一种基于无线虚拟网络生命周期的时频资源映射方法技术

本发明专利技术涉及无线网络虚拟化技术领域，特别涉及一种基于无线虚拟网络生命周期的时频资源映射方法，首先判断物理网络剩余时频资源块是否为连续，若判断为连续，对缓存区的VNR依次进行映射，否则，对已映射的VNR进行选择性重映射，然后再对缓存区的VNR依次进行映射；所述缓存区的VNR包括当前时间片到达的VNR和之前时间片到达且未能成功映射且在最大映射时延内的VNR；与现有技术相比，当VNR接受率趋于平稳后，本发明专利技术不但使VNR的接受率提高17％以上，而且使物理网络获得更高的收益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线网络虚拟化
，特别涉及一种基于无线虚拟网络生命周期的时频资源映射方法。
技术介绍
传统Internet服务是由运营商自建网络(即所谓基础设施提供商)并提供基于该网络的服务(即所谓服务提供商)，两种身份合二为一，导致运营商不愿意或很难采纳一种新的网络架构或者在现有网络上进行一些修改，使得现有的Internet技术不利于支持移动性，影响了核心路由的扩展性，降低了现有安全机制的效能，阻碍了网络新技术的发展。为了解决互联网的“僵化”问题并刺激未来网络研究的创新，网络虚拟化的方法被提出来，并成为未来网络研究工作的重点。网络虚拟化是指，基础设施提供商负责物理网络设施的建设及运维，虚拟化、抽象化物理资源并向服务提供商提供相应的物理资源；而服务提供商从一个或多个基础设施提供商租赁资源来建立自己的虚拟网络、部署定制的协议为用户提供端到端的传输服务。基于基础设施提供商与服务提供商分离的设计机制，网络虚拟化技术使得多个异构网络能共享同一个物理网络。网络虚拟化的主要目标是，通过允许网络共享相同的物理链路和路由器等物理资源，构建健壮的、可信的、易于管理的虚拟环境，为各种各样的虚拟网请求分配合适的虚拟资源，实现资源共享，提高基础设施资源利用率。目前已经有一些针对无线虚拟网络映射算法的研究，但因无线网络自身的架构特点和特定的约束条件，其映射算法有待进一步优化。ParkK等人在“Aframeworkforvirtualnetworkembeddinginwirelessnetworks,”inProceedingsofthe4thInternationalConferenceonFutureInternetTechnologies,ser.CFI’09.NewYork,NY,USA:ACM,2009,pp.5–7.中提出了一种无线虚拟网络的映射框架，为了使各个虚拟网络互不干扰，通过将物理资源划分为多维正交的资源来实现，但该算法未提出具体的映射算法。YunD在Virtualnetworkembeddinginwirelessmultihopnetworks.InProceedingsofthe6thInternationalConferenceonFutureInternetTechnologies,2011,30-33.针对无线多跳网络，结合有线网络环境下的映射算法建立无线网络模型，提出了无线虚拟网络映射算法，它充分考虑无线网络中的干扰问题，但其映射的开销和复杂度较大。YangM在Karnaugh-maplikeonlineembeddingalgorithmofwirelessvirtualization.InWirelessPersonalMultimediaCommunications(WPMC),15thInternationalSymposium,2012,594-598提出了一种基于类似卡诺图的无线网络虚拟化映射算法，该算法可以处理在线的虚拟网络请求(VNR,virtualnetworkrequests)，将无线资源抽象为时隙和正交频率乘积的矩形，利用卡诺图的思想对矩形区域进行划分。该方法能提升资源利用率，但不能动态改变切片。HsuFT在(ResourceAllocationwithSpectrumAggregationforWirelessVirtualNetworkEmbedding[C]//VehicularTechnologyConference(VTCFall),2015IEEE82nd.IEEE,2015:1-5.考虑了部分可用频谱带宽和频谱聚合能力，将不连续的频谱碎片利用起来，提高了频谱资源利用率。然而，该算法没有考虑虚拟网络重映射，且算法的复杂度高。VandeBeltJ在Adynamicembeddingalgorithmforwirelessnetworkvirtualization[C],VehicularTechnologyConference(VTCFall),2014IEEE80th.IEEE,2014:1-6.提出了一种动态嵌入式贪婪映射算法，构造了具有业务优先级附加要求的映射问题，每个时间片都会对已映射的VNR进行重映射，能提高物理网络资源利用率和VNR接受率。但该算法没有考虑重映射的复杂度和重映射对整个网络正常运行的影响，以及业务优先级可能导致业务多样性失衡。综上所述，现有技术无线网络虚拟化中的映射算法存在如下问题：(1)忽略了VNR生命周期对映射的重要性和对单个时间片内物理网络收益的影响；(2)对已映射的VNR作重映射调整时，未对VNR接受率和重映射的成本开销作折中考虑。
技术实现思路
针对以上技术问题，本专利技术提出一种基于无线虚拟网络生命周期的时频资源映射方法，本专利技术利用生命周期，并结合部分VNR重映射策略，实现高接受率的VNR映射。本专利技术一种基于无线虚拟网络生命周期的时频资源映射方法，包括判断物理网络剩余时频资源块是否为连续，若判断为连续，对缓存区的VNR依次进行映射，否则，对已映射的虚拟网络请求VNR进行选择性重映射，然后再对缓存区的VNR依次进行映射；所述缓存区的VNR包括当前时间片到达的VNR和之前时间片到达且未能成功映射且在最大映射时延内的VNR。优选地，所述对已映射的虚拟网络请求VNR进行选择性重映射包括：计算重映射影响因子ξ，选择前N个ξ最大的VNR进行映射，如果终止条件满足，则终止重映射，否则循环执行本步骤；N为循环次数，初始值为1。优选地，重映射影响因子ξ计算方式包括：ξ＝b/(2×(f+t))其中，f表示待映射的VNR所需的子载波资源量，t表示待映射的VNR所需的时隙资源量；ai,j表示第i个子载波第j个时隙对应的资源块，ai,j＝0表示第i个子载波第j个时隙对应的资源块是空闲的；ai,j＝1表示第i个子载波第j个时隙对应的资源块被占用，bi,j表示第i个子载波第j个时隙对应的资源块的映射密度级EDI，⊕表示异或运算。优选地，所述终止条件包括以下任意一种：物理网络剩余时频资源块是连续的，或者已映射的VNR的重映射影响因子ξ均小于设定的阈值，或者已映射的VNR的重映射影响因子ξ值不再改变。优选地，所述对缓存区的VNR依次进行映射包括根据VNR的优先级从高到低进行映射；所述VNR的优先级根据虚拟网络请求的生命周期确定，即生命周期短则优先级高，反之，优先级低。优选地，如果有多个VNR具有相同的优先级，则计算每个待映射的VNR能使物理网络获得的收益，根据收益大小，优先映射能使物理网络获得更高收益的VNR。优选地，每个待映射的VNR能使物理网络获得的收益计算方式包括：其中，ws表示第s个虚拟网络请求与业务相关的收益因子，其值根据业务类型定义，不同的业务类型有不同的收益因子，1/ds表示第s个虚拟网络请求的优先级，As表示第s个虚拟网络请求所需的时频资源块个数；S(t)表示第t个时间片缓存区内需要映射的VNR的集合；S*(t)表示第t个时间片缓存区内映射成功的VNR集合，K(t)表示第t个时间片需要进行重映射的VNR集合，若K(t)为空，表示第t个时间片不进行重映射；asij表示第s个虚拟网络请求映射到第i个子载波第j个时隙对应的时频资源块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线虚拟网络生命周期的时频资源映射方法，其特征在于，包括判断物理网络剩余时频资源块是否为连续，若判断为连续，对缓存区的VNR依次进行映射，否则，对已映射的虚拟网络请求VNR进行选择性重映射，然后再对缓存区的VNR依次进行映射；所述缓存区的VNR包括当前时间片到达的VNR和之前时间片到达且未能成功映射且在最大映射时延内的VNR。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线虚拟网络生命周期的时频资源映射方法，其特征在于，包括判断物理网络剩余时频资源块是否为连续，若判断为连续，对缓存区的VNR依次进行映射，否则，对已映射的虚拟网络请求VNR进行选择性重映射，然后再对缓存区的VNR依次进行映射；所述缓存区的VNR包括当前时间片到达的VNR和之前时间片到达且未能成功映射且在最大映射时延内的VNR。2.根据权利要求1所述的基于无线虚拟网络生命周期的时频资源映射方法，其特征在于，所述对已映射的虚拟网络请求VNR进行选择性重映射包括：计算重映射影响因子ξ，选择前N个ξ最大的VNR进行映射，如果终止条件满足，则终止重映射，否则循环执行本步骤；N为循环次数。3.根据权利要求2所述的基于无线虚拟网络生命周期的时频资源映射方法，其特征在于，重映射影响因子ξ计算方式包括：ξ＝b/(2×(f+t))b=Σai,j=1bi,j]]>bi,j=(ai-1,j⊕ai,j)+(ai+1,j⊕ai,j)+(ai,j-1⊕ai,j)+(ai,j+1⊕ai,j)]]>其中，f表示待映射的VNR所需的子载波资源量，t表示待映射的VNR所需的时隙资源量；ai,j表示第i个子载波第j个时隙对应的资源块，ai,j＝0表示第i个子载波第j个时隙对应的资源块是空闲的；ai,j＝1表示第i个子载波第j个时隙对应的资源块被占用，bi,j表示第i个子载波第j个时隙对应的资源块的映射密度级EDI，表示异或运算。4.根据权利要求2所述的基于无线虚拟网络生命周期的时频资源映射方法，其特征在于，所述终止条件包括以下任意一种：物...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云，杨钱英，吴广富，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50