Network slicing is a key enabler for 5G to support various applications. Slices requested by service providers (SPs) have heterogeneous quality of service (QoS) requirements, such as latency, throughput, and jitter. It is imperative that the 5G infrastructure provider (InP) allocates the right amount of resources depending on the slice's traffic, such that the specified QoS levels are maintained during the slice's lifetime while maximizing resource efficiency. However, there is a non-trivial relationship between the QoS and resource allocation. In this paper, this relationship is learned using a regression-based model. We also leverage a risk-constrained reinforcement learning agent that is trained offline using this model and domain randomization for dynamically scaling slice resources while maintaining the desired QoS level. Our novel approach reduces the effects of network modeling errors since it is model-free and does not require QoS metrics to be mathematically formulated in terms of traffic. In addition, it provides robustness against uncertain network conditions, generalizes to different real-world traffic patterns, and caters to various QoS metrics. The results show that the state-of-the-art approaches can lead to QoS degradation as high as 44.5% when tested on previously unseen traffic. On the other hand, our approach maintains the QoS degradation below a preset 10% threshold on such traffic, while minimizing the allocated resources. Additionally, we demonstrate that the proposed approach is robust against varying network conditions and inaccurate traffic predictions.


翻译:网络切片是5G支持多样化应用的关键使能技术。服务提供商(SP)请求的切片具有异构的服务质量(QoS)需求,例如时延、吞吐量和抖动。5G基础设施提供商(InP)必须根据切片流量分配适当数量的资源,以在切片生命周期内维持指定QoS等级的同时最大化资源效率。然而,QoS与资源分配之间存在复杂的非线性关系。本文采用基于回归的模型学习这一关系。我们进一步利用风险约束强化学习智能体,该智能体通过该模型与领域随机化进行离线训练,实现在维持所需QoS等级的同时动态扩展切片资源。由于该方法无需模型且不需要以流量函数形式数学化表述QoS指标,因此能够降低网络建模误差的影响。此外,该方法对不确定网络条件具有鲁棒性,可泛化至不同真实流量模式,并适配多种QoS指标。实验结果表明,在未预先训练的流量测试中,现有先进方法会导致高达44.5%的QoS退化。相比之下,本文方法在最小化资源分配的同时,可将此类流量的QoS退化维持在预设的10%阈值以下。我们还验证了所提方法在变化网络条件与不准确流量预测场景下的稳健性。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
深入Project Maven:为何人工智能在战场上依然失灵
锻造未来士兵:外骨骼、基因工程与赛博格
专知会员服务
7+阅读 · 7月19日
《无人机蜂群通信技术研究》50页
专知会员服务
7+阅读 · 7月19日
战力倍增器:自主武器系统与乌克兰及加沙冲突
人工智能赋能战场情报:提速决策进程
专知会员服务
6+阅读 · 7月17日
《拥抱新兴技术:面向未来军官的教育革新》
专知会员服务
8+阅读 · 7月17日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员