[发明专利]一种多业务共存的网络切片的资源分配方法及系统

权利要求书

1.一种多业务共存的网络切片的资源分配方法，其特征在于，所述方法基于在MEC网络架构，用户请求经过无线接入网到达边缘基站，由部署在边缘基站的服务器进行处理，资源不足时部分通过回程卸载到远程云服务器进行处理，所述方法包括：

接受来自增强移动宽带和超高可靠低时延通信两大类型切片的用户请求；

采用双时间尺度模型为不同类型的网络切片分配宽带和计算资源，在长时隙的开头，进行切片的更新为两种类型的切片进行资源分配，在短时隙的开始做出外流决定，决定增强移动宽带请求在MEC网络上和远程云服务器上的处理量；

获取增强移动宽带切片的吞吐量和时延，及超高可靠低时延通信切片的时延，根据业务对应的服务质量要求来得到预分配计算资源和带宽资源的总量；

根据边缘计算资源与配置成本的函数关系、租用云计算资源与配置成本的函数关系及带宽资源与配置成本的函数关系，得到总配置成本；

以最小化总配置成本函数为优化目标，构建预分配计算资源和带宽资源的总量的优化问题，将优化问题其解耦为自增强移动宽带和超高可靠低时延通信网络切片的两个子问题进行求解，基于两个子问题的最优解，最优宽带和计算资源分配方案，进行资源分配，其中：

以最小化总配置成本为优化目标构建预分配计算资源和带宽资源的总量的优化问题，为：

S.t R^e(q)≥R_S

α_i(t)∈(0,1)

其中，b、s分别表示带宽资源和计算资源，b^u、s^u分别表示超高可靠低时延通信切片的带宽资源和计算资源，b^e、s^e分别表示增强移动宽带切片的带宽资源和计算资源，B，S分别表示总带宽容量和总计算容量，α_i(t)表示t时隙在MEC上处理请求的百分比，表示第t时隙的云计算资源，表示设备i的计算资源，R^e(q)表示第q帧的传输速率，R_s表示增强移动宽带切片的吞吐量服务质量要求，表示设备i在t时隙的总延时设备i在t时隙的总延时，D₁表示增强移动宽带切片的延时服务质量要求，表示设备i在t时隙的总延时，D₂表示超高可靠低时延通信C切片的延时服务质量要求；

对于超高可靠低时延通信切片，所有超高可靠低时延通信请求都在MEC网络上完成，且MEC网络优先为超高可靠低时延通信分配计算资源，则优化问题简化为：

式中，b^u、s^u分别表示超高可靠低时延通信切片的带宽资源和计算资源，表示设备i第q帧时的延时，D_s表示延时服务质量要求；

根据数据包长度为Fi最少所需计算资源及延时要求及最优配置成本约束，得到：

其中c_s和θ都是常数，则将优化问题转化为求函数的最小值，可用凸优化进一步进行求解；

对于增强移动宽带切片，根据吞吐量要求，成本最低时，有

其中，R^e(q)表示第q帧的传输速率，R_s表示增强移动宽带切片的吞吐量服务质量要求，r^e(q)表示第q帧的可达速率；

根据上式可求得b^e，并求出对应的配置成本；

将优化问题简化为

S.tα_i(t)∈(0,1)

D^trans+D^process+d≤D₁

式中，表示第t时隙的云计算资源，表示设备i的计算资源，D^trans表示传输延时，D^process表示处理延时，

根据以下三个步骤可求得最优解：

第一步：确定根据前N帧的最大λ_i(t)预测目前帧的最大λ_i(t)到达率，用表示，由限制条件和0α_i(t)1，有：

因成本与配置的计算容量的之间的线性关系，令作为提前预留的计算资源，在每帧中的所有时隙都由该计算容量进行服务；

第二步：确定分两种情况：

第一种：所有请求都在MEC上进行处理，不需租用云计算资源，这时

第二种：请求部分在MEC上进行处理，部分租用云计算资源进行处理，由第一步已经确定则优化问题进一步简化为：

S.t D^trans+D^process+d≤D₁

0α_i(t)1

得到最优求解：

在每个时隙中，求出令达到最小的α_i(t)；

第三步：将第一步求得的和第二步求得的每一时隙中的再根据成本函数求出最小成本