一种通信系统设计方法、装置及通信系统与流程

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种通信系统设计方法、装置及通信系统。

背景技术：

wdm(wavelengthdivisionmultiplexing，波分复用)系统开局前需要对系统进行规划、设计，根据用户承载的业务要求，选择光器件参数，光性能指标，以满足当系统器件寿命终了时，业务依然能正常传输的目的。系统设计时，需要权衡成本、光性能指标、传输距离、器件的损耗等因素，来选择发送机、接受机类型、放大器类型、个数，光缆类型，设计合适的光性能指标，对光性能的指标留出一定的富裕度，以适应外界环境的劣化后，业务可以正常传输，因此wdm系统设计过程非常复杂，需要专业的领域知识，即使经过仔细设计的系统也只是一种建议方案，不一定满足现网要求，还需要经过长时间的调整，最终才能满足通信要求。

现有的设计方法包括最坏值法，统计法，其中，最坏值法是假定系统参数都是最差的条件下，对系统进行设计，但对于一个由大量元器件组成的长途通信系统而言，各种元器件参数同时取最坏值条件概率极小，因而系统正常工作时有相当大的余度，因此存在设计结果保守，总成本偏高的缺点；统计法是针对现有光通信系统光器件多，且参数的离散性大，可利用参数统计分布特性等特点进行设计，相对最坏值法，可降低系统设计的成本，但此方法目前还不成熟，因此也需要对设计结果进行调整，才可以满足业务传输。

综上，现有通信系统的设计方法每次设计都需要重新设计所有参数，存在设计过程复杂，周期长等问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种通信系统设计方法、装置及通信系统，以解决现有通信系统设计方法每次设计都需要重新设计所有参数的问题。

一方面，提供了一种通信系统设计方法，包括：

获取待设计系统的输入参数；

根据输入参数，在设计案例库中进行匹配，得到匹配案例；设计案例库存储有至少一个设计案例的输入参数及设计结果；

根据匹配案例的设计结果，进行待设计系统的设计。

一方面，提供了一种通信系统设计装置，包括：输入模块，设计案例库，匹配模块，设计模块，其中，

设计案例库用于存储至少一个设计案例的输入参数及设计结果；

输入模块用于根据用户输入获取待设计系统的输入参数；

匹配模块用于根据输入参数，在设计案例库中进行匹配，得到匹配案例；

设计模块用于根据匹配案例的设计结果，进行待设计系统的设计。

另一方面，提供了一种通信系统，使用至少一个本发明实施例提供的通信系统设计装置，进行通信系统的设计。

另一方面，提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行前述的通信系统设计方法。

本发明实施例的有益效果：

本发明实施例提供了一种通信系统设计方法，获取待设计系统的输入参数，根据输入参数，在设计案例库中进行匹配，得到匹配案例，根据匹配案例的设计结果，进行待设计系统的设计；这样采用案例推理算法，将系统设计的影响因素作为输入参数输入到案例库中经过案例检索及优选，得到作为优选案例的匹配案例，对案例重用和修正等操作，得到待设计系统的设计结果，简化了wdm系统设计过程，解决了系统设计复杂，耗时长，设计结果的不准确的问题，提高了开局的效率，降低了成本，解决了现有通信系统设计方法每次设计都需要重新设计所有参数。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的通信系统设计方法的流程图；

图2为本发明第二实施例提供的通信系统设计装置的结构示意图；

图3是本发明第三实施例中的通信系统设计装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明中一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现通过具体实施方式结合附图的方式对本发明做出进一步的诠释说明。

第一实施例：

图1为本发明第一实施例提供的通信系统设计方法的流程图，由图1可知，在本实施例中，本发明提供的通信系统设计包括：

s101：获取待设计系统的输入参数；

s102：根据输入参数，在设计案例库中进行匹配，得到匹配案例；设计案例库存储有至少一个设计案例的输入参数及设计结果；

s103：根据匹配案例的设计结果，进行待设计系统的设计。

在一些实施例中，上述实施例中的获取接收到的数据包的顺序标识包括：提取数据包携带的序列号，将序列号作为顺序标识；与预期值进行匹配包括：比较数据包的序列号是否与预期值内的序列号相同，若相同，则匹配，否则不匹配。本实施例提供一种顺序标识的具体实现方式，该方式采用现有数据包内的序列号即可实现对乱序数据包的排序，不需要对现有数据包的结构进行修改，增强了本发明的通用性。

在一些实施例中，上述实施例中的通信系统设计方法在获取待设计系统的输入参数之前，还包括：

选择至少一个已经使用的通信系统的设计案例；

获取所选择的设计案例的输入参数及设计结果；

根据所选择的设计案例的输入参数及设计结果，建立设计案例库。

在一些实施例中，上述实施例中的在设计案例库中进行匹配包括：

依次计算待设计系统的输入参数与设计案例库中各设计案例的输入参数的匹配值；

根据待设计系统的输入参数与各设计案例的输入参数的匹配值，对设计案例库中的设计案例进行排序；

选择匹配值大于预设阈值的设计案例，或者根据排序选择指定数量的设计案例，作为匹配案例。

在实际应用中，如何进行匹配案例的选择，可以取固定名次的案例，如top10等的案例作为匹配案例，还可以是将匹配值大于预设阈值(如85％)的所有案例作为匹配案例。

在一些实施例中，上述实施例中的通信系统包括波分复用系统，输入参数包括传输距离、跨段数、传输段损耗余量、满配波长数、波长间隔、单波速率、波段、拓扑形式中的一个或多个；设计结果包括发送机类型及参数、接收机类型及参数、合分波板类型及参数、放大器板类型及参数、光缆类型、拓扑组网数据中的一个或多个。

在一些实施例中，上述实施例中的根据匹配案例的设计结果，进行待设计系统的设计包括：

将匹配案例的设计结果，直接运用到待设计系统的设计环境；

检测通信参数是否满足通信要求；

若满足，则将匹配案例的设计结果作为待设计系统的设计结果；

若不满足，则对匹配案例的设计结果进行修正，并将修正后的设计结果运用到待设计系统的设计环境；并继续检测是否满足通信要求，直至满足通信要求完成待设计系统的设计，或者设计结果修正到器件极限时，根据当前匹配案例的设计结果不能进行待设计系统的设计。

在一些实施例中，上述实施例中的通信系统设计方法在存在多个匹配案例，还包括：

对多个匹配案例进行排序；

按照排序，依次根据各匹配案例的设计结果，进行待设计系统的设计；

若当前匹配案例的设计结果不能满足待设计系统的设计，则使用下一匹配案例的设计结果，进行待设计系统的设计。

在一些实施例中，通信系统包括波分复用系统，上述实施例中的对匹配案例的设计结果进行修正包括：

将匹配案例的设计结果导入网管；

将复用段及其承载的多个通道作为修正单元；

根据执行器增益抵消光纤衰减的修正原则，对复用段内的执行器进行增益修正；

根据各通道输出光功率均衡的修正原则，对多个通道的单板器件进行衰减修正。

在一些实施例中，上述实施例中的通信系统设计方法在得到待设计系统的设计结果后，将待设计系统的输入参数及设计结果，对应存储更新到设计案例库。

第二实施例：

图2为本发明第二实施例提供的通信系统设计装置的结构示意图，由图2可知，在本实施例中，本发明提供的通信系统设计装置包括：输入模块21，设计案例库22，匹配模块23，设计模块24，其中，

设计案例库22用于存储至少一个设计案例的输入参数及设计结果；

输入模块21用于根据用户输入获取待设计系统的输入参数；

匹配模块23用于根据输入参数，在设计案例库中进行匹配，得到匹配案例；

设计模块24用于根据匹配案例的设计结果，进行待设计系统的设计。

在一些实施例中，上述实施例中的匹配模块23用于依次计算待设计系统的输入参数与设计案例库中各设计案例的输入参数的匹配值，根据待设计系统的输入参数与各设计案例的输入参数的匹配值，对设计案例库中的设计案例进行排序，选择匹配值大于预设阈值的设计案例，或者根据排序选择指定数量的设计案例，作为匹配案例。

在一些实施例中，上述实施例中的通信系统包括波分复用系统，输入参数包括传输距离、跨段数、传输段损耗余量、满配波长数、波长间隔、单波速率、波段、拓扑形式中的一个或多个；设计结果包括发送机类型及参数、接收机类型及参数、合分波板类型及参数、放大器板类型及参数、光缆类型、拓扑组网数据中的一个或多个。

在一些实施例中，上述实施例中的设计模块24用于将匹配案例的设计结果，直接运用到待设计系统的设计环境，检测通信参数是否满足通信要求，若满足，则将匹配案例的设计结果作为待设计系统的设计结果，若不满足，则对匹配案例的设计结果进行修正，并将修正后的设计结果运用到待设计系统的设计环境；并继续检测是否满足通信要求，直至满足通信要求完成待设计系统的设计，或者设计结果修正到器件极限时，根据当前匹配案例的设计结果不能进行待设计系统的设计。

在一些实施例中，若存在多个匹配案例，上述实施例中的设计模块24用于对多个匹配案例进行排序，按照排序，依次根据各匹配案例的设计结果，进行待设计系统的设计，若当前匹配案例的设计结果不能满足待设计系统的设计，则使用下一匹配案例的设计结果，进行待设计系统的设计。

在一些实施例中，通信系统包括波分复用系统，上述实施例中的设计模块24用于将匹配案例的设计结果导入网管，将复用段及其承载的多个通道作为修正单元，根据执行器增益抵消光纤衰减的修正原则，对复用段内的执行器进行增益修正，根据各通道输出光功率均衡的修正原则，对多个通道的单板器件进行衰减修正。

在一些实施例中，上述实施例中的设计模块24用于在计算得到待设计系统的设计结果后，将待设计系统的输入参数及设计结果，对应存储更新到设计案例库。

在实际应用中，图2所示实施例中的所有功能模块，如输入模块21，匹配模块23，设计模块24等都可以采用处理器、编辑逻辑器件等方式实现。

对应的，本发明实施例提供了一种通信系统，使用至少一个本发明实施例提供的通信系统设计装置，进行通信系统的设计。

第三实施例：

现结合具体应用场景对本发明做进一步的诠释说明。

本实施例提供了一种基于案例推理的wdm系统设计方法及装置，将人工智能算法用于wdm系统设计，以至少解决现有系统设计过程复杂，耗时，无法准确设计出可靠的结果等问题。

本实施例提供了一种基于案例推理的wdm系统设计方法，包括：

建立设计案例库，案例检索，案例优选，案例重用和修正，案例保存和学习。

建立设计案例库，包括：选用影响设计方法的因素作为输入，设计结果作为输出的案例表示，收集已开局且运行良好的局点数据，其中，影响设计的因素包括：传输距离、跨段数、传输段损耗余量、满配波长数、波长间隔、单波速率、波段、拓扑形式等；设计结果包括：发送机类型及参数、接收机类型及参数、合分波板类型及参数、放大器板类型及参数、光缆类型、拓扑组网数据。

案例检索，包括：将影响设计因素作为目标案例的输入，对比源设计案例库中的案例输入，根据相似度公式计算设计案例库中各个案例的相似度。

案例优选，包括：将案例的相似度与设定的阈值比较，过滤出大于阈值的案例作为优选案例。

案例重用和修正，包括：遍历案例优选出的多个备选案例，根据相似度由大到小的顺序，对每个案例进行重用和修正；将当前案例结果直接用于设计环境，检查收端的误码率是否满足通道接收端最低要求，满足则不需要修正，直接使用该案例的结果作为设计结果，如果不满足则需要反复修正、验证，直至满足通道接收端的误码率最低要求，如果修正到器件参数极限仍无法满足，则遍历下一个案例，继续上述重用和修正过程。

案例保存和学习，包括：将源案例重用和修正得到的最优设计结果，作为的输出，将当前影响设计因素作为的输入，学习得到新的案例，保存，供下一次案例检索使用。

本实施例提供一种基于案例推理的wdm系统设计装置，包括：

人机交互模块，负责领域专家设置相似度阈值，设置影响因素中各个特征的权重值，领域专家修正光器件等参数值。

案例录入模块，负责将收集到的案例录入设计案例库。

数据库模块，用于存储源案例，将案例表示为影响因素和设计结果两部分。

案例检索模块，负责利用影响设计的因素作为目标案例的输入信息，到设计案例库中根据相似度算法计算设计案例库各个案例的相似度。

案例优选模块，负责将案例的相似度与设定的阈值比较，过滤出大于阈值的案例作为优选案例集合。

案例重用和修正模块，将案例优选模块得到优选案例集合，用于实际环境，遍历案例优选出的多个备选案例，根据相似度由大到小的顺序，对每个案例进行重用和修正；将当前案例结果直接用于设计环境，检查收端的误码率是否满足通道接收端最低要求，满足则不需要修正，直接使用该案例的结果作为设计结果，如果不满足则需要反复修正、验证，直至满足通道接收端的误码率最低要求，如果修正到器件参数极限仍无法满足，则遍历下一个案例，继续上述重用和修正过程。

案例学习和保存模块，负责将设计影响因素和最优设计结果组成新的案例，并保存到数据库模块。

本实施例采用人工智能案例推理算法，将设计的影响因素作为输入到设计案例库中经过案例检索、案例优选、案例重用和修正、得到最优的设计结果，经过案例学习和保存的过程，为下一次系统设计提供新的案例，随着案例源积累，检索的到案例准确度会大大提高，简化了wdm系统设计过程，解决了系统设计复杂，耗时长，设计结果的不准确的问题，提高了开局的效率，降低了成本。

具体的，如图3所示，本实施例提供的基于案例推理的wdm系统设计装置包括：

人机交互模块310，用于领域专家设置相似度阈值、影响因素中各个特征的权重值、修正光器件等输出参数值；

案例检索模块312，用于根据目标案例的输入，根据相对度公式计算出目标案例(待设计系统对应的案例)和数据库内案例的输入特征值的相似度；

案例优选模块314，筛选出相似度出大于阈值的源案例集合；

案例重用和修正模块316，负对优选案例集合进行遍历，根据相似度由大到小的顺序，对每个案例进行重用和修正；将当前案例结果直接用于设计环境，检查收端的误码率是否满足通道接收端最低要求，满足则不需要修正，直接使用该案例的结果作为设计结果，如果不满足则需要反复修正、验证，直至满足通道接收端的误码率最低要求，如果修正到器件参数极限仍无法满足，则遍历下一个案例，继续上述重用和修正过程，最终得到最优案例，并将当前设计结果目标案例的输出；

案例学习和保存模块318，将修正的设计结果作为案例的输出和影响设计因素作为目标案例的输入，重新组成一条新的案例，并保存到数据库模块中；

数据库模块320，负责保存学习得到的案例和接收录入的案例，实现设计案例库22的功能；

案例录入模块322，负责将收集到的案例录入设计案例库。

在实际应用中，人机交互模块310，通过案例录入模块322，将各局点的影响设计因素和设计结果作为案例录入到数据库模块320；案例检索模块312，通过人机交互模块310设定目标案例的设计影响因素输入、阈值，到数据库模块320进行检索；案例优化模块314接收案例检索模块312的源案例进行过滤出大于阈值的案例，通过人机交互模块310显示在界面中；案例重用和修正模块316接收优化模块的案例集合，通过重用和修正算法得出最优的案例，通过人机交互模块310输出设计结果；案例学习和保存模块318，接收案例重用和修正模块316的设计结果，和目标案例的输入组成一个新的案例，通过书库模块320存到设计案例库中；案例录入模块322，接收人机交互模块310的录入案例数据，将其存入数据库模块320。

具体的，本实施例提供的基于案例推理的wdm系统设计方法包括：

步骤402，开始。

步骤404，确定案例表示。

选取影响设计因素作为输入，设计结果作为输出。其中，影响设计因素包括：传输距离、跨段数、传输段损耗余量、满配波长数、波长间隔、单波速率、波段、拓扑形式等；设计结果包括：发送机类型及参数、接收机类型及参数、合分波板类型及参数、放大器板类型及参数、光缆类型、拓扑组网数据。

步骤406，建立设计案例库。

收集已开局且运行良好的局点的数据，根据案例表示，建立设计案例库。

步骤408，将设计系统的影响因素作为目标案例的输入，案例推理开始。

步骤410，设定相似度阈值，设定输入各个特征的权重值。

步骤412，根据输入信息在数据库进行案例检索。

步骤414，计算目标案例输入和数据库案例输入的相似度，设目标案例的影响设计因素输入为d，d的描述特征为f＝{fi}(i＝1，...，8).，其中传输距离f1、跨段数f2、传输段损耗余量f3、满配波长数f4、波长间隔f5、单波速率f6、波段f7、拓扑形式f8，其中，拓扑形式f8为枚举类型，包括点到点、环网、网状网等；设计案例库中的案例dk描述特征fk＝{fi，k}(k＝1，2，...k)，k为设计案例库中的案例数量。

d和dk为相似度公式：

其中，wi表示案例特征权值，sim(fi，fi,k)为输入案例的第i个描述特征fi和第k条案例描述特征fi,k的相似度，采用如下公式计算，定义为：

当i＝1,2…7时；

sim(fi，fi，k)＝1-|fi-fi，k|/max(fi，fi，k)

当i＝8，枚举变量时；

根据计算出的相似度，与阈值进行比较，得到大于阈值的备选案例集合。

步骤416，判断是否存在大于阈值的备选案例集合，存在，则执行步骤418，不存在则执行步骤426.

步骤418，获取备选案例集合，作为优先案例集合。

步骤420，对优选案例集合进行遍历，根据相似度由大到小的顺序，对每个案例进行重用和修正；将当前案例结果直接用于设计环境，检查收端的误码率是否满足通道接收端最低要求，满足则不需要修正，直接使用该案例的结果作为设计结果，如果不满足则需要反复修正、验证，直至满足通道接收端的误码率最低要求，如果修正到器件参数极限仍无法满足，则遍历下一个案例，继续上述重用和修正过程，具体步骤在下文进行描述。

步骤422，将修正最优案例的设计结果作为案例的输出和影响设计因素作为目标案例的输入，重新组成一条新的案例。

步骤424，将该条新案例保存到设计案例库中。

步骤426，结束。

现对步骤420进行描述，本实施例提供的基于案例推理的wdm系统设计方法中的案例重用和修正步骤包括：

步骤502，开始。

步骤504，将案例优选获得的案例集按照相似度由大到小的顺序，顺序遍历重用和修正每个案例。

步骤506，将当前遍历到的案例导入到网管，形成网元、单板、连纤、路径等可管理的资源。

步骤508，划分修正单元：将复用段和其承载的多个通道层作为修正单元，将复用段中的执行器，如放大器及衰减器等，作为复用段修正元件，通道层的可调通道衰减的单板器件作为通道层修正元件。

步骤510，查询每个修正单元中的多个通道层接收端的误码率性能。

步骤512，针对修正单元中的每个通道层，判断其接收端误码率是否满足最低误码率要求，满足，则重用该案例的输出设计结果，将输入和输出设计结果组成最优案例，继续步骤522。

步骤514，修正案例修正单元。

修正算法如下：假设复用段oms，包含了n条通道层ochj(j＝1…n)，oms有m个修正元件oai(i＝1…m)，oms包含h个光纤段fiberh(h＝1…h)，ochj有l个修正单元wsus(s＝1…l)。

对于oms，修正目标是减少信号能力损耗，增加光信噪比，从而达到减少误码率，修正方式是放大器件增益抵消掉光纤的衰减，采用如下公式，定义为：

对于och，修正目标是各通道功率均衡，接收端误码率满足最低要求，修正方式是调整前l-1个wsus的衰减量，使得各光通道输出的光功率均衡，调整第l个接收端业务板前的wsus，使得通道对应输出的光功率满足业务板输入光功率的标准值，如果接收端误码率过大，优先调整前第i个wsus，按每次减少0.5db的步长来调整，为稳定接收端的光功率，增大接收端前面的第l个wsus0.5db衰减，从而增大光信噪比，减少误码率，如果第1个wsus衰减量已经调大最大，则往下顺序调整第i+1个wsus。

步骤516，判断根据修正算法得到的修正元件调整量是否超过参数的范围，没超过，则继续执行步骤512，超过，则执行步骤518。

步骤518，判断当前优选的案例是否是优选案例集中的最后一条案例，否，则继续执行步骤506，是，则执行步骤522。

步骤522，结束。

在实际应用中，上述方法和装置可以通过软件编程来实现，改进方便，而且操作性强，相对于现有技术而言，能够更有效、更准确的根据影响设计因素设计出最优的wdm系统。

由此便可以实现上网等业务流量，在乱序情况的动态保序。

综上可知，通过本发明实施例的实施，至少存在以下有益效果：

本发明实施例提供了一种通信系统设计方法，获取待设计系统的输入参数，根据输入参数，在设计设计案例库中进行匹配，得到匹配案例，根据匹配案例的设计结果，进行待设计系统的设计；这样采用案例推理算法，将系统设计的影响因素作为输入参数输入到设计案例库中经过案例检索及优选，得到作为优选案例的匹配案例，对案例重用和修正等操作，得到待设计系统的设计结果，简化了wdm系统设计过程，解决了系统设计复杂，耗时长，设计结果的不准确的问题，提高了开局的效率，降低了成本，解决了现有通信系统设计方法每次设计都需要重新设计所有参数。

进一步的，经过案例学习和保存的过程，为下一次系统设计提供新的案例，随着案例源积累，检索的到案例准确度会大大提高。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅是本发明的具体实施方式而已，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任意简单修改、等同变化、结合或修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围。