一种基于大数据分析的4G城域网网络规划方法技术

本发明专利技术公开了一种基于大数据分析的4G城域网网络规划方法，通过对接入层、汇聚层、核心层的规划数据和规划需求的分解建模，结合规划策略库中的策略算法，高效精准完成每层多维规划需求；并且让上下层的规划组成嵌套关系，形成完整规划链，适应于大数据形势下4G城域网网络规划。本发明专利技术包括规划模型结构、规划流程、流量模型、规划策略库、规划网络配置、规划层间配置关系模块。本发明专利技术能循环迭代上述模块操作，做到迭代优化。本发明专利技术解决了传统规划的局限性，4G城域网规划规模越大越有针对性，对网络规划越合理，对4G城域网建设的工程落地指导性作用价值越大。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据分析的4G城域网网络规划方法
本专利技术属于电信网规划领域，尤其涉及一种基于大数据分析的4G城域网网络规划方法。
技术介绍
目前的城域网的规划系统，在对城域网系统进行规划时，需要大规模城域网规划数据作为规划决策的支持。随着4G业务的推广，4G城域网网络架构覆盖的延伸，4G城域网网络规划面临更多挑战。传统的规划方法偏向于人工参与，无法很好应对大规模4G城域网规划，在与实际结果偏离较大时无法及时调整，影响工程的实施；此外由于缺乏对以往规划数据的积累，在进行4G城域网规划时，无法充分利用已有城域网数据，并结合新的4G城域网需求进行性能分析和潜力挖掘，缺少数据决策能力，影响城域网网络规划的科学性、合理性和经济性。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有4G城域网规划中的不足，提供一种基于大数据分析的4G城域网网络规划方法，这种方法建立相应模型适用于4G城域网大数据处理，并以此基础进行4G城域网网络规划。步骤1，将4G城域网网络业务层划分为接入层、汇聚层、核心层，它们分别处于业务划分层的第一层、第二层、第三层，对每一层均设置规划功能模块；步骤2，建立规划数据库；规划业务层：通过规划业务层最终确定接入层、汇聚层、核心层的环网配置和节点配置；在业务层配置关系模型中包含一种上层配置对于下层配置的嵌套关系，通过这种嵌套关系上下层的配置形成配置链；在每层业务层中设备配置包含环网配置、节点配置；上层配置中的节点配置嵌套包含下层配置中的环网配置，第N层节点配置的规划涉及第N-1层的环网配置，具体包括步骤3～步骤5：步骤3：规划接入层部分，根据流量测算公式算出已有环网总流量，然后计算得到单个接入环结构增量；得到新的接入层配置、流量和投资。步骤4：规划汇聚层，得到新的汇聚层配置、流量和投资；步骤5：规划核心层，得到新的核心层配置、流量和投资；步骤6：优化网络的结构规划与投资。步骤1中，业务层的每一层的规划功能模块均包括设备配置模块、设备流量参数模块、参数调节模块、设备规划需求模块和规划策略库模块；所述设备配置模块用于业务层组成环及节点设备配置；所述设备流量参数模块用于设备的流量参数配置；所述设备参数调节模块用于规划时的参数调整；所述设备规划需求模块用于设置规划时的流量、业务和投资需求；所述规划策略库模块包括做规划时运用的实施方法(具体如利旧、扩容、新建、裂环、叠加环、升级)。步骤1中，规划数据库包括历年规划数据、当前规划需求、新增规模需求、升级需求、改造需求、规划策略和具体数据项目，具体数据项目包括数据带宽、容量、节点、4G站点、3G站点、2G站点、集中客户、OLT(OpticalLineTerminal光线路终端)，地理位置和时间。步骤3包括如下步骤：步骤3-1，通过如下公式计算城域网接入层单个接入环流量：Flow单环＝[Config单环]×([Flow单环参数]*[Param单环调节])(1)其中，[Config单环]为单个接入环(以下简称单环)结构组成矩阵，矩阵的每行为单环上设备节点的数量组成的向量，向量中的元素值对应于4G、3G、2G、集客、OLT等的设备节点数量，矩阵的行数对应于单环的数量，[Config单环]单环结构组成矩阵的参数来源于设备配置模块。[Flow单环参数]为流量参数矩阵，流量参数矩阵向量中的元素值对应于4G、3G、2G、集客、OLT等的设备流量参数，和结构组成矩阵对应，[Flow单环参数]的每列为设备流量参数向量，向量中的元素值对应每个设备的流量，矩阵的列数对应于单环的数量，[Flow单环参数]流量参数矩阵的数据来源于设备流量参数模块；[Param单环调节]为流量参数调节矩阵，对应于流量参数矩阵，[Param单环调节]的每列为设备流量参数调节向量，向量中的元素对应每个设备的流量调节，矩阵的列数对应于单环的数量，[Param单环调节]流量参数调节矩阵的数据来源于参数调节模块；步骤3-2，通过公式(1)得到如下单环流量增量ΔFlow单环的计算公式：ΔFlow单环＝[ΔConfig单环]×([Flow单环参数]*[Param单环调节])(2)单环流量增量ΔFlow单环用于计算设备数量变化后的流量变化，[ΔConfig单环]为结构组成矩阵的变化，矩阵的每行向量中的元素值对应于4G、3G、2G、集客、OLT等的设备节点数量的变化；具体例子对某个单环流量增量设备后新增流量ΔFlow单环可用公式(2)，其中，Δ[Config单环]＝[ΔNum4G,ΔNum叠加,ΔNum扩容,ΔNum3G,ΔNum2G,…]，[Flow单环参数]＝[F4G,F叠加,F扩容,F3G,F2G,…]，[Param单环调节]＝[1,0.6,0.6,1,1,…]；步骤3-3，通过公式(1)得到如下单环结构增量的计算公式：[Config单环]new＝[Config单环]old+[ΔConfig单环](3)单环结构增量用于新增设备后的新的单环的结构组成计算，[Config单环]old为已有结构组成矩阵，[Config单环]new为规划后的结构组成矩阵。步骤3-4，对整个接入层流量Flow接入层建立如下数学模型：Flow接入层＝[Config接入层]×([Flow接入参数]*[Para接入调节])，[Config接入层]为接入层的结构组成矩阵，参数来源于设备配置模块；[Flow接入参数]为对应于结构组成矩阵的流量参数组成矩阵，参数来源于设备流量参数模块；[Para接入调节]为对应于结构组成矩阵的流量参数调节矩阵，数据来源于参数调节模块；或者建立如下数学模型：其中，r为整个接入层中现有单个接入环的数量，Flow接入层为整个接入层的流量，Flow接入环j为第j接入环的流量；步骤3-5，[Config接入层]为接入层环网结构类型模型，形式如下：Config接入环网r为第r接入环结构类型，并且与接入环结构组成相对应的环网类型，包括GE环、叠加GE环和10GE环，Flow单环参数r为接入层中第r单环的流量参数Para单环调节r为接入层中第r单环的流量参数调节。步骤3-6，根据设备规划需求模块中的规划需求，从规划策略库模块中选择规划策略，接入层有不同的规划策略，在不同的策略中，应用对应的方法更改相应的接入环网配置Config接入环网，最终得到统一接入层配置变化[ΔConfig接入层]。步骤4包括如下步骤：步骤4-1，对单个汇聚环流量Flow汇聚环建立如下数学模型：Flow汇聚环＝[Config汇聚节点]×([Flow汇聚参数]*[Param汇聚调节])，[Config汇聚节点]为单个汇聚环的结构组成矩阵，参数来源于设备配置模块；[Flow汇聚参数]为对应于结构组成矩阵的流量参数组成矩阵，参数来源于设备流量参数模块；[Param汇聚调节]为对应于结构组成矩阵的为流量参数调节矩阵，数据来源于参数调节模块；或者建立如下数学模型：其中，Flow接入j为第j接入环的流量，n为接入环的数量。步骤4-2，在业务层层配置关系中汇聚层设备配置包含环网配置、节点配置；第二层汇聚层配置对于第一层接入层配置具有嵌套关系，通过这种嵌套关系，上下层的配置形成配置链，因此每个模块的具体嵌套组成如下：；[Config汇聚节点]单个汇聚环上节点结构模型为：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于大数据分析的4G城域网网络规划方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将4G城域网网络业务层划分为接入层、汇聚层、核心层，它们分别处于业务划分层的第一层、第二层、第三层，对每一层均设置规划功能模块；步骤2，建立规划数据库；步骤3：规划接入层，计算单个接入环结构增量，得到新的接入层配置、流量和投资；步骤4：规划汇聚层，得到新的汇聚层配置、流量和投资；步骤5：规划核心层，得到新的核心层配置、流量和投资；步骤6：优化网络的结构规划与投资。

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据分析的4G城域网网络规划方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将4G城域网网络业务层划分为接入层、汇聚层、核心层，它们分别处于业务划分层的第一层、第二层、第三层，对每一层均设置规划功能模块；步骤2，建立规划数据库；步骤3：规划接入层，计算单个接入环结构增量，得到新的接入层配置、流量和投资；步骤4：规划汇聚层，得到新的汇聚层配置、流量和投资；步骤5：规划核心层，得到新的核心层配置、流量和投资；步骤6：优化网络的结构规划与投资。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，业务层的每一层的规划功能模块均包括设备配置模块、设备流量参数模块、参数调节模块、设备规划需求模块和规划策略库模块；所述设备配置模块用于业务层组成环及节点设备配置；所述设备流量参数模块用于设备的流量参数配置；所述设备参数调节模块用于规划时的参数调整；所述设备规划需求模块用于设置规划时的流量、业务和投资需求；所述规划策略库模块包括做规划时运用的实施方法。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2中，规划数据库包括历年规划数据、当前规划需求、新增规模需求、升级需求、改造需求、规划策略和具体数据项目，具体数据项目包括数据带宽、容量、节点、4G站点、3G站点、2G站点、集中客户、OLT(光线路终端)，地理位置和时间。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3包括如下步骤：步骤3-1，通过如下公式计算城域网接入层单个接入环流量：Flow单环＝[Config单环]×([Flow单环参数]*[Param单环调节])(1)其中，Flow单环为单个接入环(以下简称单环)流量，[Config单环]为单环结构组成矩阵，矩阵的每行为单环上设备节点的数量组成的向量，向量中的元素值对应于4G、3G、2G、集客、OLT等的设备节点数量，矩阵的行数对应于单环的数量，[Config单环]单环结构组成矩阵的参数来源于设备配置模块；[Flow单环参数]为流量参数矩阵，流量参数矩阵向量中的元素值对应于4G、3G、2G、集客、OLT等的设备流量参数，和结构组成矩阵对应，[Flow单环参数]的每列为设备流量参数向量，向量中的元素值对应每个设备的流量，矩阵的列数对应于单环的数量，[Flow单环参数]流量参数矩阵的数据来源于设备流量参数模块；[Param单环调节]为流量参数调节矩阵，对应于流量参数矩阵，[Param单环调节]的每列为设备流量参数调节向量，向量中的元素对应每个设备的流量调节，矩阵的列数对应于单环的数量，[Param单环调节]为流量参数调节矩阵的数据来源于参数调节模块；步骤3-2，通过公式(1)得到如下单环流量增量ΔFlow单环的计算公式：ΔFlow单环＝[ΔConfig单环]×([Flow单环参数]*[Param单环调节])(2)其中，ΔFlow单环为单环流量增量，用于计算设备数量变化后的流量变化，[ΔConfig单环]为结构组成矩阵的变化；步骤3-3，通过公式(1)得到如下单环结构增量的计算公式：[Config单环]new＝[Config单环]old+[ΔConfig单环](3)其中，[ΔConfig单环]为单环结构增量，[ΔConfig单环]用于新增设备后的新的单环的结构组成计算，[Config单环]old为已有结构组成矩阵，[Config单环]new为规划后的结构组成矩阵；步骤3-4，对整个接入层流量Flow接入层建立如下数学模型：Flow接入层＝[Config接入层]×([Flow接入参数]*[Para接入调节])，其中，Flow接入层为接入层的流量；[Config接入层]为接入层的结构组成矩阵，参数来源于设备配置模块；[Flow接入参数]为对应于结构组成矩阵的流量参数组成矩阵，参数来源于设备流量参数模块；[Para接入调节]为对应于结构组成矩阵的流量参数调节矩阵，数据来源于参数调节模块；或者建立如下数学模型：其中，r为整个接入层中现有单个接入环的数量，Flow接入层为整个接入层的流量，Flow接入环j为第j接入环的流量；步骤3-5，每个模块的具体组成，[Config接入层]为接入层环网结构类型模型，形式如下：Config接入环网j为第j接入环结构类型，并且与接入环结构组成相对应的环网类型，包括GE环、叠加GE环和10GE环，[Flow接入参数]为流量参数组成矩阵，具体形式如下：Flow单环参数j为接入层中第j单环的流量参数；[Para接入调节]为流量参数调节矩阵，具体形式如下：Para单环调节j为接入层中第j单环的流量参数调节；步骤3-6，根据设备规划需求模块中的规划需求，从规划策略库模块中选择规划策略，接入层有不同的规划策略，在不同的策略中，应用对应的方法更改相应的接入环网配置Config接入环网，最终得到统一接入层配置变化[ΔConfig接入层]：[ΔConfig接入层]为整个接入层结构变化矩阵，为第j接入环网结构变化；接入层的规划完成后，新的接入层结构配置为：[Config接入层new]＝[Config接入层]+[ΔConfig接入层]，其中，[Config接入层new]为新的接入层结构矩阵，[Config接入层]为规划前接入层结构矩阵，[ΔConfig接入层]为整个接入层结构变化矩阵；新的接入层流量为：Flow接入层new＝[Config接入层new]×([Flow接入参数]*[Para接入调节])，新的接入层投资为：Invest接入层new＝[ΔConfig接入层]×([Price接入参数]*[Tradoff接入调节])，Invest接入层new为规划需要的投资，[ΔConfig接入层]为整个接入层结构变化矩阵，[Price接入参数]为对应于结构的价格矩阵，[Tradoff接入调节]为对应于价格矩阵的调节矩阵；接入层的规划完成后，如果满足流量、投资需求，则输出、存储配置及相关矩阵参数，用于下次规划使用。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤4包括如下步骤：步骤4-1，对单个汇聚环流量Flow汇聚环建立如下数学模型：Flow汇聚环＝[Config汇聚节点]×([Flow汇聚参数]*[Param汇聚调节])，其中，Flow汇聚环为单个汇聚环流量；[Config汇聚节点]为单个汇聚环的结构组成矩阵，参数来源于设备配置模块；[Flow汇聚参数]为对应于结构组成矩阵的流量参数组成矩阵，参数来源于设备流量参数模块；[Param汇聚调节]为对应于结构组成矩阵的为流量参数调节矩阵，数据来源于参数调节模块；或者建立如下数学模型：其中，Flow接入j为第j接入环的流量，n为接入环的数量；步骤4-2，在业务层层配置关系中汇聚层设备配置包含环网配置、节点配置；第二层汇聚层配置对于第一层接入层配置，具有嵌套关系，通过这种嵌套关系上下层的配置形成配置链，每个模块的具体嵌套组成如下：[Config汇聚节点]单个汇聚环上节点结构模型为：Config接入j为汇聚环上第j接入层单环的接入配置；[Flow汇聚参数]为流量参数组成矩阵：Flow单环参数j为汇聚环上第j接入层单环的流量参数；[Param汇聚调节]为流量参数调节矩阵：Param单环调节j为汇聚环上第j接入层单环的流量参数调节；对整个汇聚层流量建立如下数学模型：其中，m为整个汇聚层中现有单个汇聚环的数量，Flow汇聚层为整个汇聚层的流量，Flow汇聚环j为第j汇聚环的流量；[Config汇聚层]为汇聚层环网结构模型：Config汇聚环网j为第j汇聚环...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶春，夏明，闫辉，
申请(专利权)人：江苏省邮电规划设计院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32