【摘要】：網(wǎng)絡(luò)切片作為5G的關(guān)鍵技術(shù)之一,對(duì)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資源和功能的劃分,形成應(yīng)對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景的虛擬網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)切片的資源分配是實(shí)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(jī)優(yōu)化理論對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)切片的資源分配問(wèn)題進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?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(shí)現(xiàn)無(wú)線虛擬資源的動(dòng)態(tài)分配,提出了在云無(wú)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(shí)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(wú)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(wèn)題轉(zhuǎn)換為非概率優(yōu)化問(wèn)題,并利用李雅普諾夫優(yōu)化理論設(shè)計(jì)了一種動(dòng)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(wèn)題求得次優(yōu)解;基于用戶關(guān)聯(lián)的策略,將功率分配問(wèn)題利用連續(xù)凸逼近方法將其轉(zhuǎn)換為凸優(yōu)化問(wèn)題并采用拉格朗日對(duì)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(shí)有效提升網(wǎng)絡(luò)切片的平均總吞吐量。2.針對(duì)網(wǎng)絡(luò)切片對(duì)內(nèi)容請(qǐng)求的不確定和頻譜資源短缺而引起的時(shí)頻資源分配不合理的問(wèn)題,提出一種在霧無(wú)線接入網(wǎng)架構(gòu)中聯(lián)合時(shí)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(qǐng)求以及前傳鏈路與無(wú)線接入鏈路服務(wù)質(zhì)量狀態(tài)的動(dòng)態(tài)隨機(jī)性,在內(nèi)容服務(wù)時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)切片對(duì)時(shí)頻資源的最低需求約束下建立了最大化長(zhǎng)期平均系統(tǒng)效用的約束馬爾科夫決策過(guò)程隨機(jī)優(yōu)化模型;其次,針對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)動(dòng)態(tài)隨機(jī)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(dòng)態(tài)規(guī)劃方程;最后,利用隨機(jī)梯度法提出一種在線學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)切片時(shí)頻資源分配和霧節(jié)點(diǎn)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(shí)延的同時(shí)更好地權(quán)衡內(nèi)容緩存決策與時(shí)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5
【圖文】：

5G 網(wǎng)絡(luò)切片是按需組網(wǎng)的一種實(shí)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(jì)算、存儲(chǔ)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(gè)物理資源的分組[8]。

過(guò)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(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)資源的同時(shí)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(gè)中絡(luò)功能可編程、可集中轉(zhuǎn)發(fā)控制。SDN 技術(shù)將 VMs 進(jìn)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?jiǎng)討B(tài)連接鏈，最終實(shí)現(xiàn)靈活組網(wǎng)。同應(yīng)用場(chǎng)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(gè)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(shí)，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(dú)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(chǔ)、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(hào)：2737621