[发明专利]一种虚拟化C-RAN网络下的网络切片虚拟资源分配方法

说明书

本发明涉及一种虚拟化C‑RAN网络下的网络切片虚拟资源分配方法，属于通信技术领域。该方法在满足各网络切片平均时延约束以及网络平均回传链路带宽消耗约束的前提下，以最大化平均网络切片和速率为目标进行动态的资源分配。所分配的网络资源包括频谱资源(资源块)和缓存资源。在每个资源调度时隙上，集中式的资源管理系统根据当前系统状态为每个网络切片分配合适的资源块数量以及缓存资源。本发明提出的虚拟资源分配方法能够在提升网络切片和速率的同时保证各切片的服务质量。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种虚拟化C-RAN网络下的网络切片虚拟资源分配方法。

背景技术

近年来，随着移动用户的数据需求激增，移动数据业务经历了大幅增长。因此，运营商需要能够降低成本的可扩展解决方案，以提高其无线网络的利用率和覆盖，从而满足未来5G网络在容量、速率和能效等方面的性能指标。在现已提出的众多具有前景的技术和网络架构中，无线网络虚拟化技术与云无线接入网络C-RAN受到了许多学者及研究人员的广泛关注和研究。

无线网络虚拟化是对运营商的底层物理网络统一规划和管理，使运营商之间能够共享各种资源，如网络基础设施、授权频谱、无线接入网以及电力等，从而在能耗和资源利用方面提高效率，提升网络性能。其通过将无线网络资源虚拟化为一个个网络切片，以分配网络切片的方式给各个服务提供商提供所需的资源，还可根据网络状态及用户需求，动态增加、释放、改变切片资源。无线网络虚拟化技术实现了业务场景、网络功能和基础设施平台间的适配，可更好地支持多样化业务需求。因此，如何合理、动态且高效的为每个网络切片分配虚拟资源则至关重要。

C-RAN是另一个受到广泛探讨的基于云的思想的网络框架，其将每个传统基站中的基带处理单元与无线接入单元解耦。如此，C-RAN小区内仅包括低成本的无线接入单元，被称为远端射频头，而所有基带处理单元在远程数据中心池化，并由所有基站共享。C-RAN可以使用少于传统接入网所需的基带处理单元数量实现相同的性能，并降低系统功耗。此外，C-RAN架构有助于在整个网络上交换流量和信道信息，有利于更好的执行系统资源分配策略。

发明人在研究现有技术的过程中发现存在以下不足：

现有的研究大多致力于分开探讨无线资源虚拟化技术与C-RAN架构，很少有工作将两种技术结合起来讨论。然而，将无线网络虚拟化技术应用于C-RAN网络架构中有明显的优势，一来无线资源可以实现跨运营商和小区的动态可扩展分配，二来可以较为容易地重新部署云资源，以专注于高需求区域，从而影响网络覆盖范围，提升网络整体性能，更好地满足服务质量需求。因此，有必要研究无线网络虚拟化技术与C-RAN结合场景下的动态资源分配问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种虚拟化C-RAN网络下的网络切片虚拟资源分配方法，以实现在满足各网络切片平均时延约束和网络平均回传链路带宽消耗约束的前提下，最大化平均网络切片和速率。

所述虚拟资源分配方法包括：

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种虚拟化C-RAN网络下的网络切片虚拟资源分配方法，在每个资源调度时隙上，在满足各网络切片平均时延约束以及网络平均回传链路带宽消耗约束的前提下，集中式的资源管理系统根据当前系统状态为所述的每个网络切片分配合适的资源块数量以及缓存资源，从而最大化平均网络切片和速率；

所述的虚拟化C-RAN网络是将无线网络虚拟化技术应用于C-RAN网络中，其中底层物理网络中的每个基站均带有一定的缓存空间，并将所述的所有缓存空间通过“云化”操作集中形成虚拟缓存资源池，与虚拟基带处理单元池部署在一起；

所述集中式的资源管理系统包括：

信息收集器，用于收集各网络切片的信道状态信息与队列状态信息；