一种基于链路抗干扰性的无线网络虚拟化映射方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于链路抗干扰性的无线网络虚拟化映射方法，包括如下步骤1）依据虚拟请求筛选获得物理网络资源；2）根据无线物理链路构建干扰模型；3）生成虚拟节点列表、空的虚拟节点到物理节点的映射关系列表、空的已分配的虚拟节点列表和空的已使用过的信道列表；4）生成物理节点列表和物理节点的邻居节点列表；5）节点映射；6）筛选链路；7）链路选择与映射；综合链路的可靠性以及链路的干扰性会反作用于无线链路的通信的因素，采用迪杰斯特拉第K-最短路径方法找到最短路径，在链路映射后选择的路径中每条物理链路都是在使用过的信道列表中不同的信道，采取了“协分步”资源分配方法，有效地协调了节点和链路之间的分配。
【专利说明】一种基于链路抗干扰性的无线网络虚拟化映射方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于链路抗干扰性的无线网络虚拟化映射方法。
【背景技术】
[0002]随着无线网络的发展，很多接入和核心网络都采用无线通信技术，无线网络的虚拟化技术获得越来越多的关注和研究。无线网络虚拟化可以将多个虚拟的无线网络运行在同一个物理网络中以支持不同的定制化服务。虚拟网络的分配是网络虚拟化的核心，为每一个虚拟网络请求分配底层的物理网络资源，同时尽可能满足虚拟网络请求和最小化底层网络资源的使用。在有线网络架构中，网络虚拟化的资源分配问题主要是将虚拟节点和虚拟链路映射到合适的物理节点和物理路径上。然而在无线网络中，资源分配需要面临诸如链路的干扰(如当前的无线链路的选择和分配会对已分配的虚拟网络造成不同程度的干扰，如果干扰足够强甚至会中断已分配的网络服务。)、节点的移动等特征，使得分配问题变得更加复杂和困难。较之于有线链路固有隔离性，无线链路具有的广播特性使得无线虚拟网络的分配存在链路的干扰问题，从而影响到虚拟网络的性能。
[0003]目前无线网络虚拟化的资源分配方法研究较少，但却具有十分重要的研究意义。在无线网络环境中，底层物理节点拥有计算等资源，而物理链路拥有带宽等资源。目前的资源的分配方法多采用“两步”映射方法，即在分配虚拟网络的过程，首先分配所有的虚拟节点，当所有的虚拟节点分配完之后，再进行虚拟链路的分配，使得节点分配和链路分配处于相互分离的状态。两步映射方法采取的是两个阶段的单目标优化问题解决方案，在分配中会出现问题:当所有的节点映射完之后，发现无法满足所有链路的约束需求，采取回溯的办法会增加时间的开销，降低分配的效率；同时两步分配方法也难以得到虚拟网络分配的全局最优，即节点初始映射中，排序队列需要经常更新，耗时耗力；节点迁移必然造成节点映射开销大，算法效率低；场景特定，适应性和灵活性不足；当虚拟网络拓扑规模较大时，算法性能低下，需要进行优化等。除此之外，在无线网络环境下，底层的物理链路的丢包率明显高于有线链路，原因在于有线链路的固有天然隔离性保证了链路之间的干扰很少；而无线链路具有固有的广播特性，受干扰的程度很大。
[0004]迪杰斯特拉方法是用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径，其主要特点是以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点为止。
【发明内容】
[0005]本发明提出了一种基于链路抗干扰性的无线网络虚拟化映射方法，其目的在于，为了克服上述现有技术中存在的，在无线网络中，由于链路之间的干扰关系所造成的网络节点和链路资源虚拟化分配的不均和效率低下问题。
[0006]一种基于链路抗干扰性的无线网络虚拟化映射方法，包括如下步骤:
[0007]I)物理网络节点按照虚拟请求从整个物理网络中选择匹配的物理网络资源，物理网络资源包括物理节点、物理节点之间形成的无线物理链路以及物理节点的可用信道；[0008]物理网络节点根据自身当前CPU计算能力以及虚拟请求所需节点资源和约束请求判断是否接受该虚拟请求，如果物理网络节点不接受该虚拟请求则该虚拟请求进入等待队列，同时对下一个虚拟请求选择匹配的物理网络资源；
[0009]2)根据无线物理链路构建干扰模型；
[0010]所述干扰模型是指无线物理链路构建的干扰矩阵I，干扰矩阵大小为|LS| X |ls|，其中，Ls表示无线物理链路集合，|ls|表示无线物理链路的条数，无线物理链路i和无线物理链路j之间存在干扰，则Iij=I,无线物理链路i和无线物理链路j之间不存在干扰，则Iij=O ；
[0011]从物理层直接获得两条链路之间是否存在干扰；
[0012]给定冲突距离Drf，基于干扰模型定义CF为整个物理网络链路对的干扰数目:
【权利要求】
1.一种基于链路抗干扰性的无线网络虚拟化映射方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)物理网络节点按照虚拟请求从整个物理网络中选择匹配的物理网络资源，物理网络资源包括物理节点、物理节点之间形成的无线物理链路以及物理节点的可用信道； 物理网络节点根据自身当前CPU计算能力以及虚拟请求所需节点资源和约束请求判断是否接受该虚拟请求，如果物理网络节点不接受该虚拟请求则该虚拟请求进入等待队列，同时对下一个虚拟请求选择匹配的物理网络资源； 2)根据无线物理链路构建干扰模型； 所述干扰模型是指无线物理链路构建的干扰矩阵I，干扰矩阵大小为IlsI X |ls|，其中，Ls表示无线物理链路集合，IlsI表示无线物理链路的条数，无线物理链路i和无线物理链路j之间存在干扰，则Iij=I,无线物理链路i和无线物理链路j之间不存在干扰，则Iij=O ； 从物理层直接获得两条链路之间是否存在干扰； 给定冲突距离Dci,基于干扰模型定义CF为整个物理网络链路对的干扰数目:
2.根据权利要求1所述的基于链路抗干扰性的无线网络虚拟化映射方法，其特征在于，步骤7)所述的采用迪杰斯特拉第K-最短路径方法，是指基于可靠性和最小路径干扰权重进行链路选择，将虚拟节点之间的虚拟链路映射物理节点之间最短的路径； 所述可靠性指的是链路上的丢包率，丢包率越低，可靠性越高，采用设定的丢包率； 物理链路I的干扰权重是指链路在基于干扰模型下影响到其他链路的干扰密度Cfffeight1 (I), CfWeight1 (I) =CF/bandwidth (I),其中，bandwidth (I)是指物理链路 I 的带宽； 所述路径干扰权重是 指所有物理链路的干扰权重之和。
【文档编号】H04W72/08GK103428805SQ201310342029
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2013年8月7日
【发明者】罗娟, 扶珊, 刘川川 申请人:湖南大学