[发明专利]基于5G网络的智能电网中数据重传与无线资源分配方法

权利要求书

1.一种基于5G网络的智能电网中数据重传与无线资源分配方法，其特征是应用于由N个智能电表和1个5G无线专网基站所构成的智能电网上行网络环境中，并按如下步骤进行：

步骤一、N个智能电表采样大小均为b比特的数据，并将采样的数据类型分为正常周期性数据和异常突发性数据；

步骤二、构造正常周期性数据的重传资源分配方案；

步骤2.1、定义智能电网上行网络环境中R个资源块为1个资源单元，且每个数据包占用1个资源单元用于传输；

智能电表在接收到5G无线专网基站反馈的ACK确认信号后，进行采样数据的首次传输和重传，假设为数据包的首次传输所分配的资源单元数量等于智能电表的数量N，为正常周期性数据的重传所预留的资源单元数量为K_normal；

步骤2.2、设n为首次传输丢失的数据包数量，如果K_normal＞n，则在首次传输中接收到NACK否定确认信号的智能电表能在未使用的无线资源中进行第二次重传；若n＞K_normal，则不进行第二次重传；若则所有的智能电表都能够进行第二次重传；若则5G无线专网基站随机选择部分智能电表进行第二次重传；

步骤三、对于异常突发性数据，智能电表不等待5G无线专网基站反馈的ACK确认信号下，直接进行重传；假设为异常突发性数据的重传所预留的资源单元数量为K_emergency，每个异常突发性数据包被重复发送β＞1次；

步骤四、利用式(1)-式(5)建立两种采样数据的时延约束：

N_normal+N_emergency＝N (5)

式(1)中，M(μ)表示在选择调制编码方式μ下的每个传输时间间隔内的资源单元的数量；N_normal表示采样传输正常周期性数据的智能电表数量；T_normal表示正常周期性数据传输的时延要求；t_a表示传输正常周期性数据的智能电表在接收到5G无线专网基站反馈的ACK确认信号之前的时延；τ表示传输时间间隔；表示向上取整；

式(2)中，N_emergency表示采样传输异常突发性数据的智能电表数量；T_emergency表示异常突发性数据传输的时延要求；

式(3)中，R(μ)表示使用调制编码方式μ时，1个资源单元所占的资源块个数；ω表示每个资源块的带宽；η(μ)表示所使用的调制编码方式μ时的频谱效率；

式(4)中，W表示5G网络可用频谱的总带宽；表示向下取整；

步骤五、利用式(6)和式(7)建立两种采样数据的可靠性约束：

式(6)中，δ₁表示智能电表首次传输错误的概率；δ₂表示智能电表第一次重传错误的概率；δ₃表示智能电表第二次重传错误的概率；表示N_normal-1个智能电表的第一次传输中丢失n个数据包的二项式系数；I_(·)为一个示性函数，当条件(·)成立时，I_(·)＝1，否则，I_(·)＝0；Θ_normal表示正常周期性数据的可靠性要求；

式(7)中，p表示智能电表活跃的概率；l表示空闲资源的数量；表示异常突发性数据包被重复发送β次时占用的空闲资源单元的数量；表示K_emergency-l个资源单元中空闲资源单元的数量；表示K_emergency个资源单元中空闲资源单元的数量；Θ_emergency表示异常突发性数据的可靠性要求；

步骤六、利用式(8)建立最小化系统资源消耗的目标函数，并根据式(1)-式(7)所建立一系列约束条件，构成最优重传资源分配模型：

步骤七、采用穷举法对最优重传资源分配模型进行求解，从而得到最优重传资源分配方案。