[发明专利]基于新能源控制PLC通信时延与中断概率估计方法

说明书

本发明公开了一种基于新能源控制PLC通信时延与中断概率估计方法，该方法首次在有限块长度(FBC)下对PLC通信系统建模，首先分析了PLC传输信噪比的概率密度分布函数(PDF)和累计概率密度分布函数(CDF)，从而给出了PLC系统的中断概率；然后在一定解码错误概率下利用随机网络演算(SNC)推导了服务曲线和到达曲线，考虑信息的自相似性，确定了系统的时延违背概率的闭合表达式。最后同时考虑系统低时延和高可靠的要求，联合最小化时延违背概率和系统中断概率，获得最优的传输块长度。

技术领域

本发明属于PLC通信领域，尤其涉及基于新能源控制PLC通信时延与中断概率估计方法。

背景技术

电力线通信(PLC)技术在智能电网、泛在电力物联网以及新能源互联网等领域应用广泛。PLC作为网络接入的一种方式，其数据传输的速率必须足够快，前提就是电力线信道的容量足够大。研究表明，MIMO技术同样可以在PLC上得到应用，从而提高PLC信道容量。将MIMO技术与PLC通信技术结合，能够利用MIMO对抗PLC信道的多径衰落，对于提高PLC的信息传送速率具有重要意义。

发明内容

发明人研究发现，随着5G承载电力业务的发展，配电自动化以及巡检控制等电力业务要求通信低时延保障的同时，还期望对关键控制信息提供高可靠性传输。URLLC采用有限块长度(FBC)进行数据传输，来满足低时延要求。但是短包通信的包长较小，因此在接收端的错误概率不可忽略。在短包传输情况下，更合适的可靠性能分析是给定块长度下的块错误概率和系统中断概率，以及准确传输信息引入的时延。

然而网络中流量具有自相似的特性，采用具有特定规律的排队模型已不能很好的满足需求。传统的排队论在性能分析时存在精度和扩展性不足的问题，而随机网络演算能够充分模拟网络特性，并允许一定的违背概率超出网络的性能边界，在保证了服务质量的同时，使网络性能分析更加准确。

在上述发现的基础上，研究基于FBC-PLC通信最小化时延违背概率和中断概率问题，本发明公开了基于新能源控制PLC通信时延与中断概率估计方法。

本发明提供了如下技术方案：

基于新能源控制PLC通信时延与中断概率估计方法，所述方法包括：

步骤A，构建PLC通信模型，推导等效信噪比(SNR)的概率密度分布；

步骤B，给定中断概率阈值，结合SNR的概率密度分布函数(PDF)和累计概率密度分布函数(CDF)，确定中断概率的闭合表达式；

步骤C，利用随机网络演算(SNC)推导到达过程和服务过程曲线；

步骤D，给定系统时延违背概率，利用达到曲线和服务曲线刻画系统时延违背概率上界表达式；

步骤E，优化传输数据块长度，同时实现中断概率和时延违背概率最小化。

其中，步骤A具体包括：

A1，基于PLC信道的复频率响应，结合MIMO技术提高PLC系统的通信效率，计算MIMO-PLC第k个接收端的SNRγ_k；

A2，PLC信道h_k的概率密度函数服从均值为μ，方差为σ²的对数正态分布，根据h_kPDF得到γ_k的PDF和CDF，分别为：和

其中，步骤B具体包括：

B1，为评价PLC网络服务质量定义给定最低可接受SNR阈值γ_th，根据中断概率定义P_out＝P(γ≤γ_th)，带入和进行求解；