[發明專利]聯合資源分配方法

有效

• 申請號: 202011060722.8
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112437449B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 金鑫;王旭東;于浩;王韜;蒯文科;呂玉祥;劉才華;楊陽;吳昊;董亞文;吳輝
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力有限公司信息通信分公司;安徽繼遠軟件有限公司;國網信息通信產業集團有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H04W16/22
• 分類號: H04W16/22;H04W28/02;H04W72/543;H04W76/34
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;劉兵

1.一種聯合資源分配方法，應用于基于移動通信網和邊緣計算網的網絡切片架構，其特征在于，所述方法包括：

S1)獲取接收到用戶設備請求服務的基站節點的查詢請求，并根據所述查詢請求創建所述請求服務的定制化網絡切片；

S2)根據所述查詢請求生成對應的全局優化問題，并將所述全局優化問題分解為多個子問題；

S3)將所述多個子問題對應發送到當前調節區域的基站節點，供所述基站節點同時進行各請求服務的分配傳輸帶寬計算和子問題結果計算；

S4)根據計算得到的所有子問題結果獲得全局優化問題結果，根據所述全局優化問題結果進行所述網絡切片的資源分配結果計算，并更新輔助變量和對偶變量；

S5)根據預設規則判斷所述全局優化問題是否滿足停止迭代判據，若滿足，轉至步驟S6)，若不滿足，根據更新后的輔助變量和對偶變量重復執行步驟S3)-S5)，直至所述全局優化問題滿足停止迭代判據；

S6)執行資源分配；

步驟S2)中，所述根據所述查詢請求生成對應的全局優化問題，包括：

根據所述查詢請求生成最小化服務響應時間的聯合傳輸帶寬和計算資源分配模型，如下：

P₁:

其中，b_sn表示基站節點s為第n種服務分配的任務單元數量；

t_sn為基站節點s和邊緣計算節點e處理第n種服務的響應時間；

c_sn為邊緣計算節點e為基站節點s分配的處理第n種服務的資源；

所述最小化服務響應時間的聯合傳輸帶寬和計算資源分配模型滿足以下5個約束條件：

(a)b_sn≥b₀,n∈N

(b)c_sn≥λ_sn,n∈N

(c)t_sn≤T_n,n∈N

(d)∑_n∈Nθ_sn×b_sn≤B_s,n∈N

(e)∑_s∈S∑_n∈Nc_sn≤C,n∈N

其中，S表示當前調度區域的基站節點總數，B_s表示基站節點s擁有的總傳輸帶寬，λ_sn為泊松分布的期望值，C為所有邊緣計算節點的總計算資源；

N表示待分配服務類型總數；

θ_sn＝CDF^-1(0.9,λ_sn)，表示到達基站節點s的第n種服務的最大任務單元數量；

步驟S2)中，所述根據所述查詢請求生成對應的全局優化問題，還包括：

根據所述最小化服務響應時間的聯合傳輸帶寬和計算資源分配模型中的約束條件(a)-(d)，定義S個指標函數，如下：

其中，_s:b_sn≥b₀,c_sn≥λ_sn,t_sn≤T_n,∑_n∈Nθ_sn×b_sn≤B_s,n∈N}c_s＝{c_sn|n∈N}，表示在基站節點s∈S處滿足約束條件(a)-(d)的所有可行解集合；

x_s＝[b_s,c_s],表示基站節點s∈S為每種服務N＝{1,…,N}分配的傳輸帶寬向量b_s＝{b_sn|n∈N}和計算資源向量的組合向量；

步驟S2)中，所述根據所述查詢請求生成對應的全局優化問題，還包括：

根據所述最小化服務響應時間的聯合傳輸帶寬和計算資源分配模型中的約束條件(e)，定義一個指標函數，如下：

其中，g＝{c:∑_s∈S∑_n∈Nc_sn≤C}，表示在邊緣計算節點e∈E處滿足約束條件(e)的所有可行解集合；

c＝[c₁,…,c_S]表示邊緣計算節點e∈E為每個基站節點S＝{1,…,S}分配的計算資源向量，E為邊緣計算節點的數量；

步驟S2)中，所述根據所述查詢請求生成對應的全局優化問題，還包括：

根據生成的指標函數I₁(x_s),I₂(c)轉換聯合傳輸帶寬和計算資源分配模型，計算公式為：

s.t.x_s＝z_s,

其中，z＝[z₁,…,z_S]為引入的一組輔助變量；

將轉換后的聯合傳輸帶寬和計算資源分配模型表示為增廣拉格朗日函數形式：

其中，x＝{x₁,…,x_S}；

Λ＝{Λ₁,…,Λ_S}，為對偶變量；

ρ為增廣拉格朗日參數；

步驟S2)中，所述根據所述查詢請求生成對應的全局優化問題，還包括：

將生成的所述增廣拉格朗日函數轉換為基于部分變量分裂的乘子交替方向迭代形式：

Λ(k+1)＝Λ(k)+x(k+1)-z(k+1)

其中，k為迭代次數。