一种IMS网络新设备定位与状态更新的方法及系统与流程

本发明涉及通信，尤其涉及一种ims网络新设备定位与状态更新的方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、目前电网采用ims技术体制，使用ip话机、iad设备等作为终端接入设备，存在设备品牌型号多、数量大的特点。由于ims网络通信的流畅性直接影响其服务质量，当ims网络上出现新设备时，如果不能实现合理的网络通信资源调度，新添加的设备将在网络通信中出现拥塞。因此，ims网络中新增设备状态的快速更新对ip多媒体子系统的服务质量具有重要影响。存在的问题具体分析如下：

3、一是ims网络新设备位置定位难。目前ims网络无成熟的终端设备定位方法，无法实现ims网络新设备坐标的准确定位，难以实现对新设备的实时管控，阻碍了新入网设备的智能化运维。

4、二是新设备入网导致拥塞难以避免。ims网络新增设备会占用网络通信资源，影响网络资源平衡，导致ims网络产生网络流量拥塞，进而导致通话低带宽、高延时，严重时会造成ims网络瘫痪，影响电力通信业务稳定运行。

5、三是ims网络新设备状态更新速度慢。当前，ims接入终端使用智能化运维平台进行统一管控，实时上报接入设备注册状态、网络状态等信息，然而新入网设备初次接入运维平台，搜索至运维平台的网络通路耗时较长，导致状态更新效率低。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种ims网络新设备定位与状态更新的方法及系统，本发明能够实现ims新设备准确定位、快速更新，进一步提高ims网络性能。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面提供一种ims网络新设备定位与状态更新的方法。

4、一种ims网络新设备定位与状态更新的方法，包括：

5、锁定ims网络状态，检测并定位ims网络路由设备之间的距离，构建空间向量，并定义ims网络中所有路由设备的坐标向量；

6、基于ims网络中所有路由设备的坐标向量，在m维空间中检索ims网络中新增的路由设备，结合约束条件和目标函数，更新ims网络中的新设备坐标；

7、定义基于蚁群优化算法的新设备路由选择规则，对新设备路由各段传输线上的信息素进行更新，重复迭代训练，得到ims网络中新设备状态值。

8、进一步地，所述检测并定位ims网络路由设备之间的距离，构建空间向量的过程包括：检测并定位ims网络路由设备之间的距离，建立ims网络中路由设备之间的距离矩阵，构建m维空间的空间向量。

9、进一步地，所述约束条件为：

10、

11、其中，fj(xj,yj)为ims网络中优化的新设备坐标，qi(xi,yi)为ims网络原路由设备坐标，fj(xj,yj)为新添加路由设备随机初始坐标，n为ims网络原路由设备数量。

12、进一步地，所述目标函数为：

13、

14、其中，m是ims网络中路由设备的数量，p是ims网络中新添加的路由设备的数量；如果ims网络中的路由设备j和i属于相邻设备，则ims网络中路由设备j与i之间的距离为eji，否则eji的值为0；代表权重，若ims网络中的路由设备j和i不具有距离测量值且不属于相邻设备，则权重值不为0。

15、进一步地，所述新设备路由选择规则的过程包括：通过检测蚂蚁在走过的路径上留下信息素的浓度，指引下一步前进的方向，构成了信息正反馈的机制；通过对ims网络全部信息进行分析，为每个状态选择最优解，最终收敛到局部最优值。

16、进一步地，采用所述蚁群优化算法的过程包括：

17、将ims网络中的新设备状态更新任务集设置为h＝{h1,h2,...,hm}，ims网络路由设备集为f＝{f1,f2,...,fm}；蚁群表示为bmt，蚁群的大小为g，最大迭代次数设为jmax；ims网络的新设备状态更新的目标函数的权重为新增设备选择概率参数为c和d，信息素挥发率为ε；

18、随机初始化蚁群中g个蚂蚁的位置，并初始化ims网络中m个路由设备间的距离矩阵；

19、让蚁群中的每只蚂蚁ant按照信息素浓度，即路由设备间流量值lij，和路由设备的距离dij选择下一个路由，目标函数设定为：

20、

21、其中，蚁群bmt中的每只蚂蚁均选择了下一个路由节点后，更新信息素浓度矩阵l。算法共重复迭代jmax轮，输出1*m向量，向量的每个分量值表示分配给ims网络中新设备的值。

22、进一步地，所述对新设备路由各段传输线上的信息素进行更新的过程包括：基于传输延迟和输出排队数据包数量，设置启发式信息值；基于启发式信息值，对新设备路由各段传输线上的信息素进行更新。

23、本发明的第二个方面提供一种ims网络新设备定位与状态更新的系统。

24、一种ims网络新设备定位与状态更新的系统，包括：

25、空间构建模块，其被配置为：锁定ims网络状态，检测并定位ims网络路由设备之间的距离，构建空间向量，并定义ims网络中所有路由设备的坐标向量；

26、坐标更新模块，其被配置为：基于ims网络中所有路由设备的坐标向量，在m维空间中检索ims网络中新增的路由设备，结合约束条件和目标函数，更新ims网络中的新设备坐标；

27、状态更新模块，其被配置为：定义基于蚁群优化算法的新设备路由选择规则，对新设备路由各段传输线上的信息素进行更新，重复迭代训练，得到ims网络中新设备状态值。

28、本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。

29、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一个方面所述的ims网络新设备定位与状态更新的方法中的步骤。

30、本发明的第四个方面提供一种计算机设备。

31、一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一个方面所述的ims网络新设备定位与状态更新的方法中的步骤。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

33、本申请通过蚁群优化算法锁定ims网络的新状态，并建立新设备在ims网络中的位置模型。对于已定位的ims网络中的新设备，采用基于蚁群优化算法的ims网络新设备负载均衡方法，获得ims网络中新设备的最优运行状态，实现ims网络中设备状态的快速更新。

34、在节点规则性不显著，本发明能够准确定位ims网络中新设备的坐标；能够有效提高ims网络中新设备的更新速度，实现ims网络中的新设备状态的快速更新；该方法对ims网络的负面影响较小，在ims网络负载大小的前提下，可以提高ims网络的性能。

技术特征：

1.一种ims网络新设备定位与状态更新的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的ims网络新设备定位与状态更新的方法，其特征在于，所述检测并定位ims网络路由设备之间的距离，构建空间向量的过程包括：检测并定位ims网络路由设备之间的距离，建立ims网络中路由设备之间的距离矩阵，构建m维空间的空间向量。

3.根据权利要求1所述的ims网络新设备定位与状态更新的方法，其特征在于，所述约束条件为：

4.根据权利要求1所述的ims网络新设备定位与状态更新的方法，其特征在于，所述目标函数为：

5.根据权利要求1所述的ims网络新设备定位与状态更新的方法，其特征在于，所述新设备路由选择规则的过程包括：通过检测蚂蚁在走过的路径上留下信息素的浓度，指引下一步前进的方向，构成了信息正反馈的机制；通过对ims网络全部信息进行分析，为每个状态选择最优解，最终收敛到局部最优值。

6.根据权利要求1所述的ims网络新设备定位与状态更新的方法，其特征在于，采用所述蚁群优化算法的过程包括：

7.根据权利要求1所述的ims网络新设备定位与状态更新的方法，其特征在于，所述对新设备路由各段传输线上的信息素进行更新的过程包括：基于传输延迟和输出排队数据包数量，设置启发式信息值；基于启发式信息值，对新设备路由各段传输线上的信息素进行更新。

8.一种ims网络新设备定位与状态更新的系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的ims网络新设备定位与状态更新的方法中的步骤。

10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的ims网络新设备定位与状态更新的方法中的步骤。

技术总结
本发明涉及通信技术领域，提供了一种IMS网络新设备定位与状态更新的方法及系统。该方法包括，锁定IMS网络状态，检测并定位IMS网络路由设备之间的距离，构建空间向量，并定义IMS网络中所有路由设备的坐标向量；基于IMS网络中所有路由设备的坐标向量，在m维空间中检索IMS网络中新增的路由设备，结合约束条件和目标函数，更新IMS网络中的新设备坐标；定义基于蚁群优化算法的新设备路由选择规则，对新设备路由各段传输线上的信息素进行更新，重复迭代训练，得到IMS网络中新设备状态值。

技术研发人员：权玮虹,张庆锐,翟洪婷,张延童,翟启,孙丽丽,卞若晨,刘保臣,王敏,毛恒,张茜
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司信息通信公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5