【技术实现步骤摘要】
本申请涉及能源互联网中端到端高可靠低时延数据传输领域，特别是一种空口到应用层端到端时延抖动优化设计方法。
技术介绍
1、能源物联网的快速发展对社会进步起到了极大的促进作用，如完善从发电厂到潜在消费者的智能高效电力供应、减少能源浪费、提升能源利用效率、降低设备监控和维护成本、提升传感设备系统自动化程度等。为实现大规模的物联网应用，如何有效降低物联网中网络物理系统的时延成为一个关键性问题，尤其是在能源物联网领域，低时延系统能有效降低能源物联网的故障风险和提升数据交互效率。此外，当各种数据在网络介质中通过网络协议进行传输时，信息量过大就会导致设备反应缓慢，造成较高的网络延迟。为了保证在能源物联网中网络物理系统控制下的确定性行为，迫切需要具有确定性有界网络延迟和延迟变化的实时网络。因此，为能源物联网研究高可靠低延迟传输方式意义重大。
2、由于影响空口时延的主要因素是数据传输时长、数据传输资源请求等待时间，以及数据处理导致的反馈延时延，针对这些因素存在数种降低空口时延的方案，而端到端时延为逐跳时延求和，链路时延和处理时延基本为固定值，所以减少时延必须要减少排队时延。通过建模物联网链路的平均数据包延迟，调度时间触发的流使得端到端的数据包传输延迟最小，能为时间敏感网络提供确定性的实时保证。现有tsn协议族通过优化控制时间敏感流和best-effort流、以及不同时间敏感流之间在网络中的传输过程，来保证对数据流的传输时间要求。其中802.1qav协议规定了每类优先级的入口计量、优先级再生以及处理时间感知队列的算法(cbs)，但其实现
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种空口到应用层端到端时延抖动优化设计方法，加快了算法收敛速度的同时，提升了算法的全局解搜索能力。
2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
3、本申请实施例提供一种空口到应用层端到端时延抖动优化设计方法，包含以下步骤：
4、步骤1，选取组成端对端传输网络的n个节点，m个待传输数据包，引入不同节点之间的链路链接情况和链路延迟，根据节点数量设置初始链路信息素浓度矩阵，引入迭代计数，
5、步骤2，根据步骤1所得节点间链路信息素浓度矩阵得到当前迭代中每个数据包的链路传输结果，根据当前迭代中每个数据包的链路传输结果得到当前迭代的网络链路的平均数据包延迟，具体实现方式如下：
6、步骤2.1，更新当前迭代计数cen＝gen+1，设置当前迭代次数的所有数据包返回源节点s1，更新数据包计数m＝1；
7、步骤2.2，更新第gen次迭代中链路的信息素浓度矩阵igen，清空第m个数据包链路集合第m个数据包返回源节点s1，清空第m个数据包的禁忌表然后将源节点s1加入第m个数据包的禁忌表中；
8、步骤2.3，判断第m个数据包当前所在节点si是否存在下一节点，若不存在则返回步骤2.2；若存在则计算下一节点si+1，将节点si+1加入第gen次迭代的第m个数据包的禁忌表中，将两节点间链路li,i+1加入第m个数据包的链路集合
9、步骤2.4，判断节点si+1是否为目的节点sn，若否，则更新i＝i+1，返回步骤2.3；若是，则将第m个数据包的链路集合作为元素加入第gen次迭代的数据包链路集合族agen；
10、所述第gen次迭代的数据包链路集合族agen，是指第gen次迭代中数据包链路集合，即所有m个数据包链路集合组成的集合族，
11、步骤2.5，判断第gen次迭代的数据包链路集合族agen中元素数量是否为m，若是，输出进入下一步；否则更新m＝m+1，返回步骤2.2；
12、步骤2.6，根据第gen次迭代的数据包链路集合族agen计算第gen次迭代的平均数据包延迟tgen；
13、步骤3，根据所有迭代的平均数据包延迟得到最优平均数据包延迟，判断是否达到算法结束条件，若是，输出当前最优结果；否则返回步骤2，具体实现方式如下：
14、步骤3.1，判断当前最优平均数据包延迟t*是否优于第gen次迭代的平均数据包延迟tgen，若否，更新当前最优平均数据包延迟t*＝tgen，更新当前最优数据包链路集合族a*＝agen，更新信息素浓度矩阵igen，更新结果重复计数c为零；否则更新结果重复计数c＝c+1；
15、步骤3.2，判断迭代计数gen是否等于最大迭代次数genmax，若是，输出当前最优平均数据包延迟t*和当前最优数据包链路集合族a*；否则直接进入下一步；
16、步骤3.3，判断当前结果重复计数c是否等于最大结果最大重复计数cmax，若否，根据启发因子λ随机选取信息素浓度矩阵igen中部分元素值还原为初始信息素浓度，然后根据挥发系数δ全局更新信息素浓度矩阵，返回步骤2.1；否则输出当前最优平均数据包延迟t*和当前最优数据包链路集合族a*。
17、步骤1所述所述根据节点数量和节点链路链接情况设置初始链路信息素浓度矩阵i0，是指在矩阵中各个链路基础信息素浓度为初始定值的基础上，通过计算当前链路相邻节点的不可通行节点的个数，当前节点的不可通行节点越多的话，此时这条链路的初始信息素浓度修正值就越低，相反越高，初始信息素浓度矩阵上的最终值为初始定值与修正值之和，此外，由于未构成链路的节点之间无法传输数据包，因此这些链路对应的初始信息素浓度值修正为零。
18、步骤2.2所述更新第gen次迭代中链路的信息素浓度矩阵igen，是指保留已传输数据包的传输链路对后续数据包传输的影响，在原信息素浓度的基础上，根据已传输数据包的传输链路对应的信素浓度矩阵元素增加一定浓度。定义每个数据包的总链路浓度增加量为恒定值phe，根据第gen次迭代的平均数据包延迟tgen和总链路浓度增加量phe计算已传输数据包的传输链路对应的信素浓度矩阵元素浓度增量phegen，计算方式为：
19、
20、其中,tgen为第gen次迭代的平均数据包延迟，phe为总链路浓度增加量，
21、步骤2.2所述第m个数据包的禁忌表是指第m个数据包在传输过程中已经经过的节点组成的集合。而且，由于同一节点不能同时传输两个不同数据包，禁忌表中包括当前迭代中已传输数据包在传输时经过链路的时间段，一条链路同一时间内只能传输一个数据包。多个数据包需要同一链本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种空口到应用层端到端时延抖动优化设计方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种空口到应用层端到端时延抖动优化设计方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述一种空口到应用层端到端时延抖动优化设计方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述一种空口到应用层端到端时延抖动优化设计方法，其特征在于：
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6.根据权利要求1所述一种空口到应用层端到端时延抖动优化设计方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种空口到应用层端到端时延抖动优化设计方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种空口到应用层端到端时延抖动优化设计方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述一种空口到应用层端到端时延抖动优化设计方法，其特征在于：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：陈家璘，周正，胡钰林，金波，孟浩华，郑蕾，文玄，王婕，孙志峰，袁慧，郭峰，齐放，刘郑，邱爽，冯浩，董亮，王红卫，曾铮，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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