一种面向多业务需求保障的路由选择方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电力通信技术领域，公开了一种面向多业务需求保障的路由选择方法及装置，包括：根据接收到的若干个业务请求，得到所述业务请求对应的目标馈线终端设备，并计算与所述目标馈线终端设备之间存在的若干条路由；根据所述业务请求的类型和所述路由，分别建立授时误差模型、短报文通信时延模型和定位误差模型，所述业务请求的类型包括授时、短报文通信和定位；根据所述授时误差模型、所述短报文通信时延模型和所述定位误差模型，建立路由选择模型；通过改进的epsilon

【技术实现步骤摘要】
一种面向多业务需求保障的路由选择方法及装置


[0001]本专利技术涉及电力通信
，特别是涉及一种面向多业务需求保障的路由选择方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，电力系统通信主要通过光纤专网方式进行数据传输，需要铺设大量光缆，在配电台区点多面广结构复杂的网络环境中具有施工难度大、成本高等缺点，难以实现电力通信网全覆盖，无法保障海量馈线装置终端(Feeder Terminal Unit，FTU)的定位、授时、通信等业务的需求。北斗三号全球卫星导航系统(BeiDou
‑
3，BD3)集成卫星授时、短报文通信、以及精准定位等功能于一体，进行全天候、全天时观测，在杆塔监测、输电线路地质灾害监测、配电线路自动化监测、无人巡检等电力场景下均具有广阔应用空间。
[0003]但是现有的BD3装置运行维护成本高，定位、授时、短报文通信等功能模块集成度低，缺乏统一规范，操作难度大，容易出现数据通信协议不匹配等问题，在多业务数据流并发时，由于缺少统一的调度各业务对路由的优劣缺少全局判断，导致某些路由出现数据流堵塞，无法满足多业务需求保障。业务数据流的不平衡性导致系统整体工作效率下降。此外随着大量新型电力业务的兴起，传统的基于机器学习的多业务路由选择算法需要大量的样本进行训练，并且容易陷入局部最优且收敛速度慢，影响信息传输速率，降低信息传输效率，难以实现多业务需求保障。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种面向多业务需求保障的路由选择方法及装置，通过在多业务并发的基础上进行灵活的路由规划，能够在降低成本和操作难度的同时提升各业务数据流之间的平衡，保障多业务需求，并且能够提高电网系统整体覆盖率和工作效率。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种面向多业务需求保障的路由选择方法，所述方法包括：
[0006]根据接收到的若干个业务请求，得到所述业务请求对应的目标馈线终端设备，并计算与所述目标馈线终端设备之间存在的若干条路由；
[0007]根据所述业务请求的类型和所述路由，分别建立授时误差模型、短报文通信时延模型和定位误差模型，所述业务请求的类型包括授时、短报文通信和定位；
[0008]根据所述授时误差模型、所述短报文通信时延模型和所述定位误差模型，建立路由选择模型；
[0009]通过改进的epsilon
‑
greedy算法对所述路由选择模型进行计算，得到所述业务请求对应的最优路由；
[0010]其中，采用如下公式计算所述路由选择模型：
[0011]Request
i
(SA,TN,U
TS
(i),U
SMC
(i),U
P
(i),TSE
max
,D
max
,PE
max
)
[0012]式中，SA表示业务请求的发送方，TN表示业务请求的接收方即目标馈线终端设备，U
TS
(i),U
SMC
(i),U
P
(i)分别为第i次迭代授时数据包 TS的大小、短报文通信数据包SMC的大小和定位数据包P的大小, TSE
max
为TN最大可以承受的授时误差，D
max
为TN最大可以承受的短报文通信时延，PE
max
为TN最大可以承受的定位误差。
[0013]进一步地，所述根据所述业务请求的类型和所述路由，分别建立授时误差模型、短报文通信时延模型和定位误差模型的步骤包括：
[0014]根据所述业务请求的类型，得到授时数据包大小、短报文通信数据包大小、定位数据包大小、链路传输授时数据速率、短报文通信数据速率和定位数据速率；
[0015]根据所述授时数据包大小和所述链路传输授时数据速率，得到授时数据包时延，并根据授时数据包的误差，得到授时误差模型；
[0016]根据所述短报文通信数据包大小和所述短报文通信数据速率，得到短报文通信时延模型；
[0017]根据所述定位数据包大小和所述定位数据速率，得到定位数据包时延，并根据所述定位数据包的信干燥比，得到定位误差模型。
[0018]进一步地，采用如下公式计算所述链路传输授时数据速率、所述短报文通信数据速率和所述定位数据速率：
[0019][0020]式中，分别为第i次迭代授时数据、短报文通信数据、定位数据传输时所占带宽,分别为授时、短报文通信和定位三种业务传输功率，h
m1
(i),h
m2
(i),h
m3
(i)分别为路由r
m1
,r
m2
,r
m3
的增益，m1,m2,m3∈{1,...,M}且三者可以相等，M为SA到TN之间的所有路由数量，S
f1
为除了授时业务以外的其他两种业务种类集合，S
f2
为除了短报文通信业务以外的其他两种业务种类集合，S
f3
为除了定位业务以外的其他两种业务种类集合，σ为高斯白噪声；
[0021]采用如下公式计算所述授时误差模型：
[0022][0023]式中，TSE为授时误差，为TN接收来自SA的授时数据包的时延，O
TS
为接收授时收据包的误差，为授时数据包的路由选择变量，m为路由r
m
，R为M条路由的集合，R＝{r1,
…
r2,
…
,r
M
}，i为第i 次迭代；
[0024]采用如下公式计算所述短报文通信时延模型：
[0025][0026]式中，D为TN接收定位数据包的时延，U
SMC
为短报文通信数据包大小，为短报文通信数据速率，为短报文通信数据包的路由选择变量；
[0027]采用如下公式计算所述定位误差模型：
[0028][0029]式中，PE为定位误差，为TN接收来自SA的定位数据包的时延，γ
P
为信干燥比，为定位数据包的路由选择变量。
[0030]进一步地，所述通过改进的epsilon
‑
greedy算法对所述路由选择模型进行计算，得到所述业务请求对应的最优路由的步骤包括：
[0031]获取所述路由选择模型的开销函数，并根据所述开销函数将所述路由选择模型转化为多臂机模型；
[0032]使用基于softmax函数改进的epsilon
‑
greedy算法对所述多臂机模型进行计算，得到所述业务请求对应的最优路由。
[0033]进一步地，所述使用基于softmax函数改进的epsilon
‑
greedy算法对所述多臂机模型进行计算，得到所述业务请求对应的最优路由的步骤包括：
[0034]根据所述开销函数，得到选择摇臂的奖励；
[0035]对选择的所述摇臂的参数进行初始化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向多业务需求保障的路由选择方法，其特征在于，包括：根据接收到的若干个业务请求，得到所述业务请求对应的目标馈线终端设备，并计算与所述目标馈线终端设备之间存在的若干条路由；根据所述业务请求的类型和所述路由，分别建立授时误差模型、短报文通信时延模型和定位误差模型，所述业务请求的类型包括授时、短报文通信和定位；根据所述授时误差模型、所述短报文通信时延模型和所述定位误差模型，建立路由选择模型；通过改进的epsilon
‑
greedy算法对所述路由选择模型进行计算，得到所述业务请求对应的最优路由；其中，采用如下公式计算所述路由选择模型：Request
i
(SA,TN,U
TS
(i),U
SMC
(i),U
P
(i),TSE
max
,D
max
,PE
max
)式中，SA表示业务请求的发送方，TN表示业务请求的接收方即目标馈线终端设备，U
TS
(i),U
SMC
(i),U
P
(i)分别为第i次迭代授时数据包TS的大小、短报文通信数据包SMC的大小和定位数据包P的大小,TSE
max
为TN最大可以承受的授时误差，D
max
为TN最大可以承受的短报文通信时延，PE
max
为TN最大可以承受的定位误差。2.根据权利要求1所述的面向多业务需求保障的路由选择方法，其特征在于，所述根据所述业务请求的类型和所述路由，分别建立授时误差模型、短报文通信时延模型和定位误差模型的步骤包括：根据所述业务请求的类型，得到授时数据包大小、短报文通信数据包大小、定位数据包大小、链路传输授时数据速率、短报文通信数据速率和定位数据速率；根据所述授时数据包大小和所述链路传输授时数据速率，得到授时数据包时延，并根据授时数据包的误差，得到授时误差模型；根据所述短报文通信数据包大小和所述短报文通信数据速率，得到短报文通信时延模型；根据所述定位数据包大小和所述定位数据速率，得到定位数据包时延，并根据所述定位数据包的信干燥比，得到定位误差模型。3.根据权利要求2所述的面向多业务需求保障的路由选择方法，其特征在于，采用如下公式计算所述链路传输授时数据速率、所述短报文通信数据速率和所述定位数据速率：
式中，分别为第i次迭代授时数据、短报文通信数据、定位数据传输时所占带宽，分别为授时、短报文通信和定位三种业务传输功率，h
m1
(i),h
m2
(i),h
m3
(i)分别为路由r
m1
,r
m2
,r
m3
的增益，m1,m2,m3∈{1,...,M}且三者可以相等，M为SA到TN之间的所有路由数量，S
f1
为除了授时业务以外的其他两种业务种类集合，S
f2
为除了短报文通信业务以外的其他两种业务种类集合，S
f3
为除了定位业务以外的其他两种业务种类集合，σ为高斯白噪声；采用如下公式计算所述授时误差模型：式中，TSE为授时误差，为TN接收来自SA的授时数据包的时延，O
TS
为接收授时收据包的误差，为授时数据包的路由选择变量，m为路由r
m
，R为M条路由的集合，R＝{r1,
…
r2,
…
,r
M
}，i为第i 次迭代；采用如下公式计算所述短报文通信时延模型：式中，D为TN接收定位数据包的时延，U
SMC
为短报文通信数据包大小，为短报文通信数据速率，为短报文通信数据包的路由选择变量；采用如下公式计算所述定位误差模型：式中，PE为定位误差，为TN接收来自SA的定位数据包的时延，γ
P
为信干燥比，为定位数据包的路由选择变量。
4.根据权利要求1所述的面向多业务需求保障的路由选择方法，其特征在于，所述通过改进的epsilon
‑
greedy算法对所述路由选择模型进行计算，得到所述业务请求对应的最优路由的步骤包括：获取所述路由选择模型的开销函数，并根据所述开销函数将所述路由选择模型转化为多臂机模型；使用基于softmax函数改进的epsilon
‑
greedy算法...

【专利技术属性】
技术研发人员：余志文，赵瑞锋，戴月，卢建刚，曾凯文，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：