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1、(10)申请公布号 CN 103415025 A (43)申请公布日 2013.11.27 CN 103415025 A *CN103415025A* (21)申请号 201310233798.X (22)申请日 2013.06.13 H04W 16/18(2009.01) H04W 40/02(2009.01) H04B 10/272(2013.01) (71)申请人 国家电网公司 地址 100031 北京市西城区西长安街 86 号 申请人 辽宁省电力有限公司沈阳供电公司 (72)发明人 吴迪英 许纯信 孟凡博 符太懿 王忠波 (74)专利代理机构 辽宁沈阳国兴专利代理有限 公司 21100。
2、 代理人 何学军 (54) 发明名称 基于 ONU-WG 的无源光网络优化方法 (57) 摘要 本发明属于通信网络技术领域， 特别涉及一 种基于ONU-WG的无源光网络优化方法。 本发明对 于光纤不可达区域， 采用 ONU-WG 结构不仅能支持 无线终端设备随时随地的宽带接入， 也为基于无 源光网络的应急通信及远程监测等应用提供了可 行性。以 ONU-WG 为接口， 在无源光网络前端建立 无线多跳网络， 可扩大网络覆盖范围， 缩短光纤铺 设距离， 节省网络部署成本。网络扩展性较好， 可 保持无源光网络原有架构， 只需将部分 ONU 替换 成 ONU-WG， 易安装、 成本低、 便于维护。以最大。
3、化 网络覆盖范围为目标， 降低网络后续建设成本。 采 用高效的启发式方法获得无线路由器的最佳布置 方案， 更适用于大规模网络部署。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103415025 A CN 103415025 A *CN103415025A* 1/2 页 2 1. 基于 ONU-WG 的无源光网络优化方法， 其特征是 ： 包括以下步骤 ： 步骤 1 ： 将整个网络区域划分成 MM 个网格单元， 并以每个网格单元的中心作为放置 。
4、无线路由器的可能位置 ； 步骤2 ： 设Rk表示当前将要放置的一个无线路由器， 在满足ONU容量限制及无线接入跳 数约束的条件下， 计算出可以放置无线路由器Rk的所有候选位置 ； 在每个候选位置上， Rk能 通过至少一条满足跳数约束的无线路径接入到其目的 ONU， 且目的 ONU 有足够的剩余容量 承载 Rk的业务量 ； 步骤 3 ： 按照无线路由器 Rk的传输范围， 计算其在每个候选位置上可实现的网络覆盖 范围， 这里的网络覆盖范围不包括与其他无线路由器传输范围的重叠部分 ； 步骤 4 ： 从无线路由器 Rk的所有候选位置中选出网络覆盖范围最大的一个作为 Rk的最 佳布置位置， 并根据 Rk。
5、的传输范围计算出其邻居无线路由器集合 ； 步骤 5 ： 已知 Rk的邻居无线路由器集合及每个邻居无线路由器到各 ONU 的最小无线接 入跳数， 计算 Rk的目的 ONU 及二者之间的最短无线接入路径 ； 步骤6 ： 更新其他无线路由器到各ONU的最短无线接入路径， 重新选择目的ONU， 并在原 有目的 ONU 和新的目的 ONU 之间进行负载迁移 ； 步骤 7 ： 判断是否完成所有 K 个无线路由器的布置 ； 如果是， 转向步骤 8， 否则， 返回步 骤 2， 放置新的无线路由器 ； 步骤 8 ： 输出 K 个无线路由器各自的布置位置、 目的 ONU 及无线接入路径。 2. 根据权利要求 1 。
6、所述的基于 ONU-WG 的无源光网络优化方法， 其特征是 ： 所述的步骤 1 中将整个网络区域划分成 MM 个网格单元， 具体是将 5km5km 的方形网络区域划分成 1010 个网格单元， 即 M=10 ； 将网格单元从左至右、 从上至下依次编号 1， 2， 3， 100， 并 以每个网格单元的中心点作为放置无线路由器的可能位置。 3. 根据权利要求 1 所述的基于 ONU-WG 的无源光网络优化方法， 其特征是 ： 所述的步骤 2 中设 Rk表示当前将要放置的一个无线路由器 ； 具体是对于任意无线路由器初始化 每 个无线路由器到各 ONU 的最短无线路径跳数初始化无线路由器索引号 k=1。
7、。 4. 根据权利要求 1 所述的基于 ONU-WG 的无源光网络优化方法， 其特征是 ： 所述的步骤 3 中按照无线路由器 Rk的传输范围， 计算其在每个候选位置上可实现的网络覆盖范围 ： 具 体是遍历网络中所有未放置无线路由器的网格单元中心点， 计算出可以放置无线路由器 Rk 的候选位置集合 k， 具体如下 ： （1） 对于其中任意一个网格单元中心点 lm， 计算出 Rk放置在 lm上的邻居无线路由器集 合 （2） 若 lm满足如下条件 “存在无线路由器使得并且 ONU Ox 的剩余容量 Cx k” ， 即无线路由器 Rk放置在 lm上可以满足无线接入跳数限制和 ONU 容 量限制， 那么。
8、将 lm作为 Rk的一个候选位置， k k lm。 5. 根据权利要求 4 所述的基于 ONU-WG 的无源光网络优化方法， 其特征是 ： 所述的计算 出可以放置无线路由器 Rk的候选位置集合 k， 具体是 ： 对于集合 k中任意候选位置 lm k， 计算出无线路由器 Rk放置在 lm上的网络覆盖 权 利 要 求 书 CN 103415025 A 2 2/2 页 3 重叠范围 其中， k(lm) 越小， Rk的网络覆盖范围越大 ； 以最大化网络覆盖范围为目标， 从集合 k中选出无线路由器 Rk的最佳放置位置 。 6. 根据权利要求 4 所述的基于 ONU-WG 的无源光网络优化方法， 其特征是。
9、 ： 所述的步骤 5 中已知 Rk的邻居无线路由器集合及每个邻居无线路由器到各 ONU 的最小无线接入跳数， 具体是 ： 将无线路由器 Rk放置到网格单元中心点上， 计算 Rk到每个 ONU （如 Ox） 的最短无 线接入跳数 据此， 决策出 Rk的目的其中且 7. 根据权利要求 4 所述的基于 ONU-WG 的无源光网络优化方法， 其特征是 ： 所述的步骤 6 中更新其他无线路由器到各 ONU 的最短无线接入路径， 重新选择目的 ONU， 并在原有目的 ONU 和新的目的 ONU 之间进行负载迁移， 具体是 ： 根据节点 Rk及其邻居节点集合更新网络中每个无线路由器到每个 ONU 的 最短路。
10、径跳数根据新的最短路径重新选择无线路由器 Ri的目的 ONU， 并将 Ri的负载从原先的目的 ONU 迁移到新的目的 ONU。 8. 根据权利要求 1 所述的基于 ONU-WG 的无源光网络优化方法， 其特征是 ： 所述的步骤 7 中， 判断是否完成所有 K 个无线路由器的布置， 即判断 k=K 是否成立， 如果是， 说明已完成 所有 K 个无线路由器的布置， 转向步骤 8 ； 否则， 更新无线路由器索引号 k k+1， 返回步骤 2， 放置新的无线路由器。 权 利 要 求 书 CN 103415025 A 3 1/7 页 4 基于 ONU-WG 的无源光网络优化方法 技术领域 0001 本发。
11、明属于通信网络技术领域， 特别涉及一种基于 ONU-WG 的无源光网络优化方 法。 背景技术 0002 近年来， 多媒体业务用户的与日俱增导致因特网业务量呈现指数增长趋势。据报 道， 未来十年， 因特网业务量的年增长率将超过 75%， 其中带宽要求较高的视频业务年增长 率将达到 45%。这预示着速率受限的传统接入技术， 如 20-30Mbps 的数字用户线技术 DSL， 已无法满足不断增长的带宽需求， 覆盖 “最后一公里” 的接入网将逐渐成为用户终端与因特 网之间的带宽瓶颈， 未来宽带接入网的设计将面临更大挑战。 0003 无源光网络 （Passive Optical Network）以下缩写。
12、为 PON， 它是一种纯介质网 络， 无源光网络 PON 可为用户提供高带宽接入服务并具有较好的传输稳定性， 被公认为 下一代宽带接入的理想技术之一。典型的无源光网络呈现树状拓扑结构， 多个光网络单 元 （Optical Network Unit）是光纤接入的终端设备， 以下缩写为 ONU ； 多个光网络单元 ONU 经由分支光纤、 光分路器和主干光纤连接到一个共同的光线路终端 （optical line terminal） 以下缩写为 OLT， 如图 1 所示。不同光网络单元 ONU 之间通过时分复用技术共享 主干光纤的波长信道， 并由光线路终端OLT决定分配给每个光网络单元ONU的带宽容量。
13、。 目 前， 时分复用无源光网络主要有两个标准 ： 以太网无源光网络 （Ethernet passive optical network） 以下缩写为 EPON 和吉比特无源光网络 （gigabit passive optical network） 以 下缩写为 GPON。以太网无源光网络 EPON 支持上下行对称的 1.25Gbps 的传输速率， 以太网 无源光网络 GPON 提供非对称的上行 1.244Gbps 和下行 2.488Gbps 的传输速率。尽管如此， 由于光纤部署成本较高且受地理环境制约， 无源光网络在接入灵活性方面受到极大限制， 无法支持无处不在的宽带接入。随着无线宽带业务的。
14、大规模涌现， 如何提高宽带接入方式 灵活性成为无源光网络亟待解决的关键问题之一。 0004 通过为无源光网络中部分光网络单元 ONU 设备配置无线功能， 形成 ONU-WG （Wireless Gateway） 结构， 并在网络前端部署无线路由器构建无线网状网， 可实现无线接 入技术与无源光网络的有效融合， 如图 2 所示。通过两种接入技术优势互补可有效提高无 源光网络宽带接入灵活性。在基于 ONU-WG 的无源光网络中， 网络部署问题涉及 ONU 布置、 光纤铺设、 无线路由器放置等关键技术。 为减小网络部署成本， 在保留原有无源光网络总体 架构的基础上， 优化无线路由器的布置位置成为改善网。
15、络性能的重要途径之一。现有无线 路由器布置方法大多 针对无线 Mesh 网络， 且局限于路由器节点之间的对等通信， 在无线 接入跳数及网络覆盖范围等方面考虑不够完善。因此无法有效应用于基于 ONU-WG 的无源 光网络部署。然而， 无线接入跳数、 网络覆盖范围及 ONU 容量限制是影响用户服务质量及服 务体验的重要因素， 也是制约网络可扩展能力的关键条件， 在基于 ONU-WG 的无源光网络部 署问题中具有重要的研究意义。发明内容 0005 针对现有研究中存在的不足， 本发明提出一种基于 ONU-WG 的无源光网络优化方 说 明 书 CN 103415025 A 4 2/7 页 5 法 ： M。
16、CHOC（Maximum Coverage under Hops number and ONUs capacity Constraint） 并 致力于解决无线路由器的优化布置问题。已知需要布置的无线路由器数量， 在满足无线接 入跳数和 ONU 容量限制的条件下， 通过优化无线路由器布置位置， 最大化无线覆盖范围。 0006 基于 ONU-WG 的无源光网络优化方法， 包括以下步骤 ： 0007 步骤 1 ： 将整个网络区域划分成 MM 个网格单元， 并以每个网格单元的中心作为 放置无线路由器的可能位置 ； 0008 步骤2 ： 设Rk表示当前将要放置的一个无线路由器， 在满足ONU容量限制及无。
17、线接 入跳数约束的条件下， 计算出可以放置无线路由器Rk的所有候选位置 ； 在每个候选位置上， Rk能通过至少一条满足跳数约束的无线路径接入到其目的 ONU， 且目的 ONU 有足够的剩余 容量承载 Rk的业务量 ； 0009 步骤 3 ： 按照无线路由器 Rk的传输范围， 计算其在每个候选位置上可实现的网络 覆盖范围， 这里的网络覆盖范围不包括与其他无线路由器传输范围的重叠部分 ； 0010 步骤 4 ： 从无线路由器 Rk的所有候选位置中选出网络覆盖范围最大的一个作为 Rk 的最佳布置位置， 并根据 Rk的传输范围计算出其邻居无线路由器集合 ； 0011 步骤 5 ： 已知 Rk的邻居无线。
18、路由器集合及每个邻居无线路由器到各 ONU 的最小无 线接入跳数， 计算 Rk的目的 ONU 及二者之间的最短无线接入路径 ； 0012 步骤6 ： 更新其他无线路由器到各ONU的最短无线接入路径， 重新选择目的ONU， 并 在原有目的 ONU 和新的目的 ONU 之间进行负载迁移 ； 0013 步骤 7 ： 判断是否完成所有 K 个无线路由器的布置 ； 如果是， 转向步骤 8， 否则， 返 回步骤 2， 放置新的无线路由器 ； 0014 步骤 8 ： 输出 K 个无线路由器各自的布置位置、 目的 ONU 及无线接入路径。 0015 所述的步骤 1 中将整个网络区域划分成 MM 个网格单元， 。
19、具体是将 5km5km 的 方形网 络区域划分成 1010 个网格单元， 即 M=10 ； 将网格单元从左至右、 从上至下依次编 号 1， 2， 3， 100， 并以每个网格单元的中心点作为放置无线路由器的可能位置。 0016 所述的步骤 2 中设 Rk表示当前将要放置的一个无线路由器 ； 具体是对于任意无线 路由器 初始化每个无线路由器到各 ONU 的最短无线路径跳数初始化无线 路由器索引号 k=1。 0017 所述的步骤3中按照无线路由器Rk的传输范围， 计算其在每个候选位置上可实现 的网络覆盖范围 ： 具体是遍历网络中所有未放置无线路由器的网格单元中心点， 计算出可 以放置无线路由器 R。
20、k的候选位置集合 k， 具体如下 ： 0018 （1） 对于其中任意一个网格单元中心点 lm， 计算出 Rk放置在 lm上的邻居无线路由 器集合 0019 （2）若 lm满足如下条件 “存在无线路由器使得并且 ONUOx的剩余容量 Cx k” ， 即无线路由器 Rk放置在 lm上可以满足无线接入跳数限制和 ONU 容量限制， 那么将 lm作为 Rk的一个候选位置， k k lm。 0020 所述的计算出可以放置无线路由器 Rk的候选位置集合 k， 具体是 ： 0021 对于集合 k中任意候选位置 lm k， 计算出无线路由器 Rk放置在 lm上的网络 覆盖重叠范围 说 明 书 CN 10341。
21、5025 A 5 3/7 页 6 0022 0023 其中， k(lm) 越小， Rk的网络覆盖范围越大 ； 0024 以最大化网络覆盖范围为目标， 从集合 k中选出无线路由器 Rk的最佳放置位置 0025 0026 所述的步骤 5 中已知 Rk的邻居无线路由器集合及每个邻居无线路由器到各 ONU 的最小无线接入跳数， 具体是 ： 将无线路由器Rk放置到网格单元中心点 上， 计算Rk到每个 ONU（如 Ox） 的最短无线接入跳数 0027 0028 据此， 决策出 Rk的目的其中且 0029 所述的步骤 6 中更新其他无线路由器到各 ONU 的最短无线接入路径， 重新选择目 的 ONU， 并在。
22、原有目的 ONU 和新的目的 ONU 之间进行负载迁移， 具体是 ： 0030 根据节点 Rk及其邻居节点集合更新网络中每个无线路由器到每个 ONU 的最短路径跳数根据新的最短路径重新选择无线路由器 Ri的目的 ONU， 并将 Ri的负载从原先的目的 ONU 迁移到新的目的 ONU。 0031 所述的步骤 7 中， 判断是否完成所有 K 个无线路由器的布置， 即判断 k=K 是否成 立， 如果是， 说明已完成所有 K 个无线路由器的布置， 转向步骤 8 ； 否则， 更新无线路由器索 引号 k k+1， 返回步骤 2， 放置新的无线路由器。 0032 本发明的优点及有益效果是 ： 0033 1、。
23、 对于光纤不可达区域， 采用 ONU-WG 结构不仅能支持无线终端设备随时随地的 宽带接入， 也为基于无源光网络的应急通信及远程监测等应用提供了可行性。 0034 2、 以 ONU-WG 为接口， 在无源光网络前端建立无线多跳网络， 可扩大网络覆盖范 围， 缩短光纤铺设距离， 进而节省网络部署成本。 0035 3、 网络扩展性较好， 可保持无源光网络原有架构， 只需将部分 ONU 替换成 ONU-WG， 易安装、 成本低、 便于维护。 0036 4、 以最大化网络覆盖范围为目标， 考虑 ONU 容量约束和无线接入跳数约束， 在保 证用户服务质量和服务体验的同时， 降低网络后续建设成本。 003。
24、7 5、 相对比运算复杂度较高的线性规划方法， 采用高效的启发式方法获得无线路由 器的最佳布置方案， 更适用于大规模网络部署。 附图说明 0038 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。 0039 图 1 为现有技术中典型无源光网络结构示意图 ； 0040 图 2 为本发明中基于 ONU-WG 无源光网络结构示意图 ； 0041 图 3 为本发明中应用于实施例的无源光网络拓扑示意图 ； 0042 图 4 为本发明中基于 ONU-WG 的无源光网络优化部署方法 MCHOC 流程图 ； 说 明 书 CN 103415025 A 6 4/7 页 7 0043 图 5 为本发明中无线路由。
25、器的网络覆盖范围示意图 ； 0044 图 6 为本发明中 MCHOC 方法在网络覆盖范围方面的性能结果示意图 ； 0045 图 7 为本发明中 MCHOC 方法在未过载 ONU 比例方面的性能结果示意图 ； 图8为本发明中MCHOC方法在满足跳数约束无线路由器比例方面的性能结果示意图。 具体实施方式 0046 如图 1 所示， 本发明是基于 ONU-WG 的无源光网络优化方法， 本发明包括以下步 骤 ： 0047 步骤 1 ： 将整个网络区域划分成 MM 个网格单元， 并以每个网格单元的中心作为 放置无线路由器的可能位置。 0048 步骤 2 ： 设 Rk表示当前将要放置的一个无线路由器， 在。
26、满足 ONU 容量限制及无线 接入跳数约束的条件下， 计算出可以放置无线路由器 Rk的所有候选位置。在每个候选位置 上， Rk能通过至少一条满足跳数约束的无线路径接入到其目的 ONU， 且目的 ONU 有足够的剩 余容量承载 Rk的业务量。 0049 步骤 3 ： 按照无线路由器 Rk的传输范围， 计算其在每个候选位置上可实现的网络 覆盖范围， 这里的网络覆盖范围不包括与其他无线路由器传输范围的重叠部分。 0050 步骤 4 ： 从无线路由器 Rk的所有候选位置中选出网络覆盖范围最大的一个作为 Rk 的最佳布置位置， 并根据 Rk的传输范围计算出其邻居无线路由器集合。 0051 步骤 5 ： 。
27、已知 Rk的邻居无线路由器集合及每个邻居无线路由器到各 ONU 的最小无 线接入跳数， 计算 Rk的目的 ONU 及二者之间的最短无线接入路径。 0052 步骤6 ： 更新其他无线路由器到各ONU的最短无线接入路径， 重新选择目的ONU， 并 在原有目的 ONU 和新的目的 ONU 之间进行负载迁移。 0053 步骤 7 ： 判断是否完成所有 K 个无线路由器的布置。如果是， 转向步骤 8， 否则， 返 回步骤 2， 放置新的无线路由器。 0054 步骤 8 ： 输出 K 个无线路由器各自的布置位置、 目的 ONU 及无线接入路径。 0055 本实施例在 5km5km 的方形区域内设置一个无源。
28、光网络， 如图 3 所示， 随机选择 光线路终端OLT的放置位置， 并在其2km范围内随机放置一个分光器， 即主干光纤长度小于 2km。8 个光网络单元 ONU 按照均匀分布放置在网络中， 且每个光网络单元 ONU 与分光器之 间的分支光纤长度不超过 1km。所有光网络单元 ONU 被分配相同的 30 个单位容量， 每个光 网络单元 ONU 的业务负载 （有线用户业务） 在 1,10 之间随机生成。随机选择其中 5 个光 网络单元 ONU 为其配置无线功能模块， 形成 ONU-WG， 作为前端无线网络与后端无源光网络 的接口设备。网络中共需要布置 N 个无线路由器， N 10,15,20,25。
29、,30， 所有无线路由器 的传输范围均设置在 800m， 每个无线路由器的业务负载在 1,4 之间随机生成。每个无线 路由器到其目的 ONU 的无线接入跳数不超过 H 跳。 0056 在本实施例中， 所有无线路由器有相同的传输范围， 因此只有位于彼此传输范围 内的两个无线路由器之间才存在可用的双向无线链路。 每个无线路由器负责聚合来自其覆 盖范围内的用户业务， 并通过无线多跳路径将业务传递到其目的光网络单元ONU。 每个无线 路由器有唯一的目的光网络单元 ONU， 且目的光网络单元 ONU 有足够剩余容量承载其所有 下属无线路由器的总业务量， 从而保证来自无线路由器的业务带宽需求。在无线路由器。
30、与 其目的光网络单元 ONU 之间至少存在一条长度小于 H 跳的无线路径实现业务接入， 确保无 说 明 书 CN 103415025 A 7 5/7 页 8 线路由器到光网络单元 ONU 的端到端时延要求。 0057 本实施例中涉及到的已知参数和变量定义如下 ： 0058 m ： 网格单元编号， m 1,2,3,MM。 0059 lm： 编号为 m 的网格单元中心点。 0060 K ： 无线路由器数量。 0061 i,k ： 无线路由器编号， i,k 1,2,3,K。 0062 Ri： 编号为 i 的无线路由器。 0063 x ： ONU 编号。 0064 Ox： 编号为 x 的 ONU。 0。
31、065 无线路由器 Ri到 ONU Ox的最短无线路径跳数。 0066 k： 放置无线路由器 Rk的候选位置集合。 0067 Rk放置在 lm上的邻居无线路由器集合。 0068 T ： 无线路由器的传输范围。 0069 Cx： ONU Ox的剩余容量。 0070 k： 无线路由器 Rk的业务负载。 0071 k(lm) ： 网络覆盖重叠范围评估指标。 0072 Li： 无线路由器 Ri的放置位置。 0073 d(Li,lm) ： 位置 Li与位置 lm之间的距离。 0074 根据上述场景设置及参量定义， 可将本发明的实施流程描述如图 4 所示， 包括以 下步骤 ： 0075 步骤 1 ： 将 。
32、5km5km 的方形网络区域划分成 1010 个网格单元， 即 M=10。将网格 单元 从左至右、 从上至下依次编号 1， 2， 3， ， 100， 并以每个网格单元的中心点作为放置无 线路由器的可能位置。 0076 步骤 2 ： 对于任意无线路由器初始化每个无线路由器到各 ONU 的最短无线 路径跳数初始化无线路由器索引号 k=1。 0077 步骤 3 ： 遍历网络中所有未放置无线路由器的网格单元中心点， 计算出可以放置 无线路由器 Rk的候选位置集合 k， 具体如下 ： 0078 步骤 3-1 ： 对于其中任意一个网格单元中心点 lm， 计算出 Rk放置在 lm上的邻居无 线路由器集合 0。
33、079 步骤 3-2 ： 若 lm满足如下条件 “存在无线路由器使得并 且 ONU Ox的剩余容量 Cx k” ， 即无线路由器 Rk放置在 lm上可以满足无线接入跳数限制 和 ONU 容量限制， 那么将 lm作为 Rk的一个候选位置， k k lm。 0080 步骤 4 ： 对于集合 k中任意候选位置 lm k， 计算出无线路由器 Rk放置在 lm上 的网络覆盖重叠范围 0081 0082 其中， k(lm) 越小， Rk的网络覆盖范围越大， 如图 5 所示。 说 明 书 CN 103415025 A 8 6/7 页 9 0083 步骤 5 ： 以最大化网络覆盖范围为目标， 从集合 k中选出。
34、无线路由器 Rk的最佳放 置位置 0084 0085 步骤 6 ： 将无线路由器 Rk放置到网格单元中心点上， 计算 Rk到每个 ONU（如 Ox） 的最短无线接入跳数 0086 0087 据此， 决策出 Rk的目的其中且 0088 步骤 7 ： 根据节点 Rk及其邻居节点集合更新网络中每个无线路由器到每个 ONU 的最短路径跳数根据新的最短路径重新选择无线路由 器Ri的目的ONU， 并将Ri的负载从原先的目的ONU迁移到新的目的ONU。 0089 步骤 8 ： 判断 k=K 是否成立。如果是， 说明已完成所有 K 个无线路由器的布置， 转 向步骤 9 ； 否则， 更新无线路由器索引号 k k。
35、+1， 返回步骤 2， 放置新的无线路由器。 0090 步骤 9 ： 输出 K 个无线路由器各自的放置位置及其目的 ONU。 0091 根据上面的实施例， 对本发明提出的 MCHOC 方法与随机布置方法在 1） 网络覆盖范 围 ； 2） 未过载 ONU 比例 ； 3） 满足跳数约束的无线路由器比例等指标方面进行性能比较， 并分 析不同无线跳数约束 H 对 MCHOC 方法性能的影响。 0092 图 6 为 MCHOC 方法与随机布置方法在网络覆盖范围方面的性能比较结果。为简 化网络覆盖范围的计算， 整个方形网络区域被划分成 100100 个小网格。定义每个小网 格作为一个单位的网络覆盖面积。对。
36、于任意一个小网格， 若其中心点位于网络中任意无线 路由器的传输范围之内， 就认为这个小网格区域已被网络覆盖， 相应的网络覆盖面积增加 1 个单位。网络覆盖范围越大， 网络可扩展性能越好。从图中可以看出， 随着无线路由器数 量的逐渐增加， MCHOC 方法与随机布置方法的网络覆盖范围逐渐增大。尽管如此， 所提出的 MCHOC 方法能实现比随机布置方法更大的网络覆盖范围， 这是因为随机布置方法只保证每 个无线路由器至少能连接到一个 ONU， 忽略了网络覆盖范围的优化， 而 MCHOC 方法考虑了最 大化网络覆盖范围的优化目标。此外， 随着无线接入跳数约束 H 的逐渐增加， 每个无线路由 器的放置将。
37、有更多候选位置， 这有利于增加网络覆盖范围。因此， 可以观察到 MCHOC 方法在 H 较大时能提供更大的网络覆盖范围， 例如， 相对比随机布置方法， MCHOC(H=3) 增加网络覆 盖范围达 47.8% ； MCHOC(H=4) 增加网络覆盖范围达 65.2%。 0093 图 7 为 MCHOC 方法与随机布置方法在未过载光网络单元 ONU 比例方面的性能比较 结果。当一个 ONU 的业务负载超过其容量限制时， 认为该光网络单元 ONU 过载。过载光网 络单元 ONU 无法保证业务的带宽需求， 不利于业务传输。定义未过载光网络单元 ONU 比例 作为网络中未发生过载的光网络单元 ONU 数。
38、量与光网络单元 ONU 总数量的比值， 因此未过 载光网络单元 ONU 比例越大， 网络性能越好。随着无线路由器数量的逐渐增加， 每个光网络 单元 ONU 将承担更多负载。对于随机布置方法， 因为没有考虑光网络单元 ONU 容量约束， 所 以路由器数量的增加导致网络中出现更多的过载光网络单元 ONU， 因此未过载光网络单元 说 明 书 CN 103415025 A 9 7/7 页 10 ONU 比例逐渐下降。尽管如此， 本发明提出的 MCHOC 方法考虑了 ONU 容量约束对无线路由 器放置位置的影响， 保证了网络中所有光网络单元 ONU 均不会发生过载。因此可以观察到， MCHOC 方法未过。
39、载光网络单元 ONU 比例始终保持为 1， 并且不随跳数限制 H 变化。 0094 图8为MCHOC方法与随机布置方法在满足跳数限制的无线路由器比例方面的性能 比较结果。 满足跳数限制的无线路由器比例定义为网络中满足无线接入跳数限制的无线路 由器数量 与无线路由器总数量的比值。满足跳数限制的无线路由器比例越大， 网络性能 越好。随机布置方法未考虑无线路由器到目的光网络单元 ONU 之间的无线接入跳数限制， 导致大量无线路由器无法满足无线接入跳数限制， 即满足跳数限制的无线路由器比例小于 1。相比之下， 本发明提出的 MCHOC 方法在放置每个无线路由器时考虑了其无线接入跳数限 制， 因此满足跳。
40、数限制的无线路由器比例始终保持为 1， 并且不随跳数限制 H 变化。 0095 综上所述， 本发明提出的 MCHOC 方法能在满足无线路由器的接入跳数限制及光网 络单元 ONU 容量限制的情况下， 实现比随机布置方法更大的网络覆盖范围。因此能在保证 业务服务质量及服务体验的情况下改善网络可扩展能力。 说 明 书 CN 103415025 A 10 1/5 页 11 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103415025 A 11 2/5 页 12 图 3 说 明 书 附 图 CN 103415025 A 12 3/5 页 13 图 4 说 明 书 附 图 CN 103415025 A 13 4/5 页 14 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103415025 A 14 5/5 页 15 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 103415025 A 15 。