終端通信接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)資源分配策略研究*

黃 輝,喻 強(qiáng),陳 翰,韋 樸,虞 躍

(1.全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院信息通信研究所,南京 210003;2.東南大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院,南京 210096;3.南京工程學(xué)院通信工程學(xué)院,南京 211167)

終端通信接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)資源分配策略研究*

黃 輝1,喻 強(qiáng)1,陳 翰2,韋 樸3,虞 躍1

(1.全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院信息通信研究所,南京 210003;2.東南大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院,南京 210096;3.南京工程學(xué)院通信工程學(xué)院,南京 211167)

在不改變現(xiàn)有國(guó)家電網(wǎng)通信網(wǎng)中各種體制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的前提下,通過(guò)增加網(wǎng)絡(luò)融合網(wǎng)關(guān)和終端接入網(wǎng)關(guān)兩種功能實(shí)體,提出了一種雙通信代理機(jī)制的異構(gòu)網(wǎng)協(xié)同融合傳輸方案,并由此設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于時(shí)延的負(fù)載感知的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源分配算法,實(shí)現(xiàn)了多業(yè)務(wù)綜合接入及多網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)協(xié)同環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)資源分配技術(shù)。數(shù)據(jù)分析表明該算法在平均時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)開銷及丟包率等方面優(yōu)于均勻分配算法、定時(shí)反饋的負(fù)載感知流量分配算法。

電力終端通信接入網(wǎng);網(wǎng)絡(luò)資源分配;網(wǎng)絡(luò)融合網(wǎng)關(guān);終端接入網(wǎng)關(guān)

電力通信網(wǎng)作為電網(wǎng)的技術(shù)支撐手段和基礎(chǔ)平臺(tái)設(shè)施,其網(wǎng)絡(luò)規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,是智能電網(wǎng)通信的有力保障。終端通信接入網(wǎng)是電力通信網(wǎng)的重要組成部分,它是電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ),提供了配電自動(dòng)化、用電信息采集、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、分布式能源、智能用電、電動(dòng)汽車充換電站等多種電力業(yè)務(wù)的接入和控制。當(dāng)前電力終端通信接入網(wǎng)采用的建設(shè)和運(yùn)維模式是各個(gè)業(yè)務(wù)部門按業(yè)務(wù)系統(tǒng)獨(dú)自建網(wǎng),形成多張網(wǎng)絡(luò),各個(gè)部門自行維護(hù),形成了多種業(yè)務(wù)、多張網(wǎng)絡(luò)、多種通信方式并存的接入網(wǎng)現(xiàn)狀。如何依托電力終端通信接入網(wǎng)現(xiàn)有的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),面向業(yè)務(wù)需求,為智能電網(wǎng)信息傳輸構(gòu)建統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)層架構(gòu)是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同融合

目前電力終端通信接入網(wǎng)主要采用公用移動(dòng)通信(GPRS、CDMA)、中壓電力線載波、光纖專網(wǎng)等多種通信方式。光纖專網(wǎng)通信方式包括光調(diào)制解調(diào)器(Modem)、工業(yè)以太網(wǎng)、無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)等技術(shù)。終端通信接入網(wǎng)中異構(gòu)環(huán)境的覆蓋與支持不同接入技術(shù)的多模終端的出現(xiàn),在網(wǎng)絡(luò)資源分配策略方面引出了新的研究問(wèn)題。這些網(wǎng)絡(luò)在傳輸方式、接入方式、業(yè)務(wù)QoS體系及系統(tǒng)目標(biāo)等方面存在差異,使得相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源管理機(jī)制也存在差異。

本論文基于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同融合的思想,在不改變現(xiàn)有電力通信網(wǎng)中各種體制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的前提下,通過(guò)增加網(wǎng)絡(luò)融合網(wǎng)關(guān)NI-GW(Network Integration Gateway)和終端接入網(wǎng)關(guān)EA-GW(Endpoint Access Gateway)兩種功能實(shí)體,提出了一種雙通信代理機(jī)制異構(gòu)網(wǎng)協(xié)同融合傳輸設(shè)計(jì)方案,如圖1所示,實(shí)現(xiàn)了電力業(yè)務(wù)與通信網(wǎng)絡(luò)的解耦,在異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)上統(tǒng)一接入承載智能電網(wǎng)多業(yè)務(wù)。NI-GW向上承載業(yè)務(wù)需求,EA-GW提供終端統(tǒng)一接口,虛擬終端資源;NI-GW和EA-GW之間存在一種或多種通信方式,由NI-GW和EA-GW根據(jù)實(shí)際的業(yè)務(wù)需求,選擇合適的通信方式和資源調(diào)度方案;對(duì)于業(yè)務(wù)層而言,NI-GW和EA-GW之間的通信網(wǎng)絡(luò)透明,直接面對(duì)終端虛擬資源。本論文所提出的融合網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)方案能依據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)、用戶策略、運(yùn)營(yíng)策略,實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)智能選擇技術(shù),實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)在不同網(wǎng)絡(luò)間的智能切換,進(jìn)一步細(xì)化了網(wǎng)絡(luò)選擇與資源分配顆粒度,提高業(yè)務(wù)接入靈活性,實(shí)現(xiàn)了多業(yè)務(wù)綜合接入及多網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)協(xié)同。典型的包含控制業(yè)務(wù)的配用電業(yè)務(wù)在多業(yè)務(wù)承載接入網(wǎng)體系架構(gòu)中的承載方案圖2和圖3所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)融合網(wǎng)關(guān)和終端接入網(wǎng)關(guān)

圖2 用電業(yè)務(wù)承載接入網(wǎng)體系架構(gòu)承載方案

圖3 配電業(yè)務(wù)承載接入網(wǎng)體系架構(gòu)承載方案

2 網(wǎng)絡(luò)資源分配

多數(shù)文獻(xiàn)闡述的網(wǎng)絡(luò)資源分配策略圍繞電信公網(wǎng)中的異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)展開,包括功率分配、切換控制、接納控制、網(wǎng)絡(luò)調(diào)度和管理、負(fù)載控制、無(wú)線信道分配等,目的是在信道特性因信道衰落和干擾而起伏變化等情況下,靈活分配和動(dòng)態(tài)調(diào)整有限的網(wǎng)絡(luò)資源,為無(wú)線用戶終端提供QoS保障,最大化無(wú)線頻譜利用率,防止網(wǎng)絡(luò)擁塞[1-2]。文獻(xiàn)[3]提出了一個(gè)基于最大化系統(tǒng)吞吐量的聯(lián)合分配算法,但其考慮的分配帶寬是連續(xù)變量,文獻(xiàn)[4-6]在文獻(xiàn)[3]的基礎(chǔ)上進(jìn)行了不同程度的深入研究,文獻(xiàn)[4]改進(jìn)了求解中使用的牛頓迭代法,文獻(xiàn)[5]增加了最大發(fā)送功率受限的要求,文獻(xiàn)[6-7]均考慮了不同業(yè)務(wù)需求,比如保證時(shí)延受限用戶最小速率需求,以及盡力服務(wù)用戶速率相等或者成一定比例[7],但其研究的總優(yōu)化目標(biāo)都是最大化系統(tǒng)吞吐率,且分配連續(xù)的帶寬。作為能夠在最大化系統(tǒng)吞吐量、保證用戶的絕對(duì)公平兩方面進(jìn)行折衷的性能指標(biāo),比例公平性受到廣泛關(guān)注,文獻(xiàn)[8-10]分別是蜂窩系統(tǒng)、中繼系統(tǒng)以及有線/無(wú)線融合系統(tǒng)中的相關(guān)研究。電力通信網(wǎng)較電信公網(wǎng)中業(yè)務(wù)類型的特殊性,使得其網(wǎng)絡(luò)資源分配策略有所區(qū)別。按照電網(wǎng)生產(chǎn)、運(yùn)行及企業(yè)管理、經(jīng)營(yíng)的特點(diǎn),電力通信網(wǎng)承載的業(yè)務(wù)類型可劃分為電網(wǎng)生產(chǎn)調(diào)度業(yè)務(wù)、管理信息化兩大類業(yè)務(wù)。關(guān)鍵運(yùn)行業(yè)務(wù)是指遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、繼電保護(hù)信號(hào)和調(diào)度電話等;關(guān)鍵運(yùn)行業(yè)務(wù)信息量不大,但對(duì)通信的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、安全性和可靠性要求很高;是一種要求和其他業(yè)務(wù)分離的、不和其他業(yè)務(wù)進(jìn)行交叉融合的獨(dú)立性信息系統(tǒng);事務(wù)管理業(yè)務(wù)包括行政電話、會(huì)議電話和會(huì)議電視、管理信息數(shù)據(jù)等。事務(wù)管理性業(yè)務(wù)則是業(yè)務(wù)種類多、變化快、通信流量大,必須進(jìn)行寬帶傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)。

本論文基于雙通信代理機(jī)制異構(gòu)網(wǎng)融合網(wǎng)關(guān)NI-GW和EA-GW的設(shè)計(jì),對(duì)電力終端通信接入網(wǎng)關(guān)中網(wǎng)絡(luò)資源分配策略進(jìn)行了研究,提出如圖4所示的電力通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)資源分配框架,網(wǎng)絡(luò)流量分配機(jī)制由網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)認(rèn)知、流量分配策略兩部分組成,在NI-GW中設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。從應(yīng)用層到來(lái)的業(yè)務(wù),通過(guò)傳輸層的封裝,傳遞到網(wǎng)絡(luò)層,此時(shí),啟動(dòng)流量分配器,流量分配策略從網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)模塊獲取分配依據(jù),計(jì)算各個(gè)網(wǎng)絡(luò)分配的流量大小,將分配結(jié)果遞交給流量分配執(zhí)行模塊,控制流量分配的實(shí)現(xiàn)。業(yè)務(wù)流量的分配需要認(rèn)知和估計(jì)EA-GW狀態(tài),因此,需要網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢測(cè)模塊來(lái)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的各種狀態(tài)。在典型的電信公網(wǎng)異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中用戶會(huì)話的發(fā)起和終止及用戶在網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng),使網(wǎng)絡(luò)所承載的負(fù)載大小具有時(shí)變性。但對(duì)于電力終端通信接入網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)移動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)所處環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)中的各種干擾具有一定的可預(yù)知性,使得在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源分配時(shí)可以更直接的對(duì)網(wǎng)絡(luò)中鏈路的傳輸性能變化響應(yīng)。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)網(wǎng)絡(luò)并存,網(wǎng)絡(luò)具有不同的業(yè)務(wù)分布狀況和不同的網(wǎng)絡(luò)性能,如有的網(wǎng)絡(luò)承載業(yè)務(wù)重,網(wǎng)絡(luò)繁忙甚至擁塞,而有的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)輕閑,網(wǎng)絡(luò)資源利用率低。單純的以網(wǎng)絡(luò)鏈路的時(shí)延為指標(biāo)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)資源分配算法,既不能反映網(wǎng)絡(luò)的性能也不能反映網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)狀況,僅依據(jù)它來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)間業(yè)務(wù)流量的分配,并不能很好的解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)流量分布不均衡問(wèn)題。因此,需要進(jìn)一步對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)特性進(jìn)行研究,如網(wǎng)絡(luò)吞吐量、網(wǎng)絡(luò)平均時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)容量等特征,提出針對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)特性進(jìn)行業(yè)務(wù)流量分配的算法。

圖4 網(wǎng)絡(luò)資源分配框架

本論文對(duì)電力終端通信接入網(wǎng)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)EA-GW性能進(jìn)行研究,基于網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延性能和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于時(shí)延的負(fù)載感知的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源分配算法,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的估計(jì)時(shí)延來(lái)反映網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,充分利用各種類型的電力終端通信接入網(wǎng)傳輸資源。網(wǎng)絡(luò)負(fù)載重,分配較少的業(yè)務(wù)流量;網(wǎng)絡(luò)負(fù)載輕,分配較多的業(yè)務(wù)量,使業(yè)務(wù)在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中達(dá)到均衡分布狀態(tài),從而使網(wǎng)絡(luò)保持連續(xù)、高效、穩(wěn)定的運(yùn)行,使分組傳輸?shù)钠骄溌窌r(shí)延和分組丟包率等綜合性能達(dá)到優(yōu)化,更充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,為業(yè)務(wù)提供更好的QoS保證。在NI-GW中網(wǎng)絡(luò)資源分配策略的設(shè)計(jì),需要在EA-GW通用鏈路層的公共包頭上加入時(shí)間戳,記錄分組的發(fā)送時(shí)間,在目的節(jié)點(diǎn)接收到分組后,獲取接收分組的時(shí)延,從而計(jì)算出分組通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r(shí)延。目的節(jié)點(diǎn)在一定的時(shí)間間隔內(nèi),統(tǒng)計(jì)接收分組的平均傳輸時(shí)延,并將統(tǒng)計(jì)的分組的平均時(shí)延再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)反饋給源節(jié)點(diǎn)。源節(jié)點(diǎn)依據(jù)此時(shí)延所反映的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況,對(duì)網(wǎng)絡(luò)中后續(xù)的業(yè)務(wù)流分配進(jìn)行控制。分組在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)钠骄鶗r(shí)延越大,認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)負(fù)載重,業(yè)務(wù)繁忙;分組平均時(shí)延小,認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)負(fù)載輕業(yè)務(wù)輕閑。目的節(jié)點(diǎn)獲取到網(wǎng)絡(luò)中分組的平均時(shí)延后,反饋給源節(jié)點(diǎn),源節(jié)點(diǎn)基于此時(shí)延對(duì)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況進(jìn)行相應(yīng)分析,并基于分析結(jié)果完成異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的流量分配。

3 算法性能驗(yàn)證

本論文使用OPNET Modeler仿真工具,通過(guò)給網(wǎng)絡(luò)鏈路加入時(shí)延的方式,來(lái)模擬網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的變化狀況。通過(guò)對(duì)時(shí)延的統(tǒng)計(jì),感知網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況,做出合理的流量分配策略決策[11]。對(duì)基于時(shí)延的負(fù)載感知的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源分配算法進(jìn)行了驗(yàn)證,并與均勻分配算法、定時(shí)反饋的負(fù)載感知流量分配算法進(jìn)行了對(duì)比。仿真中采用了較簡(jiǎn)單的12個(gè)節(jié)點(diǎn),3個(gè)電力終端通信接入網(wǎng)的場(chǎng)景,包括電力線通信PLC(Power Line Communication)[12-13]、以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)EPON(Ethernet Passive Optical Network),以及通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)GPRS(General Packet Radio Service)每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多有3個(gè)網(wǎng)絡(luò),源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間有 3個(gè)網(wǎng)絡(luò)可進(jìn)行流量分配。采仿真工具模擬網(wǎng)絡(luò)負(fù)載變化狀況,通過(guò)基于時(shí)延的負(fù)載感知方式,對(duì)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載狀況進(jìn)行認(rèn)知,將業(yè)務(wù)量分配到異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中去。仿真中主要考察了一對(duì)業(yè)務(wù)的時(shí)延和丟包情況,以分組傳輸?shù)钠骄鶗r(shí)延和分組的平均丟包率來(lái)衡量流量分配算法的性能。并統(tǒng)計(jì)流量分配算法的網(wǎng)絡(luò)開銷,對(duì)比均勻分配算法、定時(shí)反饋的負(fù)載感知流量分配算法的網(wǎng)絡(luò)開銷,通過(guò)仿真驗(yàn)證基于時(shí)延的負(fù)載感知的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源分配算法能夠取得較好的業(yè)務(wù)傳輸性能,并且大大減少了流量分配算法所帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)開銷。

圖5 基于時(shí)延的負(fù)載感知的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源分配算法平均時(shí)延和業(yè)務(wù)量關(guān)系

如圖5所示,均勻分配流量算法分組平均時(shí)延最大,加入了負(fù)載感知機(jī)制的流量分配算法比均勻分配算法在分組平均時(shí)延上小很多,其中基于時(shí)延的負(fù)載感知的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源分配算法的分組平均時(shí)延較定時(shí)反饋的負(fù)載感知流量分配算法略小。反饋機(jī)制進(jìn)行改進(jìn),能夠更加及時(shí)的將網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況反饋到源節(jié)點(diǎn),比定時(shí)反饋機(jī)制能夠更加靈敏的感知網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況的變化。但是,由圖6可知,加入了基于時(shí)延反饋限制機(jī)制的流量分配算法的在網(wǎng)絡(luò)開銷上遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于定時(shí)反饋流量分配算法。

圖6 基于時(shí)延的負(fù)載感知的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源分配算法網(wǎng)絡(luò)開銷和業(yè)務(wù)量關(guān)系

圖7為均勻分配算法、定時(shí)反饋的負(fù)載感知流量分配算法和改進(jìn)反饋后的基于時(shí)延的負(fù)載感知分組丟包率和業(yè)務(wù)量關(guān)系對(duì)比圖。數(shù)據(jù)表明,均勻分配算法分組丟包率與定時(shí)反饋方式下流量分配算法分組丟包率相當(dāng),基于時(shí)延的負(fù)載感知分組丟包率最小?；跁r(shí)延的負(fù)載感知算法考慮了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載狀況,將業(yè)務(wù)分配到各個(gè)子網(wǎng)中,各子網(wǎng)中源節(jié)點(diǎn)接口隊(duì)列緩沖占用情況相近,網(wǎng)絡(luò)丟失的分組少,丟包率低。而其他兩種流量分配算法按照固定反饋對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量進(jìn)行分配,有可能將流量較多的分配到了分組平均時(shí)延小的網(wǎng)絡(luò),此網(wǎng)絡(luò)排隊(duì)緩沖占用率大,丟包嚴(yán)重,丟包率大。

圖7 基于時(shí)延的負(fù)載感知的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源分配算法丟包率和業(yè)務(wù)量關(guān)系

4 結(jié)束語(yǔ)

本論文基于電力終端通信接入網(wǎng)現(xiàn)狀,提出了一種雙通信代理機(jī)制的異構(gòu)網(wǎng)協(xié)同融合網(wǎng)關(guān),在其中NI-GW模塊內(nèi)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于時(shí)延的負(fù)載感知的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源分配算法,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的估計(jì)時(shí)延來(lái)反映網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,充分利用了各種類型的電力終端通信接入網(wǎng)傳輸資源。由仿真驗(yàn)證可知,通過(guò)對(duì)負(fù)載感知反饋機(jī)制的改進(jìn),在進(jìn)行業(yè)務(wù)流量分配時(shí),時(shí)延性能優(yōu)于均勻分配以及定時(shí)反饋的負(fù)載感知流量分配算法,并可以大大降低流量分配算法所帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)開銷,同時(shí)保證較高的傳輸質(zhì)量。

[1] Hou J,O’Brien D C. Vertical Handover-Decision-Making Algorithm Using Fuzzy Logic for the Integrated Radio-and-OW System[J]. IEEE Transactions on Wireless Communications,2006,5(1):176-185.

[2] Radhika K,Reddy A V G. Network Selection in Heterogeneous Wireless Networks Based on Fuzzy Multiple Criteria Decision Making[C]//Proc of IEEE 3rd International Conference on Electronics Computer Technology(ICECT),2011,6:136-139.

[3] Choi Y,Kim H,Han S,et al. Joint Resource Allocation for Parallel Multi-Radio Access in Heterogeneous Wireless Networks[J]. IEEE Transactions on Wireless Communication,2010,9(11):3324-3329.

[4] Sundar R S,Kumar S N. Performance Improvement of Heterogeneous Wireless Networks Using Modified Newton Method[J]. International Journal of Software Engineering and Applications(IJSEA),2012,3(3):79-90.

[5] Choi Y,Lee Y,Cioffi J M. Optimization of Cooperative Inter-Operability in Heterogeneous Networks with Cognitive Ability[J]. IEEE Communications Letters,2011,15(11):1178-1180.

[6] Miao J,Hu Z,Wang C,et al. Optimal Resource Allocation for Multi-Access in Heterogeneous Wireless Networks[C]//2012 IEEE 75th Vehicular Technology Conference(VTC Spring),Yokohama,2012:1-5. doi:10.1109/VETECS.2012.6239950.

[7] Mao J,Hu Z,Yang K,et al. Joint Power and Bandwidth Allocation Algorithm with QoS Support in Heterogeneous Wireless Networks[J]. IEEE Communications Letters,2012,16(4):479-481.

[8] Kim H,Han Y. A Proportional Fair Scheduling for Multicarrier Transmission Systems[J]. IEEE Communications Letter,2005,9(3):210-212.

[9] Li Q,Hu QY,Qian Y,et al. A Proportional Fair Radio Resource Allocation for Heterogeneous Cellular Networks with Relays.[C]//Proc of IEEE Global Communications Conference,2012.

[10] Neely M J,Modiano E,Li C P. Fairness and Optimal Stochastic Control for Heterogeneous Networks[J]. IEEE/ACM Transactions on Networking,2008,16(2):396-409.

[11] 孫文勝,景勇祥. 基于精英螞蟻算法的動(dòng)態(tài)路由和波長(zhǎng)分配研究[J]. 電子器件,2013,36(2):274-277.

[12] 戚佳金,劉曉勝,吳迪,等. 低壓電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法研究[J]. 電子器件,2008,31(3):1033-1038.

[13] 劉曉勝,戚佳金,徐殿國(guó). 電力線跳頻擴(kuò)頻通信仿真研究[J]. 電子器件,2007,30(4):1472-1476.

Research on the Network Resource Allocation in the Communication Terminal Access Network*

HUANGHui1,YUQiang1,CHENHan2,WEIPu3,YUYue1

(1.Research Institute of Information Technology and Communication,Global Energy Interconnection Research Institute,State Grid,Nanjing 210003,China; 2.School of Instrument Science and Engineering,Southeast University,Nanjing 210096,China; 3.Communication Engineering department, Nanjing Institute of Technology,Nanjing 211167,China)

A new scheme for cooperative transmission design of heterogeneous networks with dual communication mechanism is proposed,by increasing two functional entities:the Network Integration Gateway(NI-GW)and Endpoint Access Gateway(EA-GW),without changing the existing network structure system in communication network in State Grid. Therefore,a resource allocation algorithm based on time delay for load aware heterogeneous network is proposed,and multi service integrated access and multi network dynamic cooperation are achieved. In comparing with the Even Allocation algorithm and Timing Feedback Allocation algorithm,the proposed scheme improves the average delay,network overhead and packet loss probability.

communication terminal access network;network resource allocation;network integration gateway;endpoint access gateway

項(xiàng)目來(lái)源:國(guó)家電網(wǎng)公司2015年科技項(xiàng)目(面向智能電網(wǎng)多業(yè)務(wù)接入通信關(guān)鍵技術(shù)研究)

2016-03-23 修改日期:2016-04-29

C:6150

10.3969/j.issn.1005-9490.2017.02.033

TM727

A

1005-9490(2017)02-0425-05