[發(fā)明專利]一種基于虛擬子網(wǎng)的資源分配和業(yè)務(wù)接入控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710268620.7
• 申請(qǐng)日: 2017-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107172710B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧小峰;韓叢端;劉博文;趙丹萍;李凱;張海林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W72/04
• 分類號(hào): H04W72/04;H04L12/46;H04L12/927
• 代理公司: 61227 西安長(zhǎng)和專利代理有限公司
• 代理人: 黃偉洪<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種基于虛擬子網(wǎng)的資源分配和業(yè)務(wù)接入控制方法，MAC層初始化用戶業(yè)務(wù)流策略集合，計(jì)算等效帶寬信息，然后統(tǒng)計(jì)各用戶帶有QoS特性的等效帶寬請(qǐng)求，通過(guò)等效帶寬請(qǐng)求構(gòu)建物理層資源分配模型，利用分支定界法求解子信道的分配矩陣，然后計(jì)算QoS指數(shù)和等效容量信息，通過(guò)等效容量構(gòu)建MAC層業(yè)務(wù)接入模型，利用梯度迭代求解算法最大化MAC層效用函數(shù)，得到虛擬網(wǎng)服務(wù)用戶業(yè)務(wù)流鏈路分割變量和業(yè)務(wù)接入變量。本發(fā)明能在LTE?A系統(tǒng)上行鏈路中通過(guò)等效帶寬和等效容量對(duì)多用戶多業(yè)務(wù)需求進(jìn)行接入控制，為用戶提供不同最大時(shí)延約束下的定制服務(wù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于虛擬子網(wǎng)的資源分配和業(yè)務(wù)接入控制算法，可用于在單小區(qū)LTE-A系統(tǒng)中，對(duì)多用戶多業(yè)務(wù)需求進(jìn)行接入控制

背景技術(shù)

隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的固有不變形和用戶激增的業(yè)務(wù)需求多變性之間矛盾的急劇增加，簡(jiǎn)單的傳統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)很難滿足用戶未來(lái)多樣化的需求，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的虛擬化技術(shù)，物理基礎(chǔ)設(shè)施和無(wú)線電頻譜資源被抽象、隔離和共享，移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)設(shè)施能夠脫離其提供的服務(wù)，在同一物理設(shè)施上提供不同的服務(wù)，移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)部署和操作的整體花費(fèi)可以顯著降低，同時(shí)，虛擬網(wǎng)絡(luò)不受其他網(wǎng)絡(luò)的干擾獨(dú)立運(yùn)行，保證新型技術(shù)更容易虛擬網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)，正是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化的潛在優(yōu)勢(shì)使得越來(lái)越多的人研究這項(xiàng)技術(shù)。

Datsika E,Antonopoulos A,Zorba N,et al主要研究了LTE-A網(wǎng)絡(luò)中虛擬資源分配問(wèn)題，提出了關(guān)于虛擬資源分配的匹配理論和一個(gè)分布式算法求解資源分配模型獲得每個(gè)移動(dòng)虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的請(qǐng)求的可用資源，對(duì)VMNO來(lái)說(shuō)，其在保證最小的下行數(shù)量速率請(qǐng)求的基礎(chǔ)上向PMNO請(qǐng)求最多的虛擬資源片個(gè)數(shù)，通過(guò)提出了一種分布式的資源分配算法求解上述模型，VMNO創(chuàng)建了一個(gè)虛擬資源片的降序性能列表，VMNO傳入請(qǐng)求需要資源并從性能列表的頂部開(kāi)始尋找匹配虛擬資源片，根據(jù)虛擬資源片的反應(yīng)采取不同的措施進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)有限步的操作后，分配變量可用收斂到一個(gè)穩(wěn)定值，該方法僅僅滿足了數(shù)據(jù)傳輸速率需求，沒(méi)有提出更有效的方式來(lái)滿足用戶業(yè)務(wù)的時(shí)延QoS特性，不適應(yīng)于與實(shí)際的無(wú)線通信環(huán)境。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是：在已有的關(guān)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的研究中，傳統(tǒng)的研究業(yè)務(wù)時(shí)延的方法是首先估計(jì)信道模型的參數(shù)，如服務(wù)速率和服務(wù)時(shí)間的均值與方差，然后從構(gòu)建的排隊(duì)模型中提取QoS特性，由于無(wú)線信道的時(shí)變特性和衰落特性，信道在一個(gè)調(diào)度時(shí)隙內(nèi)處于不斷變化的狀態(tài)，計(jì)算服務(wù)速率和服務(wù)時(shí)間的均值與方差時(shí)的計(jì)算復(fù)雜度較高，利用排隊(duì)論來(lái)提取時(shí)延QoS特性過(guò)程很明顯不易實(shí)現(xiàn)，而且在估計(jì)過(guò)程中容易導(dǎo)致得到的數(shù)據(jù)不夠精確，已有的研究沒(méi)有給出一種高效便捷的方式來(lái)滿足用戶的時(shí)延QoS性能，無(wú)法在虛擬網(wǎng)中向用戶提供更多類型和更高質(zhì)量的服務(wù)，另外已有的研究默認(rèn)信道資源充足，能夠全部接入用戶的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，這與實(shí)際的無(wú)線通信場(chǎng)景不相符合。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種聯(lián)合等效帶寬和等效容量的無(wú)線虛擬網(wǎng)資源分配方法，利用等效帶寬和等效容量保證業(yè)務(wù)服務(wù)的時(shí)延QoS特性，虛擬網(wǎng)絡(luò)向用戶提供不同最大時(shí)延約束下的定制服務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的接入控制。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的具體思路是，MAC層初始化用戶業(yè)務(wù)流策略集合，獲得等效容量信息，然后統(tǒng)計(jì)各用戶帶有QoS特性的等效帶寬請(qǐng)求，通過(guò)等效帶寬請(qǐng)求構(gòu)建物理層資源分配模型，利用分支定界法求解子信道的分配矩陣，然后計(jì)算等效容量信息，通過(guò)等效容量構(gòu)建MAC層業(yè)務(wù)接入模型，利用梯度迭代求解算法最大化MAC層效用函數(shù)，得到虛擬網(wǎng)服務(wù)用戶業(yè)務(wù)流鏈路分割變量和業(yè)務(wù)接入變量，此時(shí)系統(tǒng)收益最大。其實(shí)現(xiàn)方案包括如下：

1)給定k個(gè)用戶在第s個(gè)虛擬網(wǎng)內(nèi)的業(yè)務(wù)流的QoS特性其中，代表MAC層k個(gè)用戶在第s個(gè)虛擬網(wǎng)內(nèi)的業(yè)務(wù)流的到達(dá)率，表示第s個(gè)虛擬網(wǎng)能容忍的最大時(shí)延，表示時(shí)延中斷概率。