本发明专利技术公开了一种面向变电站场景下提升5G切片与WiFi6混合组网的时延性能方法，包括：S1：搭建5G异构无线切片网络中LTE‑U与WIFI6混合组网系统的M/G/1排队模型；S2:计算LTE‑U系统的平均包时延；S3:计算WIFI系统的平均包时延；S4:应用所述LTE‑U系统的平均包时延及WIFI系统的平均包时延，基于强化学习中的Q学习的智能空白子帧配置算法，提升混合组网系统在非注册频带的时延性能。发明专利技术所提供的方法可在多业务不同负载条件下为LTE‑U产生较为合理的空白子帧配置策略，具有较好的在线学习性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统，尤其涉及种面向变电站场景下提升5g切片与wifi6混合组网时延性能的方法。
技术介绍
1、变电站是电力系统的重要基础设施，在电能输送和配送环节发挥了重要作用，因此需要站内电气设备之间的网络连接保证高速稳定，提高变电站的效率、可靠性和安全性。
2、在电网建设规模不断扩大的同时,结构也日渐复杂。随着无人值守变电站的建设发展,电网管理对信息系统和通讯系统依赖程度不断提高。但目前变电站通讯系统在现实应用中可能存在一定的缺陷和挑战，比如，通讯系统可能面临网络攻击、黑客入侵和数据泄露等安全威胁，可能导致敏感信息被窃取或篡改，对电力系统造成严重影响；通讯系统的延迟可能影响实质性要求，尤其是对于需要快速响应的应用，如故障检测和紧急操作；当通讯系统中的数据流量增加时，网络可能会出现拥塞，导致数据传输数据速度下降，甚至影响正常通信；变电站通信系统可能涉及不同的通信标准和协议，不同设备和系统之间的兼容性问题可能会影响数据的继承和传输等挑战。
3、综上，提供一种方法解决5g切片中的lte-u与wifi6混合组网的时延问题是非常有意义的。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术公开提供了一种面向变电站场景下提升5g切片与wifi6混合组网时延性能的方法，以解决5g切片与wifi6混合组网过程中面临的资源分配不均导致时延较长的问题。
2、本专利技术提供的技术方案，具体为，一种面向变电站场景下提升5g切片与wifi6混合组网的时延性能方法，包括：
3、s1：搭建5g异构无线切片网络中lte-u与wifi6混合组网系统的m/g/1排队模型，用于描述变电站场景下的混合组网系统中的排队行为，包括到达率、服务时间和排队等待时间；
4、s2:计算lte-u系统的平均包时延；
5、s3:计算wifi系统的平均包时延；
6、s4:在所述混合组网系统的m/g/1排队模型中，应用所述lte-u系统的平均包时延及wifi系统的平均包时延，基于强化学习中的q学习的智能空白子帧配置算法，提升混合组网系统在非授权频带的时延性能。
7、具体地，搭建网络模型，以所述网络模型为基础使用排队论对非授权共享频带进行建模，从而搭建所述5g异构无线切片网络中lte-u与wifi6混合组网系统的m/g/1排队模型；
8、具体地，所述网络模型由宏基站、lte-u小基站、wifi ap组成；其中lte-u基站、wifi ap进行协作式信息交互；
9、所述网络模型中包含有nl个sbs用户设备和nw个wifi终端；
10、在低授权频带，sbs用户设备的控制数据由宏基站发送，sbs用户设备的业务数据由lte-u小基站发送；
11、lte-u小基站和wifi ap共享公共的非授权频带；
12、由lte-u小基站配置空白子帧，lte帧长10ms，包括10个1ms的子帧，不允许小基站在空白子帧期间发送数据，此时，相应信道将为空闲状态，并且可被wifi ap访问。
13、具体地，所述使用排队论对wifi ap和lte-u小基站的共享非授权无线频率的行为进行建模：wifi ap和lte-u小基站为两个互相独立的m/g/1队列，将其接收到的数据包被放入队列，数据包的到达率服从强度为λi(u∈{w,l})的泊松分布，其中λi表示lte-u或wifi无线网络的业务负载强度，每个节点s的数据包服务时间互相独立，服从一般分布，以si,o表示进行包传输的信道占用时间，si,o服从强度为μi的指数分布，e[si,o]＝1/μi；以si,v表示占用业务信道之前数据包在队列中的等待时间；si,o和si,v之和即为数据包服务时间，以si表示，即：
14、si＝si,v+si,o
15、使用平均包时延di作为衡量系统性能的指示参数；
16、具体地，s2中所述计算lte-u系统的平均包时延，包括：
17、lte-u采取基于abs空白子帧的非授权频带的共享访问方式，如果一个lte无线帧总共含有n个子帧，其中空白子帧的数量为n；
18、第一种情况，lte-u在信道空闲状态下可随时接入信道，那么lte接入信道的概率为1-n/n，此时，lte-u系统的数据包服务时间：
19、tl,case1＝tl,o
20、第二种情况，系统处于abs空白子帧时间段，lte-u不能访问共享非授权频率，产生该情形的概率是n/n，lte-u只有等待剩余的空白子帧时间段结束，才能马上接入无线共享信道并发送数据包，此时，lte-u的数据包服务时间：
21、tl,case2＝tl,o+rw
22、式中，rw服从均匀分布，该参数是除去已经在时间上流逝掉的，剩余的需要lte-u小基站等待的空白子帧的时间；
23、由上述可得出lte-u系统的数据包服务对应的平均时间：
24、tl＝(1-n/n)tl,case1+n/ntl,case2＝tl,o+(n/n)rw
25、tl的数学期望和方差分别为：
26、e(tl)＝e(tl,o)+n/ne(rw)
27、d(tl)＝d(tl,o)+(n/n)2d(rw)
28、根据tl的数学期望和方差，可以得到：
29、e(tl2)＝d(tl)+[e(tl)]2
30、然后，由pollaczek-khinchin(p-k)公式计算得出lte-u系统的平均包时延的算式：
31、
32、具体地，s3中计算wifi系统的平均包时延，包括：
33、wifi ap使用csma/ca协议接入无线信道，ap发送数据包前先对信道进行监听，如果监听到信道在一段时间间隔tdifs内处于空闲状态，则ap将产生一个随机退避间隔tback，该退避间隔服从0～cwmax的均匀分布，其中cwmax表示竞争窗口最大值；
34、信道空闲即开始倒计，每流逝1个wifi时隙的时间倒计时计数器减1，当计数器达到零时，ap发起一次数据传输；否则，如果在倒计时过程中信道被其他设备占用，ap必须重新启动difs并继承先前剩余的退避计数；
35、当lte-u小基站没有接入无线信道时，ap基于侦听协议发起接入信道的操作，只有在计数器的值减少到0时才可接入信道，这时wifi数据包服务时间：
36、tw,case1＝tdifs+tback+tw,o
37、如果其数据包在非空白子帧时刻到达，那么ap只有等到lte-u的非空白子帧时间，即数据传输时间结束后才被允许访问占用信道，此时ap的数据包服务时间：
38、tw,case2＝tdifs+tback+tw,o+rl
39、式中，rl服从均匀分布，该参数表示剩余的非空白子帧时间段，式中各项彼此独立；
40、最终得到ap的数据包服务时间：
<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向变电站场景下提升5G切片与WiFi6混合组网的时延性能方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种面向变电站场景下提升5G切片与WiFi6混合组网的时延性能方法，其特征在于，搭建网络模型，以所述网络模型为基础使用排队论对非授权共享频带进行建模，搭建所述5G异构无线切片网络中LTE-U与WIFI6混合组网系统的M/G/1排队模型。
3.根据权利要求2所述的一种面向变电站场景下提升5G切片与WiFi6混合组网的时延性能方法，其特征在于，所述网络模型由宏基站、LTE-U小基站、WiFi AP组成；其中LTE-U基站、WiFi AP进行协作式信息交互；
4.根据权利要求3所述的一种面向变电站场景下提升5G切片与WiFi6混合组网的时延性能方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种面向变电站场景下提升5G切片与WiFi6混合组网的时延性能方法，其特征在于，S2中所述计算LTE-U系统的平均包时延，包括：
6.根据权利要求1所述的一种面向变电站场景下提升5G切片与WiFi6混合组网的时延性能方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的一种面向变电站场景下提升5G切片与WiFi6混合组网的时延性能方法，其特征在于，
...
【技术特征摘要】
1.一种面向变电站场景下提升5g切片与wifi6混合组网的时延性能方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种面向变电站场景下提升5g切片与wifi6混合组网的时延性能方法，其特征在于，搭建网络模型，以所述网络模型为基础使用排队论对非授权共享频带进行建模，搭建所述5g异构无线切片网络中lte-u与wifi6混合组网系统的m/g/1排队模型。
3.根据权利要求2所述的一种面向变电站场景下提升5g切片与wifi6混合组网的时延性能方法，其特征在于，所述网络模型由宏基站、lte-u小基站、wifi ap组成；其中lte-u基...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙俊伟，许超，李曦，郑善奇，刘为，曹智，马伟哲，李蒸，倪继宏，李蒙，李东洋，李峰，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司信息通信分公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。