专利名称：一种基于低设计代价的无线网络可靠性提高方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及无线传输和进化理论。
背景技术：
由于无线通信网络规模的迅速扩张，使用 频度、网络负载的快速增加以及动态路由技术的采用等原因，使得社会生活对于网络的可靠性提出了较高要求，其指通信网络在实际连续运行过程中完成用户的正常通信需求的能力。通信网络可靠性的研究始于1956年，并由于美国国防高级研究计划局(DARPA)对ARPANET的投入在而得到真正的关注和发展。到目前为止，无论在通信网络可靠性指标的研究还是在通信网络行为建模和行为测度的评价方面都取得了大量研究成果。无线网络的外部和内部条件、运行时间以及网络功能是可靠性定义中的三要素，大多数网络可靠性定义的标准是根据功能这一要素来区别定义的。交通网络、电カ网络、通信网络等各种不同。影响通信网络靠性的因素很多，主要有通信网络的拓扑结构；通信网络的组成部件的性能，以及部件可靠性、可维护性；通信网络控制软件的可靠性；通信网络的故障诊断能力；通信网络的自我恢复能力，包括采用的保护方式、采取的维修策略、采用的路由算法等；通信网络的运行环境。分析通信网络可靠性的方法主要有1.选择ー个合适的网络业务性能指标，并在此基础上确定ー个用户可以接受的、反映网络可靠性的性能阈值；2.定义网络部件的工作模式，进而确定网络的工作状态，假设网络部件之间相互独立，从而计算每个网络状态出现的概率；3.计算每个网络状态的性能指标，并把所有满足阈值要求的网络状态出现的概率求和，即可得到一个网络可靠性测度，ー种可靠组网參考模型如图I所示。因此，为满足减小网络设计代价条件下，设计ー种提高网络可靠性的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决在满足无线网络可靠性条件下设计代价较高问题。本发明为解决上述技术问题提供一种基于低设计代价的无线网络可靠性提高方法，其特征在于
A、设置描述无线网络可靠性的初始化变量；
B、进行特定条件下的无线网络设计，并提高特定条件下的无线网络可靠性；
C、对无线网络进行可靠性估计；
D、使用遗传算法获得最优解所需的染色体，并获得提高无线网络可靠性的最优解。所述步骤A中，令
1 =X2b,..,,X-.,...,i <j 为无线网络设计矢量，Β 为
无线网络节点数目，/为无线网络的边的数目，力使用的循环次数，[I若在节点I和节点J之间存在双向通信链路今Iο m为ニ进制决策变量，外々为在设
计矢量女条件下的无线网络可靠性估计值，C(x)为基于设计矢量女的无线网络使用代价值，a=(4,又ん，..し…，4…な)为第a个潜在解，ts为概率矢量，Y· =^( = !), <J ,夕=(ァ12，…,Jfa，ろ3，…,ァ2s，…为无线网络状态矢量，为链路tu)的可靠性概率，MO为第A个潜在解的惩罚增量，a为惩罚因子，K)为使用第h个潜在解的使用代价，K)为使用第个潜在解的惩罚代仞力解的集合太/」^力 操作単元序号，；^为最优无线网络设计矢量τ力操作単元数目，总的流程图如图2所示。所述步骤B中，进行特定条件下的无线网络设计。此特定条件为满足应用环
境和用户要求的条件。获得无线网络设计矢量彳= ^2a，…，メIiaiJ
ι K _ (,版，ろ題，…，む!’K-Iaa)， I = Ι,.,,, , J = Ι,.,,,Β i A C [l, SAMPLE^ ,
SAMPLE为特定的无线网络用户数目，若O12i = I V、= _，和*U，则重新计算。 所述步骤B中，若( ;! = I v%u =。敗ノ)=び，则ズ=argmax([)，需提闻特定条件下的无线网络可靠性。当系统设定的运行数目，使用可靠性矢量
* = (Pu=■…，歹135>タ23，...，ア*^”.，^^.，..”タ》 -1)
和无线网络设计矢量
も=、4 …,^lsil 一 23j(,, X2ku , “., XiM, X^btll )
获得无线网络状态矢量
夕=…;若わ=O ,则み=O ,反之，当α为任意实数时，若
β < JPg，则み=I，右β -P^，则為.—O ;判断状态矢里,—1グ12’…，ヌIs，ァ23r .'，ァ2κ’…，グ5，''.，ッκκ— }
是否形成ー个生成树，若存在ー个生成树则将上一个状态获得的Q值作为下一个状态的β的初始值，并对无线网络进行可靠性估计。所述步骤C中，无线网络进行可靠性估计子步骤为a.获得满足条件
/卢 mm{たs (AfJh e·}’ j e\2 …m^ = n+q
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矛丨Σプ产、_(νΣ //红货嫩存齒^|聚麵口細昨も,刺给予ー个随机惩罚值，然后对染色体进行重新评估；b.使用规则
权利要求
1.一种基于低设计代价的无线网络可靠性提高方法，解决在满足无线网络可靠性条件下设计代价较高问题，包括如下步骤 A、设置描述无线网络可靠性的初始化变量； B、进行特定条件下的无线网络设计，并提高特定条件下的无线网络可靠性； C、对无线网络进行可靠性估计； D、使用遗传算法获得最优解所需的染色体，并获得提高无线网络可靠性的最优解。
2.丰眶权矛腰求I白妨法对于期細在于
3.根据权利要求I的方法，对于所述步骤A其特征在干网络控制中心选择素数/5和具有基于离散对数系统的 阶的乘法组5的生成器g，其中g为P-I的大素数因子，网络控制中心选择ー个长期有效的私用密钥;
4.根据权利要求I的方法，对于所述步骤B其特征在于进行特定条件下的无线网络设计，此特定条件为满足应用环境和用户要求的条件，获得无线网络设计矢量
5.根据权利要求I的方法，对于所述步骤B其特征在干若
6.根据权利要求I的方法，对于所述步骤C其特征在于无线网络进行可靠性估计子步骤为a.获得满足条件 が皿111K KJhe-I，石-/户た“Mgt) 1 = 1 ふ·』切和ΣΛ.=めΣ cSi Σ // 的F，若i 存在，转至子步骤b，若没有j 存在，则向Rtu(G)给予ー个随机惩罚值，然后对染色体进行重新评估；b.使用规则^ =Agi(^-I) < Σ J-kJSh = 1上..^句，其中“{口… )，将F 转换为r ,并计算 (O) = PrfiJL {Y> ち}}。
7.根据权利要求I的方法，对于所述步骤C其特征在于实现空间网络接入点和用户之间的认证信息交互，空间网络接入点向用户发送信息[な,，当用户接收到该信息时，其使用会话密钥对此信息进行解密，并且将解密后的ら信息与用户存储的^信息进行比较，然后在下ー个用户请求认证阶段，移动用户使用来代替'ら。
8.根据权利要求I的方法，对于所述步骤D其特征在于使用遗传算法获得最优解所需的染色体，其子步骤为a.设置染色体的相关初始化变量；b.基于整数编码方法生成具有ι个染色体的初始化种群，整数编码规则为当资源A CF1存在时，被赋予ち^ = 1，2,…パ，当资源A er2存在吋，被赋予气= + …，《+分，并当条件ろ=s π} €Γ1； = 1,2,..., 和ちAfe(l，2_ +d满足时获得整数编码；c.对每ー个染色体估计无线网络的可靠性；d.执行染色体进化操作通过轮询方式选择两个染色体；e.对被选择的染色体执行交叉操作和变异操作，获得两个新的染色体ば.使用这两个新的染色体代替在初始种群中较差的染色体，其中交叉的染色体可通过人工选择获得；g.通过这两个新的染色体对无线网络的可靠性进行评估，并返回至子步骤d。
9.根据权利要求I的方法，对于所述步骤D其特征在于获得提高无线网络可靠性的最_ _ ^,ππι. , / [ I (^0 i (4))] ,R ( *) < M0优解，其规则为%)=’^ド⑷か⑷’将I:⑷ト(咐)-馬),其它Π中的元素按照依次递增的规则进行排序有c(；f)弘げ)ふ·，将当前状态获得的^■值通过规则文+〗=尤…作为下ー状态的i的初始值，将当前状态获得的a值作为下ー状态的初始值，使用规则获得无线网络状态 矢量ι妖后返回至步骤B。
全文摘要
本发明提供一种基于低设计代价的无线网络可靠性提高方法，通过设置描述无线网络可靠性的初始化变量、进行特定条件下的无线网络设计、提高特定条件下的无线网络可靠性、对无线网络进行可靠性估计、使用遗传算法获得最优解所需的染色体，并获得提高无线网络可靠性的最优解等步骤，实现了无线网络在满足可靠性条件下的设计代价降低。
文档编号H04W16/18GK102685760SQ201210128109
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者黄东, 黄林果 申请人:黄林果