，并基于触发规则，对控制器与执行器之间的数据传输次数进行优化。5.根据权利要求4所述的基于事件触发的信息物理系统无线资源优化方法，其特征在于，所述触发规则如公式(3)所示：其中，k是当前时刻；k
s
是系统第次闭环的时刻；为正实数触发系数；δV(x(k
s
))为触发阈值；是执行器进行零阶保持的步数；是事件触发器向前预测系统未来状态的步数。6.根据权利要求1所述的基于事件触发的信息物理系统无线资源优化方法，其特征在于，所述对闭环系统在引入事件触发机制后的稳定性进行分析，包括：验证相邻两次闭环时刻信息物理系统的李雅普诺夫函数呈递减关系，并分析相邻两次闭环时刻间系...

【专利技术属性】
技术研发人员：武艳，梁欢，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：