[发明专利]一种基于分步求解的多层联合规划与优化方法

说明书

技术领域

本发明属于通信网络领域，涉及一种基于分步求解的多层联合规划与优化方法。

背景技术

光传送网络从点到点波分复用网络结构演变为半透明和透明网络组合的光层网络。为了应对5G数据业务的快速增长，光传送网络不仅需要承载传统的固定带宽语音业务，而且还要承载各种大流量的多媒体业务，包括支持高速文件下载、超清晰视频需求、巨大的存储空间等新应用。因此，2.5G或10G等大粒度需求与2M小粒度业务(语音业务等)共存需求。同时，光传送网络也从单一结构发展到多种技术的共存。由于光传送网络是一个庞大的复杂网络，因此需要采用分级和分段的多层次管理规划模型概念构建网络模型，以便于网络的灵活设计和管理。

为了解现有技术的发展状况，对已有的论文和专利进行了检索、比较和分析，筛选出如下与本发明相关度比较高的技术信息：

技术方案1：专利号为201210059252.2的《网络规划方法与装置》专利，设计通信领域，提供了一种网络规划方法与装置，其中，网络规划方法包括：根据网络系统的目标业务负荷，对所述网络系统进行容量估算，获得所述网络系统的系统用户数，所述系统用户数包括等效用户数；根据所述等效用户数，计算所述网络系统的控制域负荷；根据所述目标业务负荷和所述控制域负荷，对所述网络系统进行链路预算。

技术方案2：专利号为201510035150.0的《网络规划方法与装置》专利，设计通信领域，提供了一种网络规划方法及装置，所述方法包括：确定用于反映小区业务情况的多个评估维度，并统计每个小区的各个评估维度的当前网络的指标值；根据所述当前网络的指标值，计算每个小区关于各个所述评估维度的价值评分；根据各个所述评估维度的价值评分，计算每个小区的总价值评分；根据每个小区的总价值评分，标识每个小区的价值属性等级；根据每个小区的价值属性等级，确定每个小区所在区域的网络覆盖策略。

技术方案1所述方法解决了现有网络规划忽视覆盖与容量间相互影响相互制约的关系，对网络规划不够准确有效的问题，实现了网络的有效规划。但是在实现过程中没有考虑到多粒度业务共存的情况，使得规划结果可能出现不准确的情况。

技术方案2所述方法能够有效的识别目标区域价值，将有限的资源投放到最能产生效益的区域，为网络精准建设提供有效依据。但是没有考虑到多层多业务传送网的复杂结构，因此在解决超高速、多层次的传送网中的路由规划优化与管理问题过程中可能会遇到问题。

多层传送网的规划可以分类为逐层独立规划和多层联合规划。前者很难得到规划方案的最优解。联合规划较于单层规划具有显著优势，但是由于多层联合规划运算较为复杂，而且多层联合规划层间协调的内容尚未存在标准，因而多层联合规划与优化一直是个较为棘手的问题。而整数线性规划作为规划与优化问题的一种解决方案已经被充分研究。整数线性规划具有能得到全局最优解的优点，但是时间复杂度过高，对于有一定规模的多层网络来说，使用整数线性规划进行网络规划，对计算机的计算要求过高，因此整数线性规划的应用受到了一定限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于分步求解的多层联合规划与优化方法，为了解决整数线性规划时间复杂度过高问题，本发明将复杂的规划问题划分为若干个较小的规划问题，每个较小的规划问题具有各自的目标函数，约束条件和设计变量，各子系统的优化结果通过分步求解的方法得到并由协调优化策略进行协调，以获得整个系统的最优解。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于分步求解的多层联合规划与优化方法，具体步骤为：

将网络的多层联合规划中的优化目标分为子问题A和子问题B；

其中子问题A为求解每层中每条链路承载业务的数目子问题B为求解每条链路在固定总数下具体承载哪些业务其中T_i为业务矩阵；i为任意1到N的整数，a为第a层，b为第b条链路，N_i为第i个固定总数，X_i为固定总数为i时承载业务的集合，t为X_i中a层b链路的第i个业务到达时间，R(t)为t时刻网络中到达业务网络位置，为在X_i中a层b链路的第i个业务。

进一步，如果所述网络使用最短路算法为每条业务进行路由，记h_kj为从k到j的业务路由的跳数，那么就是解空间约束的一个必要约束，但不是充要约束；如果存在一个从k到j的业务，l:c_km≠0andc_lj≠0就是“解空间约束”的一个必要约束，但同样不是充要约束；