[发明专利]一种面向多业务泛在接入的无线专网资源分配方法

说明书

本发明公开了一种面向多业务泛在接入的无线专网资源分配方法，克服了现有技术现有资源分配算法不适用于业务异构性强、QoS要求差异性大的配用电通信业务的问题，包括：1)提出电力专网资源共享的系统模型；2)建立了一种无线专网的资源分配模型；3)在满足业务隔离以及各通信条件约束的情况下，设了一种模拟退火算法，基于系统总体收益最大化解决了电力无线专网资源的最优化分配问题。本发明提出的多业务电力无线专网资源分配方法能够实现在多业务隔离、QoS等条件约束下能耗的最小化以及总体系统运营经济效益的最大化。

技术领域

本发明涉及电力无线专网技术领域，尤其是涉及一种面向多业务泛在接入的无线专网资源分配方法。

背景技术

电力无线专网由于其接入高灵活性、低成本性，非常适合多业务配用电业务的终端接入和信息传输。泛在接入的电力无线专网已经成为配电通信网的重要组成部分，是保障供电可靠性、提高电网运行效率和服务质量的关键环节。然而，电力无线网络依然面临网络利用率低、业务隔离性差、网络服务质量保障率低的挑战。

因此，电力无线专网目前急需解决的是物理资源匮乏与业务需求多样性之间的矛盾。而网络虚拟化技术可以通过一个公共的底层物理网络支撑多个相互隔离的虚拟网络独立地运行，从而尽可能实现物理网络的资源利用率最大化。然而，现有资源分配算法不适用于业务异构性强，QoS要求差异性大的配用电通信业务，缺少对电力无线专网的研究，且对业务QoS 考虑过于简单，缺乏合理的QoS及业务优先级机制。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的资源分配算法不适用于业务异构性强、QoS要求差异性大的配用电通信业务的问题，提供一种面向多业务泛在接入的无线专网资源分配方法，解决配用电业务的QoS保障问题、无线干扰问题从而为配用电业务提供端到端的、差异化的、相互隔离的服务；通过建立专网共享的系统模型，对整个电力无线专网进行合理的资源分配优化，利用模拟退火算法，在满足业务隔离及QoS约束条件下，解决无线专网资源的最优化分配问题，并且可以实现总体运营经济效益的最大化。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种面向多业务泛在接入的无线专网资源分配方法，包括以下步骤：

S1、设计电力无线虚拟专网系统模型；

S2、设计虚拟专网资源最优化分配模型，同时考虑网络维护成本与利润，同时考虑业务隔离性、基站回程容量、QoS、能耗等因素，实现基站、子载波、发射功率等资源的合理分配；

S3、采用模拟退火算法，结合概率突跳特性在解空间中随机寻找目标函数的全局最优解。

作为优选，所述S1具体内容为：考虑有I个电力无线专网的基础设施提供商、J个服务提供商和虚拟资源管理商管理来自不同的InPs的所有资源建立系统模型进行物理资源抽象。

作为优选，所述S1中，系统适用电力无线专网和5G运营商的中心频段，采用OFDM将频段划分成多个正交的子载波，假设每个InPs共有L个基站，每个基站有Q个子载波(带宽为M)对应回程容量为C_l；

考虑每个服务的终端用户，SP_j的一组终端用户为N_j，终端用集为N＝{N₁,N₂,…N_j}，则用户数为|N|，每个用户n包含业务类型(QoS差异性)和位置信息(d_l,n)；

考虑基站和终端用户之间的信息传递，采用Massive MIMO信道，由香农公式，信道的最大传输速率为

其中，M每个子载波的带宽，为信息从基站l通过子载波q发送到用户n的传输速率，为该基站该用户的发射功率，为基站l′通过子载q波到用户n′该用户的发射功率，为信息从基站l′通过子载q波到用户n′该用户的信道增益，为基站l通过子载波q 到用户n的信道向量，为对应的数字与编码向量；