一种基于资源隔离与复用的网络切片无线资源分配方法与流程

技术特征：

1.一种网络切片无线资源分配方法，包括：

步骤100：根据切片数目以及观察时间长度随机产生多个初始个体，其中每个个体由所述多个切片在所述观察时间长度内的向外共享的资源与从其他切片获得的资源构成；

步骤200：基于所述观察时间长度的所有切片向其他切片共享的资源或从其他切片获取的资源、以及每个切片分配到相应的资源量计算每个个体的隔离度，以隔离度作为约束，去除不能满足隔离度要求的个体；

步骤300：对所述满足隔离度要求的个体，基于所述观察时间内的所有切片向其他切片共享资源或从其他切片获取资源计算每个个体的系统平均资源复用度，并以系统平均资源复用度作为适应度，根据适应度进行遗传操作；

步骤400：重复执行步骤200和步骤300，在达到预定执行次数后结束。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤100中每个个体的染色体采用以下方法编码：

染色体矩阵为G×2n的矩阵，G行表示G个切片在n个单位时间段内共享和获得的资源量，第1至n列分别代表第1至n个单位时间段内切片向外共享资源的情况，第n 1至2n列分别代表第1至n个单位时间段内切片从其他切片获得资源的情况，所述矩阵为

其中，αg,i为时间段i内切片g共享给其他切片使用的资源量，βg,i为时间段i内切片g从别的切片处获得的资源量总和,i＝1,2,…n，g＝1,2,…G。

3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤100还包括：

通过随机方式产生NUM个初始个体，其中NUM为种群规模，需要根据系统中实际切片的个数G以及单位时间段的个数n决定，切片G个数越多、总观察时间内单位时间段的个数n越多，则NUM越大。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤200中所述隔离度为

其中，

其中，n为观察总时间段内的单位时间段个数，sg,i为第i个单位时间段内切片g实际需要满足SLA性能需要的隔离度要求，rg为每个切片分配到相应的资源量，αg,i为时间段i内切片g共享给其他切片使用的资源量，βg,i为切片g从别的切片处获得的资源量总和，dg,i为切片g在第i个单位时间段内的任务所需的资源量，

其中，切片g在单位时间段i内的切片隔离度为

5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤300中适应度函数为

其中，f(X)表示当系统采用X染色体表征的决策对系统资源进行调度时，系统的适应度值，其中，αg,i为时间段i内切片g共享给其他切片使用的资源量，βg,i为切片g从别的切片处获得的资源量总和,n为总观察时间段内的单位时间段个数，G为切片数量，R为系统资源总量。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤300中系统平均资源复用度为

其中，αg,i为单位时间段i内切片g共享给其他切片使用的资源量，βg,i为切片g从别的切片处获得的资源量总和,n为总观察时间段内的单位时间段个数，G为切片数量，R为系统资源总量。

其中系统平均资源复用度根据切片g在单位时间i内的资源复用度获得，切片g在单位时间i内的资源复用度为：

其中，rg为每个切片分配到相应的资源量。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤300中所述遗传操作包括：

适应度越高的个体以更大的概率获得遗传，对获得遗传的个体进行变叉与变异操作，适应度最高的个体不参加交叉与变异，直接进入下一代。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，交叉操作包括：

步骤1：将选择后的种群中的个体随机两两配对；

步骤2：设两个父代个体分别为A和B，由随机函数产生p、q，其中p、q∈[1,n]，p＜q，将A矩阵的p列至q列构成的子矩阵与B矩阵的p列至q列构成的子矩阵交换，并将A矩阵的p n列至q n列构成的子矩阵与B矩阵的p n列至q n列构成的子矩阵交换，可得到两个子代。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，变异操作包括：由随机函数产生随机数x，以一定概率Pm使染色体矩阵中第x个单位时间内的资源共享和资源获取基因随机变化。

10.一种计算机可读存储介质，其中存储有一个或者多个计算机程序，所述计算机程序在被执行时用于实现如权利要求1-9任意一项所述的方法。

11.一种计算系统，包括：

存储装置、以及一个或者多个处理器；

其中，所述存储装置用于存储一个或者多个计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时用于实现如权利要求1-9任意一项所述的方法。

技术总结
本发明提供一种网络切片无线资源分配方法，包括：步骤100：根据切片数目以及观察时间长度随机产生多个初始个体；步骤200：计算每个个体的隔离度，以隔离度作为约束，去除不能满足隔离度要求的个体；步骤300：对所述满足隔离度要求的个体，计算每个个体的系统平均资源复用度，并以系统平均资源复用度作为适应度，根据适应度进行遗传操作；步骤400：重复执行步骤200和步骤300，在达到预定执行次数后结束。基于本发明的实施例，在损失很少的网络切片资源复用度的前提下，可以满足所有切片的资源隔离度要求。

技术研发人员：惠宁;孙茜;王园园;田霖;冯晨;
受保护的技术使用者：中国科学院计算技术研究所;
技术研发日：2021.08.13
技术公布日：2021.11.30