基于生存性重路由的无线光宽带接入网优化部署方法技术

基于生存性重路由的无线光宽带接入网优化部署方法属于通信网络技术领域，尤其涉及一种基于生存性重路由的无线光宽带接入网优化部署方法。本发明专利技术提出一种基于生存性重路由的无线光宽带接入网优化部署方法SRRD(Survivable Re-Route Deployment)，用于解决无线路由器的优化布置问题。本发明专利技术包括以下步骤：步骤1：将整个网络区域划分成M×M个网格单元，并以每个网格单元的中心作为放置无线路由器的可能位置；步骤2：设Rx表示当前将要放置的一个无线路由器，在满足每个ONU到其它一个ONU存在k条节点不相交路径及无线接入跳数约束的条件下，计算出可以放置无线路由器Rx的所有候选位置。

【技术实现步骤摘要】
基于生存性重路由的无线光宽带接入网优化部署方法
本专利技术属于通信网络
，尤其涉及一种基于生存性重路由的无线光宽带接入网优化部署方法。
技术介绍
随着人们生活水平的不断提高，近年来，在IPTV、视频会议等高要求宽带业务的推动下，宽带接入网络技术正经历迅速的发展。相比于传统的接入网技术，无线光宽带接入网可以满足更高的带宽要求、获得更灵活的网络控制能力和更好的服务质量，同时支持新型的多媒体业务，从而能更好的满足接入网络用户的需求，是一种非常有应用前景的接入网技术。因此对无线光宽带接入网的研究成为近年来的热点问题。作为光接入网和无线接入网的折衷方案，无线光宽带接入网有效地实现了两种接入网技术的优势互补，即利用光接入网的高带宽容量、高稳定性等优势以及无线接入网的高灵活性、低成本等优势，使用户能在任何时间、任意地点享受到高质量的宽带接入服务。无线光宽带接入网通常采用“树形-网状”(tree-mesh)结构，即每个区域(segment)由一个树形的无源光网络(后端)和一个无线网状网(前端)组成。在后端无源光网络和前端无线网状网交汇部分，光网络单元(OpticalNetworkUnit，ONU)融合了无线网关的功能。所属不同区域的光线路终端(OpticalLineTerminal，OLT)可通过光纤链路互连，从而构成多区域无线光宽带接入网。用户在访问Internet时，首先将数据分组发送到所属区域的无线路由器，然后以多跳的方式通过前端的无线网状网到达无线网关，再经过后端无源光网络的ONU到达OLT，最后进入主干网，从而实现与Internet的连接。无线光宽带接入网的网络结构如图1所示，由后端的无源光网络和前端的无线网状网组成。无源光网络由服务商的OLT，一个光分路器(Splitter)和一组靠近终端用户的ONU组成。每个OLT通过主干光纤链路连接到光分路器，经由分支光纤链路驱动多个ONU，每个ONU具有无线网关的功能，并在网络前端部署无线路由器构建无线网状网，可实现无线接入技术与无源光网络的有效融合。通过两种接入技术优势互补可有效提高无源光网络宽带接入灵活性。在无线光宽带接入网中，网络部署问题涉及ONU布置、网络生存性、无线路由器放置等关键技术。为减小网络部署成本并提高网络的生存能力，在保留原有无源光网络总体架构的基础上，优化无线路由器的布置位置成为改善网络性能的重要途径之一。现有无线路由器布置方法大多针对无线网状网络，且对无线光宽带接入网络的生存性考虑较少，在无线接入跳数及网络覆盖范围等方面考虑不够完善。因此无法有效应用于基于生存性重路由的无线光宽带接入网优化部署。然而，无线接入跳数、网络覆盖范围及网络生存性限制是影响用户服务质量及服务体验的重要因素，也是制约网络可扩展能力的关键条件，在基于生存性重路由的无线光宽带接入网优化部署问题中具有重要的研究意义。
技术实现思路
针对现有研究中存在的不足，本专利技术提出一种基于生存性重路由的无线光宽带接入网优化部署方法SRRD(SurvivableRe-RouteDeployment)，用于解决无线路由器的优化布置问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，本专利技术包括以下步骤：步骤1：将整个网络区域划分成M×M个网格单元，并以每个网格单元的中心作为放置无线路由器的可能位置；步骤2：设Rx表示当前将要放置的一个无线路由器，在满足每个ONU到其它一个ONU存在k条节点不相交路径及无线接入跳数约束的条件下，计算出可以放置无线路由器Rx的所有候选位置，从而确定所有ONU的备用ONU；在候选位置上放置无线路由器Rx，保证任意ONU能通过k条满足跳数约束且节点不相交的无线路径接入到其它的一个ONU；步骤3：按照无线路由器Rx的传输范围，计算放置好这些无线路由器后的网络覆盖范围；这里的网络覆盖范围是通过用户终端是否在该无线路由器传输范围内来计算的，即如果在该无线路由器的传输范围内，用户终端数加1；步骤4：判断是否完成所有N个终端用户的完全覆盖；如果是，转向步骤7，否则，转向步骤5；步骤5：从剩余未铺设的无线路由器Ry的所有候选位置中选出网络覆盖范围最大的一个作为Ry的最佳布置位置，并保证该无线路由器被放置后，在满足跳数约束的情况下，能够通过一条无线路径以最小跳数与一个ONU相连，保证该无线路径都放置上无线路由器，并统计所有已放置好的无线路由器覆盖范围，跳转到步骤4；步骤6：输出无线路由器各自的布置位置，每个ONU到其备用ONU的无线路径，以及其他无线路由器到各自相连接的ONU的无线路径。一种基于生存性重路由的无线光宽带接入网优化部署方法，包括以下步骤：步骤1：将6km×6km的方形网络区域划分成M×M个网格单元，并以每个网格单元的中心点作为放置无线路由器的可能位置；步骤2：对于任意初始化ONUi到其他ONUj的最短无线路径跳数Hi→j＝0；初始化节点不相交路径的条数k＝1；步骤3：遍历网络中所有未放置无线路由器的网格单元中心点，计算出可以放置无线路由器Rx的候选位置Cm的集合Φx，初始化无线路由器索引号x＝1；若其中任意一个网格单元中心点Cm满足网络中每个ONU能够找到其备用ONU，且可通过满足无线路由跳数约束的k条节点不相交路径相连接，那么将Cm作为Rx的一个候选位置，Φx←Cm；步骤4：在集合Φx中候选位置Cm上放置无线路由器，并计算出无线路由器Rx所覆盖的用户终端的集合Nm←{Nu|d(Lu,Cm)≤T；u＝1,L,N}，确定被覆盖用户终端的数目n；步骤5：判断n＝N是否成立；如果是，说明用户终端已经被完全覆盖，跳转到步骤9；否则，跳转到步骤6；步骤6：计算剩余未放置无线路由器的位置集合Φy，选取Φy中覆盖新用户终端数目ny最多的位将无线路由器Ry放置到该位置上；步骤7：计算Ry到每个ONU(如ONUw)的最短无线接入跳数据此，决策出Ry的目的其中步骤8：在节点Ry及其目的的无线路径都放置上无线路由器，并重新计算出所有已经放置的无线路由器所覆盖的用户终端的集合Nm，以及被覆盖用户数目n，跳转到步骤5；步骤9：输出无线路由器各自的布置位置，每个ONU到其备用ONU的无线路径，以及其他无线路由器到各自相连接的ONU的无线路径；m：网格单元编号，m∈{1,2,3,L,M×M}；Cm：编号为m的网格单元中心点，即无线路由器的放置位置；x,y：无线路由器编号；k：节点不相交路径的条数；Rx：编号分别为x的无线路由器；ONU编号；ONUi：编号为i的ONU；Hi→j：ONUi到ONUj的最短无线路径跳数；无线路由器Ry到ONUw的最短无线路径跳数；Φx,Φy：放置无线路由器的候选位置集合；Nm：放置在Cm上的无线路由器所覆盖的用户终端的集合；T：无线路由器的传输范围；u：用户终端的编号；Lu：用户终端u的位置；N：用户终端的总数；n：用户终端的个数；d(Lu,Cm)：位置Lu与位置Cm之间的距离。作为一种优选方案，本专利技术各所述无线路由器有相同的传输范围，只有位于彼此传输范围内的两个无线路由器之间才存在可用的双向无线链路；每个无线路由器负责聚合来自其覆盖范围内的用户业务，并通过无线多跳路径将业务传递到其目的ONU；同时，当因分支光纤断裂造成业务传输中断时，需要通过无线路由器将与该分支光本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于生存性重路由的无线光宽带接入网优化部署方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：将整个网络区域划分成M×M个网格单元，并以每个网格单元的中心作为放置无线路由器的可能位置；步骤2：设Rx表示当前将要放置的一个无线路由器，在满足每个ONU到其它一个ONU存在k条节点不相交路径及无线接入跳数约束的条件下，计算出可以放置无线路由器Rx的所有候选位置，从而确定所有ONU的备用ONU；在候选位置上放置无线路由器Rx，保证任意ONU能通过k条满足跳数约束且节点不相交的无线路径接入到其它的一个ONU；步骤3：按照无线路由器Rx的传输范围，计算放置好这些无线路由器后的网络覆盖范围；这里的网络覆盖范围是通过用户终端是否在该无线路由器传输范围内来计算的，即如果在该无线路由器的传输范围内，用户终端数加1；步骤4：判断是否完成所有N个终端用户的完全覆盖；如果是，转向步骤7，否则，转向步骤5；步骤5：从剩余未铺设的无线路由器Ry的所有候选位置中选出网络覆盖范围最大的一个作为Ry的最佳布置位置，并保证该无线路由器被放置后，在满足跳数约束的情况下，能够通过一条无线路径以最小跳数与一个ONU相连，保证该无线路径都放置上无线路由器，并统计所有已放置好的无线路由器覆盖范围，跳转到步骤4；步骤6：输出无线路由器各自的布置位置，每个ONU到其备用ONU的无线路径，以及其他无线路由器到各自相连接的ONU的无线路径。...

【技术特征摘要】
1.基于生存性重路由的无线光宽带接入网优化部署方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：将整个网络区域划分成M×M个网格单元，并以每个网格单元的中心作为放置无线路由器的可能位置；步骤2：设Rx表示当前将要放置的一个无线路由器，在满足每个ONU到其它一个ONU存在k条节点不相交路径及无线接入跳数约束的条件下，计算出可以放置无线路由器Rx的所有候选位置，从而确定所有ONU的备用ONU；在候选位置上放置无线路由器Rx，保证任意ONU能通过k条满足跳数约束且节点不相交的无线路径接入到其它的一个ONU；步骤3：按照无线路由器Rx的传输范围，计算放置好这些无线路由器后的网络覆盖范围；这里的网络覆盖范围是通过用户终端是否在该无线路由器传输范围内来计算的，即如果在该无线路由器的传输范围内，用户终端数加1；步骤4：判断是否完成所有N个终端用户的完全覆盖；如果是，转向步骤6，否则，转向步骤5；步骤5：从剩余未铺设的无线路由器Ry的所有候选位置中选出网络覆盖范围最大的一个作为Ry的最佳布置位置，并保证该无线路由器被放置后，在满足跳数约束的情况下，能够通过一条无线路径以最小跳数与一个ONU相连，保证该无线路径都放置上无线路由器，并统计所有已放置好的无线路由器覆盖范围，跳转到步骤4；步骤6：输出无线路由器各自的布置位置，每个ONU到其备用ONU的无线路径，以及其他无线路由器到各自相连接的ONU的无线路径。2.一种基于生存性重路由的无线光宽带接入网优化部署方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：将6km×6km的方形网络区域划分成M×M个网格单元，并以每个网格单元的中心点作为放置无线路由器的可能位置；步骤2：对于任意初始化ONUi到其他ONUj的最短无线路径跳数Hi→j＝0；初始化节点不相交路径的条数k＝1；步骤3：遍历网络中所有未放置无线路由器的网格单元中心点，计算出可以放置无线路由器Rx的候选位置Cm的集合Φx，初始化无线路由器索引号x＝1；若其中任意一个网格单元中心点Cm满足网络中每个ONU能够找到其备用ONU，且可通过满足无线路由跳数约束的k条节点不相交路径相连接，那么将Cm作为Rx的一个候选位置，Φx←Cm；步骤4：在集合Φx中候选位置Cm上放置无线路由器，并计算出无线路由器Rx所覆盖的用户终端的集合Nm←{Nu|d(Lu,Cm)≤T；u＝1,…,N}，确定被覆盖用户终端的数目n；步骤5：判断n＝N是否成立；如果是，说明用户终端已经被完全覆盖，跳转到步骤9；否则，跳转到步骤6；步骤6：计算剩余未放置无线路由器的位置集合Φy，选取Φy中覆盖新用户终端数目ny最多的位置将...

【专利技术属性】
技术研发人员：符太懿，孟凡博，赵宏昊，吴迪英，黄国辉，李然，于淼，王俊楠，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网辽宁省电力有限公司，国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司，
类型：发明
国别省市：北京;11