5G無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化的動態(tài)資源分配算法研究
發(fā)布時間:2020-03-21 21:23
【摘要】:5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展為物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新興社會生產(chǎn)方式的變革鋪平道路。然而由于無線資源的匱乏以及日益復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),使無線網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)升級面臨諸多嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),主要體現(xiàn)在無線網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)化和密集化、應(yīng)用場景的多樣化、業(yè)務(wù)的動態(tài)化與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之間的矛盾。3G、4G網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)主要集中于峰值速率及頻譜效率的提升上,5G網(wǎng)絡(luò)則更側(cè)重于在超密集部署的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上,因此迫切需要構(gòu)建一種基于軟件實(shí)現(xiàn)及虛擬化技術(shù)的動態(tài)高效、可擴(kuò)展的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。目前已有許多研究人員提出網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)是解決互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)僵化的可行途徑,F(xiàn)有研究側(cè)重于有線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的虛擬化,主要涉及數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)和骨干網(wǎng)絡(luò),而針對無線接入網(wǎng)側(cè)的虛擬化關(guān)鍵技術(shù)研究仍處于起步階段。為了加快無線通信技術(shù)革新進(jìn)程和滿足新興業(yè)務(wù)的差異化需求,無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化成為學(xué)界和工業(yè)界的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)。本文從無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化的資源分配角度出發(fā),分析總結(jié)國內(nèi)外現(xiàn)有的虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配方案,建立無線虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配模型和跨域虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配模型,并引入社交網(wǎng)絡(luò)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)中心性理論對虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋵傩赃M(jìn)行分析,提出了兩種高效的虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配方法。無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中虛擬網(wǎng)絡(luò)請求的陸續(xù)生成會導(dǎo)致底層物理資源分配碎片化,使得后期業(yè)務(wù)請求構(gòu)建成功率越來越低,本文針對此問題設(shè)計(jì)了一種基于節(jié)點(diǎn)聚合中心性的無線虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法。該算法引入網(wǎng)絡(luò)中心性計(jì)算理論,從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞木植亢腿纸嵌瘸霭l(fā),分別對虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行分析,結(jié)合節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展資源信息,建立虛擬節(jié)點(diǎn)和物理節(jié)點(diǎn)的中心性排序度量模型。同時計(jì)算無線鏈路的干擾量化系數(shù)和無線鏈路帶寬成本,選取干擾較小且資源更豐富的物理路徑分配給虛擬鏈路進(jìn)行部署。由仿真結(jié)果可得,該算法實(shí)現(xiàn)了更高的虛擬網(wǎng)絡(luò)請求構(gòu)建成功率,提高了映射收益成本比,并有效改善了物理資源分配的均衡性,F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)越來越僵化,難以滿足未來5G網(wǎng)絡(luò)接入模式多樣性、多技術(shù)協(xié)同性的需求。本文基于支持處理多類型業(yè)務(wù)的跨域融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),研究跨域虛擬網(wǎng)絡(luò)映射問題,設(shè)計(jì)了一種基于拓?fù)涓兄唾Y源屬性的跨域虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法。該架構(gòu)在底層網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和資源共享的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的虛擬化,支持構(gòu)建移動業(yè)務(wù)和固定業(yè)務(wù)的多域虛擬網(wǎng)絡(luò)請求;诰W(wǎng)絡(luò)局部和全局角度,利用網(wǎng)絡(luò)中心性理論分析虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的拓?fù)湫畔?結(jié)合網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展資源,分別建立虛擬節(jié)點(diǎn)和物理節(jié)點(diǎn)的多屬性評價模型,基于此模型引入主成分分析法進(jìn)行指標(biāo)降維,隨后利用逼近理想解排序法度量節(jié)點(diǎn)的部署優(yōu)先級。同時依據(jù)鏈路資源成本分析底層鏈路負(fù)載狀態(tài)并完成鏈路部署。由仿真結(jié)果可得,該算法實(shí)現(xiàn)了更高的多域虛擬網(wǎng)絡(luò)請求構(gòu)建成功率和更優(yōu)的映射收益成本比,可確保物理資源分配具有較好的均衡性,并能減小網(wǎng)絡(luò)映射時延。
【學(xué)位授予單位】:重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號】:TN929.5
本文編號:2593956
【學(xué)位授予單位】:重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號】:TN929.5
【參考文獻(xiàn)】
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