[發(fā)明專利]一種面向多業(yè)務(wù)泛在接入的無線專網(wǎng)資源分配方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110437521.3
• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113382417A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭偉軍;謝剛;趙鵬飛;張勇;段軍;梁樑;陳鼎;方景輝;吳國慶;唐錦江;錢嘯;曾建梁;文科;高燕銘;應(yīng)杰耀
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江省電力有限公司嘉興供電公司;北京郵電大學(xué);國網(wǎng)浙江省電力有限公司
• 主分類號: H04W16/22
• 分類號: H04W16/22;H04W72/04
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發(fā)明公開了一種面向多業(yè)務(wù)泛在接入的無線專網(wǎng)資源分配方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)有資源分配算法不適用于業(yè)務(wù)異構(gòu)性強、QoS要求差異性大的配用電通信業(yè)務(wù)的問題，包括：1)提出電力專網(wǎng)資源共享的系統(tǒng)模型；2)建立了一種無線專網(wǎng)的資源分配模型；3)在滿足業(yè)務(wù)隔離以及各通信條件約束的情況下，設(shè)了一種模擬退火算法，基于系統(tǒng)總體收益最大化解決了電力無線專網(wǎng)資源的最優(yōu)化分配問題。本發(fā)明提出的多業(yè)務(wù)電力無線專網(wǎng)資源分配方法能夠?qū)崿F(xiàn)在多業(yè)務(wù)隔離、QoS等條件約束下能耗的最小化以及總體系統(tǒng)運營經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力無線專網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種面向多業(yè)務(wù)泛在接入的無線專網(wǎng)資源分配方法。

背景技術(shù)

電力無線專網(wǎng)由于其接入高靈活性、低成本性，非常適合多業(yè)務(wù)配用電業(yè)務(wù)的終端接入和信息傳輸。泛在接入的電力無線專網(wǎng)已經(jīng)成為配電通信網(wǎng)的重要組成部分，是保障供電可靠性、提高電網(wǎng)運行效率和服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，電力無線網(wǎng)絡(luò)依然面臨網(wǎng)絡(luò)利用率低、業(yè)務(wù)隔離性差、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量保障率低的挑戰(zhàn)。

因此，電力無線專網(wǎng)目前急需解決的是物理資源匱乏與業(yè)務(wù)需求多樣性之間的矛盾。而網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)可以通過一個公共的底層物理網(wǎng)絡(luò)支撐多個相互隔離的虛擬網(wǎng)絡(luò)獨立地運行，從而盡可能實現(xiàn)物理網(wǎng)絡(luò)的資源利用率最大化。然而，現(xiàn)有資源分配算法不適用于業(yè)務(wù)異構(gòu)性強，QoS要求差異性大的配用電通信業(yè)務(wù)，缺少對電力無線專網(wǎng)的研究，且對業(yè)務(wù)QoS 考慮過于簡單，缺乏合理的QoS及業(yè)務(wù)優(yōu)先級機制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的資源分配算法不適用于業(yè)務(wù)異構(gòu)性強、QoS要求差異性大的配用電通信業(yè)務(wù)的問題，提供一種面向多業(yè)務(wù)泛在接入的無線專網(wǎng)資源分配方法，解決配用電業(yè)務(wù)的QoS保障問題、無線干擾問題從而為配用電業(yè)務(wù)提供端到端的、差異化的、相互隔離的服務(wù)；通過建立專網(wǎng)共享的系統(tǒng)模型，對整個電力無線專網(wǎng)進(jìn)行合理的資源分配優(yōu)化，利用模擬退火算法，在滿足業(yè)務(wù)隔離及QoS約束條件下，解決無線專網(wǎng)資源的最優(yōu)化分配問題，并且可以實現(xiàn)總體運營經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種面向多業(yè)務(wù)泛在接入的無線專網(wǎng)資源分配方法，包括以下步驟：

S1、設(shè)計電力無線虛擬專網(wǎng)系統(tǒng)模型；

S2、設(shè)計虛擬專網(wǎng)資源最優(yōu)化分配模型，同時考慮網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本與利潤，同時考慮業(yè)務(wù)隔離性、基站回程容量、QoS、能耗等因素，實現(xiàn)基站、子載波、發(fā)射功率等資源的合理分配；

S3、采用模擬退火算法，結(jié)合概率突跳特性在解空間中隨機尋找目標(biāo)函數(shù)的全局最優(yōu)解。

作為優(yōu)選，所述S1具體內(nèi)容為：考慮有I個電力無線專網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施提供商、J個服務(wù)提供商和虛擬資源管理商管理來自不同的InPs的所有資源建立系統(tǒng)模型進(jìn)行物理資源抽象。

作為優(yōu)選，所述S1中，系統(tǒng)適用電力無線專網(wǎng)和5G運營商的中心頻段，采用OFDM將頻段劃分成多個正交的子載波，假設(shè)每個InPs共有L個基站，每個基站有Q個子載波(帶寬為M)對應(yīng)回程容量為C_l；

考慮每個服務(wù)的終端用戶，SP_j的一組終端用戶為N_j，終端用集為N＝{N₁,N₂,…N_j}，則用戶數(shù)為|N|，每個用戶n包含業(yè)務(wù)類型(QoS差異性)和位置信息(d_l,n)；

考慮基站和終端用戶之間的信息傳遞，采用Massive MIMO信道，由香農(nóng)公式，信道的最大傳輸速率為

其中，M每個子載波的帶寬，為信息從基站l通過子載波q發(fā)送到用戶n的傳輸速率，為該基站該用戶的發(fā)射功率，為基站l′通過子載q波到用戶n′該用戶的發(fā)射功率，為信息從基站l′通過子載q波到用戶n′該用戶的信道增益，為基站l通過子載波q 到用戶n的信道向量，為對應(yīng)的數(shù)字與編碼向量；