CRAN架构下一种基于分形定理的载波迁移预测算法.pdfVIP

第15卷第5期2015年2月 科学技术与工程 V01．15No．5Feb．2015 Science and 1671—1815(2015)05—0258—05 TechnologyEngineering ⑥2015 sci．Tech．Eng晤 C-RAN架构下一种基于分形定理的 载波迁移预测算法 龙 恳 黎伟 兰莹菲 胡渝纺+ (重庆邮电大学移动通信技术重点实验室，重庆400065) 摘要 作为c·RAN关键技术之一的实时虚拟化技术要求实现硬件处理资源的虚拟化管理，实现物理资源的动态分配和负 载均衡，保证虚拟基站的实时性，处理时延和抖动可控。为提高物理资源的动态分配和负载均衡的效率，在传统虚拟机迁移 策略基础上结合分形理论，提出一种动态载波迁移预测算法，避免了因瞬时负载峰值触发载波迁移而带来不必要的迁移开 销。该算法通过对物理资源负载离散历史数据进行分形拼贴拟合出完整负载曲线，然后根据分形维度不变性实现对未来数 discreteeventsimula— 据的预测。为实现对该算法的仿真，结合c—RAN的系统架构搭建了一个基于并行离散事件仿真(parallel tion PDEs)的验证平台，仿真结果表明该算法能在有效减少虚拟基站迁移次数的同时确保达到负载均衡的目的。 虚拟基站 关键词c-RAN 载波迁移 负载 分形定理 中图法分类号TN914．53； 文献标志码A 提高了迁移中用户的服务质量。 C—RAN是一种有4C(clean、centralized、c00per— 然而以上算法的迁移触发策略忽略了负载的瞬 ative、cloud)特点的绿色无线接入网，也是目前移动 通信无线网络架构的重要演进方案。主要包括三个 时变化特性，而移动用户接入的随机性和通信过程 部分：由远端无线射频单元和天线组成的分布式无 中的切换、功率控制等操作给c．RAN架构中的物理 线网络；由高宽带低延迟的光纤或传输网络连接远 运算资源带来负载瞬时峰值，容易在瞬时负载瞬时 端射频单元；由高性能通用处理器和实时虚拟化技 峰值触发不必要的迁移。为了减少不必要的迁移带 术组成的集中式基带处理池。1’2I。作为其中关键技 来的开销，本文结合分形定理提出一种预测算法，该 术之一的实时虚拟化技术在云计算领域已经日趋成 算法通过跟踪c—RAN架构中物理主机上运算资源 熟∞J，该技术能够将物理层资源抽象出的虚拟资源 的历史占用情况预测未来一段时间内的资源占用 进行聚合，实现对物理资源虚拟化管理，克服物理设 率，并据此判断该物理节点未来负载状态，若未来很 备的异构性。对于给定的标准和负载计算物理资源 长一段时间负载超过门限则触发迁移策略，否则不 需求，实时虚拟化技术能够灵活的资源组合构建虚 触发迁移策略。 拟基站实体，完成基于负载的自适应资源分配，实现 1 问题描述 大范围的负载均衡HJ。虚拟资源管理层要求能够 灵活的实现对逻辑虚拟基站的迁移以平衡物理设备 在c-RAN系统架构中，由物理硬件提供的处理 的负载，提高物理设备的利用率达到节约能源的目 资源可根据其属性分为四个不同种类，包括物理层 处理、MAC层处理、加速器和CM部分‘1j。虚拟资 的∞J。文献[6]和文献[7]中分别提出一种基于双