一種基于鏈路抗干擾性的無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化映射方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于鏈路抗干擾性的無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化映射方法，包括如下步驟1）依據(jù)虛擬請求篩選獲得物理網(wǎng)絡(luò)資源；2）根據(jù)無線物理鏈路構(gòu)建干擾模型；3）生成虛擬節(jié)點(diǎn)列表、空的虛擬節(jié)點(diǎn)到物理節(jié)點(diǎn)的映射關(guān)系列表、空的已分配的虛擬節(jié)點(diǎn)列表和空的已使用過的信道列表；4）生成物理節(jié)點(diǎn)列表和物理節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)列表；5）節(jié)點(diǎn)映射；6）篩選鏈路；7）鏈路選擇與映射；綜合鏈路的可靠性以及鏈路的干擾性會(huì)反作用于無線鏈路的通信的因素，采用迪杰斯特拉第K-最短路徑方法找到最短路徑，在鏈路映射后選擇的路徑中每條物理鏈路都是在使用過的信道列表中不同的信道，采取了“協(xié)分步”資源分配方法，有效地協(xié)調(diào)了節(jié)點(diǎn)和鏈路之間的分配。
【專利說明】一種基于鏈路抗干擾性的無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化映射方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于鏈路抗干擾性的無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化映射方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，很多接入和核心網(wǎng)絡(luò)都采用無線通信技術(shù)，無線網(wǎng)絡(luò)的虛擬化技術(shù)獲得越來越多的關(guān)注和研究。無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化可以將多個(gè)虛擬的無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中以支持不同的定制化服務(wù)。虛擬網(wǎng)絡(luò)的分配是網(wǎng)絡(luò)虛擬化的核心，為每一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)請求分配底層的物理網(wǎng)絡(luò)資源，同時(shí)盡可能滿足虛擬網(wǎng)絡(luò)請求和最小化底層網(wǎng)絡(luò)資源的使用。在有線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)虛擬化的資源分配問題主要是將虛擬節(jié)點(diǎn)和虛擬鏈路映射到合適的物理節(jié)點(diǎn)和物理路徑上。然而在無線網(wǎng)絡(luò)中，資源分配需要面臨諸如鏈路的干擾(如當(dāng)前的無線鏈路的選擇和分配會(huì)對已分配的虛擬網(wǎng)絡(luò)造成不同程度的干擾，如果干擾足夠強(qiáng)甚至?xí)袛嘁逊峙涞木W(wǎng)絡(luò)服務(wù)。)、節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)等特征，使得分配問題變得更加復(fù)雜和困難。較之于有線鏈路固有隔離性，無線鏈路具有的廣播特性使得無線虛擬網(wǎng)絡(luò)的分配存在鏈路的干擾問題，從而影響到虛擬網(wǎng)絡(luò)的性能。
[0003]目前無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化的資源分配方法研究較少，但卻具有十分重要的研究意義。在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，底層物理節(jié)點(diǎn)擁有計(jì)算等資源，而物理鏈路擁有帶寬等資源。目前的資源的分配方法多采用“兩步”映射方法，即在分配虛擬網(wǎng)絡(luò)的過程，首先分配所有的虛擬節(jié)點(diǎn)，當(dāng)所有的虛擬節(jié)點(diǎn)分配完之后，再進(jìn)行虛擬鏈路的分配，使得節(jié)點(diǎn)分配和鏈路分配處于相互分離的狀態(tài)。兩步映射方法采取的是兩個(gè)階段的單目標(biāo)優(yōu)化問題解決方案，在分配中會(huì)出現(xiàn)問題:當(dāng)所有的節(jié)點(diǎn)映射完之后，發(fā)現(xiàn)無法滿足所有鏈路的約束需求，采取回溯的辦法會(huì)增加時(shí)間的開銷，降低分配的效率；同時(shí)兩步分配方法也難以得到虛擬網(wǎng)絡(luò)分配的全局最優(yōu)，即節(jié)點(diǎn)初始映射中，排序隊(duì)列需要經(jīng)常更新，耗時(shí)耗力；節(jié)點(diǎn)遷移必然造成節(jié)點(diǎn)映射開銷大，算法效率低；場景特定，適應(yīng)性和靈活性不足；當(dāng)虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟?guī)模較大時(shí)，算法性能低下，需要進(jìn)行優(yōu)化等。除此之外，在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，底層的物理鏈路的丟包率明顯高于有線鏈路，原因在于有線鏈路的固有天然隔離性保證了鏈路之間的干擾很少；而無線鏈路具有固有的廣播特性，受干擾的程度很大。
[0004]迪杰斯特拉方法是用于計(jì)算一個(gè)節(jié)點(diǎn)到其他所有節(jié)點(diǎn)的最短路徑，其主要特點(diǎn)是以起始點(diǎn)為中心向外層層擴(kuò)展，直到擴(kuò)展到終點(diǎn)為止。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出了一種基于鏈路抗干擾性的無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化映射方法，其目的在于，為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的，在無線網(wǎng)絡(luò)中，由于鏈路之間的干擾關(guān)系所造成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和鏈路資源虛擬化分配的不均和效率低下問題。
[0006]一種基于鏈路抗干擾性的無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化映射方法，包括如下步驟:
[0007]I)物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)按照虛擬請求從整個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中選擇匹配的物理網(wǎng)絡(luò)資源，物理網(wǎng)絡(luò)資源包括物理節(jié)點(diǎn)、物理節(jié)點(diǎn)之間形成的無線物理鏈路以及物理節(jié)點(diǎn)的可用信道；[0008]物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身當(dāng)前CPU計(jì)算能力以及虛擬請求所需節(jié)點(diǎn)資源和約束請求判斷是否接受該虛擬請求，如果物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不接受該虛擬請求則該虛擬請求進(jìn)入等待隊(duì)列，同時(shí)對下一個(gè)虛擬請求選擇匹配的物理網(wǎng)絡(luò)資源；
[0009]2)根據(jù)無線物理鏈路構(gòu)建干擾模型；
[0010]所述干擾模型是指無線物理鏈路構(gòu)建的干擾矩陣I，干擾矩陣大小為|LS| X |ls|，其中，Ls表示無線物理鏈路集合，|ls|表示無線物理鏈路的條數(shù)，無線物理鏈路i和無線物理鏈路j之間存在干擾，則Iij=I,無線物理鏈路i和無線物理鏈路j之間不存在干擾，則Iij=O ；
[0011]從物理層直接獲得兩條鏈路之間是否存在干擾；
[0012]給定沖突距離Drf，基于干擾模型定義CF為整個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)鏈路對的干擾數(shù)目:
【權(quán)利要求】
1.一種基于鏈路抗干擾性的無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化映射方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)按照虛擬請求從整個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中選擇匹配的物理網(wǎng)絡(luò)資源，物理網(wǎng)絡(luò)資源包括物理節(jié)點(diǎn)、物理節(jié)點(diǎn)之間形成的無線物理鏈路以及物理節(jié)點(diǎn)的可用信道； 物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身當(dāng)前CPU計(jì)算能力以及虛擬請求所需節(jié)點(diǎn)資源和約束請求判斷是否接受該虛擬請求，如果物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不接受該虛擬請求則該虛擬請求進(jìn)入等待隊(duì)列，同時(shí)對下一個(gè)虛擬請求選擇匹配的物理網(wǎng)絡(luò)資源； 2)根據(jù)無線物理鏈路構(gòu)建干擾模型； 所述干擾模型是指無線物理鏈路構(gòu)建的干擾矩陣I，干擾矩陣大小為IlsI X |ls|，其中，Ls表示無線物理鏈路集合，IlsI表示無線物理鏈路的條數(shù)，無線物理鏈路i和無線物理鏈路j之間存在干擾，則Iij=I,無線物理鏈路i和無線物理鏈路j之間不存在干擾，則Iij=O ； 從物理層直接獲得兩條鏈路之間是否存在干擾； 給定沖突距離Dci,基于干擾模型定義CF為整個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)鏈路對的干擾數(shù)目:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鏈路抗干擾性的無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化映射方法，其特征在于，步驟7)所述的采用迪杰斯特拉第K-最短路徑方法，是指基于可靠性和最小路徑干擾權(quán)重進(jìn)行鏈路選擇，將虛擬節(jié)點(diǎn)之間的虛擬鏈路映射物理節(jié)點(diǎn)之間最短的路徑； 所述可靠性指的是鏈路上的丟包率，丟包率越低，可靠性越高，采用設(shè)定的丟包率； 物理鏈路I的干擾權(quán)重是指鏈路在基于干擾模型下影響到其他鏈路的干擾密度Cfffeight1 (I), CfWeight1 (I) =CF/bandwidth (I),其中，bandwidth (I)是指物理鏈路 I 的帶寬； 所述路徑干擾權(quán)重是 指所有物理鏈路的干擾權(quán)重之和。
【文檔編號(hào)】H04W72/08GK103428805SQ201310342029
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月7日
【發(fā)明者】羅娟, 扶珊, 劉川川 申請人:湖南大學(xué)