CN104702394B - 一种基于业务时延公平的电力线通信资源分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于业务时延公平的电力线通信资源分配方法，该方法是多个时隙联合分配的过程，在每个时隙的资源调度中，统计过去时隙中各业务的数据接收量，通过计算各业务在当前时隙的剩余数据量及将来时隙的剩余时隙数来估计当前时隙需传输的目标数据量，并根据估计的目标量和当前时隙各业务的信道状态进行业务的子载波分配，该方法能够最大限度的利用系统资源，提高系统传输效率；同时，该方法能够兼顾业务间的数据量以及业务间的时延公平性两个因素，在各业务数据量不同的条件下保证业务间的时延公平；另外，该方法在兼顾业务间的时延公平的同时还通过子载波间的功率注水来提升系统的吞吐量性能。

Description

一种基于业务时延公平的电力线通信资源分配方法

技术领域

本发明涉及高速电力线通信领域，具体的说是一种基于业务时延公平的电力线通信资源分配方法。

背景技术

作为解决信息高速公路“最后一公里”问题的关键技术，高速电力线通信技术一直是研究的热点。所谓资源分配指根据业务的信道增益将子载波和功率等资源合理分配给每个业务，从而实现提高系统吞吐量、降低系统时延等目标。所谓业务时延公平是指不同业务完成数据传输所需的传输时隙数应近似相等，即各业务的传输时延应近似相等。

正交频分复用(OFDM)技术将频带资源划分为若干个窄带子载波，每个子载波上的信道为平坦衰落，可以克服宽带信道上的频率选择性衰落问题，因此，被引入到电力线通信中。在电力线通信中，信道具有较强的时变性，在不同的传输时隙中，同一个业务在同一个子载波上的信道增益会发生变化，传统OFDM资源分配无法适应快速变化的信道，系统吞吐量性能较低。为了提高系统的传输效率，自适应OFDM资源分配应运而生。在自适应OFDM资源调度中，调度方法按照其调度规则，根据各业务瞬时信道增益的变化，实时进行子载波和功率的重新分配，从而充分挖掘信道的传输能力。

目前已有部分文献研究探讨了自适应OFDM中的资源分配问题。例如，为了降低电磁干扰对电力线通信的影响，文献《Resource allocation management for indoorpower-line communications systems》(作者：Papandreou N.文献出处：IEEETransactions on Communications,2007,22(2):893-903.)在多链路功率谱受限的条件下研究了子载波、比特和功率分配算法。为了降低运算复杂度，文献《考虑功率谱限制的电力线通信比特分配算法》(作者：赵宇明,王赞基，郭静波等，文献出处：中国电机工程学报,2006,26(5):143-148.)将最优化问题分解为三个简单的优化问题，逐次采用贪婪算法进行了比特分配。为了保证最差业务对数据率的最低要求，文献《电力线通信中动态子载波组分配》(作者：李圣，徐志强，文献出处：电子技术应用,2010,36(10):84-88.)根据业务的数据率要求赋予每个业务一个优先级，并根据优先级完成子载波分配。

在电力线通信中，不同业务的信道衰减不同，数据传输量也不相同，以上方法是以最大化系统传输效率为目标，无法保证用户间的公平性。在文献《Increase in capacityofmultiuser OFDM system using dynamic subchannel allocation》(作者：Rhee W,Cioffi J.文献出处：In Proceedings of IEEE Vehicular Technology Conference,Piscataway,United States,May 2000,pp.1085-1089.)中提出了一种最大化最差业务资源分配算法(MMFS)，该算法在每个时隙优先给已接收数据量最小的业务选择子载波，从而保证各业务接收到的数据量近似相等，达到各业务传输数据量的公平性。

然而，电力线通信中的实时业务要求传输时延公平，上述传输速率以及数据量的公平无法保证传输时延的公平。例如，业务A需传输的数据量为1Mbits，业务B需传输的数据量为(1+a)Mbits，传输速率为0.1Mbit/s，由于MMFS以保证各业务的传输数据量相同为原则进行资源分配，在业务A未完成数据传输前，两个业务共享系统带宽，每个业务在每个时隙的平均吞吐量可以近似为0.05Mbit/s，业务A需要的时隙数为20，在业务A完成数据传输后，业务B独享带宽，需要的时隙数为20+a/0.1＝(20+10a)>20。业务A和B需要的时隙数的差值为10a，业务A和业务B之间的时延差值随着数据量差值的增大而增大，故而，当各个业务的数据量不同时，无法保证业务间的时延公平。

因此，电力线通信领域中，在各业务信道增益和数据量均不相同的条件下，尤其是各业务数据量差值较大的情况下，如何实现传输时延的公平，成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种既能保证业务间的时延公平性又能兼顾系统吞吐量性能的基于业务时延公平的电力线通信资源分配方法。

为解决上述技术问题，本发明的基于业务时延公平的电力线通信资源分配方法，该方法应用的电力线传输系统带宽为B，被划分为N个宽度相等的子载波，为K个数据量不同的业务传输数据，其特征是所述资源分配方法包括以下步骤：

步骤1)，第1个时隙的初始化分配：在传输的第1个时隙，为每个业务分别选择信道增益最大的子载波；若第1个时隙的子载波全部分配完毕，则依次执行步骤3)和步骤4)；若第1个时隙内仍存在未分配的子载波，则先执行步骤2)，再依次执行步骤3)和步骤4)；

步骤2)，第1个时隙剩余子载波的循环分配：根据各个业务在第1个时隙已分配到子载波上的数据量，分别计算各业务在第1个时隙的剩余数据量，依据每个业务所需时隙数分别计算各个业务的剩余时隙数，得出寻找第1个时隙需传输目标数据量最高的业务，为第1个时隙需传输目标数据量最高的业务选择一个信道增益最大的子载波，依据该原则依次完成第1个时隙所有子载波的分配；

步骤3)，子载波间的功率注水：利用功率注水法为各个子载波重新分配功率；

步骤4)，后续时隙的循环分配：根据每个业务在过去时隙已传输的数据情况，得出各业务的剩余数据量，更新各业务的剩余时隙数，得出为当前时隙需传输目标数据量最高的业务选择一个信道增益最大的子载波，依据该原则完成当前时隙内剩余子载波的分配后执行步骤3)，然后再跳转至本步骤，依此循环，直至所有业务的全部数据传输完成。

步骤1)中为每个业务分别选择信道增益最大的子载波是指对于单独业务k＝1:K，为该单独业务k寻找一个子载波n_k，使得该单独业务k在子载波n_k上的信道增益最大。为单独业务k寻找一个子载波n_k的过程是通过argmax公式得出的，|h_k,n(t)|为在时隙t、业务k在子载波n上的信道增益， 为业务k在子载波n上的平均信道增益，g_k(t)＝x(t)+jy(t)，x和y分别是均值为0，方差为0.5的高斯随机变量。

步骤3)中的功率注水法是指在功率满足的条件下，依据系统吞吐量函数(式中，λ_k,n(t)＝1或0，分别表示在时隙t是否将子载波n分配给业务k，|h_k,n(t)|为在时隙t、业务k在子载波n上的信道增益， 为业务k在子载波n上的平均信道增益，g_k(t)＝x(t)+jy(t)，x和y分别是均值为0，方差为0.5的高斯随机变量，N₀为加性高斯白噪声功率谱密度，)利用拉格朗日乘数法求解使得系统吞吐量函数C取得极大值时各子载波的功率值p_n(t)，以重新分配各个子载波上的功率。

在步骤2)和步骤4)中，寻找当前时隙需传输目标数据量最高的业务以及为该业务选择信道增益最大的子载波均通过argmax公式得出。

本发明具有如下三大优点效果：

1)现有方法不考虑各业务在过去传输时隙已接收的数据量，也不考虑剩余的时隙数，每个时隙的资源调度是独立进行的，而本发明的资源调度是多个时隙联合分配的过程，在每个时隙的资源调度中，统计过去时隙中各业务的数据接收量，通过计算各业务在当前时隙的剩余数据量及将来时隙的剩余时隙数来估计当前时隙需传输的目标数据量，并根据估计的目标量和当前时隙各业务的信道状态进行业务的子载波分配，本发明的方法能够综合考虑过去、现在和将来各个时隙的情况，从而能够最大限度的利用系统资源，提高系统传输效率；

2)现有方法以保证业务间的传输速率公平为原则，当各业务数据量不同时，传输速率公平无法保证业务间的时延公平性，本发明的方法是根据各业务在当前时隙需传输的目标数据量进行资源分配的，当前时隙需传输的目标数据量是根据当前时隙的剩余数据量和剩余时隙数两个参数求得，因此，本发明的方法能够兼顾业务间的数据量以及业务间的时延公平性两个因素，在各业务数据量不同的条件下保证业务间的时延公平；

3)现有方法只考虑如何最大化系统吞吐量或只考虑如何保证业务间的数据量公平性，本发明的方法虽然以保证业务间的时延公平为目标，但在每次子载波分配时均考虑了如何最大化每个业务的吞吐量，且每个时隙的子载波分配完毕后，会进行子载波间的功率注水，进一步提升系统吞吐量，故较之已有的方法，本发明的方法能够兼顾业务间的时延公平和系统吞吐量性能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明的电力线通信系统的传输框图；

图2为本发明的流程框图；

图3为本发明中的公平性因子随业务间数据量差值的变化曲线图；

图4为本发明中的系统吞吐量随信噪比的变化曲线图。

具体实施方式

参照附图，本发明应用的电力线传输系统带宽为B，被划分为N个宽度相等的子载波，为K个数据量不同的业务传输数据。如图1所示，业务传输流程为：资源分配模块根据各业务的信道状态信息和不同的数据量要求，将子载波和功率资源按照本发明的分配方法分配给各业务，调制模块按照子载波、比特和功率分配结果完成OFDM数据调制，耦合器将载波调制信号耦合到电力线上，在接收端，耦合器将调制信号耦合下来，解调模块根据比特分配结果完成数据的解调，并根据子载波分配结果，将数据分配给各个业务。本发明的分配方法包括如下步骤：

步骤1)，第1个时隙的初始化分配：在传输的第1个时隙，为每个业务分别选择信道增益最大的子载波；若第1个时隙的子载波全部分配完毕，则依次执行步骤3)和步骤4)；若第1个时隙内仍存在未分配的子载波，则先执行步骤2)，再依次执行步骤3)和步骤4)；

步骤2)，第1个时隙剩余子载波的循环分配：根据各个业务在第1个时隙已分配到子载波上的数据量，分别计算各业务在第1个时隙的剩余数据量，依据每个业务所需时隙数分别计算各个业务的剩余时隙数，得出寻找第1个时隙需传输目标数据量最高的业务，为第1个时隙需传输目标数据量最高的业务选择一个信道增益最大的子载波，依据该原则依次完成第1个时隙所有子载波的分配；

步骤3)，子载波间的功率注水：利用功率注水法为各个子载波重新分配功率；其中，功率注水法是指在功率满足的条件下，依据系统吞吐量函数(式中，λ_k,n(t)＝1或0，分别表示在时隙t是否将子载波n分配给业务k，|h_k,n(t)|为在时隙t、业务k在子载波n上的信道增益， 为业务k在子载波n上的平均信道增益，g_k(t)＝x(t)+jy(t)，x和y分别是均值为0，方差为0.5的高斯随机变量，N₀为加性高斯白噪声功率谱密度，)利用拉格朗日乘数法求解使得系统吞吐量函数C取得极大值时各子载波的功率值p_n(t)，以重新分配各个子载波上的功率；

步骤4)，后续时隙的循环分配：根据每个业务在过去时隙已传输的数据情况，得出各业务的剩余数据量，更新各业务的剩余时隙数，得出为当前时隙需传输目标数据量最高的业务选择一个信道增益最大的子载波，依据该原则完成当前时隙内剩余子载波的分配后执行步骤3)，然后再跳转至本步骤，依此循环，直至所有业务的全部数据传输完成。

步骤1)中为每个业务分别选择信道增益最大的子载波是指对于单独业务k＝1:K，为该单独业务k寻找一个子载波n_k，使得该单独业务k在子载波n_k上的信道增益最大。为单独业务k寻找一个子载波n_k的过程是通过argmax公式得出的，|h_k,n(t)|为在时隙t、业务k在子载波n上的信道增益， 为业务k在子载波n上的平均信道增益，g_k(t)＝x(t)+jy(t)，x和y分别是均值为0，方差为0.5的高斯随机变量。

在步骤2)和步骤4)中，寻找当前时隙需传输目标数据量最高的业务以及为该业务选择信道增益最大的子载波也均是通过argmax公式得出的。

为了便于对本发明进行说明，首先建模说明基于业务间时延公平的最优化问题。各业务从发送端到接收端的信道增益在一个时隙内为固定值，在不同的时隙间，信道增益由一个固定值随机变为另外一个固定值。在时隙t，业务k在子载波n上的信道增益为且g_k(t)＝x(t)+jy(t)。其中，为业务k在子载波n上的平均信道增益，x和y分别为均值为0，方差为0.5的高斯随机变量。业务k在时隙t的接收信噪比(SNR)为

γ_k,n(t)＝ρ_k,n|g_k(t)|² (公式1)

其中，为业务k在子载波n上的平均接收信噪比，p_n为子载波n上分配的传输功率，N₀为加性高斯白噪声功率谱密度。

根据仙农公式，在时隙t，业务k在子载波n上的传输速率可以表示为

(公式2)

在时隙t，业务k在所有子载波上的传输速率为

(公式3)

其中，λ_k,n(t)＝1或0分别表示业务k在时隙t能否从子载波n上接收数据。每个子载波在一个时隙内只能分配给一个业务，故λ_k,n(t)需满足

(公式4)

各个子载波上分配的功率需满足

(公式5)

其中，P为发射端的最大发射功率。

本发明的目的为提出一种资源分配方法来实现PLC中各业务的传输时延公平，下面针对实时业务对传输时延公平的要求，建立最优化问题。

定义T_k为业务所需的时隙数，则T_k满足

(公式6)

其中，S_k,th为业务k需要传输的数据量。

假设各业务有一定的传输时延要求T_k,th，即要求系统在T_k,th个时隙内完成对业务数据的传输，则需满足

T_k≤T_k,th (公式7)

系统传输时间由最后一个完成数据传输的业务来决定，因此，系统传输时间可以表示为

(公式8)

实际传输的业务数据量为因此，系统平均吞吐量可以表示为

(公式9)

最优化目标为在保证各业务传输时延近似相等的基础上最大化系统吞吐量。为保证各业务间的时延公平性，需满足

T₁≈T₂≈…≈T_k (公式10)

根据以上分析，可以将基于业务间时延公平的最优化问题表述为

(公式11)

约束条件为(公式4)、(公式5)、(公式7)和(公式10)。

上述建模的基于业务间时延公平的最优化问题是一个NP-hard问题，具有较高的运算复杂度，无法获得最优解。为了降低运算复杂度，本发明将每个时隙的资源分配分为两个阶段：在第一阶段，将功率平均分配到每个子载波上，完成业务间的子载波分配；在第二阶段，利用第一阶段的子载波分配结果进行子载波间的功率注水，进一步增强系统的吞吐量。在进行每个时隙的资源分配时,本发明的方法会根据各业务剩余数据量和剩余的传输时隙来估计各业务在当前时隙需传输的目标数据量,并根据该估计量完成资源分配。为了更好的阐述本发明的分配方法，下面介绍如何利用拉格朗日乘数法进行子载波间的功率注水，即求解每个子载波上的最优化分配功率(公式12-15)。

在时隙t，定义一个拉格朗日方程

(公式12)

其中，η(t)为拉格朗日系数，对p_n(t)求偏导，可以得到

(公式13)

功率满足

(公式14)

利用公式(13-14)，可以求得p_n的值，同时，由于各子载波上的功率应为非负数，故各子载波的最优化功率分配应为

(公式15)

为了详细阐述本发明，定义待分配子载波集合为Ω，业务集合为Φ，业务k在时隙t的剩余数据量为剩余时隙数为参照图2的流程图，本发明的方法具体描述如下：

步骤1)，第1个时隙的初始化分配：在传输的第1个时隙，为每个业务分别选择一个信道增益最大的子载波；若第1个时隙的子载波全部分配完毕，则依次执行步骤3)和步骤4)，若第1个时隙内仍存在未分配的子载波，则先执行步骤2)，再依次执行步骤3)和步骤4)。

该步骤包括下列操作具体步骤：

1.1)令Ω＝{1,2,…,N}、Φ＝{1,2,…,K}、p_n(t)＝P/N、t＝1，和λ_k,n(t)＝0；

1.2)对于k＝1:K，寻找一个子载波n_k，使得业务k在子载波n_k上的信道增益最大

1.3)更新待分配子载波集合,令和Ω＝Ω/n_k。

步骤2)，第1个时隙剩余子载波的循环分配：根据各个业务在第1个时隙已分配到子载波上的数据量，分别计算各业务在第1个时隙的剩余数据量，依据每个业务所需时隙数分别计算各个业务的剩余时隙数，得出寻找第1个时隙需传输目标数据量最高的业务，为第1个时隙需传输目标数据量最高的业务选择一个信道增益最大的子载波，依据该原则依次完成第1个时隙所有子载波的分配。

该步骤包括下列具体步骤：

2.1)若Ω＝φ，表示时隙1的子载波已经分配完毕，应进行子载波间的功率注水，跳转至步骤3)；反之，则表示在时隙1仍存在未分配的子载波，执行步骤2.2)。

2.2)对于k＝1:K，t＝1计算业务k的剩余数据量

2.3)估计业务k在当前时隙的目标数据量

2.4)寻找目标数据量最高的业务

2.5)为业务k^*选择最优子载波

2.6)更新待分配子载波集合：令和并跳转至步骤2.1)。

步骤3)，子载波间功率注水：利用功率注水法得出各子载波上分配的功率p_n(t)。

步骤4)，后续时隙的循环分配：根据每个业务在过去时隙已传输的数据情况，得出各业务的剩余数据量，更新各业务的剩余时隙数，得出为当前时隙需传输目标数据量最高的业务选择一个信道增益最大的子载波，依据该原则完成当前时隙内剩余子载波的分配后执行步骤3)，然后再跳转至本步骤，依此循环，直至所有业务的全部数据传输完成。

该步骤包括下列操作内容：

4.1)令t＝t+1、Ω＝{1,2,…,N}、p_n(t)＝P/N和λ_k,n(t)＝0。

4.2)计算业务k∈Ω的剩余时隙数

4.3)计算业务k∈Φ的剩余数据量

4.4)对于业务k∈Φ，若且令Φ＝Φ/k，跳转至(45)；若资源分配结束。

4.5)计算业务k∈Ω在当前时隙的目标数据量

4.6)寻找目标数据量最高的业务

4.7)为业务k^*选择最优子载波

4.8)更新待分配子载波集合，令和

4.9)若Ω＝φ，则时隙t的子载波分配完毕，利用公式(13-15)进行子载波间的功率注水，跳转至步骤4.1)；若Ω≠φ，则时隙t内仍存在未分配的子载波，跳转至步骤4.3)。

本发明具有如下三大优点效果：

1)现有方法不考虑各业务在过去传输时隙已接收的数据量，也不考虑剩余的时隙数，每个时隙的资源调度是独立进行的，而本发明的资源调度是多个时隙联合分配的过程，在每个时隙的资源调度中，统计过去时隙中各业务的数据接收量，通过计算各业务在当前时隙的剩余数据量及将来时隙的剩余时隙数来估计当前时隙需传输的目标数据量，并根据估计的目标量和当前时隙各业务的信道状态进行业务的子载波分配，本发明的方法能够综合考虑过去、现在和将来各个时隙的情况，从而能够最大限度的利用系统资源，提高系统传输效率；

2)现有方法以保证业务间的传输速率公平为原则，当各业务数据量不同时，传输速率公平无法保证业务间的时延公平性，本发明的方法是根据各业务在当前时隙需传输的目标数据量进行资源分配的，当前时隙需传输的目标数据量是根据当前时隙的剩余数据量和剩余时隙数两个参数求得，因此，本发明的方法能够兼顾业务间的数据量以及业务间的时延公平性两个因素，在各业务数据量不同的条件下保证业务间的时延公平；

3)现有方法只考虑如何最大化系统吞吐量或只考虑如何保证业务间的数据量公平性，本发明的方法虽然以保证业务间的时延公平为目标，但在每次子载波分配时均考虑了如何最大化每个业务的吞吐量，且每个时隙的子载波分配完毕后，会进行子载波间的功率注水，进一步提升系统吞吐量，故较之已有的方法，本发明的方法能够兼顾业务间的时延公平和系统吞吐量性能。

为了进一步证明本发明的有益效果，对本发明的方法利用Matlab软件进行蒙特卡洛仿真。

为了进行性能比较，同时仿真已有的信噪比最大调度策略(MsnrS)和MMFS调度策略。系统带宽为1MHz，子载波数目为64，为5个业务传输数据。加性高斯白噪声功率谱密度为-80dB。仿真结果为10000次仿真的平均值。

定义最后完成数据传输的业务为最差业务，最先完成数据传输的业务为最优业务。为了体现业务间的时延公平性，将最差业务传输时隙数与最优业务传输时隙数的比值定义为公平性因子α的取值越大，表明最差业务与最优业务需要的时隙数差距越大，即业务间的时延公平性越差；反之，则业务间的时延公平性越好；当α＝1，所有业务的传输时延完全相等，即业务间完全公平。

本发明的优势在于能够在业务数据量不同的条件下，保证传输时延的公平。为了更好的验证所提方法较之已有方法的性能优势，在数据传输总量不变的情况下(总量为15Mbits)，分别在业务间数据量差值Δ不同的条件下进行性能仿真，各业务的数据量设置见表格I。

表格I 各业务需传输的数据量及业务间数据量差值(单位：Mbits)

Δ值	业务1	业务2	业务3	业务4	业务5
						0.1	2.8	2.9	3.0	3.1	3.2
0.2	2.6	2.8	3.0	3.2	3.4
						0.3	2.4	2.7	3.0	3.3	3.6
0.4	2.2	2.6	3.0	3.4	3.8
						0.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
0.6	1.8	2.4	3.0	3.6	4.2
						0.7	1.6	2.3	3.0	3.7	4.4
0.8	1.4	2.2	3.0	3.8	4.6

图3所示为公平性因子随Δ的变化曲线。由图可以得到以下结论：(1)MsnrS和MMFS的公平性均较差。这是因为，MsnrS在每个时隙只将资源分配给信道条件好的业务，未考虑业务间的公平性；MMFS考虑了业务间的公平性，但资源分配的目标是保证业务间的传输数据率公平，当各业务的数据量不同时，传输数据率的公平无法保证传输时延的公平。(2)本发明所提方法的时延公平性最好，随着Δ的变化，能够保持公平性因子的值接近1，这是因为所提方法在进行资源分配时，总以当前时隙的目标数据量为基准，而各业务的目标数据量由当前时隙各业务的剩余时延和剩余数据量获得，根据该量进行子载波分配可以兼顾时延和数据量两个因素的性能。

图4所示为系统吞吐量随着SNR的变化曲线。由图可知，(1)随着SNR的增加，本发明所提方法和已有方法的吞吐量性能均增加。这是因为随着SNR的增加，信道的信道容量增加，每个时隙能够传输的数据量增加，传输时隙数减少，吞吐量增加。(2)较之已有的两种方法，本发明所提方法在吞吐量方面有一定的性能提升，表明本发明的方法并未以牺牲吞吐量来换取时延公平性。

综上所述，本发明不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本发明的保护范围应以本发明的权利要求为准。

Claims (3)

1.一种基于业务时延公平的电力线通信资源分配方法，该方法应用的电力线传输系统带宽为B，被划分为N个宽度相等的子载波，为K个数据量不同的业务传输数据，其特征是所述资源分配方法包括以下步骤：

步骤1)，第1个时隙的初始化分配：在传输的第1个时隙，为每个业务分别选择信道增益最大的子载波；若第1个时隙的子载波全部分配完毕，则依次执行步骤3)和步骤4)；若第1个时隙内仍存在未分配的子载波，则先执行步骤2)，再依次执行步骤3)和步骤4)；

步骤2)，第1个时隙剩余子载波的循环分配：根据各个业务在第1个时隙已分配到子载波上的数据量，分别计算各业务在第1个时隙的剩余数据量，依据每个业务所需时隙数分别计算各个业务的剩余时隙数，得出寻找第1个时隙需传输目标数据量最高的业务，为第1个时隙需传输目标数据量最高的业务选择一个信道增益最大的子载波，依据该原则依次完成第1个时隙所有子载波的分配；

步骤3)，子载波间的功率注水：利用功率注水法为各个子载波重新分配功率；

步骤4)，后续时隙的循环分配：根据每个业务在过去时隙已传输的数据情况，得出各业务的剩余数据量，更新各业务的剩余时隙数，得出为当前时隙需传输目标数据量最高的业务选择一个信道增益最大的子载波，依据该原则完成当前时隙内剩余子载波的分配后执行步骤3)，然后再跳转至本步骤，依此循环，直至所有业务的全部数据传输完成；

步骤1)中为每个业务分别选择信道增益最大的子载波是指对于单独业务k＝1:K，为该单独业务k寻找一个子载波n_k，使得该单独业务k在子载波n_k上的信道增益最大；

为单独业务k寻找一个子载波n_k的过程是通过argmax公式得出的，|h_k,n(t)|为在时隙t、业务k在子载波n上的信道增益，为业务k在子载波n上的平均信道增益，g_k(t)＝x(t)+jy(t)，x和y分别是均值为0，方差为0.5的高斯随机变量。

2.如权利要求1所述的基于业务时延公平的电力线通信资源分配方法，其特征是步骤3)中的功率注水法是指在功率满足的条件下，依据系统吞吐量函数(式中，λ_k,n(t)＝1或0，分别表示在时隙t是否将子载波n分配给业务k，|h_k,n(t)|为在时隙t、业务k在子载波n上的信道增益，为业务k在子载波n上的平均信道增益，g_k(t)＝x(t)+jy(t)，x和y分别是均值为0，方差为0.5的高斯随机变量，N₀为加性高斯白噪声功率谱密度，利用拉格朗日乘数法求解使得系统吞吐量函数C取得极大值时各子载波的功率值p_n(t)，以重新分配各个子载波上的功率。

3.如权利要求1所述的基于业务时延公平的电力线通信资源分配方法，其特征是在步骤2)和步骤4)中，寻找当前时隙需传输目标数据量最高的业务以及为该业务选择信道增益最大的子载波均通过argmax公式得出。