面向超级基站的异构资源池互连关键技术研究

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:oyfeng168
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着移动互联网、物联网等技术的不断发展,大规模的终端接入到移动通信网络中,对移动通信网络的覆盖和速率要求越来越高,移动网络业务类型呈现多样化。如果移动通信网络按照当前传统基站架构发展,必然会带来部署成本高、能耗高等问题。为此,集中式接入网架构被提出,超级基站作为一种典型的集中式架构代表,将计算资源池化集中部署,通过资源管控技术进行资源共享和分配。在小规模应用场景下,超级基站架构已经得到初步验证但在大规模应用下存在系统互连容量扩容难且能耗高的问题。制约系统互连容量扩容的因素有两方面。一方面,大量射频资源池单元(Remote Radio Head,RRH)数据需要通过前传网络回传,由于前传网络容量受限和RRH能力受限,系统互连容量降低;另一方面,射频基带动态高速交换机的交换性能直接影响系统互连容量规模。传统交换结构和调度算法忽略了业务流量非均匀性特性以及数据包内容优先级,只是对数据进行缓存和转发,引发互连容量规模降低问题。进一步地,在突破系统互连容量瓶颈的基础上,如何利用集中池化调度特点,降低异构基带处理资源池能耗对于推进集中式接入网架构的大规模应用具有重要意义。针对上述问题,本文从异构资源池互连方面展开了研究。首先,引入功能分割方法,在前传网络容量受限和RRH能力受限的情况下,以最大化系统互连容量为目标,研究时延敏感的基带功能动态分割策略;其次,研究数据感知的射频基带动态高速交换技术,提升系统互连容量;最后,在突破系统互连容量瓶颈的基础上,构建异构资源池互连系统,考虑任务时延敏感性和计算资源异构性因素,进一步研究异构基带处理资源池资源动态分配策略,降低系统能耗。本文的主要贡献和研究成果如下:(1)针对在前传网络容量受限和射频资源池RRH能力受限情况下,会引发系统互连容量降低的问题,提出了时延敏感的基带功能分割策略。首先,构建了涉及分割选项7-2与选项8的系统互连容量优化问题模型;其次,提出了一种基带功能动态分割策略;最后,将提出的策略与固定分割策略进行对比。仿真结果表明,在RRH为满负载情况下,动态分割策略对应的系统互连容量分别是固定分割策略8和7-2对应的系统互连容量的2.4倍和1.4倍。在此基础上,设计实现了支持基带功能动态分割策略的射频资源池原型系统。(2)针对当前射频基带动态高速交换机采用传统排队结构和调度算法,引发互连容量规模降低的问题,提出了数据感知的射频基带动态高速交换技术。首先分析了移动网络中网络业务流量特性,引入满足实际业务的流量模型;其次,根据业务流量特性设计了排队结构,并提出了数据感知调度(Data Priority Aware,DPA)算法,通过判定符号优先级标志符确定端口匹配优先级;最后,构建了射频基带交换机原型,并从互连容量规模、时延、吞吐量三个方面评测调度算法性能,通过实验结果表明,在满足通信时延情况下,提出的DPA算法能满足的最大互连容量规模为58×58,较同类型的哈密顿行走-滑动迭代轮询匹配算法(38×38)和多次迭代最久信元优先算法(21×21)具有明显的优势。(3)在解决了扩容问题的基础上,针对进一步降低系统能耗的问题,提出了低能耗的异构基带处理资源池资源动态分配策略。首先,考虑时延敏感性和计算资源异构性两个因素,对异构基带处理资源池能耗进行建模;其次,提出了基于异构平台的降序首次适应(Heterogeneous First Fit Decreasing,HFFD)资源分配算法和混合Levy飞行和差分进化策略的灰狼(Hybrid Grey Wolf Optimization Algorithm Enhanced with Levy Flight and Differential Evolution,HGWO-LFDE)算法。通过仿真结果表明,与传统基站能耗相比,HFFD算法和HGWO-LFDE算法对应的系统能耗显著降低。在低负载情况下,相比于传统基站能耗,HGWO-LFDE算法可以节省88%-100%的能耗,HFFD算法可以节省71%-100%的能耗;在高负载情况下,HGWO-LFDE算法相对传统基站能耗,可以节省88%-90%的能耗,HFFD算法相对于传统基站能耗,可以节省71%-82%的能耗。综合考虑两种算法复杂度,在实际应用中,高负载时段应用HGWO-LFDE算法,低负载时段应用HFFD算法,以获得更优的系统性能。最后,构建了异构资源池互连系统原型,并介绍了资源分配策略在超级基站系统中的应用情况,为后续大规模应用奠定工程基础。
其他文献
近年来,非线性波现象是物理科学中的研究热点。在光纤通信、流体力学、凝聚态物理等领域中,非线性发展方程,比如非线性Schrodinger(NLS)类方程以及浅水波方程,可以模拟实现孤子、呼吸子、畸形波以及混沌波场等非线性现象。本文首先通过解析方法,比如Hirota方法,Bell多项式方法,Darboux变换方法等,对非线性波进行理论上的研究;由于解析方法的局限性,之后通过数值方法来探究非线性波的其他
近些年来,随着计算机技术的飞速发展,人们对软件系统的需求与日俱增,且软件的规模也在不断扩大。而使用存在软件缺陷的软件不仅会增加软件维护费用,而且可能会造成灾难性的后果。软件测试作为在程序开发阶段对程序进行功能验证的过程,是保证软件质量的重要手段。如何尽可能早的发现并修复软件缺陷已成为软件开发人员、软件测试人员及软件测试研究人员共同关注的焦点。代码静态分析技术作为一种兴起的软件测试技术,无需执行程序
目的:测定复方鲜竹沥液中活性成分2,6-二甲氧基苯酚的含量.方法:采用ACE-C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5μm),以乙腈-0.1%磷酸为流动相梯度洗脱;流速为1.0 mL/min;柱温30℃;检测波长201 nm.结果:进样量在0.043~0.43μg之间的2,6-二甲氧基苯酚具有良好的线性关系(r=0.9999),平均回收率为97.3%,RSD为1.7%(n=6).结论:本研究建立的方法稳定可靠,可控性强,可用于复方鲜竹沥液2,6-二甲氧基苯酚成分的含量测定.
数据中心作为IT系统的核心基础设施,是由大量交换设备连接的服务器集群,提供了大量计算、存储和网络资源。在资源调度过程中,传统数据中心在高效性、可靠性和安全性等方面面临诸多问题,而随着虚拟数据中心概念的提出,上述问题可以得到有效解决。作为新型数据中心的典型特征,它允许多用户在同一个物理数据中心共享多种类型资源,同时做到相互之间不受影响。在虚拟数据中心中,最重要的问题之一,是如何为虚拟数据中心请求分配
对量子辐射体(半导体量子点,染料分子,J-聚体等)的荧光进行有效的调控和探测,在光学传感,光学成像,集成光学,量子信息处理,分子生物,分析化学等各个领域都有重要的应用。而荧光光场的高效探测,主要依赖于荧光远场辐射方向和荧光到达探测器端的强度。因此,改善荧光的这两个特性,成为研究荧光调控与探测的重要内容。近年来,人们利用光学天线器件对荧光实现高效调控和探测的研究层出不穷。光学天线能实现局域光场与自由