[發(fā)明專利]一種區(qū)域性保護關(guān)鍵信息最優(yōu)迂回路徑選擇方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710935303.6
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107800624B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李振興;龔旸;鄧靖雷;李振華;翁漢琍;李世春;李丹
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號: H04L12/721
• 分類號: H04L12/721;H04L12/727;H04L12/24
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 吳思高

1.一種區(qū)域性保護關(guān)鍵信息最優(yōu)迂回路徑選擇方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一：獲取區(qū)域性保護通信網(wǎng)絡(luò)正常運行時的信道長度矩陣D，信道帶寬矩陣B，信道載荷量矩陣M；

步驟二：確定中斷信道起點s和終點l及中斷信道上需轉(zhuǎn)移的載荷量△M；

步驟三：計算加入轉(zhuǎn)移載荷量后的剩余帶寬矩陣S及信道利用率；

步驟四：計算求的各種歸一化指標(biāo)，根據(jù)具體系統(tǒng)確定各影響因素權(quán)重指標(biāo)，建立最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)及相應(yīng)約束條件，包括：

依據(jù)步驟一中的信道距長度矩陣D、步驟三中的加入轉(zhuǎn)移載荷量后的剩余帶寬矩陣S，計算信道剩余帶寬倒數(shù)歸一化矩陣(1/S)¹、以及信道長度歸一化矩陣D¹，其中，對于任一信道建立最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)及相應(yīng)約束條件；

迂回路徑最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)如式(1)所示：

式中，K為斷線導(dǎo)致的轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)流所有可選迂回路徑的集合，對于給定的迂回路徑k，包含n條信道，(1/S_i)¹、d_i¹、μ_i分別為該迂回路徑的第i段信道歸一化后信道剩余帶寬倒數(shù)、歸一化后信道長度、信道利用率；J¹為歸一化后迂回路徑總跳數(shù)；ω₁、ω₂、ω₃和ω₄分別為其權(quán)重系數(shù)，且均為相對值，在不同的系統(tǒng)下，根據(jù)系統(tǒng)中實時測量的四種時延構(gòu)成的的權(quán)重占比，確定目標(biāo)函數(shù)中的權(quán)重系數(shù)；k為中最小值對應(yīng)的可迂回路徑；

約束條件如式(2)、(3)、(4)、(5)、(6)所示：

式中，L_in、L_out分別為一中間節(jié)點的數(shù)據(jù)流流入信道集合和流出信道集合，M_i為給定信道i對應(yīng)的實際載荷量；

J_m≤J_max，m∈R_all (3)

式中，R_all為所有數(shù)據(jù)請求的集合，對于給定的數(shù)據(jù)請求m，傳輸路徑總跳數(shù)為J_m，J_max為通信網(wǎng)允許最大跳數(shù)；

M_i≤B_i，i∈L_all (4)

式中，L_all為系統(tǒng)所有信道的集合，M_i、B_i分別為給定信道i對應(yīng)的實際載荷量、以及信道帶寬；

其中：

式中，對于給定的可迂回路徑k，包含n_k條信道；n為所選迂回路徑包含信道的條數(shù)；K為集合K的元素個數(shù)，即可迂回路徑的總條數(shù)；μ_i為第i條信道的信道利用率，μ_b為系統(tǒng)允許信道利用率，通常取0.5，在數(shù)據(jù)負(fù)載較重的情況下可適當(dāng)增大；

根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中實時測量的四種時延構(gòu)成的的權(quán)重占比，確定目標(biāo)函數(shù)中的權(quán)重系數(shù)ω₁，ω₂，ω₃，ω₄；

步驟五：利用計及跳數(shù)約束的深度優(yōu)先搜索算法，求出滿足跳數(shù)約束的可迂回路徑；

步驟六：結(jié)合系統(tǒng)參數(shù)及實際運行狀況，利用模型求解最優(yōu)解，求出滿足約束條件的目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)解作為最優(yōu)迂回路徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種區(qū)域性保護關(guān)鍵信息最優(yōu)迂回路徑選擇方法，其特征在于，步驟二中，通過通信系統(tǒng)中的實時監(jiān)測系統(tǒng)，獲取中斷信道起點s和終點l及中斷信道上需轉(zhuǎn)移的載荷量△M信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種區(qū)域性保護關(guān)鍵信息最優(yōu)迂回路徑選擇方法，其特征在于：步驟三中，將信道載荷量矩陣M中的每個元素加上△M，從而計算加入轉(zhuǎn)移載荷量后的剩余帶寬矩陣S及加入轉(zhuǎn)移載荷量后對應(yīng)的信道利用率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種區(qū)域性保護關(guān)鍵信息最優(yōu)迂回路徑選擇方法，其特征在于：

步驟五中，利用計及跳數(shù)約束的深度優(yōu)先搜索算法，求出滿足跳數(shù)約束的可迂回路徑，從中斷信道起點s對每一個可能的分支路徑深入搜索到不能再深入為止，同時考慮跳數(shù)約束J≤J_max，即在跳數(shù)達到上限時也停止搜索；此外，在搜索至目標(biāo)節(jié)點后亦停止向下搜索，根據(jù)情況回溯至上一節(jié)點或起始節(jié)點繼續(xù)搜索，得到起點到達所有可達終點的最小生成樹。