无线虚拟化网络能效与时延问题研究

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yukeno1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
移动设备的海量接入请求和移动业务的爆炸性增长需求向当前移动网络提出了严峻的挑战,于是,第五代移动网络应运而生。异构网络、应用和用户需求之间的管理和协调要求第五代移动网络应该是开放的、灵活的。所以,无线网络虚拟化(Wireless Network Virtualization,WNV)技术被提出,并凭借诸多优势,引起了学术界和商业界的广泛关注。WNV实现了基础设施和无线频谱资源的抽象、整合和共享,它在提升网络管理灵活性的同时显著降低了无线网络的部署和运营成本。此外,通过隔离部分网络,WNV为产品更新和技术演进提供了更加便捷的实现方法。一方面,全球二氧化碳排放量日益升高,为人类生存环境带来了不容忽视的影响。与此同时,频谱资源的稀缺性使得网络供应商都期待寻求更有效的方案以降低网络供应成本。因此,下一代移动网络在保证可靠传输的同时,还需要考虑能量消耗的代价。另一方面,用户是网络服务的订阅者,优质的用户服务体验也是网络设计需要考虑的一个主要因素,而时延就是衡量用户服务体验的一个重要指标。此外,传统蜂窝网络中,物理基站一经部署就无法改变,而固定的网络部署无法实现全局的资源优化,致使网络利用不充分。WNV技术为网络的灵活、高效部署提供了有效的解决方案。WVN(Wireless Virtualization Network,WVN)可以即时创建也可以即时销毁,即虚拟网络可以依据网络资源状况和用户具体服务质量需求随时改变部署策略,以提高资源利用率和网络能效。因此,有必要从时延和能效角度对虚拟网络的资源分配和网络部署进行控制。为了解决以上问题,本文主要做了如下研究:第一,研究了WVN中能效时延制约问题,提出了动态的虚拟功率资源分配方法。首先,利用WNV建立了下行通信模型,不同于传统无线网络,多个基站之间,可以共享物理网络中所有的基础设施资源和无线网络资源,并可以联合处理用户业务,进而在满足用户服务质量(Quality of Service,QoS)需求的情况下,通过功率控制实现虚拟网络能效最大化。本文将该问题建模为时延约束的能效优化问题,并利用分式规划理论和李雅普诺夫优化理论对问题进行转化,采用拉格朗日乘子法对问题进行求解。其次,通过理论推导得到了网络能效和网络平均时延的理论边界。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性以及WVN中时延和能效的制约关系。第二,研究了无线接入网络(Radio Access Network,RAN)切片的速率时延制约问题,设计了一个动态的虚拟基站部署方法。考虑到业务的多样性和用户行为的不可预测性,以及虚拟网络组网的灵活性、高效性,本文引入随机几何理论对虚拟基站和用户的分布进行建模。然后,本文探索了一个RAN切片框架,在满足用户服务质量需求的情况下,建模出时延约束的速率最优化问题并采用李雅普诺夫优化理论对其进行转化求解。之后,通过理论推导得到了虚拟化网络中RAN切片速率和时延的理论边界以及性能关系。最后通过仿真对所设计方法的有效性以及速率和时延的性能进行了验证。
其他文献
我国的人口老龄化进程中,老年人口数量快速增加与家庭规模小型化相伴随,传统的家庭养老模式无法承担养老重任,迫切需要向社会养老转变。“十二五”规划以来我国出台了一系列
棘白菌素B(Echinocandin B,ECB)是一种由环状六肽和脂肪、酸侧链组成的新型脂肽类化合物,它是棘白菌素类药物阿尼芬净的前体物质。由于专利的问题,国内尚无企业生产此类药物,
传统的计算机教学方式单一,教学方法枯燥,仅凭教师讲解和示范对学生实行灌输式的教学方法,虽然在一定程度上达到了传授计算机知识的目的,但教学的效果不明显。现代的高校计算机基
为探究解磷菌对石灰性潜在缺磷土壤上大豆生长的影响以及对石灰性土壤理化性质的影响,本文利用盆栽研究了解磷细菌A9对大豆根系形态特性、生理生化特性、植株生物量等、同时探
泵站每年运行消耗的电量占整个供水系统能耗的绝大部分,采用不同的供水运行方式导致耗电量存在巨大差距。所以,供水企业通过优化供水泵站运行方式降低电耗,提高泵站运行效率,达到供水企业实现节能降耗的目的。本文以大连市某小区供水泵站为研究对象,建立实验室供水管网,实验考察分析水泵运行方式对供水能耗的影响,将研究成果应用于大连市某小区供水泵站。首先阐述水泵变频供水和水泵调速运行的节能原理,建立水泵调速最小轴功
森林扰动是影响陆地生态系统的重要因素之一,同时也是评估陆地碳平衡的主要不确定因素。长时间森林扰动检测采用构建植被指数方法进行,但由于植被变化在光谱空间中的响应比较
FTP是Internet上使用最广泛的一种服务器,使用FTP几乎可以传送任何类型的文件,如文本文件、图像文件、声音文件等等。而且FTP协议能够屏蔽计算机系统的细节,可以在异构网络之间
混凝土结构在施工和服役过程中,极易产生不同尺寸的裂缝。裂缝加速海洋环境中侵蚀性离子向混凝土内部扩散的速度,严重影响钢筋混凝土的耐久性。混凝土裂缝自修复技术是解决开裂海洋工程混凝土耐久性问题的途径之一。然而,目前大部分针对裂缝自修复的研究都在淡水条件下开展,未考虑海水中多离子对自修复过程的影响。要使裂缝自修复能最大程度地提高开裂海工混凝土的耐久性,就必须使混凝土具备快速且完全的自修复能力。本课题提出
气候变化治理的一个主要方面就是减少二氧化碳的排放,减排问题关系到各国的发展权益和空间,与各国的经济利益密切相连。东盟在我国“海上丝绸之路”倡议中处于重要地位,由于