[发明专利]一种混合网络的拓扑结构优化设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线网络技术领域，特别是涉及优化理论和网络拓扑结构。

背景技术

由于无线网络具有易于安装和行动自由的特点，已成为有线网络扩展应用的主要方法，使得有线无线混合网络的应用日趋广泛，在混合网络中，网络代价是网络实用性的直接体现。网络代价通常是以最小化网络资源为优化目标，其中的网络资源是指所建的光路数和所占用的波长数。影响混合网络资源优化的因素主要包括3个方面：资源分配方案、空闲资源配置方式以及空闲资源映射方法。其中，资源分配方案包括单层资源分配方案和多层资源分配方案；空闲资源配置方式包括连续资源配置方式和联合资源配置方式；空闲资源，映射方法包括冗余保护、选择性保护和层间备用资源共享方法。

混合网络关键技术问题为：

自组织网和蜂窝网络的融合在带来性能上改善的同时还会引出许多新的技术问题，目前针对这些问题的研究正广泛展开，以探讨各种新型混合网络模型的可行性，并寻求性能和可行性之间良好的结合点。这些问题主要包括框架结构，通信模式选择，信道分配，路由，计费，负载均衡等，由有线网络和无线网络组成的混合网络如图1所示。

①框架结构

框架结构是研究一种新型网络首先要解决的关键技术问题。目前，国外的一些研究人员已经提出了一些新型的网络模型，但这些模型都是针对网络的某一具体问题而提出的，它们所带来的性能优势也是局部性的，模型仅为蜂窝网流量均衡问题而设计模型是专为解决蜂窝网覆盖死区问题而设计等，同时在现有网络框架中还有很多问题未能统一，如网络中是否设置专用的中继节点，多种通信方式是否使用同样的无线资源等。因此，必须综合考虑各项网络性能才能构造出具有较高网络优势的框架结构。

②通信模式选择

在混合网络中有3 种通信方式：自组织方式相当于构建一个自组织局域子网，传统蜂窝方式和混合方式经过多跳中继最终接入基站，因此当这几种通信方式都能实现用户的通信需求时就不可回避地要解决通信方式的选择问题，包括业务初始时的方式选择和业务过程中的方式转换两部分。通信方式的不同将直接影响网络系统的整体性能，因此在选择通信模式时必须综合地考虑当前网络资源的利用率，网络的负载均衡程度，业务的QoS要求，以及用户的移动特性等各种因素，以达到最佳的网络性能。 

③信道分配

信道分配机制是无线网络中的主要技术问题之一，在混合网络系统中，实际的网络环境中往往会同时存在各种通信场景，如何协调使用有限的信道资源，做到既不影响各小区的通信性能又能最大程度地改善网络容量是现有机制不曾涉及的问题。目前，国内外对同一网络中不同通信模式间的信道分配机制的研究尚处于起步阶段，均未涉及详细可行的分配策略及具体问题的定量分析。

④路由

混合网络的路由需求不同于传统的蜂窝网和自组织网，其通信方式的多元化以及节点类型的多样性使得蜂窝网和自组织网现有的路由协议都不能满足混合网络的需要。一方面混合网络的通信方式可分为传统蜂窝方式，自组织方式和混合方式，其中混合方式是一种混合网络所特有的通信方式，其给路由机制带来了新的要求，而且通信方式间的动态切换也是设计混合网络路由机制必须考虑的因素之一，另一方面混合网络中不仅有预设的基础网络设施，而且还可能有一些专门设置的计算能力和存储能力都更为强大的中继节点，这些具备完全或部分中心功能的节点可以获得一定覆盖区域内的节点位置信息和网络拓扑信息，从而为路由的计算和路径的选择起到一定的辅助作用。所以，设计混合网络路由机制时必须合理的利用这些节点，将分布式路由和中心节点的辅助相结合来提高混合网络的性能。

因此，针对混合网络结构，需设计一种高效的拓扑结构，满足业务的高效传输。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决混合网络中的业务资源传输效率较低问题。

本发明为解决上述技术问题提供一种混合网络的拓扑结构优化设计方法，其特征在于：

A、设置混合网络的拓扑优化预测机制； 

B、进行混合网络的拓扑结构优化；

C、实现网络拓扑发现; 

D、设置混合网络拓扑结构的优化模型。

所述步骤A中，混合网络的拓扑优化预测机制由适应性规则，拓扑优化模型，控制器以及增益系数模块组成，如图2所示，设置混合网络的通用系统模型，如图3所示。