[发明专利]一种基于GCN的时延业务端到端切片部署方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于GCN的时延业务端到端切片部署方法及系统，方法包括建立端到端切片的系统模型；对系统模型中无线接入网时延以及核心网时延进行分析，以最小化端到端时延为目标函数，建立最优化问题；以最优化问题为目标采用系统模型中用户服务请求的网络功能依赖关系图为每类切片构建服务功能链，根据计算资源评估值和通信资源评估值选择每类切片的服务功能链；采用深度强化学习算法和图神经网络结合的方式处理每类切片的服务功能链，获得时延最小的最优服务功能链映射。本发考虑无线接入网和核心网的资源分配，并综合考虑了计算资源和通信资源的分配，为划分后的更细粒度的切片提供了端对端的部署策略。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种基于GCN的时延业务端到端切片部署方法及系统。

背景技术

随着在5G时代，国际电信联盟(ITU)定义的三大应用场景分别为：增强移动宽带(eMBB)满足连续广覆盖和热点高容量场景需求；超高可靠低时延通信(uRLLC)满足工业自动化、远程自动驾驶等低时延高可靠应用需求；海量机器类通信(mMTC)满足低功耗大连接的物联网需求。其中为多种时延的需求在1～20ms，可靠性在“4个9”到“6个9”之间的所有业务提供URLLC通信能力。但是，在6G时代，随着通信的发展，新兴业务层出不穷，对时延的要求也越来越高，不仅要求“及时”，还要求“准时”。继电保护、远程医疗、工业现场网络、远程控制等控制场景均要求不同的网络性能。例如：远程医疗要求端到端时延20ms，抖动200us，如果不能达到要求，医生就无法及时对患者实施有效的救治；差动保护则要求时延200us，抖动50us，在这个时延要求内，才不会导致变电站对故障的误判。这些业务需要更细粒度的时延划分，现有的5G网络切片(NS，network slice)方案不能满足这种业务需求。

但是之前对于网络切片资源管理的研究大多只针对一种资源，或者只考虑无线接入网或者只考虑核心网，即只考虑单一切片的资源，考虑不够全面。但是不同种类的资源和不同切片之间的资源分配互相存在影响，需要综合考虑多种资源的联合分配，以及无线接入网和核心网的联合优化。而且，以往服务功能链的部署研究一般只关注传统的链式SFC，但是随着网络服务的复杂和多样化，SFC在很多情况下会呈现复杂的图结构，链式SFC已经无法充分表示服务请求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于GCN的时延业务端到端切片部署方法及系统，以解决现有技术中端到端切片部署策略中资源分配考虑不全面导致时延高的问题。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明公开了一种基于GCN的时延业务端到端切片部署方法，包括：

建立端到端切片的系统模型；

对系统模型中无线接入网的排队时延、节点处理时延、传输时延以及核心网的节点处理时延、传输时延进行分析，以最小化端到端时延为目标函数，建立最优化问题；

以最优化问题为目标采用系统模型中用户服务请求的网络功能依赖关系图为每类切片构建服务功能链，根据计算资源评估值和通信资源评估值选择每类切片的服务功能链；

采用深度强化学习算法和图神经网络结合的方式处理每类切片的服务功能链，获得时延最小的最优服务功能链映射。

进一步地，建立端到端切片的系统模型包括：