一種基于負載均衡的動態無線資源分配算法制造技術

本發明專利技術公開了一種基于負載均衡的動態無線資源分配算法，包括底層網絡資源更新機制、虛擬網絡請求排序規則和資源分配機制，其特征在于，所述底層網絡資源更新機制是指在一個時間窗內，優先處理虛擬網絡請求的離開，釋放其占用的底層網絡資源，然后當虛擬網絡映射成功則占用相應的底層網絡資源；具有適用于業務異構性強，QoS要求差異性大的特性，通過考慮多個業務服務質量因素，建立合理的QoS機制及業務優先級機制，并考慮無線網絡的干擾問題以及動態資源分配的負載均衡策略,可以實現配用電通信網無線虛擬資源的動態分配，能夠根據實時業務需求，為多個相互隔離的、承載不同業務的虛擬網絡分配底層物理網絡資源，提高網絡運行的效益。

【技術實現步驟摘要】
一種基于負載均衡的動態無線資源分配算法
本專利技術涉及態無線資源分配算法
，特別是涉及一種基于負載均衡的動態無線資源分配算法。
技術介紹
近年來，國家電網大力發展電力無線網絡，該網絡由于其接入高靈活性、低成本性，適用于配用電業務的終端接入和信息傳輸。電力無線網絡與配用電有線網絡共同實現了配用電業務終端與骨干通信網的互聯互通，成為保障供電可靠性、提高電網運行效率和服務質量的關鍵環節。然而，電力無線網絡仍然存在網絡利用率低、業務隔離性不高、網絡服務質量待優化的問題。目前，電力無線網絡急需解決的是物理資源匱乏與業務需求多樣性之間的矛盾。網絡虛擬化技術的優勢就體現出來了。該技術可以通過一個公共的底層物理網絡支撐多個相互隔離的虛擬網絡獨立地運行，從而最大限度地實現物理網絡的資源利用率最大化。并且差異性虛擬網絡可為不同服務提供差異性服務，提升服務質量水平，減少網絡操作和運維成本，因此，現階段針對資源分配的研究重點是如何合理地應用虛擬化技術來實現高效的資源分配，從而在保障業務間的隔離性、差異性和靈活性情況下提高網絡運行的經濟效益，因此，該研究內容是很有意義的。為了解現有技術的發展狀況，對已有的論文和專利技術進行了檢索、比較和分析，篩選出如下與本專利技術相關度比較高的技術信息：技術方案1：專利技術號為CN1151690的《無線資源分配方法》專利技術，涉及一種無線資源分配方法，主要通過四步完成：1)首先，對一個無線頻率資源分配方案中使用同一信道的所有小區的通信用戶求出其中最小的SINR值；2)然后，對于所有的無線信道重復上述1)所述的計算，在所有信道的最小值中間進一步找出其中的最小值；3)接著，對所有的無線資源分配方案進行上述計算，并找出2)所述各個最小值中的最大值；4)如果該最大值大于設定的SINA閡值，則該無線資源分配方案就作為最優化的分配方案加以采用。該專利技術提供了一種新的動態無線資源分配手段，應用于平流層通信以及衛星通信等空間通信系統，有效地增加系統的容量，改善無線頻率資源的利用效率，并且提高了動態信道(DCA)方式的穩定性。技術方案2：專利技術號為CN107182125A的《一種無線資源分配的方法及裝置》專利技術，涉及移動通訊
，該專利技術公開了一種無線資源分配的方法及裝置，其方法包括以下三步：1)根據CoMP用戶終端測量的服務小區RSRP和相鄰小區的RSRP，確定對CoMP用戶終端造成強干擾的相鄰干擾小區；2)預測服務小區的每個無線資源受到所述相鄰干擾小區的每個無線資源干擾水平；3)根據預測的所述每個無線資源干擾水平，將干擾水平低的無線資源分配給服務小區CoMP用戶終端，并在相鄰干擾小區中禁用與分配給服務小區CoMP用戶終端的無線資源相同的無線資源。該專利技術通過對各個小區進行最優化的資源分配策略，消除了CoMP用戶多個或所有強干擾相鄰小區的干擾，增加了小區的資源利用率，從而提高系統吞吐量和系統性能。技術方案3：專利技術號為CN107172682A的《基于動態分簇的超密集網絡無線資源分配方法》專利技術，公開了一種基于動態分簇的超密集網絡無線資源分配方法，主要包括以下兩步：1)基站動態分簇過程，對網絡中隨機分布的基站進行動態分簇，通過改進型K均值聚類方法進行網絡中大量基站的分簇，為不同模式用戶的簇內資源塊分配提供有效分配空間；2)資源塊分配過程，根據步驟一中的分簇結果，對中心用戶的單基站資源分配和邊緣用戶的簇內CoMP資源分配進行聯合處理，通過所提出的基于比例公平的資源塊分配方法，在用戶所在簇內，將基站的信道狀態較優的資源塊優先進行分配，同時減輕所受到的干擾并保證不同模式用戶間的比例公平性，得到最優的資源塊分配結果。該專利技術方法可以有效地提高系統用戶的和速率，達到整體網絡資源優化的最終目標。技術方案1采用了一種動態無線資源分配方法，通過對所有的無線信道計算在某個方案中使用同一信道的所有小區用戶中最小的SINR值，在將同樣的操作執行到不同的資源分配方案中，得出這些值中最大的一個，將該值與設定的SINA閾值進行比較，若大于該閾值，則該方案可作為最優方案。該方法可以有效的改善無線資源的利用情況，但是其執行過程較復雜，不適用于大規模無線資源分配；技術方案2專利技術了一種無線資源分配的方法和裝置，首先確認用戶周圍的干擾域，之后預測每個無線資源受到的干擾水平，最后根據分析出的干擾水平個，將干擾水平最低的無線資源分配給用戶終端，并在相鄰干擾小區中禁用與分配給服務小區用戶終端的無線資源相同的無線資源。該方法的缺陷在于沒有考慮到用戶優先級的問題，未能為不同需求的用戶提供差異化服務；技術方案3公開了一種基于動態分簇的超密集網絡無線資源分配方法，首先通過基站動態分簇過程為網絡中隨機分布的基站進行動態分簇，為不同模式用戶的簇內資源塊分配提供有效分配空間，之后分配資源塊，在用戶所在簇內，將基站的信道狀態較優的資源塊優先進行分配，同時減輕所受到的干擾并保證不同模式用戶間的比例公平性，得到最優的資源塊分配結果。該方法雖然根據用戶模式進行了資源塊分配，但是沒有考慮到負載均衡，無法保證之后的網絡狀態的平穩性。
技術實現思路
針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本專利技術之目的在于提供一種基于負載均衡的動態無線資源分配算法，具有適用于業務異構性強，QoS要求差異性大的特性，通過考慮多個業務服務質量因素，建立合理的QoS機制及業務優先級機制，并考慮無線網絡的干擾問題以及動態資源分配的負載均衡策略。本專利技術可以實現配用電通信網無線虛擬資源的動態分配，能夠根據實時業務需求，為多個相互隔離的、承載不同業務的虛擬網絡分配底層物理網絡資源，提高網絡運行的效益。其解決的技術方案是，一種基于負載均衡的動態無線資源分配算法，包括底層網絡資源更新機制、虛擬網絡請求排序規則和資源分配機制，所述底層網絡資源更新機制是指在一個時間窗內，優先處理虛擬網絡請求的離開，釋放其占用的底層網絡資源，然后當虛擬網絡映射成功則占用相應的底層網絡資源；所述虛擬網絡請求排序規則是指對一個時間窗內的所有虛擬網絡資源請求，按照以下規則進行排序：根據業務優先級排序，業務優先級高的排前面，優先映射，若兩虛擬網絡請求的業務優先級相同，根據帶寬的大小排序，帶寬大的排前面，若兩虛擬網絡請求的帶寬也相同，則根據容忍時延長短排序，容忍時延短的排前面；所述資源分配機制是指對于待分配資源的虛擬網絡請求，根據目標函數在候選集中找到最優的資源分配方案。若不存在候選集，則判斷是否達到容忍時延上限，若未達到，將該請求放入下一個時間窗，若到達則映射失敗，無法為其分配資源，若存在最優解，則資源分配成功，并更新底層網絡資源；該算法的具體步驟如下；S1,進行初始化，導入配電通信網的資源數據，設置參數；S2：查找在當前時間窗內的虛擬網絡請求，釋放其占用的底層資源，并更新網絡資源狀態，以及根據虛擬網絡請求排序規則對當前時間窗到來的虛擬網絡請求進行排序；S3：選取當前時間窗VNRs隊列最前的虛擬網絡請求進行映射，映射規則如下：第一，節點映射，選擇滿足節點種類與位置要求且位置偏差最近的物理節點作為映射節點，第二，鏈路映射，根據鏈路帶寬約束，長度約束和連通性約束通過廣度優先搜索確定所有可行的映射路徑候選集，若不存在該候選集，判斷是否滿足重映射條件，若不滿足拒絕該請求，否本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于負載均衡的動態無線資源分配算法，包括底層網絡資源更新機制、虛擬網絡請求排序規則和資源分配機制，其特征在于，所述底層網絡資源更新機制是指在一個時間窗內，優先處理虛擬網絡請求的離開，釋放其占用的底層網絡資源，然后當虛擬網絡映射成功則占用相應的底層網絡資源；所述虛擬網絡請求排序規則是指對一個時間窗內的所有虛擬網絡資源請求，按照以下規則進行排序：根據業務優先級排序，業務優先級高的排前面，優先映射，若兩虛擬網絡請求的業務優先級相同，根據帶寬的大小排序，帶寬大的排前面，若兩虛擬網絡請求的帶寬也相同，則根據容忍時延長短排序，容忍時延短的排前面；所述資源分配機制是指對于待分配資源的虛擬網絡請求，根據目標函數在候選集中找到最優的資源分配方案。若不存在候選集，則判斷是否達到容忍時延上限，若未達到，將該請求放入下一個時間窗，若到達則映射失敗，無法為其分配資源，若存在最優解，則資源分配成功，并更新底層網絡資源；該算法的具體步驟如下；S1,進行初始化，導入配電通信網的資源數據，設置參數；S2：查找在當前時間窗內的虛擬網絡請求，釋放其占用的底層資源，并更新網絡資源狀態，以及根據虛擬網絡請求排序規則對當前時間窗到來的虛擬網絡請求進行排序；S3：選取當前時間窗VNRs隊列最前的虛擬網絡請求進行映射，映射規則如下：第一，節點映射，選擇滿足節點種類與位置要求且位置偏差最近的物理節點作為映射節點，第二，鏈路映射，根據鏈路帶寬約束，長度約束和連通性約束通過廣度優先搜索確定所有可行的映射路徑候選集，若不存在該候選集，判斷是否滿足重映射條件，若不滿足拒絕該請求，否則將該請求放入下一個時間窗的隊列中，若存在候選集，則根據目標函數選擇最優映射路徑進行映射，運行該虛擬網絡，并更新底層資源，并繼續進行下一個虛擬網絡請求映射，直至VNRs隊列為空。...

【技術特征摘要】
1.一種基于負載均衡的動態無線資源分配算法，包括底層網絡資源更新機制、虛擬網絡請求排序規則和資源分配機制，其特征在于，所述底層網絡資源更新機制是指在一個時間窗內，優先處理虛擬網絡請求的離開，釋放其占用的底層網絡資源，然后當虛擬網絡映射成功則占用相應的底層網絡資源；所述虛擬網絡請求排序規則是指對一個時間窗內的所有虛擬網絡資源請求，按照以下規則進行排序：根據業務優先級排序，業務優先級高的排前面，優先映射，若兩虛擬網絡請求的業務優先級相同，根據帶寬的大小排序，帶寬大的排前面，若兩虛擬網絡請求的帶寬也相同，則根據容忍時延長短排序，容忍時延短的排前面；所述資源分配機制是指對于待分配資源的虛擬網絡請求，根據目標函數在候選集中找到最優的資源分配方案。若不存在候選集，則判斷是否達到容忍時延上限，若未達到，將該請求放入下一個時間窗，若到達則映射失敗，無法為其分配資源，若存在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張筱筠，舒新建，王世文，張勇，王春迎，吳利杰，盛磊，張寧寧，王慕維，
申請(專利權)人：中國電力技術裝備有限公司鄭州電力設計院，國網河南省電力公司信息通信公司，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：河南,41