[发明专利]一种电力线载波通信负载均衡的网络资源配置方法

权利要求书

1.一种电力线载波通信负载均衡的网络资源配置方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

(1)初始化网络参数；

(2)判断是否有新的业务接入，如是，则进行步骤(3)，如否，则重复步骤(1)；

(3)确定新的业务接入网络时全网总负载均衡指标以及总效用函数评估指标，量化和评估网络上一个负载均衡周期内的线路及业务分布情况；

(4)确定负载均衡周期内新接入业务的数量、类型以及带宽容量需求；

(5)根据上一个负载均衡周期内的线路及业务分布情况，利用线性规划以及贪心算法原理求取全网最优化配置方式；

(6)判断当前周期内的所有负载均衡是否完成，如否，则重复步骤(4)，如是，则重复步骤(1)。

2.根据权利要求1所述的电力线载波通信负载均衡的网络资源配置方法，其特征在于，步骤(3)所述的全网总负载均衡指标以及总效用函数评估指标的确定方法为：其中，全网总负载均衡指标σ的得出方法为：

其中L为电力线载波通信全网按照中心节点划分的区域集合，|L|为区域数；I为每个区域内的通信节点集合，|I|为每个区域内的通信节点数；

μ_i为负载均衡参数，其中，

μ_max,i为CB类业务最大负载均衡参数，其中，

C_total,i为通信节点i可用于传输信号的带宽总容量；

C_i(k·s)为通信节点i为单个业务k分配的带宽容量；

其中，总效用函数评估指标TH(t)的得出方法为：

其中：TH_i(k,t)为通信节点i传输CB业务k时的业务吞吐量；

s表示业务k是否在节点中进行传输和处理；

其中，

state＝off表示业务k不在通信节点i中进行传输和处理；

state＝on表示业务k在通信节点i中进行传输和处理。

3.根据权利要求2所述的电力线载波通信负载均衡的网络资源配置方法，其特征在于：步骤(3)中，量化和评估网络上一个负载均衡周期内的线路及业务分布情况主要包括：确定网络中的每条线路平均带宽容量效率e_i(t)，确定每个节点所分布的业务及其占用的带宽容量大小C_i(k·s)，其中，C_i(k·s)为设定的常数值。

4.根据权利要求3所述的电力线载波通信负载均衡的网络资源配置方法，其特征在于：网络中的每条线路平均带宽容量效率e_i(t)的确定方法为：

式中，N_T为负载均衡的周期；

SNR(i,j,k_o,t)为每个单位容量上，通信节点i将业务k_o传输到下一个节点j时的瞬时信噪比；

其中，No为每个单位容量在链路上传输时出现的加性高斯白噪声；

g_i,j(k_o,t)表示通信节点i传输业务k。到节点j时,在时刻t的瞬时信道增益；

p_i,j(k_o,t)表示节点i发送业务k。在t时刻的信号的功率大小；

为通信节点i传输除k。以外业务的瞬时信号功率之和。

5.根据权利要求4所述的电力线载波通信负载均衡的网络资源配置方法，其特征在于：所述步骤(5)中，根据上一个负载均衡周期内的线路及业务分布情况，利用线性规划以及贪心算法原理求取全网最优化配置方式的具体实施方法为：

1)按照业务接入时序的先后顺序以及业务类型，将全网在当前时刻t时刻所接入的业务进行分组排序，得出处理的先后顺序，排序规则为：先CB类业务，后处理TB类业务；对于同类业务以接入的先后顺序为依据进行排序；

2)按照排序的先后处理待接入的业务；处理业务时，需要首先判断业务类型，根据业务类型选择进入对应的网络配置处理环节；

3)进入TB类或者CB类业务处理的环节；

4)判断当前处理的待接入业务源节点和目的节点是否跨区域传输，则分以下4种情况：

1、业务类型为CB类业务，处理环节中的待接入业务源节点和目的节点是跨区域传输，则进行步骤5)；

2、业务类型为CB类业务，处理环节中的待接入业务源节点和目的节点不是跨区域传输，则进行步骤6)；

3、业务类型为TB类业务，处理环节中的待接入业务源节点和目的节点是跨区域传输，则进行步骤7)；

4、业务类型为TB类业务，处理环节中的待接入业务源节点和目的节点不是跨区域传输，则进行步骤8)；

5)将上一个负载均衡周期内的线路及业务分布情况作为输入，选择公式(1)(2)(3)(5)(7)作为约束，公式(12)作为约束目标，进行线性规划优化，实现全网CB业务总效用函数评估指标全网负载均衡最大化的效果；

其中，公式(1)为：

|i-j|≤δ_i (1)

i、j为同一个区域内的两个节点，其中j≠i，|i-j|为从节点i到节点j的跳数；

δ_i为设定值；

公式(2)为：

公式(3)为：

公式(5)为：

式中，l_res为源节点区域，l_dest为目的节点区域；公式(7)为：

公式(12)为：

6)将上一个负载均衡周期内的线路及业务分布情况作为输入，选择式子(1)(2)(3)(4)(7)作为约束，(12)作为约束目标，进行线性规划优化，以得到(12)最小化下的全网负载均衡最大化的效果；

其中，公式(1)为：

|i-j|≤δ_i (1)

δ_i为设定值；

公式(2)为：

公式(3)为：

公式(4)为：

式中，l_res为源节点区域，l_dest为目的节点区域；

公式(12)为：

7)将上一个负载均衡周期内的线路及业务分布情况作为输入，选择式子(1)(2)(3)(5)(7)做约束条件，(10)作为约束目标，进行线性规划优化，以得到(10)最大化下的全网总效用函数评估指标最大化的效果；

其中，公式(1)为：

|i-j|≤δ_i (1)

公式(2)为：

公式(3)为：

公式(5)为：

公式(7)为：

公式(10)为：

其中：

8)选择式子(1)(2)(3)(4)(7)(10)进行线性规划优化，以得到(10)最大化下的全网总效用函数评估指标最大化的效果；

其中，公式(1)为：

|i-j|≤δ_i (1)

公式(2)为：

公式(3)为：

公式(4)为：

公式(7)为：

公式(10)为：