本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)通信，具體為一種配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的無線電資源分配方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、現(xiàn)有通信技術為了提高節(jié)點傳輸速率，主要以降低頻譜效率作為代價，這對于通信服務提供商來說提高了運營成本。同時，在智能電網(wǎng)的運行當中，電力供需信息的不可靠傳輸、控制中心無法向所有消費者準確發(fā)送實時電價可能會為系統(tǒng)的可靠運行帶來一定的困難。此外，d2d通信具有低成本、低延遲的特點，同時若d2d傳輸與蜂窩傳輸在通信通道中同時進行，頻譜效率也能夠有一定的提升，為信息傳輸提供了新的視角。但如何將d2d通信與蜂窩通信相結合，確保滿足系統(tǒng)通信可靠性要求，提高傳輸?shù)目偹俾?，并平衡通信可靠性成本和rtp操作不準確性成本之間的關系是當前技術發(fā)展的關鍵挑戰(zhàn)。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于上述存在的問題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明解決的技術問題是：如何在滿足rtp運行可靠性要求的情況下，改進無線電資源分配方式，使得蜂窩節(jié)點的傳輸總速率最大化，同時對通信可靠性成本和rtp操作不準確性成本之間的關系進行平衡。

3、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案：一種配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的無線電資源分配方法，其包括如下步驟：采用荷蘭式統(tǒng)一價格拍賣法確定新的控制中心電價；

4、采用d2d通信鏈路鏈接價格公布階段的控制中心和相關emu，將實時電價的信息傳輸至各戶emu；

5、各戶emu采用實時電價、需求規(guī)模等信息過去值的平均值用于替換實際值量化各戶emu的預期經(jīng)濟損失和預期供需缺口；

6、控制中心通過分配通信通道和控制發(fā)射功率在滿足預期經(jīng)濟損失和預期供需缺口等約束條件下構建蜂窩節(jié)點總速率最大化優(yōu)化問題

7、作為本發(fā)明所述的一種配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的無線電資源分配方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述荷蘭式統(tǒng)一價格拍賣法是控制中心的要價由emu的出價確定，分配的需求請求與可用電力供應之間的差額為最?。?/p>

8、若一個請求的出價不低于要價，則當前分配的需求請求被視為已分配；

9、所述由emu出價確定的控制中心要價公式由下式確定：

10、

11、其中，b*為控制中心要價，γ為可用電量，ai為第i個emu的電量需求規(guī)模，bi為第i個emu的出價，ω(b)為一個累計需求函數(shù)。

12、作為本發(fā)明所述的一種配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的無線電資源分配方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述價格公布階段是采用d2d通信鏈路進行鏈接，d2d通信鏈路以蜂窩輔助底層模式運行，使d2d傳輸與上行蜂窩傳輸同時進行，rtp控制中心和emu與蜂窩基站覆蓋區(qū)域內(nèi)的蜂窩節(jié)點位于同一位置。

13、作為本發(fā)明所述的一種配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的無線電資源分配方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述采用d2d通信鏈路鏈接還通過對數(shù)正態(tài)陰影效應和路徑損耗，計算傳輸信號疊加信號增益；

14、通過對數(shù)正態(tài)陰影效應和路徑損耗，通道s∈s中節(jié)點i∈l到節(jié)點j∈l的傳輸信號疊加信號增益，表達式為：

15、

16、其中，φ為路徑損耗系數(shù)，φ為路徑損失指數(shù)，di,j為節(jié)點間的鏈接距離，δi,j,s為零均值高斯隨機變量的標準差。

17、作為本發(fā)明所述的一種配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的無線電資源分配方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述rtp操作通信可靠性是由于通信故障，瞬時值缺失，采用過去值的時間平均值量化emu的預期經(jīng)濟損失；

18、所述預期經(jīng)濟損失，表達式為：

19、

20、其中，當為正數(shù)時，返回值為否則返回值為0，ps代表數(shù)據(jù)傳輸?shù)某晒Ω怕?，erfc-1(·)為互補誤差函數(shù)的逆，j為數(shù)據(jù)包大小，代表控制中心要價過去值的平均值,b′代表控制中心設定的最低要價。

21、作為本發(fā)明所述的一種配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的無線電資源分配方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述預期供需缺口是采用過去值估計需求規(guī)模時產(chǎn)生的電量差異；

22、所述預期供需缺口，表達式為：

23、

24、其中，λ為預期供需缺口最大值，δ為兩個連續(xù)請求的需求規(guī)模間大小差異，m為emu的集合。

25、作為本發(fā)明所述的一種配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的無線電資源分配方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述蜂窩節(jié)點總速率通過分配通信通道和控制發(fā)射功率完成最大化；

26、所述蜂窩節(jié)點速率，表達式為：

27、ri,s＝blog2(1+γi,1,s)

28、其中，ri,s表示通道s中蜂窩節(jié)點i∈n的數(shù)據(jù)速率；

29、所述蜂窩節(jié)點總速率最大化為一個優(yōu)化問題，表達式為：

30、

31、其中，s表示所有通信通道的集合，b為通信通道的帶寬，xi,s為一個二進制變量，用于表示任意節(jié)點i是否被分配給通道s∈s，x0,s表示控制中心是否被分配給通道s∈s，γi,j,s為通道s中發(fā)送節(jié)點i到接收節(jié)點j的信噪比，γ0,j,s代表價格公布階段，通道s中控制中心到第j個emu的信噪比，γi,0,s代表提交需求請求時，通道s中第i個emu到控制中心的信噪比，γi,1,s代表蜂窩節(jié)點i到蜂窩基站的信噪比。

32、本發(fā)明的另外一個目的是提供一種配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的無線電資源分配方法，分配通信通道和發(fā)射功率層面上的無線電資源，提高數(shù)據(jù)傳輸總速率，解決現(xiàn)有傳統(tǒng)通信方法在提高總傳輸速率的同時帶來的頻譜效率降低的問題。

33、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案：一種配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的無線電資源分配方系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)收集模塊、價格決定模塊、價格公布模塊、rtp操作通信可靠性模塊以及蜂窩節(jié)點總速率優(yōu)化模塊；

34、所述數(shù)據(jù)收集模塊是通過emu與控制中心的信息交換獲取交易價格、電量需求大小、通信故障等信息；

35、所述價格決定模塊是綜合emu出價、電量需求大小信息，對控制中心的要價進行計算；

36、所述價格公布模塊是控制中心將確定的要價傳輸至每個emu，emu對出價與要價進行對比確定是否買入電量；

37、所述rtp操作通信可靠性模塊是基于通信故障、電量需求大小、價格等信息，對通信可靠性指標進行計算；

38、所述蜂窩節(jié)點總速率優(yōu)化模塊是通過分配通信通道和控制發(fā)射功率來最大化所有蜂窩節(jié)點的總速率。

39、一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如上所述一種配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的無線電資源分配方法的步驟。

40、一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上所述一種配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的無線電資源分配方法的步驟。

41、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用d2d通信將emu直接連接到rtp控制中心，從而減少通信延遲，避免了采用降低頻譜效率帶來的成本增加的問題。本發(fā)明通過分配通信通道和控制發(fā)射功率，提高了蜂窩節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸總速率，同時保證了系統(tǒng)能夠滿足通信可靠性的基本要求，有效平衡了可靠性成本與rtp操作不準確性成本的關系。