[發明專利]一種基于可靠性的5G網絡切片在線映射方法

有效

• 申請號: 201810018201.2
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108566659B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 唐倫;趙國繁;周鈺;楊友超;楊恒;陳前斌
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W28/16
• 分類號: H04W28/16;H04L41/0895
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種基于可靠性的5G網絡切片在線映射方法，屬于移動通信技術領域。該方法為：針對5G網絡切片的動態映射、輕量級可靠映射問題，建立基于可靠性約束的多目標資源分配模型；將時間離散為一系列連續的時間窗，根據切片生命周期確定時間窗內不同切片請求映射優先級；在處理節點建立李雅普諾夫優化模型，確定滿足切片資源需求的節點映射優先級；根據底層鏈路可靠性，尋找滿足切片鏈路資源約束下的最可靠通信鏈路映射。本發明在實現切片網絡映射時，綜合考慮到網絡的穩定性和物理鏈路的失效率，從而在保證網絡可靠性的同時提高資源利用率。

技術領域

本發明屬于移動通信技術領域，涉及一種基于可靠性的5G網絡切片在線映射方法。

背景技術

在5G-CRAN網絡虛擬化，無線云化環境中，實現資源與應用的解耦，功能抽象全部處理資源可屬于一個完整的邏輯資源池。資源分配不再像傳統網絡那樣是在單獨的基站內部進行，而是基于NFV架構，資源分配在“池”的層面上進行，可以最大限度地獲得處理資源的復用共享(如：潮汐效應)，降低整系統的成本，并帶來功能的靈活部署優勢，從而實現業務到無線端到端的功能靈活分布。

端到端網絡切片(Network Slicing)基于統一的物理網絡設施提供多個邏輯網絡服務，以實現業務快速上線與靈活擴容，助力新業務拓展。網絡切片是邏輯上完全隔離的不同專有網絡，通過虛擬化技術可以實現不同網絡切片之間資源的生命周期管理。

在切片映射過程中，一方面底層的物理網絡失效就會影響到共用基礎設施的多個切片；另一方面，物理網絡的失效率具有聚集性，滿足二八定律：80％以上系統失效源自的節點或者鏈路故障，因此網絡切片比單層網絡更需要關注底層網絡的可靠性。

現有的發明中一方面涉及核心網映射中資源分配問題，沒有考慮接入網網絡切片資源映射受到RRU頻譜利用效率的影響；針對可靠映射主要采用冗余保護機制，該類方法雖然簡單有效，但是需要額外的資源開銷；另一方面網絡切片虛擬化環境中，業務多樣性對切片的可靠性提出了不同的要求，前期的研究未考慮到可靠性的不同要求。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于可靠性的網絡切片在線映射方法，能夠根據網絡切片的流量特征動態為其分配底層物理資源，在時間維度上對底層資源進行調度，實現網絡切片在線映射。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于可靠性的5G網絡切片在線映射方法，包括以下步驟：

S1：針對5G網絡切片的動態映射、輕量級可靠映射問題，建立基于可靠性約束的多目標資源分配模型；

S2：將時間離散為一系列連續的時間窗，根據切片生命周期確定時間窗內不同切片請求映射優先級；

S3：在處理節點建立李雅普諾夫優化模型，確定滿足切片資源需求的節點映射優先級；

S4：根據底層鏈路可靠性，尋找滿足切片鏈路資源約束下的最可靠通信鏈路映射。

進一步，在步驟S1中，所述5G網絡切片的動態映射的模型為：

底層物理網絡為帶權無向圖G_s＝(N_s,L_s)，其中為物理節點集，C_i表示物理節點n_i的計算能力，l_ij表示通信鏈路上具體的節點i,j的物理連接，若任意兩個中級節點i和j之間的鏈路失效率為λ_ij，帶寬為

網絡切片請求g由表示,其中為虛擬鏈路集,e_kg表示切片g第k條虛擬鏈路，為虛擬節點集，表示切片g虛擬節點數，b_g＝B(e_kg),切片g所需的帶寬容量；

一個網絡切片請求虛擬鏈路對應著多個物理鏈路。