【摘要】：網(wǎng)絡(luò)切片作為5G的關(guān)鍵技術(shù)之一,對實際網(wǎng)絡(luò)進行資源和功能的劃分,形成應(yīng)對不同應(yīng)用場景的虛擬網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)切片的資源分配是實現(xiàn)靈活按需組網(wǎng)首要考慮的因素,高效的資源分配算法能提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率、保障用戶服務(wù)質(zhì)量、增加網(wǎng)絡(luò)性能等。因此本文基于隨機優(yōu)化理論對5G網(wǎng)絡(luò)切片的資源分配問題進行了研究,主要研究內(nèi)容和工作總結(jié)如下:1.為了滿足網(wǎng)絡(luò)切片多樣化需求,實現(xiàn)無線虛擬資源的動態(tài)分配,提出了在云無線接入網(wǎng)中基于非正交多址接入的聯(lián)合用戶關(guān)聯(lián)和功率分配算法。首先,該算法在不完美信道條件下,以切片和用戶最小速率需求及時延QoS要求、系統(tǒng)中斷概率、前傳鏈路容量為約束,建立了在云無線接入網(wǎng)中最大化系統(tǒng)平均總吞吐量的聯(lián)合用戶關(guān)聯(lián)和功率分配模型。其次,將概率混合優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為非概率優(yōu)化問題,并利用李雅普諾夫優(yōu)化理論設(shè)計了一種動態(tài)的聯(lián)合用戶關(guān)聯(lián)和功率分配算法。最后采用貪婪算法解決用戶關(guān)聯(lián)問題求得次優(yōu)解;基于用戶關(guān)聯(lián)的策略,將功率分配問題利用連續(xù)凸逼近方法將其轉(zhuǎn)換為凸優(yōu)化問題并采用拉格朗日對偶分解方法獲得功率分配策略。仿真結(jié)果表明,該算法能滿足各網(wǎng)絡(luò)切片和用戶需求的同時有效提升網(wǎng)絡(luò)切片的平均總吞吐量。2.針對網(wǎng)絡(luò)切片對內(nèi)容請求的不確定和頻譜資源短缺而引起的時頻資源分配不合理的問題,提出一種在霧無線接入網(wǎng)架構(gòu)中聯(lián)合時頻資源分配和內(nèi)容緩存的算法。首先,該算法根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)切片內(nèi)容請求以及前傳鏈路與無線接入鏈路服務(wù)質(zhì)量狀態(tài)的動態(tài)隨機性,在內(nèi)容服務(wù)時延和網(wǎng)絡(luò)切片對時頻資源的最低需求約束下建立了最大化長期平均系統(tǒng)效用的約束馬爾科夫決策過程隨機優(yōu)化模型;其次,針對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)動態(tài)隨機變化,網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率難以獲得的情況,引入決策后狀態(tài)建立基于決策后狀態(tài)值函數(shù)的動態(tài)規(guī)劃方程;最后,利用隨機梯度法提出一種在線學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)切片時頻資源分配和霧節(jié)點內(nèi)容緩存算法。仿真結(jié)果表明所提算法能夠在保證網(wǎng)絡(luò)切片內(nèi)容服務(wù)時延的同時更好地權(quán)衡內(nèi)容緩存決策與時頻資源分配決策。
【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】：2019
【分類號】：TN929.5
【圖文】：

5G 網(wǎng)絡(luò)切片是按需組網(wǎng)的一種實現(xiàn)方式，包括服務(wù)層和基礎(chǔ)設(shè)施層，如圖 1.1層為網(wǎng)絡(luò)的邏輯層，由網(wǎng)絡(luò)功能及其之間的邏輯關(guān)系連接而成，基礎(chǔ)設(shè)施層業(yè)務(wù)需求所確定的資源數(shù)量，包括用于計算、存儲和傳輸?shù)鹊奈锢碣Y源，以——物理資源的分區(qū)或者被一組網(wǎng)絡(luò)功能共享的多個物理資源的分組[8]。

過將傳統(tǒng)的電信設(shè)備的軟硬件解耦，具有多元化需求的軟件功能備上，并且不同網(wǎng)絡(luò)功能在共享計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源的同時還立性。術(shù)的主要思想是將數(shù)據(jù)面與控制面分離，將控制面轉(zhuǎn)移到一個中絡(luò)功能可編程、可集中轉(zhuǎn)發(fā)控制。SDN 技術(shù)將 VMs 進行邏輯連和數(shù)據(jù)量的鏈路，將接入網(wǎng)功能單元與核心網(wǎng)功能單元動態(tài)連接鏈，最終實現(xiàn)靈活組網(wǎng)。同應(yīng)用場景多元化的服務(wù)需求和性能指標(biāo)，一張物理網(wǎng)絡(luò)被劃分邏輯組合，形成多個端到端的邏輯網(wǎng)絡(luò)，被切分后的網(wǎng)絡(luò)即為網(wǎng)切片時，要保證所服務(wù)的業(yè)務(wù)性能指標(biāo)數(shù)據(jù)都可以獨立設(shè)置和按切片的網(wǎng)絡(luò)帶寬、QoS、可靠性、安全性等，為切片需求方按其存儲、通信等資源，提供一種或多種定制化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

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本文編號：2737621