一種基于鏈路抗干擾性的無線網絡虛擬化映射方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于鏈路抗干擾性的無線網絡虛擬化映射方法，包括如下步驟1）依據虛擬請求篩選獲得物理網絡資源；2）根據無線物理鏈路構建干擾模型；3）生成虛擬節點列表、空的虛擬節點到物理節點的映射關系列表、空的已分配的虛擬節點列表和空的已使用過的信道列表；4）生成物理節點列表和物理節點的鄰居節點列表；5）節點映射；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“協分步”資源分配方法，有效地協調了節點和鏈路之間的分配。
【專利說明】一種基于鏈路抗干擾性的無線網絡虛擬化映射方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于鏈路抗干擾性的無線網絡虛擬化映射方法。
【背景技術】
[0002]隨著無線網絡的發展，很多接入和核心網絡都采用無線通信技術，無線網絡的虛擬化技術獲得越來越多的關注和研究。無線網絡虛擬化可以將多個虛擬的無線網絡運行在同一個物理網絡中以支持不同的定制化服務。虛擬網絡的分配是網絡虛擬化的核心，為每一個虛擬網絡請求分配底層的物理網絡資源，同時盡可能滿足虛擬網絡請求和最小化底層網絡資源的使用。在有線網絡架構中，網絡虛擬化的資源分配問題主要是將虛擬節點和虛擬鏈路映射到合適的物理節點和物理路徑上。然而在無線網絡中，資源分配需要面臨諸如鏈路的干擾(如當前的無線鏈路的選擇和分配會對已分配的虛擬網絡造成不同程度的干擾，如果干擾足夠強甚至會中斷已分配的網絡服務。)、節點的移動等特征，使得分配問題變得更加復雜和困難。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絡的分配存在鏈路的干擾問題，從而影響到虛擬網絡的性能。
[0003]目前無線網絡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。在無線網絡環境中，底層物理節點擁有計算等資源，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，即在分配虛擬網絡的過程，首先分配所有的虛擬節點，當所有的虛擬節點分配完之后，再進行虛擬鏈路的分配，使得節點分配和鏈路分配處于相互分離的狀態。兩步映射方法采取的是兩個階段的單目標優化問題解決方案，在分配中會出現問題:當所有的節點映射完之后，發現無法滿足所有鏈路的約束需求，采取回溯的辦法會增加時間的開銷，降低分配的效率；同時兩步分配方法也難以得到虛擬網絡分配的全局最優，即節點初始映射中，排序隊列需要經常更新，耗時耗力；節點遷移必然造成節點映射開銷大，算法效率低；場景特定，適應性和靈活性不足；當虛擬網絡拓撲規模較大時，算法性能低下，需要進行優化等。除此之外，在無線網絡環境下，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算一個節點到其他所有節點的最短路徑，其主要特點是以起始點為中心向外層層擴展，直到擴展到終點為止。

【發明內容】

[0005]本發明提出了一種基于鏈路抗干擾性的無線網絡虛擬化映射方法，其目的在于，為了克服上述現有技術中存在的，在無線網絡中，由于鏈路之間的干擾關系所造成的網絡節點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絡虛擬化映射方法，包括如下步驟:
[0007]I)物理網絡節點按照虛擬請求從整個物理網絡中選擇匹配的物理網絡資源，物理網絡資源包括物理節點、物理節點之間形成的無線物理鏈路以及物理節點的可用信道；[0008]物理網絡節點根據自身當前CPU計算能力以及虛擬請求所需節點資源和約束請求判斷是否接受該虛擬請求，如果物理網絡節點不接受該虛擬請求則該虛擬請求進入等待隊列，同時對下一個虛擬請求選擇匹配的物理網絡資源；
[0009]2)根據無線物理鏈路構建干擾模型；
[0010]所述干擾模型是指無線物理鏈路構建的干擾矩陣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，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為整個物理網絡鏈路對的干擾數目:
【權利要求】
1.一種基于鏈路抗干擾性的無線網絡虛擬化映射方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)物理網絡節點按照虛擬請求從整個物理網絡中選擇匹配的物理網絡資源，物理網絡資源包括物理節點、物理節點之間形成的無線物理鏈路以及物理節點的可用信道； 物理網絡節點根據自身當前CPU計算能力以及虛擬請求所需節點資源和約束請求判斷是否接受該虛擬請求，如果物理網絡節點不接受該虛擬請求則該虛擬請求進入等待隊列，同時對下一個虛擬請求選擇匹配的物理網絡資源； 2)根據無線物理鏈路構建干擾模型； 所述干擾模型是指無線物理鏈路構建的干擾矩陣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，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為整個物理網絡鏈路對的干擾數目:
2.根據權利要求1所述的基于鏈路抗干擾性的無線網絡虛擬化映射方法，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重進行鏈路選擇，將虛擬節點之間的虛擬鏈路映射物理節點之間最短的路徑； 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，采用設定的丟包率； 物理鏈路I的干擾權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； 所述路徑干擾權重是 指所有物理鏈路的干擾權重之和。
【文檔編號】H04W72/08GK103428805SQ201310342029
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年8月7日 優先權日:2013年8月7日
【發明者】羅娟, 扶珊, 劉川川 申請人:湖南大學