带有卸载协同的边缘云增强FiWi节能机制研究

发布时间：2020-09-15 21:16

　　光无线融合接入网络有效融合低成本、高带宽和高可靠的光网络与高移动性、高灵活性的无线网络成为移动边缘计算系统的网络构架重要解决方案之一。研究表明,接入网产生的能耗占据整个通信网能耗的较大比重,并且随着5G应用的普及通信设备数量指数级的增长,其能耗也将继续增大。光无线融合接入网络存在光网络单元利用率低,数据传输过程中控制开销较大的问题,如何在保障网络性能和卸载效率的基础上降低整个网能耗是光无线融合接入网络中的一个重大问题。因此,设计有效的卸载节能机制对降低光无线融合网的能耗具有重大意义。首先,本文对光无线融合接入网络的背景、架构、发展前景及关键技术进行了介绍,然后分析了云增强光无线融合网中的动态带宽分配机制,其次介绍了现有的节能机制,主要包括卸载节能机制和光域与无线域的传输节能机制。其次,本文给出一种基于两层Stackelberg博弈的节能卸载策略。首先从光无线融合网所承载业务的特性出发,结合卸载业务的服务质量需求,对拥塞开销和卸载收益系数进行量化,通过分析用户卸载的请求,在卸载协同休眠机制下给出了网络中各博弈参与者的效用函数,进而确定两层Stackelberg博弈模型。然后分别采用逆向归纳法和两阶段分布式算法实现各子博弈的纳什平衡。仿真结果表明,所提卸载策略在有效减少网络能耗的同时保证了参与者的收益。再次,本文提出一种带有负载转移的光网络单元卸载协同休眠机制。通过分析负载转移时无线域多跳传输时延和目标光网络单元的报告帧发送时刻,进而确定休眠光网络单元和目的光网络单元完成负载转移。然后光网络单元协同考虑边缘服务器的回传数据到达时刻和无线域控制帧的发送时刻,选取最合适的休眠时长以减少控制开销,从而在保证卸载业务时延的前提下,减少卸载业务传输时给光无线融合网络带来的能耗开销。仿真结果表明,所提机制在保证卸载业务时延性能的同时有效降低了网络能耗。最后对本文主要工作及创新点做出总结,并对未来的研究工作进行展望。
【学位单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN929.1

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