作者：段钧宝1，朱思成1，李秉毅2，徐 鑫2，马开志1，张孙烜3，李思峰3作者单位：1.中国电力科学研究院有限公司，北京100192；2.国网重庆市电力公司，重庆400010；3.华北电力大学 电气与电子工程学院，北京102206。摘要：随着输配电网的快速发展，输配电业务对时延、能效、可靠性等差异化通信指标提出了更高的的要求。为此，基于5G高速率大连接和卫星灵活广覆盖的特点，结合边缘计算高效处理数据的优势，构建了面向输配电场景的5G卫星融合组网架构。然后以最大化输配电业务数据传输平均能效与总时延的加权差为优化目标，构建了5G卫星融合组网数据卸载优化问题，并提出基于差异化业务需求感知的5G卫星融合组网数据卸载算法(Differentiated Service Requirement-aware Learning-based Data Offloading algorithm for 5G satellite integrated networking，DSRL-DO)求解。仿真结果表明，所提算法能够降低数据卸载时延的同时保证较高的能效，有效满足输配电业务的差异化需求。引言：随着新型电力系统建设以及输配电网快速发展，输电线路巡检、配电自动化、精准负荷、分布式能源接入等[1]输配电业务对通信网络的数据传输与实时分析能力提出了更高的要求。5G卫星融合网络通过结合5G与卫星各自的优势，支撑输配电业务对时延、能效、可靠性的差异化需求。一方面，5G有着高速率、大连接等优点[2]，支持输配电业务数据实时传输。卫星覆盖范围大、网络资源丰富、抗毁性强[3-4]，可以与5G互补，为5G基站建设薄弱地区提供通信覆盖；另一方面，5G卫星融合网络可以与边缘计算进一步结合，将计算和存储资源下沉到输配电业务现场，实现时延敏感型数据处理的快速响应[5-6]。然而，输配电业务差异化服务质量(Quality of Serivce，QoS)需求之间存在耦合[7-8]，例如，通过改变数据卸载流向优化传输时延和能效，将影响边缘服务器与云服务器的负载，导致部分重负载边缘服务器数据计算时延增加[9]。此外，由于输配电场景网络环境复杂[10-11]，信道质量、电磁干扰、服务器负载等网络状态的实时信息难以获取。因此，如何根据动态、未知的网络状态信息来实现5G卫星融合网络数据卸载的优化[12]，保障输配电业务的差异化QoS需求，已成为研究重点。目前，国内外学者对5G卫星融合组网已经开展了一定的研究。文献[13]对5G卫星融合组网在网络技术方面面临的挑战进行了分析，但没有考虑输配电业务的数据卸载优化问题。文献[14]提出了基于超密集型低轨道地球卫星(Low Earth Orbit，LEO)的5G卫星融合组网数据卸载算法，但没有考虑输配电业务差异化QoS需求，无法实现时延、能效、可靠性等指标的协同保障。文献[15]考虑了差异化的业务流量要求，但未对网络状态实时信息的可用性进行分析，未考虑信息不完整场景下5G卫星融合组网数据卸载的优化，在复杂现场规模化应用面临挑战。 文章来源：《电子技术应用》杂志12月刊点击下方阅读原文，下载论文PDF
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