用于虚拟现实业务的资源分配方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种用于虚拟现实业务的资源分配方法及装置，该方法包括：获取内容流行度概率，得到每个小区中每个用户，对每个内容的请求概率；根据每个用户请求的每个内容由小区缓存或由核心网发送的不同分配结果，每个小区对小区内用户进行不同的信道分配结果，以及对每个用户请求的每个内容分配视口的分配结果，得到多个分配方案；基于所述请求概率，获取总业务时长不超过预设阈值，且系统总收益最大的分配方案，以对每个小区进行内容缓存的分配，对每个小区进行信道分配，以及对每个用户请求内容的视口分配。根据请求概率确定分配方案，保证响应请求后的总收益和业务处理时长。不仅实现了用户服务质量的可靠性，且保证了系统的收益最大化。

【技术实现步骤摘要】
用于虚拟现实业务的资源分配方法及装置
本专利技术涉及边缘缓存和计算领域，尤其涉及一种用于虚拟现实业务的资源分配方法及装置。
技术介绍
虚拟现实的概念早在数十年前就已经为人们所提出，但是由于VR/AR相关技术的限制，因此一直没有重大进展，随着网络技术的发展，5G的商业化以及相关设备的更新换代，VR/AR由于其存在的重大潜力，例如在智慧城市中，能够基于GPS以及传感器信息等实现人们的智能交通，智慧旅游等等。VR相关业务和应用都得到了极大的发展，是目前热门的研究领域。但是VR/AR同样存在相关的问题，其要求超高的传输速率，超低的传输时延以及良好的用户体验，对系统性能而言有着巨大的挑战，目前主流的解决方案是利用云端来满足VR的业务场景，云端能够有效地满足VR业务的计算需求，但是云计算所不能忽略的缺点是较高的传输时延以及不可靠的服务能力，MEC(MobileEdgeComputing，移动边缘计算)作为更加贴近用户的缓存和计算技术，能够有效降低回程时延和网络负载。目前MEC得到了广泛的研究，例如通过毫米波和雾计算来满足用户通信的可靠性，或者考虑通过联合MEC来最小化每个业务的平均传输数据量。然而，目前的研究大都是从用户个人体验的层面出发，考虑优化时延、传输质量以及能耗等参量，实现用户层面的优质体验，对系统的消耗和收益缺乏足够的重视。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术实施例提供一种用于虚拟现实业务的资源分配方法及装置。第一方面，本专利技术实施例提供一种用于虚拟现实业务的资源分配方法，包括：获取内容流行度概率，得到每个小区中每个用户，对每个内容的请求概率；根据每个用户请求的每个内容由小区缓存或由核心网发送的不同分配结果，每个小区基站对小区内用户进行不同的信道分配结果，以及对每个用户请求的每个内容分配视口的分配结果，得到多个分配方案；基于所述请求概率，获取总业务时长不超过预设阈值，且系统总收益最大的分配方案，以对每个小区进行内容缓存的分配，对每个小区进行信道分配，以及对每个用户请求内容的视口分配。进一步地，所述总业务处理时长，根据业务上行请求时长、业务处理时长和下行传输时长确定；所述系统总收益，根据系统的总回报收益、小区对内容进行缓存的缓存增益、小区对内容进行缓存的缓存开销、小区或核心网对内容的处理开销以及小区或核心网对内容的传输开销确定。进一步地，所述基于所述请求概率，获取总业务时长不超过预设阈值，且系统总收益最大的分配方案，包括：基于所述请求概率，获取系统总收益关于多个分配方案的表达式，作为优化目标，获取总业务时长关于多个分配方案的表达式，以总业务时长不超过预设阈值为约束条件，根据所述优化目标和约束条件进行求解，得到所述系统总收益最大的分配方案。进一步地，所述总回报收益，根据每个小区中每个用户对每个内容的请求概率，和每个用户请求每个内容的视口分配结果确定；所述小区对内容进行缓存的缓存增益，根据每个小区中每个用户对每个内容的请求概率、每个小区对每个资源的缓存状况以及小区接收核心网发送内容时的速率确定；所述小区对内容进行缓存的缓存开销，根据缓存的视频大小和单位缓存的开销确定；所述小区或核心网对内容的处理开销，根据内容是否由基站缓存，由小区计算节点或核心网云平台的计算开销，分别结合每个小区中每个用户对每个内容的请求概率确定；所述小区或核心网对内容的传输开销，根据内容是否由基站缓存，由基站的下行传输速率，或者基站的下行传输速率和核心网的传输速率，分别结合每个小区中每个用户对每个内容的请求概率确定。进一步地，所述业务上行请求时长，根据内容是否由基站缓存，分别由基站的上行请求时长，或者基站和核心网的上行请求时长确定；所述业务处理时长，根据内容是否由基站缓存，分别由基站或核心网的处理时长确定；所述下行传输时长，根据内容是否由基站缓存，由基站的下行传输速率，或者基站的下行传输速率和核心网对基站的传输速率，分别结合每个内容的大小确定。进一步地，基站的下行传输速率，根据下式确定：是小区m的基站发送内容h给用户n时的接收速率，即基站的下行传输速率；是小区m中用户n请求业务所分配的下行信道k的带宽，基站到用户间的下行链路分为k条信道，k＝{1,2......K}，K为信道总数；Xm,n,k表示m小区中用户n占用信道k的情况，占用信道k时值为1，否则为0，Xm,n,k∈{0,1}，每条信道都被占用并且只占用一次，gm,n,k表示小区m中用户n的信道k的信道增益；Pm为小区m的基站发射功率；σ2为高速白噪声；m*表示除小区m以外的其它小区；M为小区总个数。进一步地，所述根据所述优化目标和约束条件进行求解，得到所述系统总收益最大的分配方案，包括：将优化目标和约束条件表达式的二元变量松弛为连续变量；对松弛后的优化问题，利用一阶泰勒展开和连续凸优化法，对松弛后的优化问题进行迭代求解。第二方面，本专利技术实施例提供一种用于虚拟现实业务的资源分配装置，包括：获取模块，用于获取内容流行度概率，得到每个小区中每个用户，对每个内容的请求概率；分配模块，用于根据每个用户请求的每个内容由小区缓存或由核心网发送的不同分配结果，每个小区基站对小区内用户进行不同的信道分配结果，以及对每个用户请求的每个内容分配视口的分配结果，得到多个分配方案；处理模块，用于基于所述请求概率，获取总业务时长不超过预设阈值，且系统总收益最大的分配方案，以对每个小区进行内容缓存的分配，对每个小区进行信道分配，以及对每个用户请求内容的视口分配。第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现本专利技术第一方面用于虚拟现实业务的资源分配方法的步骤。第四方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本专利技术第一方面用于虚拟现实业务的资源分配方法的步骤。本专利技术实施例提供的用于虚拟现实业务的资源分配方法及装置，根据系统的每个内容由小区缓存或由核心网发送的不同分配结果，实现根据系统总收益，灵活进行缓存策略；每个小区对小区内用户进行不同的信道分配，也以系统总收益为前提，进行分配；每个用户请求内容的视口分配结果也以总收益为前提，从而实现了多方面的灵活策略，以保证系统的总收益最大化，并满足用户业务处理的时长阈值。根据请求概率，预先确定分配方案，从而保证响应请求后的总收益和业务处理时长。该方法不仅实现了用户服务质量的可靠性，且保证了系统的收益最大化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的用于虚拟现实业务的资源分配方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的用于虚拟现实业务的资源分配方法应用场景图；图3为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于虚拟现实业务的资源分配方法，其特征在于，包括：/n获取内容流行度概率，得到每个小区中每个用户，对每个内容的请求概率；/n根据每个用户请求的每个内容由小区缓存或由核心网发送的不同分配结果，每个小区基站对小区内用户进行不同的信道分配结果，以及对每个用户请求的每个内容分配视口的分配结果，得到多个分配方案；/n基于所述请求概率，获取总业务时长不超过预设阈值，且系统总收益最大的分配方案，以对每个小区进行内容缓存的分配，对每个小区进行信道分配，以及对每个用户请求内容的视口分配。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于虚拟现实业务的资源分配方法，其特征在于，包括：
获取内容流行度概率，得到每个小区中每个用户，对每个内容的请求概率；
根据每个用户请求的每个内容由小区缓存或由核心网发送的不同分配结果，每个小区基站对小区内用户进行不同的信道分配结果，以及对每个用户请求的每个内容分配视口的分配结果，得到多个分配方案；
基于所述请求概率，获取总业务时长不超过预设阈值，且系统总收益最大的分配方案，以对每个小区进行内容缓存的分配，对每个小区进行信道分配，以及对每个用户请求内容的视口分配。


2.根据权利要求1所述的用于虚拟现实业务的资源分配方法，其特征在于，所述总业务处理时长，根据业务上行请求时长、业务处理时长和下行传输时长确定；所述系统总收益，根据系统的总回报收益、小区对内容进行缓存的缓存增益、小区对内容进行缓存的缓存开销、小区或核心网对内容的处理开销以及小区或核心网对内容的传输开销确定。


3.根据权利要求2所述的用于虚拟现实业务的资源分配方法，其特征在于，所述基于所述请求概率，获取总业务时长不超过预设阈值，且系统总收益最大的分配方案，包括：
基于所述请求概率，获取系统总收益关于多个分配方案的表达式，作为优化目标，获取总业务时长关于多个分配方案的表达式，以总业务时长不超过预设阈值为约束条件，根据所述优化目标和约束条件进行求解，得到所述系统总收益最大的分配方案。


4.根据权利要求3所述的用于虚拟现实业务的资源分配方法，其特征在于，所述总回报收益，根据每个小区中每个用户对每个内容的请求概率，和每个用户请求每个内容的视口分配结果确定；
所述小区对内容进行缓存的缓存增益，根据每个小区中每个用户对每个内容的请求概率、每个小区对每个资源的缓存状况以及小区接收核心网发送内容时的速率确定；
所述小区对内容进行缓存的缓存开销，根据缓存的视频大小和单位缓存的开销确定；
所述小区或核心网对内容的处理开销，根据内容是否由基站缓存，由小区计算节点或核心网云平台的计算开销，分别结合每个小区中每个用户对每个内容的请求概率确定；
所述小区或核心网对内容的传输开销，根据内容是否由基站缓存，由基站的下行传输速率，或者基站的下行传输速率和核心网的传输速率，分别结合每个小区中每个用户对每个内容的请求概率确定。


5.根据权利要求3所述的用于虚拟现实业务的资源分配方法，其特征在于，所述业务上行请求时长，根据内容是否由基站缓存，分别由基站的上行请求时长，或者基站和核心网...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莹，宋文昊，费子轩，刘嫚，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11