重庆邮电大学鲍宁海获国家专利权
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龙图腾网获悉重庆邮电大学申请的专利基于VNF实例共享的异构蜂窝网络多功能任务卸载方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117793750B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311821514.9,技术领域涉及:H04W24/02;该发明授权基于VNF实例共享的异构蜂窝网络多功能任务卸载方法是由鲍宁海;宋明洋;黄雅惠;卢啸威设计研发完成,并于2023-12-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于VNF实例共享的异构蜂窝网络多功能任务卸载方法在说明书摘要公布了:本发明请求保护一种基于VNF实例共享的异构蜂窝网络多功能任务卸载方法,属于通信技术领域。针对异构蜂窝网络边缘场景下,用户非均匀分布可能造成基站服务器负载失衡,从而导致资源利用率下降和任务卸载时延增大的问题,提出一种基于VNF实例共享的异构蜂窝网络多功能任务卸载方法。该方法根据用户业务分布和任务卸载所需的SFC类型,采用粒子群优化思想建立异构蜂窝网络SFC部署优化模型,通过VNF实例化位置和数量的探索更新,对SFC映射和资源分配决策进行迭代优化,从而提高VNF实例共享度,并有效提高任务卸载完成率,降低系统单位任务时延。
本发明授权基于VNF实例共享的异构蜂窝网络多功能任务卸载方法在权利要求书中公布了:1.一种基于VNF实例共享的异构蜂窝网络多功能任务卸载方法,其特征在于,包括以下步骤: 101、采用粒子群算法建立异构蜂窝网络服务功能链SFC部署优化模型,设网络节点数量为N,粒子群中粒子数量为J,每个粒子表示为Fj={fj},其中,j表示粒子序号,fj表示第j个粒子中f类型虚拟网络功能VNF实例的数量,初始化粒子群,其中,fj在[0,|N|]区间取随机整数,令每个粒子的最优解目标函数值其中,分别表示第j个粒子的最优VNF实例部署数量决策,最优SFC节点映射决策,最优SFC链路映射决策,最优SFC资源分配决策,全局最优解目标函数值Γ{F,X,Y,Z}=0,其中,F,X,Y,Z分别表示全局最优VNF实例部署数量决策,全局最优SFC节点映射决策,全局最优SFC链路映射决策,全局最优SFC资源分配决策,粒子群迭代次数为I,令计数变量i=0,j=0; 102、令i=i+1,如果i≤I,跳转至步骤103,否则,跳转至步骤107; 103、令j=j+1,如果j≤J,跳转至步骤104,否则,令j=0,跳转至步骤102; 104、根据Fj和用户任务卸载请求,构建节点映射决策Xj、链路映射决策Yj和资源分配决策Zj,并更新Fj; 105、计算获得第j个粒子的目标函数值Γ{Fj,Xj,Yj,Zj},如果令跳转至步骤106,否则,跳转至步骤103; 106、如果令跳转至步骤103,否则,跳转至步骤103; 107、输出全局最优解{F,X,Y,Z},结束; 所述步骤104中构建构建节点映射决策Xj、链路映射决策Yj和资源分配决策Zj,并更新Fj的方法包括以下步骤: 1设用户集合为U,根据每个用户u的任务容忍时延Tu,将集合U中元素升序排列,令临时集合U′=U,计数变量w=0; 2令w=w+1,如果w≤|Fj|,令临时集合N′=N,计数变量m=0,从集合N′中移除满足Znan≤z0条件的节点,其中,Zn表示节点n的总计算资源,an表示节点n的虚拟网络功能VNF实例数量,z0表示每个VNF实例的基础计算资源开销,跳转至步骤3,否则,跳转至步骤4; 3对于集合Fj中第w个元素fj,如果m<fj,令m=m+1,从N′中选择满足maxZnan的节点n部署f类型VNF实例,an=an+1,并将节点n从N′中移除,跳转至步骤3,否则,跳转至步骤2; 4如果集合从集合U′中取出第一个用户u,根据集合N中每个节点n的VNF实例类型和网络资源状态,构建第j个粒子中用户u的服务功能链SFC节点和链路映射决策根据和节点可用计算资源,构建第j个粒子中用户u的SFC资源分配决策跳转至步骤4,否则,跳转至步骤5; 5对于集合N中每个节点n,移除未分配任务计算资源的VNF实例,更新Fj中相应的fj; 6根据SFC节点映射决策计算剩余可用计算资源对于集合N中满足的每个节点n,根据U中元素顺序,轮流为该节点承载的每个卸载任务增配最小单位计算资源并更新资源分配决策直到7输出SFC部署决策算法结束; 所述步骤4中构建第j个粒子中用户u的SFC资源分配决策包括以下步骤: 21根据用户u的节点映射决策将SFC的映射节点依次加入临时有序集合N′,根据用户u的链路映射决策将虚链路所需带宽资源bu加入SFC资源分配决策并获取任务卸载路径传输总时延其中,为用户u的任务数据通过卸载路径上每条物理链路的传输时延累和,令计数变量k=0; 22计算用户u卸载任务所需的最小计算时延如果跳转至步骤23,否则,跳转至步骤29; 23如果k<|Vu|,令k=k+1,跳转至步骤24,否则,跳转至步骤25; 24计算N′中第k个节点n需为用户u所需SFC中相应VNF分配的任务计算资源令跳转至步骤23; 25如果任务计算总时延跳转至步骤26,否则,跳转至步骤28; 26将剩余可用计算资源的节点从集合N′中移除,如果根据的值,对集合N′中的元素降序排列,在集合N′中第一个节点n上,为用户u所需的VNF实例增配一个单位计算资源z1,令跳转到步骤27,否则,跳转到步骤29; 27如果跳转到步骤26,否则,跳转到步骤28; 28输出第j个粒子中用户u的资源分配决策29算法结束; 所述步骤22中用户u卸载任务所需的最小计算时延的计算方法如公式6所示: 其中,du表示用户u的任务数据量,gu表示用户u的任务复杂度; 所述步骤24中节点n需为用户u所需SFC中相应VNF分配任务计算资源的计算方法如公式7所示: 其中,表示节点n的负载,计算方法如公式8所示; 公式8中,Zn表示节点n的总计算资源; 所述步骤105、106中目标函数的计算方法如公式12所示: 其中,0≤β≤1,表示系统任务完成率,表示归一化系统单位任务时延。
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