一种面向数字电网信息传输的用户节点选择方法及装置与流程

1.本发明涉及数字电网信息传输技术领域，特别是涉及一种面向数字电网信息传输的用户节点选择方法及装置。


背景技术：

2.随着电力通信网规模的不断扩大和电力通信设备地理位置上的分布式部署，电力广域互联将是未来电力通信网发展的必然趋势，也是当前电力光传输网络可靠性提高的瓶颈所在。当前，通过在电网中部署通信基站可以极大地减少成本，特别是通过把光纤放置在架空高压输电线的地线中，用以构成输电线路上的光纤通信网，这种结构形式可以方便基站之间的数据传输，不需要重新搭建传输线路，并且通过部署在电网上的通信基站可以更好地服务周围的用户。
3.当前，通信运营商大多通过额外搭建的通信基站来完成4g、5g等网络的部署，此种方式对于城市、剧院、学校等人多地方是有必要的，但是对于部分偏远地区来说，其人口密度低，地形复杂，且通信基站建设难度大，对此可以依托现有电网，将基站灵活地部署在电力铁塔上，使得电网既可以提供电力，还可以通过光纤复合架空地线对数据进行传输，然而，目前将基站部署在电力铁塔上的还较少，在此种方式下容易出现卸载过程不稳定、传输出现中断的情况，降低了用户的传输效率，使得用户的服务体验变差。


技术实现要素：

4.本发明的目的是：提供一种面向数字电网信息传输的用户节点选择方法、装置、基站及存储介质，以选择最优用户节点作为任务卸载节点，提高卸载过程的稳定性，降低传输出现中断的情况，进而提高用户的传输效率，提升用户的服务体验。
5.为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种面向数字电网信息传输的用户节点选择方法，包括：
6.获取当前与基站连接的多个用户传输链路对应的信道状态信息；
7.根据卸载任务，计算得到每个所述用户对应的卸载时延；
8.根据每个所述用户对应的所述卸载时延，计算得到每个所述用户对应的传输中断概率；
9.根据所述传输中断概率及所述信道状态信息，选择最优用户节点，所述最优用户节点作为任务卸载节点。
10.在本发明较佳的实施方式中，所述获取当前与基站连接的多个用户传输链路对应的信道状态信息，包括：
11.向基站周围的用户节点发送导频信号；
12.根据返回信号，估计获得当前与基站连接的多个用户传输链路对应的信道状态信息。
13.在本发明较佳的实施方式中，所述根据卸载任务，计算得到每个所述用户对应的
卸载时延，包括：
14.根据卸载任务，计算得到每个所述用户对应的传输时延及计算时延；
15.根据每个所述用户对应的所述传输时延及所述计算时延，计算得到每个所述用户对应的卸载时延。
16.在本发明较佳的实施方式中，所述根据卸载任务，计算得到每个所述用户对应的传输时延及计算时延，包括：
17.根据用户卸载任务大小及用户传输速率，计算得到每个所述用户对应的传输时延；
18.根据用户卸载任务大小及基站计算能力，计算得到每个所述用户对应的计算时延。
19.在本发明较佳的实施方式中，所述根据每个所述用户对应的所述卸载时延，计算得到每个所述用户对应的传输中断概率，包括：
20.根据每个所述用户对应的所述卸载时延及预设时延阈值，计算得到每个所述用户对应的传输中断概率。
21.在本发明较佳的实施方式中，所述根据所述传输中断概率及所述信道状态信息，选择最优用户节点，包括：
22.根据所述传输中断概率，筛除传输中断的用户节点；
23.根据剩余的用户节点及对应的所述信道状态信息，选择最优用户节点。
24.在本发明较佳的实施方式中，所述根据剩余的用户节点及对应的所述信道状态信息，选择最优用户节点，包括：
25.根据剩余的用户节点及对应的所述信道状态信息，选择最优链路；
26.根据所述最优链路，选择对应的用户节点为最优用户节点。
27.第二方面，本发明提供了一种面向数字电网信息传输的用户节点选择装置，包括：
28.获取模块，用于获取当前与基站连接的多个用户传输链路对应的信道状态信息；
29.第一计算模块，用于根据卸载任务，计算得到每个所述用户对应的卸载时延；
30.第二计算模块，用于根据每个所述用户对应的所述卸载时延，计算得到每个所述用户对应的传输中断概率；
31.用户选择模块，用于根据所述传输中断概率及所述信道状态信息，选择最优用户节点，所述最优用户节点作为任务卸载节点。
32.第三方面，本发明提供了一种基站，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述基站执行上述的面向数字电网信息传输的用户节点选择方法。
33.第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的面向数字电网信息传输的用户节点选择方法。
34.本发明实施例一种面向数字电网信息传输的用户节点选择方法、装置、基站及存储介质与现有技术相比，其有益效果在于：
35.本发明一种面向数字电网信息传输的用户节点选择方法、装置、基站及存储介质，通过卸载任务，计算了每个用户对应的卸载时延，并计算了每个用户对应的传输中断概率，进而再根据传输中断概率及获取的用户传输链路对应的信道状态信息，来选择出最优用户
节点，将最优用户节点作为任务卸载节点，从而可以提高卸载过程的稳定性，降低传输出现中断的情况，进而提高用户的传输效率，提升用户的服务体验。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
37.图1是本发明实施例提供的面向数字电网信息传输的用户节点选择方法的流程示意图；
38.图2是本发明实施例提供的数字电网信息传输的模型示意图；
39.图3是本发明实施例提供的不同用户在不同卸载任务大小情况下传输时延的变化图；
40.图4是本发明实施例提供的不同用户在不同传输带宽情况下传输时延的变化图；
41.图5是本发明实施例提供的不同用户在不同传输功率情况下传输时延的变化图；
42.图6是本发明实施例提供的面向数字电网信息传输的用户节点选择装置的结构框图；
43.图7是本发明实施例提供的基站的内部结构示意图。
具体实施方式
44.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
45.对于部分偏远地区来说，其人口密度低，地形复杂，且通信基站建设难度大，对此可以依托现有电网，将基站灵活地部署在电力铁塔上，使得电网既可以提供电力，还可以通过光纤复合架空地线对数据进行传输，然而，目前将基站部署在电力铁塔上的还较少，在此种方式下容易出现卸载过程不稳定、传输出现中断的情况，降低了用户的传输效率，使得用户的服务体验变差。
46.针对上述现有技术中的问题，本发明实施例提供了一种面向数字电网信息传输的用户节点选择方法、装置、基站及存储介质，以选择最优用户节点作为任务卸载节点，提高卸载过程的稳定性，降低传输出现中断的情况，进而提高用户的传输效率，提升用户的服务体验。
47.参见图1，图1是本发明实施例提供的面向数字电网信息传输的用户节点选择方法的流程示意图。
48.本发明实施例中下述的面向数字电网信息传输的用户节点选择方法可应用于部署在电力铁塔上的基站。
49.在一个实施例中，本发明提供一种面向数字电网信息传输的用户节点选择方法，包括如下步骤：
50.步骤s110，获取当前与基站连接的多个用户传输链路对应的信道状态信息。
51.在一个实施例中，基站部署在电力铁塔上，部署在电力铁塔上的基站及与其连接
的多个用户的信息传输如图2所示，图中，s表示基站，u1、un、un表示不同用户。
52.在一个实施例中，基站在获取当前与其连接的多个用户传输链路对应的信道状态信息时，可向周围的用户节点发送导频信号；根据返回信号，估计获得当前与其连接的多个用户传输链路对应的信道状态信息。
53.在一个实施例中，基站也可通过向周围的用户节点发送导频信号，确认与其连接的用户数目，与其连接的用户数目即为确认要参与任务卸载的用户数目。
54.步骤s120，根据卸载任务，计算得到每个用户对应的卸载时延。
55.在一个实施例中，对于每个用户而言，卸载任务可以是相同的，也可以是不同的；卸载任务大小，同样可以是相同的，也可以是不同的。
56.在一个实施例中，基站根据卸载任务，计算得到每个用户对应的卸载时延时，可根据卸载任务，计算得到每个用户对应的传输时延及计算时延；根据每个用户对应的传输时延及计算时延，计算得到每个用户对应的卸载时延。
57.在本实施例中，基站根据卸载任务，计算得到每个用户对应的传输时延及计算时延时，可根据用户卸载任务大小及用户传输速率，计算得到每个用户对应的传输时延；根据用户卸载任务大小及基站计算能力，计算得到每个用户对应的计算时延。
58.可选地，用户卸载任务大小及用户传输速率可由基站通过通信专用的反馈信道获得。
59.可选地，卸载任务大小的变化范围可以是10－35mb，用户传输速率可以是5mhz。
60.具体地，每个用户对应的传输时延的计算公式如下：
[0061][0062]
其中，t
t
为用户的传输时延，l为用户卸载任务大小，r为用户传输速率，用户传输速率r的计算公式如下：
[0063]
r＝blog2(1 snrh)
[0064]
其中，b为用户的传输带宽，snrh为用户信道h传输信噪比；可选地，用户的传输带宽可与基站的传输带宽一致；
[0065]
每个用户对应的计算时延的计算公式如下：
[0066][0067]
其中，tc为用户的计算时延，f为基站的计算能力。
[0068]
在本实施例中，基站根据每个用户对应的传输时延及计算时延之和，计算得到每个用户对应的卸载时延，也即每个用户对应的卸载时延的计算公式如下：
[0069]
t＝t
t
tc[0070][0071][0072]
其中，t为用户的卸载时延。
[0073]
在一个实施例中，通过每个用户对应的传输时延及计算时延能更为准确地计算得
到每个用户对应的卸载时延，并且，通过上述传输时延及计算时延的计算方式也能更为准确地计算得到传输时延及计算时延，进而可以更为准确地选择出最优用户节点作为任务卸载节点。
[0074]
步骤s130，根据每个用户对应的卸载时延，计算得到每个用户对应的传输中断概率。
[0075]
在一个实施例中，基站根据每个用户对应的卸载时延，计算得到每个用户对应的传输中断概率时，可根据每个用户对应的卸载时延及预设时延阈值，计算得到每个用户对应的传输中断概率。
[0076]
在本实施例中，当用户对应的传输中断概率大于预设时延阈值时，系统传输中断，反之，当用户对应的传输中断概率小于等于预设时延阈值时，系统传输没有中断，每个用户对应的传输中断概率的关系式可以表示如下：
[0077]
p
out
＝pr(t》y
t
)
[0078]
其中，p
out
为用户对应的传输中断概率，y
t
为预设时延阈值；结合上述每个用户对应的卸载时延的计算公式，每个用户对应的传输中断概率的关系式可以进一步表示如下：
[0079][0080][0081]
其中，对于用户信道h传输信噪比snrh，其计算公式如下：
[0082][0083]
其中，p为用户卸载链路的功率，σ2为噪声的方差，|h|2为信道参数，进一步地，每个用户对应的传输中断概率的关系式可以表示如下：
[0084][0085]
根据信道|h|2的概率密度函数，每个用户对应的传输中断概率的关系式可以表示如下：
[0086][0087]
其中，f
|h|2
为信道|h|2的概率密度函数，
[0088][0089]
步骤s140，根据上述传输中断概率及信道状态信息，选择最优用户节点，最优用户节点作为任务卸载节点。
[0090]
可以理解地，用户节点、任务卸载节点的选择，即视为用户的选择。
[0091]
在一个实施例中，基站根据上述传输中断概率及信道状态信息，选择最优用户节点时，可根据上述传输中断概率，筛除传输中断的用户节点；根据剩余的用户节点及对应的
信道状态信息，选择最优用户节点。
[0092]
在本实施例中，基站根据剩余的用户节点及对应的信道状态信息，选择最优用户节点时，可根据剩余的用户节点及对应的信道状态信息，选择最优链路；根据最优链路，选择对应的用户节点为最优用户节点。
[0093]
在本实施例中，根据用户节点及对应的信道状态信息，选择最优链路，进而根据最优链路，选择对应的用户节点为最优用户节点，其用户选择方法如下：
[0094][0095]
其中，n
*
表示最优用户，|hn|2表示第n个用户对应的信道状态信息。
[0096]
在一个实施例中，通过上述的方式可以较为简便、有效地选择到最优用户节点作为任务卸载节点。
[0097]
上述面向数字电网信息传输的用户节点选择方法，通过卸载任务，计算了每个用户对应的卸载时延，并计算了每个用户对应的传输中断概率，进而再根据传输中断概率及获取的用户传输链路对应的信道状态信息，来选择出最优用户节点，将最优用户节点作为任务卸载节点，从而可以提高卸载过程的稳定性，降低传输出现中断的情况，进而提高用户的传输效率，提升用户的服务体验。
[0098]
对此，可参见图3至图5，图3至图5分别为不同用户在不同卸载任务大小、不同传输带宽、不同传输功率情况下传输时延的变化图，均包含了本发明面向数字电网信息传输的用户节点选择方法选择出的用户节点，其中，从图3可知，本发明面向数字电网信息传输的用户节点选择方法选择出的用户节点在不同卸载任务大小(即为图3中的传输任务大小)的情况下，传输时延都是最小的，也即传输中断概率都是最小的，由此说明了本发明面向数字电网信息传输的用户节点选择方法的有效性；
[0099]
从图4可知，用户的传输带宽的变化范围是1－6mhz，图4中每个用户的传输功率和卸载的任务大小相同，分别为3w和6mb，随着用户的传输带宽的增加，用户的卸载时延持续降低，本发明面向数字电网信息传输的用户节点选择方法选择出的用户节点在不同用户的传输带宽的情况下，传输时延都是最小的，也即传输中断概率都是最小的，由此说明了本发明面向数字电网信息传输的用户节点选择方法的有效性；
[0100]
图5中，用户的传输带宽为5mhz，每个用户的卸载任务大小相同，为6mb，传输功率的变化范围是1－6w，从图5可知，随时传输功率的增加，用户的卸载时延都在下降，本发明面向数字电网信息传输的用户节点选择方法选择出的用户节点在不同传输功率的情况下，传输时延都是最小的，也即传输中断概率都是最小的，由此说明了本发明面向数字电网信息传输的用户节点选择方法的有效性。
[0101]
为了执行上述实施例对应的方法，以实现相应的功能和技术效果，下面提供一种面向数字电网信息传输的用户节点选择装置。
[0102]
参见图6，图6是本发明实施例提供的面向数字电网信息传输的用户节点选择装置的结构框图。
[0103]
在一个实施例中，本发明的面向数字电网信息传输的用户节点选择装置，包括：
[0104]
获取模块210，用于获取当前与基站连接的多个用户传输链路对应的信道状态信息；
[0105]
第一计算模块220，用于根据卸载任务，计算得到每个用户对应的卸载时延；
[0106]
第二计算模块230，用于根据每个用户对应的卸载时延，计算得到每个用户对应的传输中断概率；
[0107]
用户选择模块240，用于根据上述传输中断概率及信道状态信息，选择最优用户节点，最优用户节点作为任务卸载节点。
[0108]
上述面向数字电网信息传输的用户节点选择装置，通过卸载任务，计算了每个用户对应的卸载时延，并计算了每个用户对应的传输中断概率，进而再根据传输中断概率及获取的用户传输链路对应的信道状态信息，来选择出最优用户节点，将最优用户节点作为任务卸载节点，从而可以提高卸载过程的稳定性，降低传输出现中断的情况，进而提高用户的传输效率，提升用户的服务体验。
[0109]
在一个实施例中，获取模块210，可具体用于：
[0110]
向基站周围的用户节点发送导频信号；
[0111]
根据返回信号，估计获得当前与基站连接的多个用户传输链路对应的信道状态信息。
[0112]
在一个实施例中，获取模块210，可具体用于：
[0113]
向基站周围的用户节点发送导频信号；
[0114]
根据信道状态信息，确认与基站连接的用户数目。
[0115]
在一个实施例中，第一计算模块220，可具体用于：
[0116]
根据卸载任务，计算得到每个用户对应的传输时延及计算时延；
[0117]
根据每个用户对应的传输时延及计算时延，计算得到每个用户对应的卸载时延。
[0118]
在一个实施例中，第一计算模块220在根据卸载任务，计算得到每个用户对应的传输时延及计算时延时，可：
[0119]
根据用户卸载任务大小及用户传输速率，计算得到每个用户对应的传输时延；
[0120]
根据用户卸载任务大小及基站计算能力，计算得到每个用户对应的计算时延。
[0121]
在一个实施例中，第二计算模块230，可具体用于：
[0122]
根据每个用户对应的卸载时延及预设时延阈值，计算得到每个用户对应的传输中断概率。
[0123]
在一个实施例中，用户选择模块240，可具体用于：
[0124]
根据上述传输中断概率，筛除传输中断的用户节点；
[0125]
根据剩余的用户节点及对应的信道状态信息，选择最优用户节点。
[0126]
在一个实施例中，用户选择模块240在根据剩余的用户节点及对应的信道状态信息，选择最优用户节点时，可：
[0127]
根据剩余的用户节点及对应的信道状态信息，选择最优链路；
[0128]
根据最优链路，选择对应的用户节点为最优用户节点。
[0129]
上述的面向数字电网信息传输的用户节点选择装置可实施上文中的面向数字电网信息传输的用户节点选择方法。上述的面向数字电网信息传输的用户节点选择装置实施例的具体限定及其余内容可参见上文中面向数字电网信息传输的用户节点选择方法的内容，实施例中不再进行赘述。
[0130]
在一个实施例中，本发明提供一种基站，包括存储器及处理器，所述存储器用于存
储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述基站执行上述的面向数字电网信息传输的用户节点选择方法。
[0131]
可选地，上述基站为部署在电力铁塔上的基站。
[0132]
在一个实施例中，本发明的基站的内部结构可以如图7所示。
[0133]
在一个实施例中，本发明提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的面向数字电网信息传输的用户节点选择方法。
[0134]
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0135]
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
[0136]
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read－only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0137]
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0138]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
[0139]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在
包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。