一种基于违规容忍的循环调度器的构建方法技术

本发明专利技术涉及无线网络通信技术领域，公开了一种基于违规容忍的循环调度器的构建方法，根据

【技术实现步骤摘要】
一种基于违规容忍的循环调度器的构建方法


[0001]本专利技术涉及无线网络通信
，特别是涉及一种基于违规容忍的循环调度器的构建方法
。

技术介绍

[0002]为了衡量信息更新的及时性，引入了一个合适的性能指标来反映信息更新的时效性
(
即新鲜度
)
被称为信息年龄
(AoI)
，
AoI
定义为从目标节点上最近接收到的数据包的生成时间开始经过的时间，它是量化信息新鲜度的最佳度量选择
。
[0003]自成立以来，对
AoI
的研究一直很活跃，针对
AoI
约束下的问题出现了新的研究方向，其目标是确定
AoI
约束的可行性或者是在可行的
AoI
约束下优化能量
。
其中包括广泛的问题，如何设计调度程序以最小化
AoI
是一类备受关注的重要问题
。
然而，对于许多应用程序，可能更重要的是调度器是否能够满足它们的
AoI
需求
(
或截止日期
)
，这在不同的源节点之间可能会有很大的不同
。
此外，对于许多应用程序，这样的截止日期要求并不需要很难
(
确定性保证
)
，因为偶尔违反截止日期通常不是致命的，并且可以容忍，只要长期违反率保持在阈值以下即可
。
[0004]现有技术公开了一种支持信息年龄优化的节点辅助调度方法，包括：步骤
S1
，分别采集各主节点初始状态下的信息年龄并置零；步骤
S2
，于第一多信道无线网络中添加多个辅助节点，并使每个辅助节点与目标节点建立通信连接形成第二多信道无线网络；步骤
S3
，为各主节点和各辅助节点分别配置数据包更新速率；步骤
S4
，针对每个时隙内的第二多信道无线网络，对各主节点
、
各辅助节点和各目标节点之间的链路进行协议干扰约束；步骤
S5
，构建整数线性规划问题，并根据贪婪算法求解整数线性规划问题进行链路调度以最小化平均信息年龄
。
该现有技术存在对于输入进行的约束可能导致调度器不能成功构建的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：提供一种基于违规容忍的循环调度器的构建方法，以解决现有技术中存在的对于输入进行的约束可能导致调度器不能成功构建的问题
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种基于违规容忍的循环调度器的构建方法，包括：
[0007]S1、
无线数据收集网络包括源和基站，输入一组递减向量
、AoI
截止日期
、
容错率和丢包率，根据
AoI
截止日期
、
容错率和丢包率计算每个源的平均调度速率，根据平均调度速率计算系统负载；
[0008]S2、
根据平均调度速率和系统负载设定约束条件，若递减向量满足约束条件，执行步骤
S3
，若递减向量不满足约束条件，将递减向量转化为映射向量后执行步骤
S3
；
[0009]S3、
获取循环调度器的长度，循环调度器为在一定长度的时隙的帧上的调度决策随时间重复的调度器，循环调度器长度大小的集合为空时隙集合，空时隙为未被分配源的
时隙，计算出每个源的调度传输次数和在循环调度器中对源分配时隙的间隔，为每个源在违规容忍约束下分配空时隙集合的时隙，违规容忍为容错率大于丢包率，输出调度结果，即一个可行的调度器
。
[0010]优选的，在步骤
S1
中，平均调度速率的计算公式如下：
[0011]G
i
＝1‑
ε
i
/(1
‑
p
i
)d
i
[0012]其中，
d
i
为
AoI
截止日期，
ε
i
为容错率，
p
i
为丢包率，
G
i
为向量组
G
中第
i
个向量，
[0013]系统负载的计算公式如下：
[0014][0015]其中，
N
为整数
。
[0016]优选的，在步骤
S2
中，约束条件为
G
i
/G
i+1
∈N*
，
L≤1。
[0017]优选的，在步骤
S2
中，将递减向量转化为映射向量的过程为对向量
G
中的元素
G
i
做一个分母的统一，
L
为
G
i
的分母的集合，找出每个
G
i
分母的公倍数
k
，
k
为满足
K/L
i
∈N*
的最小正整数，并对每个
G
i
的分子做相应的乘法处理，公式如下：
[0018][0019][0020]其中，
G*
为映射向量，
B
为的分子集合
。
[0021]优选的，在步骤
S3
中，循环调度器的循环长度为
c
，满足如下公式：
[0022]π
i
(t)
＝
π
i
(t+c)
[0023]其中，
i
＝1，2，
···
，
N
，
t≥0。
[0024]优选的，在步骤
S3
中，设循环调度器的长度
c
为
M
，
M
满足对于每个向量
G
i
，
M*G
i
∈N*
的最小正整数
。
[0025]优选的，在步骤
S3
中，每个源的调度传输次数为
N
i
，计算公式如下：
[0026]N
i
＝
M*G
i
。
[0027]优选的，在步骤
S3
中，对源分配时隙的间隔为
T
i
，计算公式如下：
[0028][0029]优选的，在步骤
S3
中，为每个源在违规容忍约束下分配空时隙集合的时隙的过程为将第一个时隙分配给源
i
，以及分配后面的每
T
i
个时隙，每个源
i
对应的传输次数
Ni
减少到0时，停止分配给本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于违规容忍的循环调度器的构建方法，包括：
S1、
无线数据收集网络包括源和基站，输入一组递减向量
、AoI
截止日期
、
容错率和丢包率，根据
AoI
截止日期
、
容错率和丢包率计算每个源的平均调度速率，根据平均调度速率计算系统负载；
S2、
根据平均调度速率和系统负载设定约束条件，若递减向量满足约束条件，执行步骤
S3
，若递减向量不满足约束条件，将递减向量转化为映射向量后执行步骤
S3
；
S3、
获取循环调度器的长度，循环调度器为在一定长度的时隙的帧上的调度决策随时间重复的调度器，循环调度器长度大小的集合为空时隙集合，空时隙为未被分配源的时隙，计算出每个源的调度传输次数和在循环调度器中对源分配时隙的间隔，为每个源在违规容忍约束下分配空时隙集合的时隙，违规容忍为容错率大于丢包率，输出调度结果，即一个可行的调度器
。2.
根据权利要求1所述的一种基于违规容忍的循环调度器的构建方法，其特征在于，在步骤
S1
中，平均调度速率的计算公式如下：
G
i
＝1‑
ε
i
/(1
‑
p
i
)d
i
其中，
d
i
为
AoI
截止日期，
ε
i
为容错率，
p
i
为丢包率，
G
i
为向量组
G
中第
i
个向量，系统负载的计算公式如下：其中，
N
为整数
。3.
根据权利要求2所述的一种基于违规容忍的循环调度器的构建方法，其特征在于，在步骤
S2
中，约束条件为
G
i
/G
i+1
∈N*
，
L≤1。4.
根据权利要求1所述的一种基于违规容忍的循环调度器的构建方法，其特征在于，在步骤
S2
中，将递减向量转化为映射向量的过程为对向量
G
中的元素
G
i
做一个分母的统一，
L
为
G
i
的分母的集合，找出每个
G
i
分母的公倍数
k
，
k
为满足
K/L
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈权，谢庆林，程良伦，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：