考虑时延与流量均衡性的广域保护通信迂回通道重构算法_2

文档序号:8925145阅读:来源:国知局
路径时,考虑了备选信道对转移数据流量的容纳能力。对于 不能容纳转移流量和流入转移流量后可能堵塞的备选信道提前剔除,减少了改进DiAstra 算法的执行步数,加快了整个迂回通道重构过程的执行速度。
[0023] 4)、本发明采用信道带宽倒数、信道长度、信道利用率S个参数加权构建改 进DiAstra算法的选路权重指标,基于可用预迂回路径表下路径权重最小作为改进 DiAstra算法寻优目标。该算法原理简洁,捜寻方向明确,可快速准确地选择出流量均衡下 时延最短的迂回通道。
【附图说明】
[0024] 图1为实施例中IE邸14节点系统简化模型图;
[00巧]图2为实施例中IE邸14节点系统参数矩阵,包括IE邸14节点系统信道长度矩阵 J、IE邸14节点信道原最大流量矩阵L、IE邸14节点信道带宽矩阵D。
【具体实施方式】
[0026] 考虑时延与流量均衡性的广域保护通信迂回通道重构算法,步骤如下:
[0027] 步骤一 中断信道一端为起点,另一端为终点,统计通信网络当前拓扑结构,罗 列由起点到终点的所有迂回路径,形成两中断节点间的预迂回路径表;
[0028] 步骤二:综合影响信道时延的各种因素,选择影响发送时延tf的信道带宽倒数1/ B、影响传输时延t,的信道长度山影响排队时延tP的信道利用率U,作为重构最优路径的影 响因子。具体实施中提取预迂回路径表内所有节点间的信道带宽、信道长度、信道原最大流 量分别构成信道带宽矩阵D、信道长度矩阵J、信道原最大流量矩阵L。对信道带宽矩阵求倒 数,得信道带宽倒数矩阵,信道原最大流量矩阵用于计算预迂回路径表内所有信道的信道 利用率;
[0029]步骤考虑转移数据流入备选信道后,对备选信道内数据排队时延tp造成的影 响,根据排队时延tp与信道利用率U成指数关系,预算包含转移数据流量的备选信道的信 道利用率U,用信道利用率U反映排队时延的变化。依据U=Tm"/B计算预迂回路径表内所 有信道的信道利用率,形成信道利用率矩阵U;
[0030] 步骤四:对基于预迂回路径表的带宽倒数矩阵和信道长度矩阵做归一化处理,依 据
?对信道带宽倒数矩阵归一化处理,依据
对信道长 度矩阵归一化处理,选择最优路径的权重指标=巧/公;+巧*式+巧*从.,〇i为通信网络 中i信道的权重值,为归一化的信道带宽倒数1/却的系数,为归一化的信道长度马 的系数,《巧信道利用率yi的系数。《 1,和《 3为相对值,在不同的目标下,《 1, 和《 3的相对大小会发生变化。
[0031]步骤五:考虑预迂回路径表内所有备选信道能否容纳转移数据流量Tt,剔除不能 容纳转移流量的备选信道。具体做法是:判断Tit+Tw〉Bi是否成立,是则剔除第i条信道;否 则即第i条信道可容纳转移流量,保留该信道为可用备选信道。Tit为流入第i条信道的转 移流量,Ti。为第i条信道原有的最大数据流量,Bi为第i条信道的带宽;
[0032] 步骤六:考虑转移数据流量Tt流入备选信道后,可能使备选信道时延过大,发生堵 塞,剔除加入转移流量后发生堵塞的备选信道,最终形成可用的预迂回路径表。计算权重 〇,=巧/公;+化八.,因为信道利用率y是反映转移数据使备选信道时延增大的 主要因素,所W推荐取《1= 1,《 2= 1,《 3= 5。筛选出权重值最大的〇,该值对应的信 道是流入转移数据后最堵塞的信道,在预迂回路径表中剔除包含最堵塞信道的路径,最终 形成可用的预迂回路径表。
[0033] 步骤^;::把可用的预迂回路径表下路径总权重最小作为改进Di Astra算法寻优 目标。将权重指标作为改进Dijkstra算法选择最优路径的条件,运用改进的Dijkstra算 法选择出最优迂回通信通道。此时,重新计算〇,.=巧/与+啤*式+巧*八.,因为信道长度 d和信道利用率y是反映信道整体时延的主要因素,所W取《1= 1,《 2= 2,《 3= 2。 执行改进Dijkstra算法。选择出与源点S相邻且权重值最小的点ii为中间点计算 巫(i)+q(i,j),巫(i)为节点i与源点S间信道上的权值,q(i,j)为i到j信道的权重值。 比较 & (i)+q(i,j)与 & (j),若 & (i)+q(i,j)小于 & (j),则更新 & (j)为 & (i)+q(i,j), 否则不更新。将此时B集合中与起点间权重值最小的点j加入A集合中,若有多个点与起 点权值相同且均为最小,则可W任意选择一点加入A集合中;重复W上两点,直到检测到终 点e包含入A集合中为止。
[0034]实施例;
[003引如图1所示,在IE邸14节点系统中,5和6两个节点因为在同一变电站中,合并为 一个节点,编号为5。4、7、8和9四个节点在同一变电站内,合并为一个节点,编号为4。其 中5号节点因为连接支路数最多且位于系统中央,因此将5号节点作为中屯、节点,其余节点 为边缘节点,并且向5号节点发送信息。算例假定节点2与节点5之间的信道通信中断,求 节点2与节点5之间的最优迂回路径。
[0036] 根据本发明提出的考虑时延与流量均衡性的广域保护通信迂回通道重构算法进 行算例计算分析,具体步骤如下:
[0037] 步骤一 中断信道一端为起点,另一端为终点,根据通信网络当前拓扑结构罗列 由起点到终点的所有迂回路径,建立两中断节点间的预迂回路径表;
[0038] 步骤二;初始化信道带宽矩阵D,信道长度矩阵J和信道原最大流量矩阵以如图2 所示。此时,因为节点2与5之间的信道中断,S个矩阵中节点2与5之间的数据全部置零。
[0039] 步骤根据U=Tm"/B预算加入转移数据后各个备选信道可能达到的最大信道 利用率,形成信道利用率矩阵U。
[0040] 步骤四:对信道带宽矩阵求倒,根据
.对信道带宽矩阵归 一化处理,根据
对信道长度矩阵归一化处理,选择最优路径的权重指标 0,. =巧/与+啤八,.,巫i为通信网络中i信道的权重值,为归一化的信道带宽 倒数1/马 1的系数,为归一化的信道长度马的系数,为信道利用率yi的系数。《 1, ? 2和《3为相对值,在不同的目标下,《1,《2和《3的相对大小会发生变化。
[0041] 步骤五;筛选出能容纳转移数据流量的信道。信道(2, 5)上有由节点2到节点5的 流量36. 74Mbit/s,此流量即为需转移的数据流量。将流量36. 74Mbit/s加入流量矩阵中的 每个非零项,然后判断36. 74+Tw〉Bi是否成立,是则剔除第i条信道;否则即第i条信道可 容纳转移流量,保留该信道为可用备选信道。经判断发现节点7到节点5间的信道流入转移 流量后可能达到的最大流量为56. 78Mbit/s,大于节点7到节点5间的信道带宽50Mbit/s。 因此,信道化5)不能承担转移流量,将该条信道从备选信道中剔除。剔除信道长度矩阵、 信道带宽矩阵和信道原最大流量矩阵中有关信道(7, 5)的数据,形成可用的备选信道数据 矩阵。
[004引步骤六:计算权重巫,.=巧/成+份2 *马+A*化,用于判断可能堵塞的信道。因为信 道利用率y是反映转移数据使备选信道时延增大的主要因素,所W推荐取《1= 1,《 2 = 1,《3= 5。筛选出权重值最大的0,经计算发现信道化5)的权重值0最大,为7. 374。 即信道化5)是流入转移数据后可能堵塞的信道,在预迂回路径表中剔除包含堵塞信道的 路径,最终形成可用的预迂回路径表。
[0043] 步骤走:将权重指标〇作为改进DiAstra算法选择最优路径的条件。此时,重新 计算=巧/公,1 +巧*却+似;//,,因为信道长度d和信道利用率y是反映信道整体时延的主 要因素,所W此时推荐取"1=1,《2=2,《3=2。执行改进Dijks
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