无线接入频谱灵活光网络的能耗优化方法、系统技术方案

本发明专利技术提供一种无线接入频谱灵活光网络的能耗优化方法、系统，所述方法包括：获取一组业务请求；基于业务流量疏导算法，得到所述业务请求最小占用的远端射频头数目和最小占用的基带单元端口；基于流量疏导能耗优化的目标函数的约束条件，求解所述目标函数，以实现所述业务请求的传输。

Energy Consumption Optimization Method and System for Wireless Access Spectrum Flexible Optical Networks

【技术实现步骤摘要】
无线接入频谱灵活光网络的能耗优化方法、系统
本专利技术涉及信号处理
，具体地，涉及一种无线接入频谱灵活光网络的能耗优化方法、系统。
技术介绍
随着互联网、大数据、数据中心、超高清晰视频、人工智能、虚拟现实、自动驾驶等业务需求的发展，当前移动网络带宽服务和传输速率难以适应业务发展需求，急需从网络带宽、速率、传输时延、效率等方面对移动网络进行升级换代。第五代(5G)移动网络应运而生，第五代(5G)移动网络将不仅能提供不同的网络服务，如增强的移动宽带、媒体传输、工业应用、自动驾驶，而且还能满足大带宽和低延迟的应用服务需求。为了传输移动网络的数据业务，光通信网络在移动前传和回传网络中扮演着重要角色。因此，提高5G移动网络的能耗效率，实现无线接入频谱灵活光网络的最优化功耗是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术至少部分解决解决大带宽、低时延、高效率的5G光接入移动网的能耗效率问题，通过采用业务流量疏导方法，提出面向功耗最小的整数线性规划模型，实现了无线接入频谱灵活光网络的最优化功耗。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是一种无线接入频谱灵活光网络的能耗优化方法，包括：获取一组业务请求；基于流量疏导能耗优化的目标函数的约束条件，求解所述目标函数，得到所述业务请求最小占用的远端射频头数目和最小占用的基带单元端口；使用所述远端射频头数目和所述基带单元端口承载所述业务请求的流量需求；其中，所述目标函数的表达式为：式中，PRRH：远端射频头的单位功耗；Xi,j：二进制变量，如果在第i个基站中的第j个RRH被占用，则Xi,j为1，否则为0；T:表示单位时间；PBBU：基带单元端口的单位功耗；Yi,k：二进制变量，如果在第i个基站中的第j个BBU端口被占用，则Yi,k为1，否则为0；A：一组基站区域集合；i：在基站中第i区域的索引编号；j：第j个RRH的索引编号；k：第k个BBU端口索引编号；所述目标函数的约束条件包括：(1)保证所述业务请求需求的带宽流量小于或等于第i个基站中的第j个RRH的容量；(2)保证所述业务请求需求的带宽流量小于或等于第i个基站中的第k个BBU端口的容量；(3)所述业务请求的带宽流量需求小于或等于在源节点区域(i＝s)到目的节点区域(i＝d)的RRH提供的容量；(4)所述业务请求的带宽流量需求小于或等于在源节点区域(i＝s)到目的节点区域(i＝d)的BBU端口提供的容量；(5)在源节点s或目的节点d上，保证了每一个所述业务请求(s,d)的带宽流量需求小于或等于在第j个基站上的RRH提供的容量；(6)在源节点s或目的节点d上，保证了每一个所述业务请求(s,d)的带宽流量需求小于或等于在第k个BBU端口所提供的容量。可选地，所述基于业务流量疏导算法，得到所述业务请求最小占用的远端射频头数目和最小占用的基带单元端口，包括：在本地小区基站中，根据每一个业务需求流量需求，进行流量信息收集与汇聚；将这些汇聚的所述流量信息被切分成不同的数据速率，且所述数据速率和每一个前端功能的远端射频头所承载的速率一一对应相同。可选地，所述基于流量疏导能耗优化的目标函数的约束条件，求解所述目标函数，包括：获取所述目标函数的输入常量、变量索引、变量参数；基于所述输入常量、所述变量索引、所述变量参数求解所述目标函数；其中，所述输入常量包括：1)PRRH：远端射频头的单位功耗；2)PBBU：基带单元端口的单位功耗；3)RRHCi,j：在第i区域里第j个RRH的容量；4)BBUCi,k：在第i区域里第k个BBU端口的容量；5)Λs,d：从源节点s到目的节点d的业务流量大小；6)(s,d)：从源节点s到目的节点d的业务请求，其中s≠d；7)CR：一组已知的业务请求；8)A：一组基站区域集合；9)AR：在一个基站中一组RRH集合；10)B：在一个区域中一组BBU端口集合；11)T:表示单位时间。所述变量索引包括：1)i：在基站中第i区域的索引编号；2)j：第j个RRH的索引编号；3)k：第k个BBU端口索引编号；4)s和d：从源节点s到目的节点d的业务请求的索引编号。所述变量参数包括：1)Xi,j：二进制变量，如果在第i个基站中的第j个RRH被占用，则Xi,j为1，否则为0；2)Yi,k：二进制变量，如果在第i个基站中的第j个BBU端口被占用，则Yi,k为1，否则为0；3)二进制变量，如果业务请求(s,d)占用第i个基站中第j个RRH，则为1，否则为0；4)二进制变量，如果业务请求(s,d)占用第i个基站中第k个BBU端口，则为1，否则为0。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是一种无线接入频谱灵活光网络的能耗优化系统，包括：业务请求获取模块，用于获取一组业务请求；运算模块，用于基于流量疏导能耗优化的目标函数的约束条件，求解所述目标函数，得到所述业务请求最小占用的远端射频头数目和最小占用的基带单元端口；传输模块，使用所述远端射频头数目和所述基带单元端口承载所述业务请求的流量需求；其中，所述目标函数的表达式为：式中，PRRH：远端射频头的单位功耗；Xi,j：二进制变量，如果在第i个基站中的第j个RRH被占用，则Xi,j为1，否则为0；T:表示单位时间；PBBU：基带单元端口的单位功耗；Yi,k：二进制变量，如果在第i个基站中的第j个BBU端口被占用，则Yi,k为1，否则为0；A：一组基站区域集合；i：在基站中第i区域的索引编号；j：第j个RRH的索引编号；k：第k个BBU端口索引编号；所述目标函数的约束条件包括：(1)保证所述业务请求需求的带宽流量小于或等于第i个基站中的第j个RRH的容量；(2)保证所述业务请求需求的带宽流量小于或等于第i个基站中的第k个BBU端口的容量；(3)所述业务请求的带宽流量需求小于或等于在源节点区域(i＝s)到目的节点区域(i＝d)的RRH提供的容量；(4)所述业务请求的带宽流量需求小于或等于在源节点区域(i＝s)到目的节点区域(i＝d)的BBU端口提供的容量；(5)在源节点s或目的节点d上，保证了每一个所述业务请求(s,d)的带宽流量需求小于或等于在第j个基站上的RRH提供的容量；(6)在源节点s或目的节点d上，保证了每一个所述业务请求(s,d)的带宽流量需求小于或等于在第k个BBU端口所提供的容量。可选地，所述运算模块包括：数据输入单元，用于获取所述目标函数的输入常量、变量索引、变量参数；基于所述输入常量、所述变量索引、所述变量参数求解所述目标函数本专利技术无线接入频谱灵活光网络的能耗优化方法、系统至少有如下有益效果：无线网络流量由远端射频头通过汇聚的方式进入基带单元(BBU)池，通过采用流量疏导方法，把业务流量接入到频谱灵活光网络，使无线接入频谱灵活光网络提供服务。通过采用流量疏导方法，减少无线接入频谱灵活光网络的远端射频头和基带单元端口的数目，使网络的能耗降低。附图说明图1为本专利技术实施例1的无线接入频谱灵活光网络的能耗优化方法的流程图；图2为本专利技术实施例1的无线接入频谱灵活光网络的能耗优化系统的框图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。无线(5GC-RAN)接入频谱灵活光网络的架构描述：无线接入频谱灵活光网络由具备前端功能的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线接入频谱灵活光网络的能耗优化方法，其特征在于，包括：获取一组业务请求；基于业务流量疏导算法，得到所述业务请求最小占用的远端射频头数目和最小占用的基带单元端口；基于流量疏导能耗优化的目标函数的约束条件，求解所述目标函数，以实现所述业务请求的传输；其中，所述目标函数的表达式为：

【技术特征摘要】
1.一种无线接入频谱灵活光网络的能耗优化方法，其特征在于，包括：获取一组业务请求；基于业务流量疏导算法，得到所述业务请求最小占用的远端射频头数目和最小占用的基带单元端口；基于流量疏导能耗优化的目标函数的约束条件，求解所述目标函数，以实现所述业务请求的传输；其中，所述目标函数的表达式为：式中，PRRH：远端射频头的单位功耗；Xi,j：二进制变量，如果在第i个基站中的第j个RRH被占用，则Xi,j为1，否则为0；T:表示单位时间；PBBU：基带单元端口的单位功耗；Yi,k：二进制变量，如果在第i个基站中的第j个BBU端口被占用，则Yi,k为1，否则为0；A：一组基站区域集合；i：在基站中第i区域的索引编号；j：第j个RRH的索引编号；k：第k个BBU端口索引编号；所述目标函数的约束条件包括：(1)保证所述业务请求需求的带宽流量小于或等于第i个基站中的第j个RRH的容量；(2)保证所述业务请求需求的带宽流量小于或等于第i个基站中的第k个BBU端口的容量；(3)所述业务请求的带宽流量需求小于或等于在源节点区域(i＝s)到目的节点区域(i＝d)的RRH提供的容量；(4)所述业务请求的带宽流量需求小于或等于在源节点区域(i＝s)到目的节点区域(i＝d)的BBU端口提供的容量；(5)在源节点s或目的节点d上，保证了每一个所述业务请求(s,d)的带宽流量需求小于或等于在第j个基站上的RRH提供的容量；(6)在源节点s或目的节点d上，保证了每一个所述业务请求(s,d)的带宽流量需求小于或等于在第k个BBU端口所提供的容量。2.根据权利要求1所述的无线接入频谱灵活光网络的能耗优化方法，其特征在于，所述基于业务流量疏导算法，得到所述业务请求最小占用的远端射频头数目和最小占用的基带单元端口，包括：在本地小区基站中，根据每一个业务需求流量需求，进行流量信息收集与汇聚；将这些汇聚的所述流量信息被切分成不同的数据速率，且所述数据速率和每一个前端功能的远端射频头所承载的速率一一对应相同。3.根据权利要求1所述的无线接入频谱灵活光网络的能耗优化方法，其特征在于，所述基于流量疏导能耗优化的目标函数的约束条件，求解所述目标函数，包括：获取所述目标函数的输入常量、变量索引、变量参数；基于所述输入常量、所述变量索引、所述变量参数求解所述目标函数；其中，所述输入常量包括：1)PRRH：远端射频头的单位功耗；2)PBBU：基带单元端口的单位功耗；3)RRHCi,j：在第i区域里第j个RRH的容量；4)BBUCi,k：在第i区域里第k个BBU端口的容量；5)Λs,d：从源节点s到目的节点d的业务流量大小；6)(s,d)：从源节点s到目的节点d的业务请求，其中s≠d；7)CR：一组已知的业务请求；8)A...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伯文，沈纲祥，高明义，向练，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32