专利名称：光正交频分复用接入系统中上行带宽分配调度算法的制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤通信类，特别地，涉及一种光正交频分复用接入系统中上行带宽分配调度算法。
背景技术：
光正交频分复用(OpticalOrthogonal Frequency Division Multiplexing,00FDM)技术是将正交频分复用技术和光纤通信技术相结合的一种新型通信方式，其结合了两种通信方式的特点，具有较强大技术优势和广阔的应用前景。00FDM技术将系统带宽分割成相互正交的子载波，这些子载波可以动态的在各个光网络单元(Optical Network Unit,0NU)之间进行分配，实现了多个用户共享同一光纤信道，并且提高了系统的总容量。因此，00FDM技术是扩大接入网系统容量的一种有效技术。00FDM技术具有以下几个方面的特点(I)灵活的带宽资源分配，每个接入用户充分利用整个系统的时域和频域资源，增加网络系统容量；(2)可以实现高速率数据传输；(3)对光纤色散具有很强的容忍性；(4)具有较好的抗干扰性和保密特性。 如何有效的分配带宽资源以及降低系统功耗是00FDM系统中两个比较重要的问题。有效的分配带宽资源主要是指既要保证系统中具有高优先级服务的服务质量，又要保证低优先级服务的公平性(防止它们出现“饿死”现象，即永远分配不到带宽资源)；降低系统功耗是指在保证各个ONU带宽需求的前提下，努力降低系统功率消耗。经过对现有文献检索发现J. Xie等人发表在IEEE Communication Magazines (电子与电气工程师协会通信杂志)，VOL. 43, pp. 32-49, 2004的文章《A DynamicBandwidthAllocation Scheme for Differentiated Service in EPONs》(《以太无光源网络中基于差分业务的动态带宽分配调度》)中提出一种基于以太无光源网络(EthernetPassiveOptical Network, ΕΡ0Ν)的支持不同优先级业务的带宽分配调度算法。该方案中主要涉及EPON系统中不同业务之间的带宽分配调度，并且没有考虑如何降低系统功耗，不适用于00FDM系统。又检索发现J. Zhang 等人发表在 Optics Express, VOL. 19, NO. 26. pp. 2011 的文章((Energy Efficient OFDM Transceiver Design Based on Traffic Tracking andAdaptiveBandwidthAdjustment))(《基于流量追踪以及自适应带宽调度的节能的正交频分复用收、发模块设计，光学快报》)中提出一种降低00FDM系统功耗的方案。该方案从收、发两端模块设计考虑来降低系统功耗，主要从硬件角度来考虑，没有涉及到从调度算法方面来降低系统能耗，也没有考虑到不同优先级业务传输
发明内容
鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种有效的降低OOFDM系统功耗并且能保证高优先级服务的服务质量、低优先级服务的公平性的调度算法。为实现上述目的，本发明提供了一种光正交频分复用接入系统中上行带宽分配调度算法，其包括以下步骤步骤1:收集各个用户带宽需求；步骤2 :比较系统需求带宽是否大于系统能提供的最大带宽；步骤3 :如果系统需求带宽大于系统能提供的最大带宽，则在保证各个用户服务质量的前提下，使得系统功耗达到最小；步骤4:如果系统需求带宽小于系统能提供的最大带宽，则在保证高优先级服务质量的前提下，保持各个低优先级服务间的公平性；步骤5 :显示带宽分配结果以及系统总功耗。如上述的光正交频分复用接入系统中上行带宽分配调度算法，其中，所述步骤I进一步包括在每个轮询周期内，光线路终端收集系统中各个光网络单位的需求带宽，并进行总和，从而得到系统需求带宽。如上述的光正交频分复用接入系统中上行带宽分配调度算法，其中，所述步骤3进一步包括系统需求带宽大于系统能提供的最大带宽时，在保证各个用户服务质量的前提下，通过对子载波分配算法和比特分配算法使系统的功耗达到最小。进一步地，如上述的光正交频分复用接入系统中上行带宽分配调度算法，其中，所述子载波分配算法具体如下11):初始化，令集合Sn =空集(η = 1，2，. .，N)，矩阵X为零矩阵，k = I ；12):找出 η 满足n=
权利要求
1.一种光正交频分复用接入系统中上行带宽分配调度算法，其特征在于，包括以下步骤步骤1:收集各个用户带宽需求；步骤2 :比较系统需求带宽是否大于系统能提供的最大带宽；步骤3 :如果系统需求带宽大于系统能提供的最大带宽，则在保证各个用户服务质量的前提下，使得系统功耗达到最小；步骤4 :如果系统需求带宽小于系统能提供的最大带宽，则在保证高优先级服务质量的前提下，保持各个低优先级服务间的公平性；步骤5 :显示带宽分配结果以及系统总功耗。
2.如权利要求1所述的光正交频分复用接入系统中上行带宽分配调度算法，其特征在于，所述步骤I进一步包括在每个轮询周期内，光线路终端收集系统中各个光网络单位的需求带宽，并进行总和， 从而得到系统需求带宽。
3.如权利要求1所述的光正交频分复用接入系统中上行带宽分配调度算法，其特征在于，所述步骤3进一步包括系统需求带宽大于系统能提供的最大带宽时，在保证各个用户服务质量的前提下，通过对子载波分配算法和比特分配算法使系统的功耗达到最小。
4.如权利要求3所述的光正交频分复用接入系统中上行带宽分配调度算法，其特征在于，所述子载波分配算法具体如下11):初始化，令集合Sn=空集(η= 1，2，..，Ν)，矩阵X为零矩阵，k = I (k标记为第k 个子载波)；12):找出n满足
5.如权利要求1所述的光正交频分复用接入系统中上行带宽分配调度算法，其特征在于，所述步骤4进一步包括 系统需求带宽小于系统能提供的最大带宽时，在保证高优先级服务质量的前提下，通过对子载波分配算法和比特分配算法保持各个低优先级服务间的公平性。
6.如权利要求5所述的光正交频分复用接入系统中上行带宽分配调度算法，其特征在于，所述子载波分配算法如下 31)初始化，$Sn=0( n=l,2…，N)，Xkxn = Okxn,计算 Aw = [A1, A2, ···, An], Tw—[Ti，T2,…，Tn],其中 An — (Rn-EFXWEF+Rn_AFXWAF+Rn_BEXWBE) / (Rn_EF+Rn_AF+Rn_BE) ；Tn —Rn-EFX WEF+Rn_AFXffAF+Rn_BEX Wbe ;令k = I并且取单个ONU能分配到的最多子载波个数Jmax =K/(N-1)；
7.如权利要求1所述的光正交频分复用接入系统中上行带宽分配调度算法，其特征在于，所述步骤5进一步包括光线路终端将带宽分配结果发送给各个光网络单元并记录系统功耗；各个光网络单元分配到相应带宽，传输数据。
全文摘要
本发明公开了光正交频分复用接入系统中上行带宽分配调度算法，其包括以下步骤收集各个用户带宽需求；比较系统需求带宽是否大于系统能提供的最大带宽；如果大于，则在保证各个用户服务质量的前提下，使得系统功耗达到最小；如果小于，则在保证高优先级服务质量的前提下，保持各个低优先级服务间的公平性；显示带宽分配结果以及系统总功耗。当系统带宽需求小于系统最大提供带宽时，该算法可以在保证各个ONU带宽需求的前提下努力降低系统功率消耗，实现节能目的；当系统带宽需要大于系统最大提供带宽时，该算法可以有效的分配带宽资源，即可以保证系统中具有高优先级服务的服务质量，又可以保证低优先级服务之间的公平性。
文档编号H04Q11/00GK103051563SQ20121054157
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者尤伟志, 义理林, 张为亚, 王刚, 张涛, 张严, 李正璇, 胡卫生 申请人:上海交通大学