面向5G网络切片的无线资源调度算法研究

发布时间：2020-09-18 15:30

　　 5G网络需要满足多种应用场景在时延、可靠性、流量密度和速率等方面的不同需求,传统网络架构无法满足所有应用场景的要求。网络切片即在一个物理基础设施上按需构建不同的逻辑网络,是解决上述问题的关键技术。接入网切片是网络切片的重要组成部分,无线资源调度是实现接入网切片空口资源隔离与调度的基础。在RAN切片场景下,分析PF算法面临的问题,设计了以提高用户满意度为目标的用户级无线资源调度算法,以提高系统吞吐量为目标的切片级无线资源调度算法。针对PF调度算法在RAN切片场景下不能对切片用户进行按需分配资源的问题,提出了一个面向切片的用户级无线资源调度算法。在分析了5G网络eMBB、mMTC和uRLLC三大场景对接入网服务质量需求的基础上,将用户所属的切片特性作为该用户的优先级度量因子,改进了PF算法的用户调度优先级计算方法,根据用户满意度评估算法的公平性,该算法达到了提高用户满意度的效果,对比PF算法在平均用户满意度上平均提升了34.17%。针对用户级无线资源调度算法在RAN切片场景下系统吞吐量较低的问题,本文提出一个面向切片的切片级无线资源调度算法。为了提高系统的吞吐量,同时考虑到存在一个用户接入多个切片的情况,利用物理层基本特性,以RB组为资源分配的基本单位,将切片作为资源分配对象,通过给每个切片分配相对集中的RB保证切片间的资源隔离,再对切片内的用户进行资源调度。该算法对比用户级无线资源调度算法,在保证了用户满意度的同时,系统吞吐量平均提高了11.81%。对本文提出的两种面向切片的无线资源调度算法与传统的PF算法进行了仿真对比,验证了用户级无线资源调度算法在平均用户满意度上的性能提升和切片级无线资源调度算法在系统吞吐量上的性能提升。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.5
【部分图文】：

用户数,系统吞吐量,用户级,调度算法

第三章用户级无线资源调度算法25图3.3 系统吞吐量随用户数的变化图3.4 达到基本满意用户数随用户数的变化图3.5给出了用户级调度算法与比例公平算法在小区内不同用户数的情况下平均

用户数,公平算法,小区

本文提出的算法与比例公平算法有着相近的系统吞吐量性能，说明该算法能够将资源分配到传输数据量多的用户上，合理地有效利用小区内的空口资源。图3.4给出了用户级调度算法与比例公平算法在服务小区内不同用户数的情况下所达到基本满意用户数的结果对比。从图 3.4 中可知比例公平算法在小区内活跃用户数为 30 的情况下，达到基本满意的用户数量为 25 个，在小区内活跃用户数为 150 的情况下，达到基本满意的用户数为 54 个，基本满意用户率从 83.33%下降到 36%；而本文算法在小区内活跃用户数为 30 的情况下，达到基本满意的用户数量为 28 个，在小区内活跃用户数为 150 的情况下，达到基本满意的用户数为 88 个

平均用户,满意度,用户数,公平算法

满意度上平均提升了 34.17%。结果表明，本文基于比例公平算法提出的用户级调度算法对用户公平性性能有显著提升。图3.5 平均用户满意度随用户数变化本节对仿真结果进行了对比分析，在 RAN 切片场景下从系统吞吐量、达到基本满意的用户数和平均用户满意度对本文提出的算法与传统的比例公平算法进行对比，说明了用户级无线资源调度算法在保持了比例公平算法的系统吞吐量性能的同时提高了用户满意度，表明该算法在面对不同切片用户的需求能够对资源有效的按需分配，符合切片的特点，具有更合理的用户公平性。

【相似文献】