[发明专利]一种支持MEC的网络切片资源调度方法

说明书

本发明公开了一种支持MEC的网络切片资源调度方法，将支持MEC的网络切片资源调度问题MNSR建模为多领导者不相邻跟随者的双层Stakelberg博弈；所述双层Stakelberg博弈包括上层博弈、下层博弈；基于最优响应动态和DFO的分布式MEC‑RAN切片算法，求解跟随者双层Stakelberg博弈的NE。相比于现有技术，本发明将支持MEC的网络切片资源调度问题建模为一个多领导者不相邻跟随者的双层Stakelberg博弈，在上层博弈中，各切片间竞争有限的MEC计算资源和RAN的频谱资源；在下层博弈中，基于上层博弈的资源分配结果，各切片内部的全体用户通过竞争切片在上层博弈中所分到的资源，并制定最优的任务卸载策略，以实现计算时延和能耗的最小化。

技术领域

本发明涉及网络资源调度技术领域，具体而言，涉及一种支持MEC的网络切片资源调度方法。

背景技术

5G/B5G最突出技术亮点是它们可支持多种不同类型的业务。作为5G标准中最重要的业务类型之一，uRLLC业务对于实时视频会议、工业物联网、自动驾驶和远程手术等低时延应用至关重要。为了支撑这类低时延应用，业界提出了网络切片来实现该目标。网络切片通过适当地剪裁物理网络，构建出符合时延要求的逻辑网络。由于网络切片具有高度灵活的可定制性，它曾一度被认为是满足低时延业务的关键技术，但事实上，自从5G被提出以来，这一目标始终未能完全实现。原因在于，5G网络的云化架构使得回程传输不可避免，而回程传输往往具有较大时延，且由于回程链路可能产生拥塞，导致端到端的时延不可控。因此，仅通网络切片很难保证uRLLC业务的端到端时延。

目前，MEC和网络切片的融合被认为是解决该问题的新方向。通常，作为一种小型数据中心，边缘云使用有线链路(如光纤)直连到无线基站上，使得UE可以通过单跳无线链路连接至边缘云。通过MEC和网络切片技术的融合，可以让具有不同业务类型的UE将其计算任务卸载到“边缘切片”上。与传统的网络切片相比，这种方案避免了漫长的回程传输，因此它是支撑低时延业务最有希望的解决方案。

除了降低时延外，网络切片和MEC的融合还可以让双方优势互补。首先，由于MEC服务的第三方应用程序位于移动运营商网络之外，它们不受移动网络运营商的控制，很可能会运行高负荷的业务，造成无线网络的资源快速耗尽。此外，此类第三方业务往往面临被黑客攻击的风险。这些问题可以通过网络切片和MEC的融合很好地消除。具体来说，通过将MEC应用程序实现为网络切片的VNF，并将其纳入MANO层的管理之下，就可以避免这些风险的发生。其次，网络切片中的SDN和VNF的技术可以灵活地实现MEC服务的按需部署、扩展和迁移。另外，通过将计算任务就近卸载到边缘服务器上运行，不仅能降低时延，还可以减轻UE的计算负载从而降低UE的能耗，使其续航时间大大增加。

然而，由于网络切片和MEC是由不同的组织提出并独立发展的，因此它们的融合还处于早期阶段。现有的研究都集中在网络切片和MEC融合架构设计，只有少数研究聚焦该问题的算法层面。这些研究没有将计算卸载和网络切片问题结合起来研究，而是先假设网络切片已经部署完成，随后在各切片上进行计算卸载决策。事实上，由于这两个问题是密切相关的，这种假设往往会造成低下的资源利用率。另一方面，这些研究中所提出的方案大部分是集中式的，需要各MVNO向InP提供用户的隐私信息，例如定价策略、效用函数、UE的位置以及计算任务量等信息。事实上，MVNO往往不愿向InP披露此类敏感数据。此外，集中式算法在大规模网络中不能很好地扩展，且会产生一定的信令开销。因此，迫切需要一种综合考虑网络切片和计算卸载的分布式解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供支持MEC的网络切片资源调度(MEC-enabled Network Slice Resource Scheduling,MNSR)问题，旨在资源受限的情况下，降低用户的计算时延与能耗。

本发明的第一方面提供了一种支持MEC的网络切片资源调度方法,所述方法包括：