CN104202798A - 电力无线通信异构多网环境中的网络选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种电力无线通信异构多网环境中的网络选择方法，包括如下步骤：S1.侦听终端发起的业务请求；或者侦听终端所在网络的信号，并根据侦听到的网络信号判断该网络是否处于性能下降状态；S2.触发网络选择:根据业务类型以及网路性能，构建选网模型，确定网络的决策属性，并依据决策属性对候选网络进行排序，筛选最优网络；本发明提供的选网方法，能够将候选网络尽心排序并筛选出最优的网络供电力设备的终端接入，保证电力系统的通信服务质量，并提高资源利用率。

Description

电力无线通信异构多网环境中的网络选择方法

技术领域

本发明涉及一种电力通信领域，尤其涉及一种电力无线通信异构多网环境中的网络选择方法。

背景技术

智能电网通过对基础信息流分层、分级，实现海量信息的纵向贯通与横向集成，需要利用电力通信网对发电、输变电、配用电和管理等各环节实施全方位、动态化、智能化监测、分析和调控，要求电力通信网能支持电力业务的灵活接入；电力无线通信网支撑用户量大面广、业务高并发、运行环境复杂，任何单一通信体制均无法满足全部需求，表现为TD-LTE无线通信专网、WiMAX无线通信专网、智能电网邻域网和230MHz电力无线专网等异构多网混合共存，覆盖不同区域，互为补充。

对于电力系统的终端而言，电力通信的异构多网共存能够实现无缝覆盖，并且覆盖不同的区域，支持多模终端接入覆盖区域内的任何网络，然而，不同网络在体系结构和提供的QoS(Quality of Service，即服务质量)性能方面存在差异，终端需要结合自身业务需求对各网络进行性能评估，从而选择最佳网络接入，能够触发网络选择的原因很多：一是不同接入网采用不同的接入规范、具有不同的传输特性与QoS保障能力；二是业务QoS需求呈现多样性，如果网络选择不合理，那么会导致服务质量低，而且系统资源的浪费率高，然而，如何选择最佳网络使电力系统的终端接入成为了电力通信中的技术难点，目前还没有一种有效的方法及设备能够解决上述难点。

因此，需要提出一种电力无线通信中异构多网共存环境中的选网方法，能够将网络进行准确排序，并且准确设备最佳网络使电力系统的终端设备接入，保证电力系统的服务质量，并提高资源利用率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种电力无线通信异构多网环境中的网络选择方法，能够将网络进行准确排序，并且选择最佳网络使电力系统的终端设备接入，保证电力系统的服务质量，并提高资源利用率。

本发明提供的一种电力无线通信异构多网环境中的网络选择方法，包括如下步骤：

S2.触发网络选择:

根据业务类型以及网络性能，构建选网模型，确定网络的决策属性，并依据决策属性对候选网络进行排序，筛选最优网络；选网模型为：

$C_i=\sqrt{{(S_i^{+}-\min \{S_i^{+}\left\}\right)}^2+{\left(\min \right\{S_i^{-}\}-S_i^{-})}^2},i=\mathrm{1,2},\·\·\·,m$

其中，C_i为候选网络i与理想网络P之间的有效距离；且有效距离C_i最小的候选网络为最优网络；为候选网络的属性值i与正理想属性值I⁺的绝对距离，候选网络的属性值i和负理想属性值I^-之间的绝对距离。

进一步，所述决策属性为包括传输时延、丢包率、时延抖动、传输速率和可用容量。

进一步，步骤S2之前，还包括步骤S1：侦听终端发起的业务请求；或者侦听终端所在网络的信号，并根据侦听的信号判断该网络是否处于性能下降状态态。

进一步，步骤S2中包括如下步骤：

S20.构建选网决策矩阵D：

其中m表示候选网络数，n表示决策属性数，d_ij(i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n)表示候选网络i对决策属性j的表现；

步骤S21.将选网决策矩阵进行归一化处理，并生成归一化决策矩阵A

其中， $a_{\mathrm{ij}}=d_{\mathrm{ij}}/\sqrt{\mathrm{\Σ}{d}_{\mathrm{ij}}^2,}i=\mathrm{1,2},\·\·\·,m;j=\mathrm{1,2},\·\·\·,n;$

S22.根据归一化决策矩阵，确定决策属性的重要性权重并确定归一化重要性权重ω_j，

其中δ_ij为不同业务类型下决策属性之间的相对关系；

S23.根据归一化决策矩阵以及归一化重要性权重，确定加权归一化决策矩阵V,

其中，v_ij＝a_ij×ω_j,i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n；

S24.确定理想网络的属性值

$I^{+}=[v_1^{+},v_2^{+},\·\·\·,v_m^{+}],I^{-}=[v_1^{-},v_2^{-},\·\·\·,v_m^{-}]$

其中I⁺为正理想属性值，I^-为负理想属性值。

S25.根据候选网络的属性值i与正理想属性值I⁺的绝对距离以及候选网络的属性值i和负理想属性值I^-之间的绝对距离

$S_i^{+}={\mathrm{\Σ}}_{j=1}^n|v_i^{+}-v_{\mathrm{ij}}|,S_i^{-}={\mathrm{\Σ}}_{j=1}^n|v_{\mathrm{ij}}-v_i^{-}|,i=\mathrm{1,2},\·\·\·,m$ ，且具有最小和最大的候选网络作为理想网络P；

进一步，步骤S25中，对于向上型决策属性：

$v_i^{+}=\max \left\{v_{\mathrm{ij}}\right\},v_i^{-}=\min \left\{v_{\mathrm{ij}}\right\},i=\mathrm{1,2},\·\·\·,m;j=\mathrm{1,2},\·\·\·,n;$

对于向下型决策属性：

$v_i^{+}=\min \left\{v_{\mathrm{ij}}\right\},v_i^{-}=\max \left\{v_{\mathrm{ij}}\right\},i=\mathrm{1,2},\·\·\·,m;j=\mathrm{1,2},\·\·\·,n.$

本发明的有益效果：本发明提供的选网方法，能够将候选网络尽心排序并筛选出最优的网络供电力设备的终端接入，保证电力系统的通信服务质量，并提高资源利用率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的电力无线通信异构多网络共存环境示意图。

图2为本发明的流程图。

图3为本发明的网络选择中的层次示意图。

具体实施方式

图1为本发明的电力无线通信异构多网络共存环境示意图，图2为本发明的流程图，图3为本发明的网络选择中的层次示意图，如图所示：本发明提供的一种电力无线通信异构多网环境中的网络选择方法，包括如下步骤：

S1.侦听网络选择触发信号，其中，网络选择触发信号包括：终端发起的业务请求；或者终端所在网络的信号，网络信号处于性能下降状态；

S2.触发网络选择:

根据业务类型以及网路性能，构建选网模型，确定网络的决策属性，并依据决策属性对候选网络进行排序，筛选最优网络，选网模型为：

$C_i=\sqrt{{(S_i^{+}-\min \{S_i^{+}\left\}\right)}^2+{\left(\min \right\{S_i^{-}\}-S_i^{-})}^2},i=\mathrm{1,2},\·\·\·,m$

其中，C_i为候选网络i与理想网络P之间的有效距离；根据C_i值的大小即可对候选网络进行有效的排序，且有效距离C_i最小的候选网络为最优网络；为候选网络的属性值i与正理想属性值I⁺的绝对距离，候选网络的属性值i和负理想属性值I^-之间的绝对距离。

其中，所述决策属性为包括传输时延、丢包率、时延抖动、传输速率和可用容量共5种，因此决策属性数量为5；由于电力无线通信的异构多网环境中包括如下网络：TD-LTE无线通信专网、WiMAX无线通信专网、智能电网邻域网以及230MHz无线专网，各通信网络的决策属性的表现如表1所示：

表1

业务类型如表2所示，并且网络性能对各业务类型的影响程度如表2所示：

表2

从表2中可以得知，各网络性能对各业务类型的影响程度是不一样的，因此，当终端发出选网请求时，在选网过程中同样需要参考网络性能执行网络选择。

本实施例中，步骤S2中包括如下步骤：

S20.构建选网决策矩阵D：

其中m表示候选网络数，由于电力无线通信异构多网环境数一般为4个，因此m取4，n表示决策属性数，由于决策属性包括上述中的5种，因此，决策属性数为5，且下述的公式中n均为5，d_ij(i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n)表示候选网络i对决策属性j的表现；

步骤S21.将选网决策矩阵进行归一化处理，并生成归一化决策矩阵A

其中， $a_{\mathrm{ij}}=d_{\mathrm{ij}}/\sqrt{\mathrm{\Σ}{d}_{\mathrm{ij}}^2},i=\mathrm{1,2},\·\·\·,m;j=\mathrm{1,2},\·\·\·,n;$ 矩阵A反应了各决策属性的相对重要程度，根据矩阵A可以将网络选择分为三个层次，即目标层、准则层以及方案层，其中目标层是指在各候选网络中所要选择的最佳网络，准则层即是说网络选择的参考标准，即决策属性，方案层也就是候选的各网络，如图3所示。

S22.根据归一化决策矩阵，确定决策属性的重要性权重并确定归一化重要性权重ω_j，

其中δ_ij为不同业务类型下决策属性之间的相对关系；其中，不同业务类型下的决策属性之间的相对关系如表3-1至表3-4所示：

表3-1

表3-2

表3-3

表3-4

S23.根据归一化决策矩阵以及归一化重要性权重，确定加权归一化决策矩阵V,

其中，v_ij＝a_ij×ω_j,i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n；

S24.确定理想网络的属性值

$I^{+}=[v_1^{+},v_2^{+},\·\·\·,v_m^{+}],I^{-}=[v_1^{-},v_2^{-},\·\·\·,v_m^{-}]$

其中I⁺为正理想属性值，I^-为负理想属性值。

S25.根据候选网络的属性值i与正理想属性值I⁺的绝对距离以及候选网络的属性值i和负理想属性值I^-之间的绝对距离

$S_i^{+}={\mathrm{\Σ}}_{j=1}^n|v_i^{+}-v_{\mathrm{ij}}|,S_i^{-}={\mathrm{\Σ}}_{j=1}^n|v_{\mathrm{ij}}-v_i^{-}|,i=\mathrm{1,2},\·\·\·,m$ ，且具有最小和最大的候选网络作为理想网络P；

本实施例中，步骤S25中，对于向上型决策属性：该决策属性包括传输速率以及可用容量，

$v_i^{+}=\max \left\{v_{\mathrm{ij}}\right\},v_i^{-}=\min \left\{v_{\mathrm{ij}}\right\},i=\mathrm{1,2},\·\·\·,m;j=\mathrm{1,2},\·\·\·,n;$

对于向下型决策属性：该决策属性包括传输时延、丢包率以及时延抖动，

$v_i^{+}=\min \left\{v_{\mathrm{ij}}\right\},v_i^{-}=\max \left\{v_{\mathrm{ij}}\right\},i=\mathrm{1,2},\·\·\·,m;j=\mathrm{1,2},\·\·\·,n.$

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种电力无线通信异构多网环境中的网络选择方法，其特征在于：包括如下步骤： 

S2.触发网络选择: 

根据业务类型以及网络性能，构建选网模型，确定网络的决策属性，并依据决策属性对候选网络进行排序，筛选最优网络；选网模型为： 

其中，C_i为候选网络i与理想网络P之间的有效距离；且有效距离C_i最小的候选网络为最优网络；为候选网络的属性值i与正理想属性值I⁺的绝对距离，候选网络的属性值i和负理想属性值I^-之间的绝对距离。 

2.根据权利要求1所述电力无线通信异构多网环境中的网络选择方法，其特征在于：所述决策属性为包括传输时延、丢包率、时延抖动、传输速率和可用容量。 

3.根据权利要求1所述电力无线通信异构多网环境中的网络选择方法，其特征在于:在步骤S2之前包括步骤S1:侦听终端发起的业务请求；或者侦听终端所在网络的信号，并根据侦听到的网络信号判断该网络是否处于性能下降状态。 

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述电力无线通信异构多网环境中的网络选择方法，其特征在于：步骤S2中包括如下步骤： 

S20.构建选网决策矩阵D： 

其中m表示候选网络数，n表示决策属性数，d_ij(i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n)表示候选网络i对决策属性j的表现； 

步骤S21.将选网决策矩阵进行归一化处理，并生成归一化决策矩阵A 

其中，

S22.根据归一化决策矩阵，确定决策属性的重要性权重并确定归一化重要性权重ω_j， 

其中δ_ij为不同业务类型下决策属性之间的相对关系； 

S23.根据归一化决策矩阵以及归一化重要性权重，确定加权归一化决策矩阵V, 

其中，v_ij＝a_ij×ω_j,i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n； 

S24.确定理想网络的属性值 

其中I⁺为正理想属性值，I^-为负理想属性值。 

S25.根据候选网络的属性值i与正理想属性值I⁺的绝对距离以及候选网络的属性值i和负理想属性值I^-之间的绝对距离

且具有最小和最大的候选网络作为理想网络P。 

5.根据权利要求4所述电力无线通信异构多网环境中的网络选择方法，其特征在于：步骤S25中，对于向上型决策属性： 

对于向下型决策属性：