[發明專利]一種軟件定義網絡下虛擬化多播資源分配方法

有效

• 申請號: 201710987309.8
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN108012335B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 周雨晨;闊永紅;楊龍;王平;陳健
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04W72/08
• 分類號: H04W72/08;H04L5/00;H04L12/927;H04W4/06
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪;李霞

本發明屬于無線通信技術領域，公開了一種軟件定義網絡下虛擬化多播資源分配方法；通過軟件定義網絡實現物理網絡的虛擬化，虛擬化后的虛擬網絡可以來源于同一個物理網絡，在邏輯上呈獻給用戶的是不同的網絡提供商，提供不同類型的業務服務；用戶產生業務，根據自身的業務需求選擇合適的網絡提供商，即選擇合適的虛擬網絡；采用最大最小準則確定網絡選擇以及調制與編碼方案選擇辦法；以最大化虛擬網絡運營商的收益為目標，采用內點法確定虛擬帶寬分配辦法。本發明能夠確保多播用戶組的通信速率需求，且保證分配給每個多播組的頻帶資源不超過每個基站所能提供的物理總資源。本發明具有系統資源利用率高的優點，可提高用戶服務質量、體驗質量。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，尤其涉及一種軟件定義網絡下虛擬化多播資源分配方法。

背景技術

隨著用戶設備類型以及需求業務的多樣化，無線通信網絡需要能夠支持高速并發多樣化的通信業務。網絡虛擬化技術使得利用單一網絡構架支持多種虛擬異構網絡成為可能，同一物理設備以不同的姿態呈現給移動用戶，用戶根據自身的需求及喜好選擇預接入的虛擬網絡；相比于傳統的物理網絡而言能夠明確劃分網絡業務類型、進一步提升用戶服務質量及體驗度。而軟件定義網絡技術能夠將網絡控制層面與數據層面分離開來，由于其所具備的靈活控制管理網絡的能力，被視作一種有效的方式以實現網絡虛擬化。另一方面，考慮到視頻業務的加劇、頻譜資源的稀缺等問題，多播技術通過同時同頻點至多點的通信方式，能夠實現頻譜資源的高效利用、提升用戶業務吞吐量、加快應用進程的響應時間。2015年Songlin Sun等人在“IEEE Network”(《國際電氣電子工程師協會網絡》)(2015年5月至6月第29卷)發表的“Integrating Network Function Virtualization with SDR andSDN for4G/5G Networks”(《4G/5G網絡下網絡功能虛擬化與軟件定義無線電及軟件定義網絡的集成》)中提出了無線網絡虛擬化與軟件定義網絡的結合辦法，作者依據現有的4G/5G網絡下的標準協議及其擴展，提出了未來網絡可能的發展方向，但該項研究僅具體針對集成框架的設計及展望，并未研究該框架下的資源部署問題，同時也未涉及到多播技術。2015年SaraAyoubi等人在“IEEE Transactions on Communications”(《國際電氣電子工程師協會通信匯刊》)(2015年4月第63卷)發表的“MINTED:Multicast Virtual NetworkEmbedding in Cloud Data Centerswith Delay Constraints”(《MINTED：考慮時延約束的云數據中心系統中的多播虛擬網絡嵌入》)中提出了一種針對多播虛擬網絡的資源分配方法，方法具體針對時延敏感的多播業務，采用時延約束的方式，保證多播用戶的服務質量需求。然而，上述方案僅實現了多波技術與無線網絡虛擬化技術的結合，且并未考慮到，實際網絡環境中的邊緣用戶所擁有的信道質量較差，令組內所有用戶不得不采用較低數據速率的調制與編碼方案，從而限制了系統譜效、降低了用戶服務質量。因此，在結合軟件定義網絡、無線網絡虛擬化、以及多播技術的同時，還需要考慮到邊緣用戶的信道質量，為分配給用戶組的每一個資源塊上傳輸的視頻信息選擇合適的調制與編碼方案。

綜上所述，現有技術存在的問題是：目前的多播虛擬網絡的資源分配方法存在當多播組內有用戶處于不利的通信地點時，如小區邊緣或者其信道深衰落，組內所有用戶不得不采用較低數據速率的調制與編碼方案以滿足該用戶的通信需求，限制了系統譜效、降低了用戶服務質量。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種軟件定義網絡下虛擬化多播資源分配方法。

本發明是這樣實現的，一種軟件定義網絡下虛擬化多播資源分配方法，所述軟件定義網絡下虛擬化多播資源分配方法通過軟件定義網絡實現物理網絡的虛擬化，虛擬化網絡的控制平臺與數據平臺相分離；用戶產生業務，根據所要求的服務質量以及體驗質量選擇虛擬網絡接入，邏輯上接入不同虛擬網絡的用戶，物理上可能接入同一基站；用戶向基站反饋信道質量指標，選擇基站提供服務，并選擇調制與編碼方案；以最大化虛擬網絡運營商的總收益為目標，采用內點法實現虛擬帶寬資源的分配。