CN113709007A - 一种异构网络的接入方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种异构网络的接入方法和装置,涉及网络通信技术领域,接入方法采用的方案包括以下步骤:(S1)输入多种异构网络数据信息,实现不同网络架构的数据信息通信;(S2)通过SDN控制器实现不同网络架构的数据信息通信的控制;(S3)通过网关将不同网络架构的通信网络连接PC端、监控设备、电话、传真机、多媒体设备或者无线基站;(S4)将多种数据通信网络通信节点汇聚起来,为接入层提供数据的汇聚、传输、管理或者分发处理;(S5)采用OTN网络对接收到的核心层网络数据信息进行可靠性和数据传输,最终实现异构数据信息的接入。接入装置包括:网络层、接入层、汇聚层、核心层。本发明提高异构网络的接入能力,提高了通信质量。
Description
技术领域
本发明涉及网络技术领域,且更具体地涉及一种异构网络的接入方法和装置。
背景技术
异构网络(Heterogeneous Network)是一种类型的网络,其是由不同制造商生产的计算机、网络设备和系统组成的,大部分情况下运行在不同的协议上以支持不同的功能或应用。互联网可以由多个异构网络互联组成。用来连接异构网络的设备是路由器。下一代无线网络将是无线个域网(如Bluetooth)、无线局域网(如Wi-Fi)、无线城域网(如WiMAX)、公众移动通信网(如2G、3G)以及Ad Hoc网络等多种接入网共存的异构无线网络。下一代无线网络将是无线个域网(如Bluetooth)、无线局域网(如Wi-Fi)、无线城域网(如WiMAX)、公众移动通信网(如2G、3G)以及Ad Hoc网络等多种接入网共存的异构无线网络。
所谓异构是指两个或以上的无线通信系统采用了不同的接入技术,或者是采用相同的无线接入技术但属于不同的无线运营商。利用现有的多种无线通信系统,通过系统间融合的方式,使多系统之间取长补短是满足未来移动通信业务需求一种有效手段,能够综合发挥各自的优势。由于现有的各种无线接入系统在很多区域内都是重叠覆盖的,现有技术中的异构网络接入智能化程度差,网络运行质量不佳。
发明内容
针对上述技术的不足,本发明公开一种异构网络的接入方法和装置,本发明能够实现异构网络数据信息的智能化、及时接入,提高了网络运行安全能力和工作效率。
为了解决上述技术问题,本研究采用以下技术方案:
一种异构网络的接入方法,其特征在于:包括以下步骤:
(S1)输入多种异构网络数据信息,实现不同网络架构的数据信息通信;
(S2)通过SDN控制器实现不同网络架构的数据信息通信的控制;
(S3)通过网关将不同网络架构的通信网络连接PC端、监控设备、电话、传真机、多媒体设备或者无线基站;
(S4)将多种数据通信网络通信节点汇聚起来,为接入层提供数据的汇聚、传输、管理或者分发处理;
(S5)采用OTN网络对接收到的核心层网络数据信息进行可靠性和数据传输,最终实现异构数据信息的接入。
作为本发明进一步的技术方案,所述步骤(S2)中通过SDN控制器实现不同网络架构数据信息通信的控制方法为:
(S21)采用卡尔曼滤波算法对输入各种异构网络数据信息过滤,提高多种异构网络数据信息的抗干扰能力,提高数据通信的准确度,实现原始网络安全检测数据的初始化滤波;输入的多种异构数据信息方程和检测方程公式为:
式(1)中,k表示异构网络数据信息处于某一时刻下,取不为0的自然数;xk表示异构网络数据信息在k时刻下的通信状态变量,yk为在k时刻异构网络通信质量变量;Ak和Hk分别表示在k时刻下异构网络通信状态转移矩阵和测量系数矩阵;Wk和Vk分别表示在k时刻下异构网络通信输出的动态噪声和量测噪声变量,则处理后的数据信息误差初始化方程为:
式(2)中,P为计算异构网络通信误差初始化方程中对应x的协方差,E为异构网络通信网络计算的误差值,输出数据信息为:
Qw=E[wkwk T]Rv=E[vkvk T] (5)
在公式(3)-(5)中,Q和R分别为k时刻下,异构网络通信信息动态噪声和量测噪声各自的协方差;J表示异构网络通信最终运算的滤波值;
(S22)设置光交叉连接OXC模块;
在多种异构数据信息时,通过光交叉连接OXC模块实现异构网络数据信息监控、配线、复用、网管和保护,方法为:
假设首先输入端接入M条光纤,在与M条光纤对应的输出端,也接入了M条输出光纤,这些光纤中均包含有N个单波光信号,用矩阵A代表输入的单波长光信号,则通过OXC模块的输出公式为:
在公式(6)中,λ为光交换矩阵的系数,则在OXC模块输出端产生的单波长信号为λA,λA用公式表示可以表示为:
在式(7)中,通过计算输入输出光纤数量为M时,光交换矩阵空间大小应为(M×N)×(M×N),OXC信息在传输过程中,能够使数据在较少时间延迟的情况下大大提高传输速率。
作为本发明进一步的技术方案,所述步骤(S5)采用OTN网络对接收到的核心层网络数据信息进行可靠性和数据传输时,采用自动混合编码纠错技术算法提高数据通信质量,自动混合编码纠错技术算法的公式为:
其中Ld表示不同异构网络输出的网络通信信息短报文数据长度,LD为分割前的网络通信信息长报文数据长度,N为分割后的网络通信信息短报文数据包总数,Lmax是网络通信信息短报文的最大长度,i表示网络通信信息长报文信息中对短报文数据包进行分割的个数,m表示为电力通信中的丢包率;假设每个网络通信信息长报文都按照(i+1,i)ETAHC编码纠错方式进行,则输出通信数据信息公式为:
由(2)式可得出编码纠错矩阵Q为
设纠错前网络通信信息短报文数据包组集合为P{P1、P2、...、Pi},通过矩阵Q与集合P可得出纠错后的网络通信信息短报文数据包组集合为:
当接收异构数据信息为i个子包个数时,则通过编码纠错矩阵Q进行逆运算,则恢复丢失的网络通信信息短报文数据包,从而提高了网络通信质量。
为了解决上述技术问题,本研究还采用以下技术方案:
一种异构网络的接入装置,其中所述装置包括:
网络层,其内设置有N个网关,N≥5,与所述网关连接有异构网络架构,用于实现不同网络架构的数据信息通信;所述网络层内设置有SDN控制器;所述SDN控制器通过网关与各种网络架构连接;
接入层,用于在网络中直接面向用户连接或访问,实现不同网络数据信息的交互与传递;所述接入层内至少设置有PC端、监控设备、电话、传真机、多媒体设备或者无线基站;
汇聚层,设置在接入层和核心层之间,用于实现多种数据通信网络通信节点的汇聚,用于连接接入层和核心层的网络设备,为接入层提供数据的汇聚、传输、管理或者分发处理;所述汇聚层设置有PTN分组传送网络和设置在所述PTN分组传送网络内的各个分支节点;所述PTN分组传送网络内还设置有连接各地市电网公司、电厂和110KV及以下级别变电站的PTN设备;
核心层,用于实现骨干网络之间的优化传输,提高网络数据信息的可靠性和数据传输能力,所述核心层采用的网络是OTN网络,其中:
所述网络层的输出端与所述接入层的输入端连接,所述接入层的输出端与所述汇聚层的输入端连接,所述汇聚层的输出端与核心层的输入端连接。
作为本发明进一步的技术方案,所述SDN控制器还连接有信息均衡器,所述信息均衡器是通过多通道联合通信信道的传递函数实现,所述传递函数为:
公式(12)中,H为信号多径重组的特征传递函数,M为信道多径扩展的尺度,K(m)为第m个通信接口信道的时延,αmk为第n个通信信道中第k条路径的码间干扰强度,Tm表示波尔兹曼常数,τmk为功率增益。
作为本发明进一步的技术方案,所述OTN网络不同子通信模块信道的信息承载量可采用以下计算公式进行:
在公式(13)中,用字母PT(fn)表示子信道通信模块的分配功率,h(fn)表示子信道通信模块的频率响应,NR(fn)表示子信道通信模块的噪声功率,最终输出每个不同子通信模块的承载信息承载量。
作为本发明进一步的技术方案,Δf小于等于1.8。
作为本发明进一步的技术方案,fn介于3和8.5之间。
作为本发明进一步的技术方案,PT(fn)>NR(fn)。
作为本发明进一步的技术方案,h(fn)值的数据影响参数至少包括磁场、纹波、电压、电流和振动。
作为本发明进一步的技术方案,当C的值大于120时,表示信息承载量存在故障因素,当C的值介于100和120之间时,表示需要对信息承载量进行核对,当C的值小于100时,信道内的承载量为正常。
积极有益效果:
1.本发明异构网络的接入方法采用卡尔曼滤波算法对输入各种异构网络数据信息过滤,提高多种异构网络数据信息的抗干扰能力,提高数据通信的准确度。
2、本发明异构网络的接入方法在多种异构数据信息时,通过光交叉连接OXC模块实现异构网络数据信息监控、配线、复用、网管和保护。
3、本发明异构网络的接入方法采用OTN网络对接收到的核心层网络数据信息进行可靠性和数据传输时,采用自动混合编码纠错技术算法提高数据通信质量。
4、本发明引入智能SDN控制器通过网关与各种网络架构连接,能够实现不同网络数据信息的控制与应用。
5、本发明在SDN控制器还连接有信息均衡器,所述信息均衡器是通过多通道联合通信信道的传递函数实现,提高了网络数据通信率,并通过OTN网络实现不同子通信模块信道的信息承载量计算,提高了数据通信能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,其中:
图1为本发明一种异构网络的接入方法的流程示意图;
图2为本发明一种异构网络的接入装置的架构示意图;
图3为本发明一种异构网络的接入装置中OXC模块的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例一方法
如图1所示,一种异构网络的接入方法,其中包括以下步骤:
(S1)输入多种异构网络数据信息,实现不同网络架构的数据信息通信;
(S2)通过SDN控制器实现不同网络架构的数据信息通信的控制;
(S3)通过网关将不同网络架构的通信网络连接PC端、监控设备、电话、传真机、多媒体设备或者无线基站;
(S4)将多种数据通信网络通信节点汇聚起来,为接入层提供数据的汇聚、传输、管理或者分发处理;
(S5)采用OTN网络对接收到的核心层网络数据信息进行可靠性和数据传输,最终实现异构数据信息的接入。
在步骤(S1)中,由于异构网络数据信息比较多,在具体实施例中,可以采用信道识别方法,根据用户的需求,选择异构网络数据信息,以将最终的通信数据信息输入到用户需求通道。
在步骤(S2)中,所述步骤(S2)中通过SDN控制器实现不同网络架构数据信息通信的控制方法为:
(S21)采用卡尔曼滤波算法对输入各种异构网络数据信息过滤,提高多种异构网络数据信息的抗干扰能力,提高数据通信的准确度,实现原始网络安全检测数据的初始化滤波;输入的多种异构数据信息方程和检测方程公式为:
式(1)中,k表示异构网络数据信息处于某一时刻下,取不为0的自然数;xk表示异构网络数据信息在k时刻下的通信状态变量,yk为在k时刻异构网络通信质量变量;Ak和Hk分别表示在k时刻下异构网络通信状态转移矩阵和测量系数矩阵;Wk和Vk分别表示在k时刻下异构网络通信输出的动态噪声和量测噪声变量,则处理后的数据信息误差初始化方程为:
式(2)中,P为计算异构网络通信误差初始化方程中对应x的协方差,E为异构网络通信网络计算的误差值,输出数据信息为:
Qw=E[wkwk T]Rv=E[vkvk T] (5)
在公式(3)-(5)中,Q和R分别为k时刻下,异构网络通信信息动态噪声和量测噪声各自的协方差;J表示异构网络通信最终运算的滤波值;
(S22)设置光交叉连接OXC模块;
在多种异构数据信息时,通过光交叉连接OXC模块实现异构网络数据信息监控、配线、复用、网管和保护,方法为:
假设首先输入端接入M条光纤,在与M条光纤对应的输出端,也接入了M条输出光纤,这些光纤中均包含有N个单波光信号,用矩阵A代表输入的单波长光信号,则通过OXC模块的输出公式为:
在公式(6)中,λ为光交换矩阵的系数,则在OXC模块输出端产生的单波长信号为λA,λA用公式表示可以表示为:
在式(7)中,通过计算输入输出光纤数量为M时,光交换矩阵空间大小应为(M×N)×(M×N),OXC信息在传输过程中,能够使数据在较少时间延迟的情况下大大提高传输速率。
在步骤(S3)中,在通过网关将不同网络架构的通信网络连接PC端、监控设备、电话、传真机、多媒体设备或者无线基站时,由于通信网络节点较多,选择网络节点时,可以采用最优检索方法实现不同网络节点的检索,比如蚁群算法模型、猴群算法模型等。也可以采用电子式嵌入式技术,比如激光探测、红外测量,或者光速检测的方法等。
在步骤(S4)中,在将多种数据通信网络通信节点汇聚起来,为接入层提供数据的汇聚、传输、管理或者分发处理时,可以采用信息评估方法实现节点汇聚判断,比如多种数据通信网络通信时的节点编号,然后根据编号的数据特征,对这些接收到的数据特征整理、评估和判断。在一种典型实施例的应用中,采用节点分类器实现不同网络通信节点数据信息分类。
在步骤(S5)中,采用OTN网络对接收到的核心层网络数据信息进行可靠性和数据传输时,采用自动混合编码纠错技术算法提高数据通信质量,自动混合编码纠错技术算法的公式为:
其中Ld表示不同异构网络输出的网络通信信息短报文数据长度,LD为分割前的网络通信信息长报文数据长度,N为分割后的网络通信信息短报文数据包总数,Lmax是网络通信信息短报文的最大长度,i表示网络通信信息长报文信息中对短报文数据包进行分割的个数,m表示为电力通信中的丢包率;假设每个网络通信信息长报文都按照(i+1,i)ETAHC编码纠错方式进行,则输出通信数据信息公式为:
由(2)式可得出编码纠错矩阵Q为
设纠错前网络通信信息短报文数据包组集合为P{P1、P2、...、Pi},通过矩阵Q与集合P可得出纠错后的网络通信信息短报文数据包组集合为:
当接收异构数据信息为i个子包个数时,则通过编码纠错矩阵Q进行逆运算,则恢复丢失的网络通信信息短报文数据包,从而提高了网络通信质量。
实施例二装置
如图2和图3所示,一种异构网络的接入装置,其中所述装置包括:
网络层,其内设置有N个网关,N≥5,与所述网关连接有异构网络架构,用于实现不同网络架构的数据信息通信;所述网络层内设置有SDN控制器;所述SDN控制器通过网关与各种网络架构连接;
接入层,用于在网络中直接面向用户连接或访问,实现不同网络数据信息的交互与传递;所述接入层内至少设置有PC端、监控设备、电话、传真机、多媒体设备或者无线基站;
汇聚层,设置在接入层和核心层之间,用于实现多种数据通信网络通信节点的汇聚,用于连接接入层和核心层的网络设备,为接入层提供数据的汇聚、传输、管理或者分发处理;所述汇聚层设置有PTN分组传送网络和设置在所述PTN分组传送网络内的各个分支节点;所述PTN分组传送网络内还设置有连接各地市电网公司、电厂和110KV及以下级别变电站的PTN设备;
核心层,用于实现骨干网络之间的优化传输,提高网络数据信息的可靠性和数据传输能力,所述核心层采用的网络是OTN网络,其中:
所述网络层的输出端与所述接入层的输入端连接,所述接入层的输出端与所述汇聚层的输入端连接,所述汇聚层的输出端与核心层的输入端连接。
在本发明具体实施例中,所述SDN控制器还连接有信息均衡器,所述信息均衡器是通过多通道联合通信信道的传递函数实现,所述传递函数为:
公式(12)中,H为信号多径重组的特征传递函数,M为信道多径扩展的尺度,K(m)为第m个通信接口信道的时延,αmk为第n个通信信道中第k条路径的码间干扰强度,Tm表示波尔兹曼常数,τmk为功率增益。
在本发明具体实施例中,所述OTN网络不同子通信模块信道的信息承载量可采用以下计算公式进行:
在公式(13)中,用字母PT(fn)表示子信道通信模块的分配功率,h(fn)表示子信道通信模块的频率响应,NR(fn)表示子信道通信模块的噪声功率,最终输出每个不同子通信模块的承载信息承载量。
在本发明中,Δf小于等于1.8。
在本发明中,fn介于3和8.5之间。
在本发明中,PT(fn)>NR(fn)。
在本发明中,h(fn)值的数据影响参数至少包括磁场、纹波、电压、电流和振动。
在本发明中,当C的值大于120时,表示信息承载量存在故障因素,当C的值介于100和120之间时,表示需要对信息承载量进行核对,当C的值小于100时,信道内的承载量为正常。
在其他具体实施例中,还可以采用OXC模块提高数据传递效率。信号从输入端进入光交换矩阵中,交换后从输出端输出,在信号整个交换过程中由管理控制操作系统对信号进行控制管理操作。OXC模块在应用过程中,能够自携带可视化比较强的数据信息比特率和信息传输方式,OXC模块能够对各种信号进行交叉,在具体应信息处理功能比价强,无复杂的内部组织架构,设备型号比较单一,在应用起来便捷、灵活,组网方便。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这些具体实施方式仅是举例说明,本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下,可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如,合并上述方法步骤,从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此,本发明的范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (9)
1.一种异构网络的接入方法,其特征在于:包括以下步骤:
(S1)输入多种异构网络数据信息,实现不同网络架构的数据信息通信;
(S2)通过SDN控制器实现不同网络架构的数据信息通信的控制;通过SDN控制器实现不同网络架构数据信息通信的控制方法为:
(S21)采用卡尔曼滤波算法对输入各种异构网络数据信息过滤,提高多种异构网络数据信息的抗干扰能力,提高数据通信的准确度,实现原始网络安全检测数据的初始化滤波;输入的多种异构数据信息方程和检测方程公式为:
式(1)中,k表示异构网络数据信息处于某一时刻下,取不为0的自然数;xk表示异构网络数据信息在k时刻下的通信状态变量,yk为在k时刻异构网络通信质量变量;Ak和Hk分别表示在k时刻下异构网络通信状态转移矩阵和测量系数矩阵;Wk和Vk分别表示在k时刻下异构网络通信输出的动态噪声和量测噪声变量,则处理后的数据信息误差初始化方程为:
式(2)中,P为计算异构网络通信误差初始化方程中对应x的协方差,E为异构网络通信网络计算的误差值,输出数据信息为:
Qw=E[wkwk T]Rv=E[vkvk T] (5)
在公式(3)-(5)中,Q和R分别为k时刻下,异构网络通信信息动态噪声和量测噪声各自的协方差;J表示异构网络通信最终运算的滤波值;
(S22)设置光交叉连接OXC模块;
在多种异构数据信息时,通过光交叉连接OXC模块实现异构网络数据信息监控、配线、复用、网管和保护,方法为:
假设首先输入端接入M条光纤,在与M条光纤对应的输出端,也接入了M条输出光纤,这些光纤中均包含有N个单波光信号,用矩阵A代表输入的单波长光信号,则通过OXC模块的输出公式为:
在公式(6)中,λ为光交换矩阵的系数,则在OXC模块输出端产生的单波长信号为λA,λA用公式表示可以表示为:
在式(7)中,通过计算输入输出光纤数量为M时,光交换矩阵空间大小应为(M×N)×(M×N),OXC信息在传输过程中,能够使数据在较少时间延迟的情况下大大提高传输速率;
(S3)通过网关将不同网络架构的通信网络连接PC端、监控设备、电话、传真机、多媒体设备或者无线基站;
(S4)将多种数据通信网络通信节点汇聚起来,为接入层提供数据的汇聚、传输、管理或者分发处理;
(S5)采用OTN网络对接收到的核心层网络数据信息进行可靠性和数据传输,最终实现异构数据信息的接入;所述步骤(S5)采用OTN网络对接收到的核心层网络数据信息进行可靠性和数据传输时,采用自动混合编码纠错技术算法提高数据通信质量,自动混合编码纠错技术算法的公式为:
其中Ld表示不同异构网络输出的网络通信信息短报文数据长度,LD为分割前的网络通信信息长报文数据长度,N为分割后的网络通信信息短报文数据包总数,Lmax是网络通信信息短报文的最大长度,i表示网络通信信息长报文信息中对短报文数据包进行分割的个数,m表示为电力通信中的丢包率;假设每个网络通信信息长报文都按照(i+1,i)ETAHC编码纠错方式进行,则输出通信数据信息公式为:
由(2)式可得出编码纠错矩阵Q为
设纠错前网络通信信息短报文数据包组集合为P{P1、P2、...、Pi},通过矩阵Q与集合P可得出纠错后的网络通信信息短报文数据包组集合为:
当接收异构数据信息为i个子包个数时,则通过编码纠错矩阵Q进行逆运算,则恢复丢失的网络通信信息短报文数据包,从而提高了网络通信质量。
2.一种异构网络的接入装置,其特征在于:所述装置包括:
网络层,其内设置有N个网关,N≥5,与所述网关连接有异构网络架构,用于实现不同网络架构的数据信息通信;所述网络层内设置有SDN控制器;所述SDN控制器通过网关与各种网络架构连接;
接入层,用于在网络中直接面向用户连接或访问,实现不同网络数据信息的交互与传递;所述接入层内至少设置有PC端、监控设备、电话、传真机、多媒体设备或者无线基站;
汇聚层,设置在接入层和核心层之间,用于实现多种数据通信网络通信节点的汇聚,用于连接接入层和核心层的网络设备,为接入层提供数据的汇聚、传输、管理或者分发处理;所述汇聚层设置有PTN分组传送网络和设置在所述PTN分组传送网络内的各个分支节点;所述PTN分组传送网络内还设置有连接各地市电网公司、电厂和110KV及以下级别变电站的PTN设备;
核心层,用于实现骨干网络之间的优化传输,提高网络数据信息的可靠性和数据传输能力,所述核心层采用的网络是OTN网络,其中:
所述网络层的输出端与所述接入层的输入端连接,所述接入层的输出端与所述汇聚层的输入端连接,所述汇聚层的输出端与核心层的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的一种异构网络的接入装置,其特征在于:Δf小于等于1.8。
6.根据权利要求4所述的一种异构网络的接入装置,其特征在于:fn介于3和8.5之间。
7.根据权利要求4所述的一种异构网络的接入装置,其特征在于:PT(fn)>NR(fn)。
8.根据权利要求4所述的一种异构网络的接入装置,其特征在于:h(fn)值的数据影响参数至少包括磁场、纹波、电压、电流和振动。
9.根据权利要求4所述的一种异构网络的接入装置,其特征在于:当C的值大于120时,表示信息承载量存在故障因素,当C的值介于100和120之间时,表示需要对信息承载量进行核对,当C的值小于100时,信道内的承载量为正常。
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2021
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