基于网络切片的虚拟资源分配算法研究

发布时间：2020-05-03 15:00

【摘要】：随着通信的不断发展,5G将是一个端到端的生态系统,能够建立一个完全移动和互联的社会。5G的出现将满足人们多样化的业务需求,但由于不同业务对速率、时延、可靠性、连接数密度等需求有较大差异,为保证用户服务质量带来了极大的挑战,网络切片技术成为未来5G的关键技术之一。基于网络切片的虚拟资源分配不仅满足各切片不同的服务需求、保证各个切片的灵活性,还要保证各切片间的独立性,高效的资源分配算法可以提高资源利用率、系统容量、用户服务质量、网络收益等。本文重点研究了5G网络切片的虚拟资源分配问题,论文的主要研究内容与创新工作总结如下:1.基于在线双向拍卖的虚拟网络切片资源调度机制为了解决5G网络切片间资源分配的问题,提出一种基于在线双向拍卖的资源调度机制。该机制首先针对不同的业务需求和业务收益确定网络切片的优先级和单位资源报价;其次明确最大化网络收益的目标建立线下单向拍卖模型;进一步,考虑资源的动态分配和回收利用,提出价格更新算法实时更新资源价格;最后,综合线下单向拍卖机制和价格动态变化机制建立在线双向拍卖模型,为切片动态分配资源。仿真结果表明,该机制在提高网络收益的同时可以保证各切片用户的QoS需求。2.基于CMDP的网络切片自适应虚拟资源分配算法针对NOMA系统中无线接入网络切片虚拟资源分配优化问题,提出了基于受限马尔可夫决策过程(CMDP)的网络切片自适应虚拟资源分配算法。首先,该算法在NOMA系统中以用户中断概率和切片队列积压为约束,切片的总速率作为回报,运用CMDP理论构建资源自适应问题的动态优化模型;其次定义后决策状态,规避了最优值函数中的期望运算;进一步地,针对MDP的“维度灾难”问题,基于近似动态规划理论,定义关于分配行为的基函数,替代决策后状态空间,减少计算维度;最后设计了一种自适应虚拟资源分配算法,通过与外部环境的不断交互学习,动态调整资源分配策略,优化切片性能。仿真结果表明,该算法可以较好的提高系统的性能,满足切片的服务需求。
【图文】：

切片服务用户数于业务类型不同，不同切片的用户的需求资源不同，图3.8为一周期分配结束

不同优先级切片资源收益
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5

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本文编号：2647703