本文關鍵詞：面向5G的分層次分布式云服務系統(tǒng)資源優(yōu)化調度與分配，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：伴隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的語音業(yè)務產生的數(shù)據(jù)流量占總體數(shù)據(jù)流量的比例越來越小,取而代之的是移動互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務流量急劇升高。下一代移動通信系統(tǒng)(5G)必須能夠滿足極高的通信要求:數(shù)以百億計的移動設備接入需求,應用服務對計算處理資源、下載速率、傳輸時延要求越來越高,爆發(fā)式增長的海量數(shù)據(jù)流量正給網(wǎng)絡帶來極大的挑戰(zhàn)。為了應對這些挑戰(zhàn),IMT-2020(5G)以及3GPP等標準化組織引入云計算和虛擬化技術,提出功能模塊化、服務分層化、網(wǎng)絡虛擬化,以及接入面、數(shù)據(jù)面和控制面分離原則�？紤]到業(yè)界對于5G系統(tǒng)的普遍共識,以及總結前人研究工作,本文提出了分層次分布式云服務網(wǎng)絡模型(HDCSN),該模型由“接入云+分布式微云+核心云”三層次組成,符合IMT-2020(5G)以及3GPP對網(wǎng)絡系統(tǒng)架構提出的基本需求。接入云考慮采用中移動提出的C-RAN網(wǎng)絡,部署超高密度的蜂窩小區(qū)以滿足海量移動設備的接入需求。在接入云基礎之上,部署分布式微云系統(tǒng),將遠端核心云服務器的服務能力遷移到本地區(qū)域,用戶可以從本地區(qū)域的微云服務器獲取到高質量低時延的應用服務。移動設備和數(shù)據(jù)流量爆發(fā)式增長,對無線資源和虛擬資源的需求也隨之增長,然而,無線資源和虛擬資源的增長速度卻相對慢了許多。因此,資源如何進行高效地調度和分配,以此增加資源利用率和系統(tǒng)容量成為本文研究的重點問題。本文針對此問題進行了以下研究:1)選取流媒體應用作為研究對象。由于流媒體應用對頻帶、功率、計算處理以及緩存等資源的消耗量巨大,因此,高效的資源調度和分配方案會有更大的優(yōu)勢。本文提出了資源聯(lián)合調度與分配方案(JRSA),依據(jù)不同區(qū)域的業(yè)務繁忙程度,采用集中式的資源調度方案;同時,在每個區(qū)域內部,C-RAN的無線資源與微云的虛擬資源之間需要協(xié)調分配,以盡可能提高資源利用效率。仿真結果顯示,JRSA方案能夠最大化資源利用效率,同時,JRSA能夠均衡整個網(wǎng)絡的負載,進一步提高資源利用效率和擴大系統(tǒng)容量。2)考慮在點播流媒體應用服務場景下的分布式內容緩存策略。本文以用戶獲取應用服務的平均時延作為服務的QoS指標,通過分析不同流媒體服務在不同小區(qū)的流行度差異,提出了改進型的分布式聚類內容緩存與更新方案。仿真結果顯示,與傳統(tǒng)方案相比,應用改進型的內容緩存和更新策略,用戶獲取服務的時延得到很大程度降低。同時,由于采用以負載均衡為標準的更新方案,整個網(wǎng)絡的“熱區(qū)冷區(qū)”負載不均衡問題得到很大程度緩解,實現(xiàn)了整個網(wǎng)絡的負載均衡。3)本文考慮當系統(tǒng)處于業(yè)務繁忙狀態(tài)時,如何高效利用資源以擴大系統(tǒng)容量。當系統(tǒng)內需要服務的用戶數(shù)量過于龐大,因為負載過重而不可避免出現(xiàn)擁塞情況。本文采用D2D通信方式實現(xiàn)資源互助策略,節(jié)點間通過D2D通信相互傳輸數(shù)據(jù)和服務,以此緩解基站和微云的負載壓力。仿真結果顯示,采用高效的D2D資源互助方案,能夠為微云轉移較大的帶寬負載壓力,同時,也能夠使得蜂窩網(wǎng)的容量相應地擴大。并且,蜂窩網(wǎng)的能效也大幅度提高。
【關鍵詞】：5G網(wǎng)絡 移動云計算 分布式微云 D2D通信 資源調度與分配
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5

【共引文獻】

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  本文關鍵詞：面向5G的分層次分布式云服務系統(tǒng)資源優(yōu)化調度與分配，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：312184