【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信领域，特别是一种基于截断重传技术的时延敏感网络资源分配方法。
技术介绍
1、随着电网传输线路中的数据流量不断增长以及业务控制的实时性要求不断提高，智能电网对数据的传输与收集有着更高的要求。其数据分为硬实时、准实时、非实时等多种类型，对应的传输时延要求也从毫秒到秒级不等。解决数据传输时延难题是建设智能电网通信网的关键所在，也是保证未来智能电网通信网可靠、安全、高效、智能的核心基础。而数据传输平台的网络化和共享化时刻面临着网络拥塞、时延抖动加剧等问题，大大影响了电网线路数据收集和传输的实时性和可靠性，甚至对电网设备带来巨大的安全事故。专利技术人研究发现，对于延迟受限的电网应用，更合适使用有限码长机制进行建模。在有限码长机制下，通信的可靠性成为一个概率函数，因为即使将编码速率设置在香农容量以下也可能发生传输错误。传输错误概率往往与码长和发射功率有关。虽然通过混合自动重复请求提高可靠性，但这会导致重新传输尝试，从而会导致时延增大。如何合理分配传输码长和发射功率，实现数据的高可靠低时延传输依旧是一个开放且难解决的问题。
技术实现思路
1、为实现时间敏感网络中数据的高可靠低时延传输，本专利技术提供了一种基于截断重传技术的时延敏感网络资源分配方法。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于截断重传技术的时延敏感网络资源分配方法，包含以下步骤：
3、步骤1：构建端到端时间敏感网络传输模型；
4、步骤2：根据增量冗余-混合自动
5、步骤3：建立以最小化端到端时延为目标的码长和发射功率联合优化问题并利用凸优化方法高效求解，从而获得最优分配方案。
6、所述步骤1具体如下：
7、所述端到端时间敏感网络传输模型包含一个发送端和一个接收端；发送端的数据包通过无线信道发送给接收端；采用准静态瑞利衰落模型，使无线信道的状态在每一帧内保持不变，但在不同帧间有所变化；每个帧承载一个数据包的初传或重传，而每个重传输被认为具有m符号的长度；相邻帧的信道是相关的；通过采用高斯-马尔可夫模型来表示第k个帧信道与前一个帧信道的相关性：
8、
9、其中hk为第k个帧的信道增益，hk-1为第k-1个帧的信道增益，0≤ρ2≤1为信道相关系数，δhk～cn(0,1)是一个复高斯随机变量；
10、接收端在第i时隙的信噪比表示为：
11、
12、其中p为发射功率，φi为路径损耗，为噪声功率。
13、所述步骤2具体如下：为了满足传输数据包的可靠性需求，考虑接收端的解码错误概率；根据基于ir-harq的有限码长公式，数据包第i次传输的解码错误概率表示为：
14、
15、其中为q函数，mi表示数据包传输的码长，l表示数据包的比特数，v表示信道色散；为了满足低时延的需求，数据包无法进行无限次数的重传；给定最大的传输次数nmax，则经过n次传输后数据包成功传输的概率为：
16、
17、此时数据包端到端时延可以表示为t＝nmts，ts为传输一个码的时间；如果在最大次数nmax内没有成功传输，则丢弃该数据包，转而传输一个新的数据包，且丢包的概率可以表示为：
18、
19、最后，计算端到端时延的期望e[t]＝e[n]mts，其中传输次数的期望可以表示为：
20、
21、所述步骤3中建立以最小化端到端时延为目标的码长和发射功率联合优化问题具体为：
22、
23、 s.t.:pmin≤p≤pmax,
24、 0≤m≤mmax,
25、其中优化目标含义为通过优化数据包传输码长m和发射功率p，最小化端到端时延的均值；约束pmin≤p≤pmax含义为发射功率的最小值为pmin，最大值为pmax；约束0≤m≤mmax含义为单次传输的码长不大于给定阈值mmax。
26、所述步骤3中利用凸优化方法高效求解包括：
27、首先将约束松弛为m≥0；然后，将m的可行块长度分成n个区间，即：
28、
29、其中mn为第n次传输的码长，ε-1(x)为εi的反函数，εmax为单次传输的错误概率阈值；则原问题可以转换为如下子问题：
30、
31、 s.t.:pmin≤p≤pmax,
32、 mn-n≤m≤mn-n+1,
33、上述子问题为联合凸问题，可通过椭球法等凸优化方法在各子区间进行高效求解，从而获得最优分配方案。
34、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出了一种基于截断重传技术的时延敏感网络资源分配方法，为了满足数据包高可靠和低时延需求，考虑了截断重传技术，通过对传输码长和发射功率进行联合优化，将一个非凸非凹的优化问题转换成一个凸的子问题，极大程度保障时间敏感网络高可靠和低时延需求。
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1.一种基于截断重传技术的时延敏感网络资源分配方法，其特征在于：包含以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于截断重传技术的时延敏感网络资源分配方法，其特征在于：所述步骤1具体如下：
3.如权利要求1所述的一种基于截断重传技术的时延敏感网络资源分配方法，其特征在于：所述步骤2具体如下：为了满足传输数据包的可靠性需求，考虑接收端的解码错误概率；根据基于IR-HARQ的有限码长公式，数据包第i次传输的解码错误概率表示为：
4.如权利要求1所述的一种基于截断重传技术的时延敏感网络资源分配方法，其特征在于：所述步骤3中建立以最小化端到端时延为目标的码长和发射功率联合优化问题具体为：
5.如权利要求4所述的一种基于截断重传技术的时延敏感网络资源分配方法，其特征在于：所述步骤3中利用凸优化方法高效求解包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于截断重传技术的时延敏感网络资源分配方法，其特征在于：包含以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于截断重传技术的时延敏感网络资源分配方法，其特征在于：所述步骤1具体如下：
3.如权利要求1所述的一种基于截断重传技术的时延敏感网络资源分配方法，其特征在于：所述步骤2具体如下：为了满足传输数据包的可靠性需求，考虑接收端的解码错误概率；根据基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：金波，陈家璘，胡钰林，周正，胡莉娜，袁慧，喻鑫岚，周德坤，孟浩华，徐宁，张泉，贺易，郑蕾，刘忠佩，肖冬玲，邹澄澄，周智睿，柯宏宇，王逸兮，李想，王晟玮，李磊，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司信息通信公司，
类型：发明
国别省市：
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