[發(fā)明專利]一種電力線載波通信負(fù)載均衡的網(wǎng)絡(luò)資源配置方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710820256.0
• 申請(qǐng)日: 2017-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN107493240B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳玉杰;楊昆峰;唐利利;李春春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州瑞能電氣有限公司
• 主分類號(hào): H04L12/803
• 分類號(hào): H04L12/803;H04L12/851;H04B3/54
• 代理公司: 鄭州立格知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41126
• 代理人: 崔衛(wèi)琴;黃照倩

1.一種電力線載波通信負(fù)載均衡的網(wǎng)絡(luò)資源配置方法，其特征在于，依次包括以下步驟：

(1)初始化網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；

(2)判斷是否有新的業(yè)務(wù)接入，如是，則進(jìn)行步驟(3)，如否，則重復(fù)步驟(1)；

(3)確定新的業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)全網(wǎng)總負(fù)載均衡指標(biāo)以及總效用函數(shù)評(píng)估指標(biāo)，量化和評(píng)估網(wǎng)絡(luò)上一個(gè)負(fù)載均衡周期內(nèi)的線路及業(yè)務(wù)分布情況；

(4)確定負(fù)載均衡周期內(nèi)新接入業(yè)務(wù)的數(shù)量、類型以及帶寬容量需求；

(5)根據(jù)上一個(gè)負(fù)載均衡周期內(nèi)的線路及業(yè)務(wù)分布情況，利用線性規(guī)劃以及貪心算法原理求取全網(wǎng)最優(yōu)化配置方式；

(6)判斷當(dāng)前周期內(nèi)的所有負(fù)載均衡是否完成，如否，則重復(fù)步驟(4)，如是，則重復(fù)步驟(1)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線載波通信負(fù)載均衡的網(wǎng)絡(luò)資源配置方法，其特征在于，步驟(3)所述的全網(wǎng)總負(fù)載均衡指標(biāo)以及總效用函數(shù)評(píng)估指標(biāo)的確定方法為：其中，全網(wǎng)總負(fù)載均衡指標(biāo)σ的得出方法為：

其中L為電力線載波通信全網(wǎng)按照中心節(jié)點(diǎn)劃分的區(qū)域集合，|L|為區(qū)域數(shù)；I為每個(gè)區(qū)域內(nèi)的通信節(jié)點(diǎn)集合，|I|為每個(gè)區(qū)域內(nèi)的通信節(jié)點(diǎn)數(shù)；

μ_i為負(fù)載均衡參數(shù)，其中，

μ_max,i為CB類業(yè)務(wù)最大負(fù)載均衡參數(shù)，其中，

C_total,i為通信節(jié)點(diǎn)i可用于傳輸信號(hào)的帶寬總?cè)萘浚?/p>

C_i(k·s)為通信節(jié)點(diǎn)i為單個(gè)業(yè)務(wù)k分配的帶寬容量；

其中，總效用函數(shù)評(píng)估指標(biāo)TH(t)的得出方法為：

其中：TH_i(k,t)為通信節(jié)點(diǎn)i傳輸CB業(yè)務(wù)k時(shí)的業(yè)務(wù)吞吐量；

s表示業(yè)務(wù)k是否在節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行傳輸和處理；

其中，

state＝off表示業(yè)務(wù)k不在通信節(jié)點(diǎn)i中進(jìn)行傳輸和處理；

state＝on表示業(yè)務(wù)k在通信節(jié)點(diǎn)i中進(jìn)行傳輸和處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力線載波通信負(fù)載均衡的網(wǎng)絡(luò)資源配置方法，其特征在于：步驟(3)中，量化和評(píng)估網(wǎng)絡(luò)上一個(gè)負(fù)載均衡周期內(nèi)的線路及業(yè)務(wù)分布情況主要包括：確定網(wǎng)絡(luò)中的每條線路平均帶寬容量效率e_i(t)，確定每個(gè)節(jié)點(diǎn)所分布的業(yè)務(wù)及其占用的帶寬容量大小C_i(k·s)，其中，C_i(k·s)為設(shè)定的常數(shù)值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力線載波通信負(fù)載均衡的網(wǎng)絡(luò)資源配置方法，其特征在于：網(wǎng)絡(luò)中的每條線路平均帶寬容量效率e_i(t)的確定方法為：

式中，N_T為負(fù)載均衡的周期；

SNR(i,j,k_o,t)為每個(gè)單位容量上，通信節(jié)點(diǎn)i將業(yè)務(wù)k_o傳輸?shù)较乱粋€(gè)節(jié)點(diǎn)j時(shí)的瞬時(shí)信噪比；

其中，No為每個(gè)單位容量在鏈路上傳輸時(shí)出現(xiàn)的加性高斯白噪聲；

g_i,j(k_o,t)表示通信節(jié)點(diǎn)i傳輸業(yè)務(wù)k。到節(jié)點(diǎn)j時(shí),在時(shí)刻t的瞬時(shí)信道增益；

p_i,j(k_o,t)表示節(jié)點(diǎn)i發(fā)送業(yè)務(wù)k。在t時(shí)刻的信號(hào)的功率大小；

為通信節(jié)點(diǎn)i傳輸除k。以外業(yè)務(wù)的瞬時(shí)信號(hào)功率之和。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力線載波通信負(fù)載均衡的網(wǎng)絡(luò)資源配置方法，其特征在于：所述步驟(5)中，根據(jù)上一個(gè)負(fù)載均衡周期內(nèi)的線路及業(yè)務(wù)分布情況，利用線性規(guī)劃以及貪心算法原理求取全網(wǎng)最優(yōu)化配置方式的具體實(shí)施方法為：

1)按照業(yè)務(wù)接入時(shí)序的先后順序以及業(yè)務(wù)類型，將全網(wǎng)在當(dāng)前時(shí)刻t時(shí)刻所接入的業(yè)務(wù)進(jìn)行分組排序，得出處理的先后順序，排序規(guī)則為：先CB類業(yè)務(wù)，后處理TB類業(yè)務(wù)；對(duì)于同類業(yè)務(wù)以接入的先后順序?yàn)橐罁?jù)進(jìn)行排序；

2)按照排序的先后處理待接入的業(yè)務(wù)；處理業(yè)務(wù)時(shí)，需要首先判斷業(yè)務(wù)類型，根據(jù)業(yè)務(wù)類型選擇進(jìn)入對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)配置處理環(huán)節(jié)；

3)進(jìn)入TB類或者CB類業(yè)務(wù)處理的環(huán)節(jié)；

4)判斷當(dāng)前處理的待接入業(yè)務(wù)源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)是否跨區(qū)域傳輸，則分以下4種情況：

1、業(yè)務(wù)類型為CB類業(yè)務(wù)，處理環(huán)節(jié)中的待接入業(yè)務(wù)源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)是跨區(qū)域傳輸，則進(jìn)行步驟5)；

2、業(yè)務(wù)類型為CB類業(yè)務(wù)，處理環(huán)節(jié)中的待接入業(yè)務(wù)源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)不是跨區(qū)域傳輸，則進(jìn)行步驟6)；

3、業(yè)務(wù)類型為TB類業(yè)務(wù)，處理環(huán)節(jié)中的待接入業(yè)務(wù)源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)是跨區(qū)域傳輸，則進(jìn)行步驟7)；

4、業(yè)務(wù)類型為TB類業(yè)務(wù)，處理環(huán)節(jié)中的待接入業(yè)務(wù)源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)不是跨區(qū)域傳輸，則進(jìn)行步驟8)；

5)將上一個(gè)負(fù)載均衡周期內(nèi)的線路及業(yè)務(wù)分布情況作為輸入，選擇公式(1)(2)(3)(5)(7)作為約束，公式(12)作為約束目標(biāo)，進(jìn)行線性規(guī)劃優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)CB業(yè)務(wù)總效用函數(shù)評(píng)估指標(biāo)全網(wǎng)負(fù)載均衡最大化的效果；

其中，公式(1)為：

|i-j|≤δ_i (1)

i、j為同一個(gè)區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中j≠i，|i-j|為從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的跳數(shù)；

δ_i為設(shè)定值；

公式(2)為：

公式(3)為：

公式(5)為：

式中，l_res為源節(jié)點(diǎn)區(qū)域，l_dest為目的節(jié)點(diǎn)區(qū)域；公式(7)為：

公式(12)為：

6)將上一個(gè)負(fù)載均衡周期內(nèi)的線路及業(yè)務(wù)分布情況作為輸入，選擇式子(1)(2)(3)(4)(7)作為約束，(12)作為約束目標(biāo)，進(jìn)行線性規(guī)劃優(yōu)化，以得到(12)最小化下的全網(wǎng)負(fù)載均衡最大化的效果；

其中，公式(1)為：

|i-j|≤δ_i (1)

δ_i為設(shè)定值；

公式(2)為：

公式(3)為：

公式(4)為：

式中，l_res為源節(jié)點(diǎn)區(qū)域，l_dest為目的節(jié)點(diǎn)區(qū)域；

公式(12)為：

7)將上一個(gè)負(fù)載均衡周期內(nèi)的線路及業(yè)務(wù)分布情況作為輸入，選擇式子(1)(2)(3)(5)(7)做約束條件，(10)作為約束目標(biāo)，進(jìn)行線性規(guī)劃優(yōu)化，以得到(10)最大化下的全網(wǎng)總效用函數(shù)評(píng)估指標(biāo)最大化的效果；

其中，公式(1)為：

|i-j|≤δ_i (1)

公式(2)為：

公式(3)為：

公式(5)為：

公式(7)為：

公式(10)為：

其中：

8)選擇式子(1)(2)(3)(4)(7)(10)進(jìn)行線性規(guī)劃優(yōu)化，以得到(10)最大化下的全網(wǎng)總效用函數(shù)評(píng)估指標(biāo)最大化的效果；

其中，公式(1)為：

|i-j|≤δ_i (1)

公式(2)為：

公式(3)為：

公式(4)為：

公式(7)為：

公式(10)為：