C-RAN系統(tǒng)下基帶池資源管理模型和相關(guān)算法研究.pdf

1、新一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)C-RAN是基于集中化處理(Centralized)、協(xié)作式無線電(Cooperative Radio)和實(shí)時(shí)云計(jì)算構(gòu)架(Real-time Cloud Infrastructure)的無線接入網(wǎng)構(gòu)架，將傳統(tǒng)分布式基站分為基帶處理單元和遠(yuǎn)端無線射頻單元，所有基帶處理單元集中管理，并通過高帶寬低延遲的光傳輸網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)端無線射頻單元連接起來。新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以改善傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)維成本高昂，頻譜利用率低以及擴(kuò)容和升級(jí)困難等不

2、足，滿足日益增長(zhǎng)的用戶需求。目前C-RAN系統(tǒng)下基帶池資源管理與配置以及相關(guān)算法研究成為新一代移動(dòng)通信研究的重點(diǎn)，本文從基帶池內(nèi)虛擬機(jī)的設(shè)計(jì)和虛擬機(jī)資源管理方面對(duì)C-RAN系統(tǒng)中的基帶池資源管理和配置展開研究，在保證標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的服務(wù)質(zhì)量的前提下，以提高資源利用率和資源運(yùn)營(yíng)收益，降低任務(wù)處理的總時(shí)延和系統(tǒng)總體能耗為目標(biāo)，建立高效的資源管理模型和進(jìn)行了相應(yīng)的算法的改進(jìn)。本文的主要貢獻(xiàn)：
　?。?）在滿足協(xié)議要求的實(shí)時(shí)性和資源約束的前提下

3、，分析了實(shí)時(shí)移動(dòng)通信的特點(diǎn)并結(jié)合虛擬化技術(shù)，針對(duì)基帶池內(nèi)的虛擬機(jī)配置方法問題，建立基于提高系統(tǒng)資源利用率和降低總?cè)蝿?wù)處理時(shí)間兩個(gè)目標(biāo)的優(yōu)化模型，并提出加窗改進(jìn)的空間迭代算法，改進(jìn)算法在計(jì)算復(fù)雜度稍大于原空間迭代算法的前提下，獲得更快的收斂速度和近似全搜索算法的收斂精度，并通過實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證了虛擬機(jī)配置模型和改進(jìn)算法的合理性和優(yōu)越性；
　?。?）進(jìn)一步分析了用戶請(qǐng)求負(fù)載特點(diǎn)，針對(duì)虛擬機(jī)資源分簇管理問題，在不同用戶請(qǐng)求負(fù)載下以降低系統(tǒng)能

4、耗為目標(biāo)，建立與用戶需求相匹配的虛擬機(jī)分簇管理模型，保證了在不同的用戶請(qǐng)求負(fù)載下設(shè)計(jì)出符合用戶負(fù)載特點(diǎn)的固定分簇方案，同時(shí)進(jìn)一步從選擇算子和交叉算子兩個(gè)方面的改進(jìn)現(xiàn)有遺傳算法“早熟”的問題，改進(jìn)算法較現(xiàn)有遺傳算法具有相近的計(jì)算復(fù)雜度的前提下，獲得更好的收斂性能，最終通過實(shí)驗(yàn)仿真證明算法的可行性與優(yōu)越性；
　　（3）將基帶池資源分為固定資源部分和共享資源部分，通過引入運(yùn)營(yíng)收益的概念，建立以最大化基帶池資源收益為目標(biāo)的資源配置模型，確

5、定不同用戶總請(qǐng)求負(fù)載下的共享資源容量配置。當(dāng)固定部分資源足夠當(dāng)前用戶需求時(shí)，使用固定部分虛擬機(jī)資源為用戶服務(wù)，當(dāng)用戶請(qǐng)求數(shù)超出固定資源部分所能服務(wù)的用戶數(shù)時(shí)，使用共享資源為超出的用戶請(qǐng)求動(dòng)態(tài)配置所需類型的虛擬機(jī)并完成相關(guān)的任務(wù)處理，既保證了用戶服務(wù)質(zhì)量又提高了基帶池內(nèi)資源利用率。最后通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法的正確性。
　　本文對(duì)基帶池內(nèi)虛擬機(jī)配置、虛擬機(jī)分簇管理和共享資源池配置展開相應(yīng)研究，但由于時(shí)間等因素影響，本文還存在著許多不足