面向5G的分层次分布式云服务系统资源优化调度与分配.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERDISSERTATION论文题目面向5G的分层次分布式云服务系统资源优化调度与分配学科专业通信与信息系统学号201221260324作者姓名周江指导教师冯钢教授分类号密级UDC学位论文面向5G的分层次分布式云服务系统资源优化调度与分配（题名和副题名）周江（作者姓名）指导教师姓名冯钢教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请学位级别硕士专业名称通信与信息系统论文提交日期2015.04.25论文答辩日期2015.05

2、.22学位授予单位和日期电子科技大学,2015.06答辩委员会主席评阅人年月日注1注明《国际十进分类法UDC》的类号ResourceSchedulingandAllocationinHierarchicalDistributedCloudServiceNetworksfor5GSystemAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandInformationSystemAuthor:JiangZhouAdvisor:Pro

3、f.GangFengSchool:NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonCommunication独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文

4、的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要伴随着移动互联网的高速发展，传统的语音业务产生的数据流量占总体数据流量的比例越来越小，取而代之的是移动互联网数据业务流量急剧升高。下一代移动通信系统(5G)必须能够满足极高的通信要求：数以百亿计的移动设备接入需求，应用服务对计算处理资源、下载速率、传输时延要求越来越高，爆发式增长的

5、海量数据流量正给网络带来极大的挑战。为了应对这些挑战，IMT-2020(5G)以及3GPP等标准化组织引入云计算和虚拟化技术，提出功能模块化、服务分层化、网络虚拟化，以及接入面、数据面和控制面分离原则。考虑到业界对于5G系统的普遍共识，以及总结前人研究工作，本文提出了分层次分布式云服务网络模型(HDCSN)，该模型由“接入云+分布式微云+核心云”三层次组成，符合IMT-2020(5G)以及3GPP对网络系统架构提出的基本需求。接入云考虑采用中移动提出的C-RAN网络，部署超高密度的蜂窝小区以满足海量移动设备的接入需求。在接入云基础之上，部署分布式微云系统，将远端

6、核心云服务器的服务能力迁移到本地区域，用户可以从本地区域的微云服务器获取到高质量低时延的应用服务。移动设备和数据流量爆发式增长，对无线资源和虚拟资源的需求也随之增长，然而，无线资源和虚拟资源的增长速度却相对慢了许多。因此，资源如何进行高效地调度和分配，以此增加资源利用率和系统容量成为本文研究的重点问题。本文针对此问题进行了以下研究：1)选取流媒体应用作为研究对象。由于流媒体应用对频带、功率、计算处理以及缓存等资源的消耗量巨大，因此，高效的资源调度和分配方案会有更大的优势。本文提出了资源联合调度与分配方案(JRSA)，依据不同区域的业务繁忙程度，采用集中式的资源调

7、度方案；同时，在每个区域内部，C-RAN的无线资源与微云的虚拟资源之间需要协调分配，以尽可能提高资源利用效率。仿真结果显示，JRSA方案能够最大化资源利用效率，同时，JRSA能够均衡整个网络的负载，进一步提高资源利用效率和扩大系统容量。2)考虑在点播流媒体应用服务场景下的分布式内容缓存策略。本文以用户获取应用服务的平均时延作为服务的QoS指标，通过分析不同流媒体服务在不同小区的流行度差异，提出了改进型的分布式聚类内容缓存与更新方案。仿真结果显I摘要示，与传统方案相比，应用改进型的内容缓存和更新策略，用户获取服务的时延得到很大程度降低。同时，由于采用以负载均衡为标

8、准的更新方案，整个网络的