專(zhuān)利名稱(chēng)：一種光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中光網(wǎng)絡(luò)單元的優(yōu)化布置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中光網(wǎng)絡(luò)單元的優(yōu)化布置方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的快速發(fā)展和新技術(shù)的不斷應(yīng)用，人們不但對(duì)傳輸帶寬的需求越來(lái)越大，而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)接入也提出了更高的要求?；谝蕴W(wǎng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)通常包括一個(gè)用來(lái)接收來(lái)自和發(fā)往因特網(wǎng)的光信號(hào)的光線(xiàn)路終端(Optical Line Terminal, 0LT)，一個(gè)使用復(fù)用/去復(fù)用技術(shù)處理發(fā)往或來(lái)自O(shè)LT的光信號(hào)的遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn) (Remote Node, RN)，以及一組接收和發(fā)往來(lái)自遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的光信號(hào)的光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Units，0NU)?；谝蕴W(wǎng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有適合遠(yuǎn)距離傳輸、高帶寬等優(yōu)點(diǎn)， 但是，它的鋪設(shè)代價(jià)高且不能滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)使用者對(duì)于移動(dòng)接入的要求。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)使用者對(duì)移動(dòng)性的要求，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)等無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)發(fā)展迅速。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通常由一組無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器組成，相鄰無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器之間通過(guò)無(wú)線(xiàn)信道進(jìn)行通信，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器提供了網(wǎng)絡(luò)接入、多條路由等功能。雖然無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)具有安裝容易、 設(shè)置簡(jiǎn)單、可滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)使用者移動(dòng)接入網(wǎng)絡(luò)的要求等優(yōu)點(diǎn)，但無(wú)線(xiàn)鏈路之間不可避免的信號(hào)干擾導(dǎo)致了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)具有網(wǎng)絡(luò)帶寬低的缺點(diǎn)。光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)是一種降低了上述兩種技術(shù)缺陷并將其優(yōu)點(diǎn)結(jié)合的新技術(shù)，它向用戶(hù)提供了高帶寬和移動(dòng)性的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中的ONU同時(shí)具有調(diào)制接收光信號(hào)和無(wú)線(xiàn)信號(hào)的特性，它既可以從無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器接收無(wú)線(xiàn)信號(hào)，然后將無(wú)線(xiàn)信號(hào)調(diào)制為對(duì)應(yīng)的光信號(hào)發(fā)送至遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)，也可以解調(diào)從遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)接收到的光信號(hào)為無(wú)線(xiàn)信號(hào)，并將其發(fā)送至無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。眾所周知，在光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)中無(wú)線(xiàn)鏈路之間不可避免的信號(hào)干擾嚴(yán)重限制了網(wǎng)絡(luò)的吞吐率，從而導(dǎo)致了服務(wù)質(zhì)量的下降，現(xiàn)有技術(shù)中從最小化無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器到光網(wǎng)路單元的平均跳數(shù)的角度考慮，優(yōu)化ONU的布置位置，從而將數(shù)據(jù)發(fā)往因特網(wǎng)的時(shí)延最小化，提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐率。然而，由于現(xiàn)有技術(shù)中僅考慮了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)終端與因特網(wǎng)的通信，因此提高網(wǎng)絡(luò)吞吐率的效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中光網(wǎng)絡(luò)單元的優(yōu)化布置方法，用于解決現(xiàn)有的方法僅考慮了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)終端與因特網(wǎng)的通信，從而導(dǎo)致提高網(wǎng)絡(luò)吞吐率的效果不佳的問(wèn)題。其技術(shù)方案如下一種光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中光網(wǎng)絡(luò)單元ONU的優(yōu)化布置方法，該方法包括A 獲取光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，所述參數(shù)包括無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器節(jié)點(diǎn)集合、節(jié)點(diǎn)位置信息集合、單個(gè)無(wú)線(xiàn)信道的容量、節(jié)點(diǎn)的通信半徑、每個(gè)無(wú)線(xiàn)通信信道的信號(hào)干擾范圍半徑；對(duì)等通信集合、每個(gè)對(duì)等通信的通信雙方節(jié)點(diǎn)、每個(gè)對(duì)等通信的帶寬要求、往來(lái)因特網(wǎng)的通信集合以及每個(gè)通信的帶寬需求；需要布置的ONU以及可布置ONU的位置 fn息；B:根據(jù)所述獲取的參數(shù)將光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)表示為有向圖，具體包括以下步驟Bl 對(duì)于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)，如果兩個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器在彼此的通信范圍內(nèi)，則將有向圖中所述兩個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)之間連接兩條方向相反容量相同的鏈路，且每條鏈路設(shè)置一個(gè)信號(hào)干擾鏈路集合，重復(fù)步驟Bl直至所有符合條件的鏈路連接完畢；B2 對(duì)于光纖子網(wǎng)，將有向圖中每個(gè)可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)與光線(xiàn)路終端OLT對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)之間連接兩條方向相反的鏈路，任意兩個(gè)可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)之間連接兩條方向相反的鏈路；任意兩個(gè)可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)之間的鏈路、每個(gè)可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)與 OLT之間的鏈路的容量設(shè)置為無(wú)窮大，且每個(gè)鏈路的信號(hào)干擾鏈路集合為空集；B3 如果可布置光網(wǎng)絡(luò)的位置節(jié)點(diǎn)與無(wú)線(xiàn)子網(wǎng)中的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器在彼此的通信范圍內(nèi)，則所述可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)與所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器節(jié)點(diǎn)之間連接兩條方向相反容量相同的鏈路，重復(fù)步驟B3直至所有符合條件的鏈路連接完畢；步驟B中的步驟Bl和步驟B2的執(zhí)行順序沒(méi)有明確限定；C 根據(jù)所述有向圖建立ONU的優(yōu)化布置數(shù)學(xué)模型；D 對(duì)所述數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解；E 獲取ONU的最優(yōu)布置位置。所述根據(jù)所述有向圖建立ONU的優(yōu)化布置數(shù)學(xué)模型具體為根據(jù)所述有向圖建立基于混合整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃的ONU的優(yōu)化布置數(shù)學(xué)模型。所述根據(jù)所述有向圖建立基于混合整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃的ONU的優(yōu)化布置數(shù)學(xué)模型具體包括以下步驟Cl 對(duì)已知參數(shù)進(jìn)行定義，所述已知參數(shù)包括可布置ONU的位置構(gòu)成節(jié)點(diǎn)集合、 需要布置的ONU總數(shù)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器集合、光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)集合、單個(gè)無(wú)線(xiàn)信道的容量、對(duì)等通信集合、對(duì)等通信集合中的一個(gè)對(duì)等通信的帶寬需求量、對(duì)等通信集合中的一個(gè)對(duì)等通信的信源節(jié)點(diǎn)和信宿節(jié)點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)鏈路的信號(hào)干擾鏈路集合；C2 對(duì)變量進(jìn)行定義，所述變量為對(duì)于所述對(duì)等通信集合中的一個(gè)對(duì)等通信而言，網(wǎng)絡(luò)所能滿(mǎn)足的數(shù)據(jù)吞吐率與帶寬需求的比率、以及無(wú)線(xiàn)鏈路上屬于該對(duì)等通信的數(shù)據(jù)吞吐率負(fù)載；C3:利用所述定義的參數(shù)和變量構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，最大化網(wǎng)絡(luò)吞吐率，并構(gòu)建約束條件，所述約束條件用于保證進(jìn)出無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器的數(shù)據(jù)流量守恒、保證進(jìn)出ONU和OLT的數(shù)據(jù)流量守恒、定義無(wú)線(xiàn)鏈路的信號(hào)干擾所帶來(lái)的約束、保證如果一個(gè)ONU布置在了可以布置ONU的位置時(shí)才會(huì)有數(shù)據(jù)流量經(jīng)過(guò)該位置上的0NU、保證了僅從所述可布置ONU的位置構(gòu)成節(jié)點(diǎn)集合中選取所述需要布置的ONU總數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)布置0NU、給出整數(shù)變量和實(shí)數(shù)變量的取值范圍。優(yōu)選地，對(duì)所述數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解具體為，采用整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃求解方法進(jìn)行求解。優(yōu)選地，所述整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃求解方法為隱枚舉法、分枝定界法或割平面法。光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)根據(jù)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)的布置狀況獲取、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中通信的歷史信息獲取和根據(jù)需要解決的問(wèn)題獲取。
本發(fā)明提供的無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中ONU的優(yōu)化布置方法，綜合考慮了光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)中無(wú)線(xiàn)終端之間的對(duì)等通信模式和無(wú)線(xiàn)終端與因特網(wǎng)的通信，本發(fā)明提供的方法使得無(wú)線(xiàn)終端之間的對(duì)等通信的傳輸路徑所使用的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)中的無(wú)線(xiàn)路徑減少，從而無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)的負(fù)載帶來(lái)的信號(hào)干擾相應(yīng)減少，提高了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)的吞吐量，同時(shí)，由于無(wú)線(xiàn)終端之間的對(duì)等通信的傳輸路徑可以從無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)到光纖子網(wǎng)再到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)， 光纖子網(wǎng)的高網(wǎng)絡(luò)容量和不存在信號(hào)干擾的特性使得網(wǎng)絡(luò)吞吐量提高，最終提高了整個(gè)光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中ONU的優(yōu)化布置方法的流程圖；圖2為光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例；圖3為根據(jù)圖2中的實(shí)例構(gòu)建的無(wú)線(xiàn)子圖；圖4為根據(jù)圖2中的實(shí)例構(gòu)建的光纖子圖；圖5為根據(jù)圖2中的實(shí)例構(gòu)建的有向圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的方法進(jìn)行仿真的仿真結(jié)果圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。對(duì)等通信是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中一種普遍存在的通信模式，IEEE 802. Ils標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議中關(guān)注了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的對(duì)等通信。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)中無(wú)線(xiàn)鏈路之間不可避免的信號(hào)干擾嚴(yán)重限制了網(wǎng)絡(luò)吞吐率，從而導(dǎo)致了服務(wù)質(zhì)量的下降，然而，光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)為降低信號(hào)干擾提高網(wǎng)絡(luò)吞吐率提供了可能，尤其對(duì)于實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)終端之間對(duì)等通信而言，光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)可以有效的降低信號(hào)干擾給網(wǎng)絡(luò)吞吐率帶來(lái)的影響。光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線(xiàn)終端之間的對(duì)等通信可以通過(guò)路由使數(shù)據(jù)流量首先通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)然后到達(dá)光纖子網(wǎng)，然后由光纖子網(wǎng)返回到無(wú)線(xiàn)子網(wǎng)最后到達(dá)接收終端。這種“無(wú)線(xiàn)-光纖-無(wú)線(xiàn)”的模式會(huì)給網(wǎng)絡(luò)性能帶來(lái)很大提升一方面，“無(wú)線(xiàn)-光纖-無(wú)線(xiàn)”的對(duì)等通信模式使得在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)中傳輸?shù)耐ㄐ帕克婕暗臒o(wú)線(xiàn)鏈路減少，從而減少了鏈路之間的干擾，降低了干擾對(duì)網(wǎng)絡(luò)吞吐率的限制，提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐率；另一方面，由于對(duì)等通信涉及到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)中的無(wú)線(xiàn)鏈路的減少，因而降低了傳輸時(shí)延。而光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中ONU的布置位置直接影響網(wǎng)絡(luò)中的對(duì)等通信量是否能夠利用光纖子網(wǎng)來(lái)降低無(wú)線(xiàn)子網(wǎng)的鏈路干擾提高總體的網(wǎng)絡(luò)吞吐率，所以光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中ONU的布置問(wèn)題是提高網(wǎng)絡(luò)總體呑吐率的一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例提供了ー種光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中ONU的優(yōu)化布置方法，該方法既考慮了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)終端與因特網(wǎng)的通信，又考慮了光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中“無(wú)線(xiàn)-光纖-無(wú)線(xiàn)”的對(duì)等通信模式會(huì)給網(wǎng)絡(luò)性能帶來(lái)很大提升。圖1本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中ONU的優(yōu)化布置方法的流程圖，該方法包括Sll 獲取光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。獲取光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)具體為根據(jù)已存在的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)的布置狀況獲取以下參數(shù)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器節(jié)點(diǎn)集合、節(jié)點(diǎn)位置信息、單個(gè)無(wú)線(xiàn)信道的容量、節(jié)點(diǎn)的通信半徑、每個(gè)無(wú)線(xiàn)通信信道的信號(hào)干擾范圍；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中通信的歷史信息獲取以下參數(shù)對(duì)等通信集合、每個(gè)對(duì)等通信的帶寬需求、往來(lái)因特網(wǎng)的通信集合以及每個(gè)通信的帶寬需求；根據(jù)需要解決的問(wèn)題獲取以下參數(shù) 需要布置的ONU總數(shù)以及可以布置ONU的位置信息。S12 根據(jù)步驟Sll中獲取的參數(shù)將光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)表示為有向圖G，G = <N,E>。其中，N表示有向圖G的節(jié)點(diǎn)集合，節(jié)點(diǎn)集合N包括每個(gè)可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)、 OLT節(jié)點(diǎn)以及無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器節(jié)點(diǎn)集合；E表示有向圖G的鏈路集合。圖2給出了一個(gè)無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)的實(shí)例，其中包括1個(gè)無(wú)線(xiàn)路終端、4個(gè)可以布置 ONU的位置、9個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器。將光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)表示為有向圖G具體為S121 將光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)中的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)表示為無(wú)線(xiàn)子圖。將無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)表示為無(wú)線(xiàn)子圖具體為在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)中，判斷兩個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器是否在彼此的通信半徑內(nèi)，如果是，則在兩個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器節(jié)點(diǎn)之間連接兩條方向相反容量相同的鏈路，如果否，則兩個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器節(jié)點(diǎn)之間不連接任何鏈路，這些鏈路均屬于鏈路集合E。例如，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器節(jié)點(diǎn)u和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器節(jié)點(diǎn)ν在彼此的通信半徑內(nèi)，則它們之間存在從u到ν的有向鏈路euv和從ν到u的有向鏈路eTO。重復(fù)步驟上述步驟S121直至所有符合條件的鏈路連接完畢。在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)中， 由于無(wú)線(xiàn)鏈路之間存在信號(hào)干擾，因此，上述連接的每條鏈路均有ー個(gè)信號(hào)干擾鏈路集合， 它由該鏈路以及在其信號(hào)干擾范圍內(nèi)的所有鏈路組成。在圖2給出的實(shí)例中，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)中有9個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器，相應(yīng)的，無(wú)線(xiàn)子圖中有9個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器節(jié)點(diǎn)，圖3為根據(jù)圖2的實(shí)例構(gòu)建的無(wú)線(xiàn)子圖的示意圖。S122 將光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)中的光纖子網(wǎng)表示為光纖子圖。將光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)中的光纖子網(wǎng)表示為光纖子圖具體為在可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)與OLT節(jié)點(diǎn)之間連接兩條方向相反的鏈路，且在任意兩個(gè)可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)之間連接兩條方向相反的鏈路，這些鏈路均屬于鏈路集合E。任意兩個(gè)可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)之間的鏈路以及每個(gè)可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)與OLT節(jié)點(diǎn)之間的容量設(shè)為無(wú)窮大，且每個(gè)鏈路的信號(hào)干擾鏈路集合為空集。 在圖2給出的實(shí)例中，，光纖網(wǎng)狀子網(wǎng)中有1個(gè)OLT、4個(gè)可以布置ONU的位置，相應(yīng)的，在光纖子圖中，應(yīng)包含有一個(gè)線(xiàn)路終端節(jié)點(diǎn)和4個(gè)可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)，圖4為根據(jù)圖2的實(shí)例構(gòu)建的光纖子圖的示意圖。
在光纖子網(wǎng)中，由于OLT與ONU之間直接由光纖連接，因此，在光纖子圖中，在可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)與OLT節(jié)點(diǎn)之間應(yīng)存在兩條方向相反的鏈路；又由于OLT可以接收來(lái)自某個(gè)ONU的數(shù)據(jù)，然后廣播給所有的0NU，因此ONU之間可以通過(guò)OLT實(shí)現(xiàn)對(duì)等通信，相應(yīng)的，在光纖子圖中，任意兩個(gè)可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)之間應(yīng)存在兩條方向相反的鏈路 ’另外，由于光纖子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)容量與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)容量相比大得多，因此任意兩個(gè)可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)之間的鏈路以及每個(gè)可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)與OLT節(jié)點(diǎn)之間的容量設(shè)為無(wú)窮大，又因?yàn)楣饫w子網(wǎng)中的鏈路之間不存在信號(hào)干擾，因此光纖子圖中的每個(gè)鏈路的信號(hào)干擾鏈路集合為空集。S123 判斷光纖子網(wǎng)中可布置光網(wǎng)絡(luò)的位置與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)中的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器是否在彼此的通信半徑內(nèi)，如果是，則在可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器節(jié)點(diǎn)之間連接兩條方向相反容量相同的鏈路，這些鏈路均屬于有向圖G的鏈路集合E ；如果否，則二者之間不連接任何鏈路。圖5為根據(jù)圖2的實(shí)施例構(gòu)建的有向圖。由于網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備的上行和下行的所有通信量均須經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器。因此， 本發(fā)明考慮網(wǎng)絡(luò)中存在的兩類(lèi)主要通信量無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器之間的對(duì)等通信和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器往來(lái)因特網(wǎng)的通信。由于往來(lái)因特網(wǎng)的通信量均必須通過(guò)光纖線(xiàn)路終端，所以將此類(lèi)通信視為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器與光纖線(xiàn)路終端兩點(diǎn)之間的對(duì)等通信。S13 根據(jù)有向圖G構(gòu)建基于混合整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃的ONU的優(yōu)化布置數(shù)學(xué)模型。線(xiàn)性規(guī)劃是目標(biāo)函數(shù)和約束條件都是線(xiàn)性的最優(yōu)化問(wèn)題，被大量用于解決極大化或極小化之類(lèi)的實(shí)際當(dāng)中的最優(yōu)化問(wèn)題?；旌险麛?shù)線(xiàn)性規(guī)劃是線(xiàn)性規(guī)劃的一種，其部分未知數(shù)為整數(shù)，其它未知數(shù)為實(shí)數(shù)。在本實(shí)施例中，根據(jù)有向圖G構(gòu)建基于混合整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃的ONU的優(yōu)化布置數(shù)學(xué)模型包括如下步驟S131 對(duì)已知參數(shù)進(jìn)行定義。在本實(shí)施例中，對(duì)以下參數(shù)進(jìn)行定義可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)集合為L(zhǎng)、需要布置的ONU總數(shù)為K、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器節(jié)點(diǎn)集合為Nm、OLT為Utl、光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)集合為N、單個(gè)無(wú)線(xiàn)信道的容量為C、對(duì)等通信集合為Q、對(duì)等通信i的帶寬需求量為 ri (i e Q)、對(duì)等通信i的信源節(jié)點(diǎn)為Si (i e Q)、對(duì)等通信i的信宿節(jié)點(diǎn)為Cli (i e Q)、無(wú)線(xiàn)鏈路euv的信號(hào)干擾鏈路集合為Iuv (euv e IJ。S132 對(duì)變量進(jìn)行定義。在本實(shí)施例中，對(duì)以下變量進(jìn)行定義對(duì)于對(duì)等通信i，網(wǎng)絡(luò)所能滿(mǎn)足的數(shù)據(jù)吞吐率與帶寬需求的比率為XiGeQ)；無(wú)線(xiàn)鏈路euv上屬于對(duì)等通信i的數(shù)據(jù)吞吐率負(fù)載為<v (i e Q) ；0-1變量為Z1, ONU被安裝布置在位置1，當(dāng)1 e L吋，Z1的值為1，否則ら的值為 O0S133 構(gòu)建基于混合整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃的ONU的優(yōu)化布置數(shù)學(xué)模型。構(gòu)建模型如下目標(biāo)函數(shù)為
Maximize > A1V1(\)式(1)為目標(biāo)函數(shù)，最大化網(wǎng)絡(luò)吞吐率，它是網(wǎng)絡(luò)能夠滿(mǎn)足的所有的對(duì)等通信的數(shù)據(jù)吞吐率和來(lái)往因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)吞吐率之和.約束條件為
權(quán)利要求
1.一種光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中光網(wǎng)絡(luò)單元ONU的優(yōu)化布置方法，其特征在于，該方法包括A 獲取光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，所述參數(shù)包括無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器節(jié)點(diǎn)集合、節(jié)點(diǎn)位置信息集合、單個(gè)無(wú)線(xiàn)信道的容量、節(jié)點(diǎn)的通信半徑、每個(gè)無(wú)線(xiàn)通信信道的信號(hào)干擾范圍半徑；對(duì)等通信集合、每個(gè)對(duì)等通信的通信雙方節(jié)點(diǎn)、每個(gè)對(duì)等通信的帶寬要求、往來(lái)因特網(wǎng)的通信集合以及每個(gè)通信的帶寬需求；需要布置的ONU以及可布置ONU的位置信息； B 根據(jù)所述獲取的參數(shù)將光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)表示為有向圖，具體包括以下步驟 Bl 對(duì)于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)，如果兩個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器在彼此的通信范圍內(nèi)，則將有向圖中所述兩個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)之間連接兩條方向相反容量相同的鏈路，且每條鏈路設(shè)置一個(gè)信號(hào)干擾鏈路集合，重復(fù)步驟Bl直至所有符合條件的鏈路連接完畢；B2 對(duì)于光纖子網(wǎng)，將有向圖中每個(gè)可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)與光線(xiàn)路終端OLT對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)之間連接兩條方向相反的鏈路，任意兩個(gè)可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)之間連接兩條方向相反的鏈路；任意兩個(gè)可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)之間的鏈路、每個(gè)可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)與OLT之間的鏈路的容量設(shè)置為無(wú)窮大，且每個(gè)鏈路的信號(hào)干擾鏈路集合為空集；B3 如果可布置光網(wǎng)絡(luò)的位置節(jié)點(diǎn)與無(wú)線(xiàn)子網(wǎng)中的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器在彼此的通信范圍內(nèi)，則所述可布置ONU的位置節(jié)點(diǎn)與所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器節(jié)點(diǎn)之間連接兩條方向相反容量相同的鏈路，重復(fù)步驟B3直至所有符合條件的鏈路連接完畢； 步驟B中的步驟Bl和步驟B2的執(zhí)行順序沒(méi)有明確限定； C 根據(jù)所述有向圖建立ONU的優(yōu)化布置數(shù)學(xué)模型； D 對(duì)所述數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解； E 獲取ONU的最優(yōu)布置位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述有向圖建立ONU的優(yōu)化布置數(shù)學(xué)模型具體為根據(jù)所述有向圖建立基于混合整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃的ONU的優(yōu)化布置數(shù)學(xué)模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述有向圖建立基于混合整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃的ONU的優(yōu)化布置數(shù)學(xué)模型具體包括以下步驟Cl 對(duì)已知參數(shù)進(jìn)行定義，所述已知參數(shù)包括可布置ONU的位置構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)集合、需要布置的ONU總數(shù)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器集合、光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)集合、單個(gè)無(wú)線(xiàn)信道的容量、對(duì)等通信集合、對(duì)等通信集合中的一個(gè)對(duì)等通信的帶寬需求量、對(duì)等通信集合中的一個(gè)對(duì)等通信的信源節(jié)點(diǎn)和信宿節(jié)點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)鏈路的信號(hào)干擾鏈路集合；C2 對(duì)變量進(jìn)行定義，所述變量為對(duì)于所述對(duì)等通信集合中的一個(gè)對(duì)等通信而言，網(wǎng)絡(luò)所能滿(mǎn)足的數(shù)據(jù)吞吐率與帶寬需求的比率、以及無(wú)線(xiàn)鏈路上屬于該對(duì)等通信的數(shù)據(jù)吞吐率負(fù)載；C3 利用所述定義的參數(shù)和變量構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，最大化網(wǎng)絡(luò)吞吐率，并構(gòu)建約束條件， 所述約束條件用于保證進(jìn)出無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀路由器的數(shù)據(jù)流量守恒、保證進(jìn)出ONU和OLT的數(shù)據(jù)流量守恒、定義無(wú)線(xiàn)鏈路的信號(hào)干擾所帶來(lái)的約束、保證如果一個(gè)ONU布置在了可以布置 ONU的位置時(shí)才會(huì)有數(shù)據(jù)流量經(jīng)過(guò)該位置上的0NU、保證了僅從所述可布置ONU的位置構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)集合中選取所述需要布置的ONU總數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)布置0NU、給出整數(shù)變量和實(shí)數(shù)變量的取值范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解具體為，采用整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃求解方法進(jìn)行求解。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃求解方法為隱枚舉法、 分枝定界法或割平面法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)根據(jù)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)的布置狀況獲取、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中通信的歷史信息獲取和根據(jù)需要解決的問(wèn)題獲取。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)中光網(wǎng)絡(luò)單元ONU的優(yōu)化布置方法，該方法同時(shí)考慮了光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)中無(wú)線(xiàn)終端之間的對(duì)等通信模式和無(wú)線(xiàn)終端與因特網(wǎng)的通信，該方法包括獲取光纖子網(wǎng)的參數(shù)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)的參數(shù)、需要布置的ONU的總數(shù)以及可以布置ONU的位置；根據(jù)獲取的參數(shù)將光纖無(wú)線(xiàn)混合接入網(wǎng)絡(luò)表示為有向圖；根據(jù)有向圖建立基于混合整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃的ONU的優(yōu)化布置數(shù)學(xué)模型；利用整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃求解方法求解；獲取ONU的最優(yōu)布置位置。本發(fā)明實(shí)施例提供的方法使得無(wú)線(xiàn)終端之間的對(duì)等通信的傳輸路徑所使用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)中的無(wú)線(xiàn)路徑變少，減少了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀子網(wǎng)鏈路的信號(hào)干擾，提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量。
文檔編號(hào)H04B10/12GK102546025SQ201210007420
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者張書(shū)奎, 朱艷琴, 王進(jìn), 紀(jì)其進(jìn) 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)