[发明专利]基于混合雾计算的无线接入网络及其资源调配方法

说明书

本发明提供了一种基于混合雾计算的无线接入网络及其资源调配方法，包括：由BBU资源池组成云平台，通过后传网络连接到核心网络；由第一层以及第二层组成雾平台，第一层由具备计算和存储能力的RRH节点构成雾基站节点，雾基站节点与BBU资源池通过前传网络通信连接；第二层由车辆构成车辆雾节点，车辆之间通过车辆间链路通信连接，车辆在雾基站节点的信号范围内与对应的雾节基站点通过中心链路通信连接；云平台通过获知每个车辆和雾基站节点的空闲计算资源和计算负载，统一调配计算任务迁移；通过车辆之间的车辆间链路将计算任务迁移至信号范围以外的车辆上。本发明可提升计算力资源、减少传输时延，调配灵活，实现计算任务执行时间最小化。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体地，涉及基于混合雾计算的无线接入网络及其资源调配方法。

背景技术

随着我们生活中车辆数量的爆发性增长，智能交通管理设备数量的增加以及车载应用的日益复杂化，整个ITS的数据传输量正在飞速增长。为了满足这种日益增长的数据传输需求，许多研究者都将目光投向了5G技术。其中F-RAN(基于雾的无线接入网络，FogRadio Access Network)被认为是一个5G技术的重要候选技术组成。通过5G技术和车联网的结合，能够满足车辆超大量的数据传输需求。F-RAN的基础架构是从C-RAN(基于云的无线接入网络，Cloud Radio Access Network)的基础上进行改进的。C-RAN将传统无线接入网中的基带数据处理从逻辑上集中在一个虚拟的BBU(基带单元，Baseband Unit)资源池中。这个资源池中的所有计算资源将被共享给所有连接的基站。而原有的在传统无线接入网络架构中的基站，被剥离了计算处理功能之后，剩余的部分被称为RRH(远程无线电头，RemoteRadio Head)。C-RAN架构相较于传统的RAN架构有着许多优势。例如，这种架构下允许更为灵活的资源调配以及基站节点之间的互相操作以及协作。尤其是后一点优势十分重要。因为在5G时代，由于频带资源的局限性无法被根治，5G技术通过超高密度的基站架设来重复利用频带资源，但是这就导致了基站信号间的相互干扰。因此，利用C-RAN架构中云中心的统一调配，能够有效减少基站间的相互干扰，提高无线传输性能。但是，C-RAN的架构本身还存在很多缺点，例如，由于是一个中心化的云架构，所有的数据都将被传输到云中被进行处理，因此对网络的负载很大。另外，数据的远距离传输会导致非常可观的传输时延，因此，对于时延敏感的数据服务会造成很大的影响。因此，F-RAN通过结合雾计算的计算能力，数据的处理将不仅仅处于BBU资源池中，同时也将处于网络边缘的雾节点中，其表现形式就是存在一些具备数据处理能力的RRH节点。在这种架构中，时延敏感的数据将在本地被处理从而降低传输时延，而其他的数据也可以在本地进行初步处理后再传输至云中心进行进一步处理，从而降低网络传输负载。

但是，在F-RAN架构中，雾节点的计算能力与BBU资源池的计算能力相比是相当有限的。在传统的F-RAN架构中，云平台的资源是充足的而雾节点的资源是受限制的。当一个雾节点不具备充足的资源来处理数据时，它可以将计算任务迁移到云平台或者其他拥有充足资源的雾节点上。但是，这两种方案都有所缺陷，前者会产生相当可观的传输时延，并且会挤占正常的通信资源，后者会面临整个雾层面上的资源局限性，同时雾节点之间的资源迁移本身就带有固有的传输时延，无法从架构设计上消除这个问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于混合雾计算的无线接入网络及其资源调配方法。

根据本发明提供的一种基于混合雾计算的无线接入网络，包括：

云平台：由BBU资源池组成，通过后传网络连接到核心网络；

雾平台：包括第一层以及第二层，所述第一层由具备计算和存储能力的RRH节点构成雾基站节点，所述雾基站节点与所述BBU资源池通过前传网络通信连接；所述第二层由车辆构成车辆雾节点，所述车辆之间通过车辆间链路通信连接，所述车辆在所述雾基站节点的信号范围内与对应的所述雾节基站点通过中心链路通信连接；