雾无线接入网络中自适应分层结构设计和关键技术研究

• 作 者: 朴竹颖
• 出 处: 北京邮电大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 雾无线接入网络 自适应分层结构 边缘计算 网络智能化

随着移动网络万物“互联互通”时代的日益临近,持续增长的网络容量和差异化业务性能需求给传统单一结构的无线接入网络带来了挑战,传统的网络管理面临高成本、低效率问题。考虑到雾无线接入网络是一种高谱效、高能效的组网方案,为适配高容量和差异化业务需求,本文设计了雾无线接入网络中的自适应分层结构,并对网络智能化与资源管理进行了研究。首先,针对雾无线接入网络前传链路负载压力过重和业务性能需求差异化问题,基于集中单元/分布单元的两级协议架构和边缘计算技术,本文设计了一种自适应分层结构,可以实现不同应用场景和传输网络状态下集中分布自适应组网,以及协议栈功能的划分与配置。另一方面,部署的智能模块还可以提供层级式、分布式的智能服务,缓解了前传链路负载压力,满足了服务个性化、数据价值化和网络智能化需求,提升了网络运维效率,降低了网络运维成本。其次,针对智能服务需要在自适应分层结构中实现集中分布自适应的问题,提出了一种基于自适应分层结构的用户位置智能预测方案,设计了云、雾节点中的预测模型,及自适应云雾联合预测策略,通过实验验证了所提方案性能,给出了网络智能化在结构中的自适应应用增益。最后,针对自适应分层结构中资源约束条件下预测计算总时延最小化的优化问题,本文设计了预测模型部署与任务分配联合优化方案,以最小化网络中在线预测计算总时延为目标,分别基于贪婪算法和启发式算法设计了低复杂度求解方法。通过与可获得全局最优解的遍历算法进行仿真比较,得到了不同网络状态下的最优算法,提升了网络自适应能力。基于本文设计的雾无线接入网络中自适应分层结构,结合结构中智能服务方案和在线预测模型部署与任务分配联合优化策略,无线网络可以在不同应用场景和传输网络状态下实现集中分布自适应组网及智能预测,并获得最小化的在线预测计算总时延,缓解网络负载压力,满足用户差异化业务性能需求,实现网络智能化。