[发明专利]基于定价的无线虚拟化资源调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动与无线网络技术领域，具体涉及一种基于定价的无线虚拟化资源调度方法。

背景技术

随着智能终端的日益繁荣以及人们对通信数据量需求的不断增长，无线移动网络已经成为影响人们生活的发展速度最快的技术之一。然而，无线网络却面临着自身的发展困境，首当其冲的便是“频谱资源危机”（Spectrum Crisis）。多家运营商表示现有频谱资源已日趋紧张难以满足急剧增长的移动数据需求，然而众多学者和业界专家则表示频谱资源危机主要原因是无线频谱资源没有得到充分利用。举一个常见的例子，人们身边充斥着各式各样的无线网络（各个运营商的GSM、3G、LTE、公用WiFi、企业WiFi网络等），然而用户却只能有限地接入一个网络，即便该接入的网络性能较差或较拥塞，抑或即便其他无线网络拥有空余的、性能更好的资源。

无线虚拟化技术产生于上述背景之下，他允许在一个（或多个）共享的底层物理无线网络之上运行多个并行的虚拟无线网络，各虚拟无线网络可并行运行、部署不同的协议、独立承载服务。无线虚拟化可以将运营商分离为物理资源提供商（InPs）、服务（虚拟网）提供商（SPs），并且为InPs、SPs以及终端用户（UE）均带来优势。对InPs而言，无线虚拟化后能够使其物理资源的利用率更大化，也能够更好的保障QoS需求，从而提高其收益；对于SPs而言，可以专注于服务的提供和创新，而不再受限于底层物理无线资源，同时也有利于小规模的服务提供商提供特有服务，加入市场竞争；对于终端用户（UE）而言，更多的服务提供商的加入使其有更多的选择灵活性，可以选择价格更合理、服务质量更高的SPs提供服务。仍考虑上述例子，采用无线虚拟化后，用户不再受限于具体的物理无线资源，可以根据自身需求的不同选择不同的虚拟网络接入，从而提高服务质量。因此，无线虚拟化技术可以显著提高无线频谱资源的利用率，并有利于物理资源的优化和网络服务的创新，有利于QoS保障以及用户体验。无线虚拟化于近年提出并在短时间内引起了众多学者的关注。

但为实现这一设想，无线虚拟化的首要问题是资源调度问题，即底层物理无线网络如何调度其物理资源（频谱资源）来满足若干虚拟网的请求。现有的无线虚拟化资源调度算法均较为简单或直接，并且假设物理资源提供商（InP）只提供一个物理无线网络的情形。然而实际情形中，底层存在多个物理网络，目前还没有一个完整的方案可以适用于这种底层多个物理网络时的资源调度情形。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于定价的无线虚拟化资源调度方法，可以在底层存在多个物理网络时，实现无线虚拟化资源的收益最大化。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于定价的无线虚拟化资源调度方法，其特征在于，该方法包括：

确定物理网络的个数和每个物理网络所拥有的资源数；

确定虚拟网络的个数和每个虚拟网络所需求的资源数；

确定每个虚拟网络为得到所需求资源数而需要支付的价格，所述价格为关于其所需求资源数的凹函数；

设定约束条件，包括每个虚拟网络最多由一个物理网络承载，和承载在每个物理网络中的虚拟网络资源数总和不超过该物理网络所拥有的资源数；

在所述约定条件下，通过算法计算使物理网络总收益最大的资源调度方式。

优选地，所述算法为遗传算法。

优选地，所述遗传算法中，每个染色体的基因的个数为所述虚拟网络的个数，基因的取值为物理网络的序号。

优选地，所述遗传算法的适用度为所述物理网络总收益，其计算方法包括：

计算每个虚拟网络所需求的资源数与需要支付价格的比值，并按从小到大的顺序将虚拟网络排序；

按照所述排序的顺序依次为每个虚拟网络调度其对应物理网络的序号下的资源，若调度后满足所述约束条件则将该虚拟网络标记为调度成功，否则标记为调度失败；

计算所有标记为调度成功的虚拟网络的需要支付的价格之和，记为所述物理网络总收益。

优选地，在计算所有标记为调度成功的虚拟网络的需要支付的价格之和，记为所述物理网络总收益步骤之前还包括：

寻找标记分别为调度成功和调度失败的两个虚拟网络，交换其对应的物理网络的序号和所述标记，使得交换后的调度方式满足所述约束条件，且所述物理网络总收益增大。

优选地，所述遗传算法的初始化操作中，对应每个虚拟网络随机选择对应的物理网络序号，每个物理网络被随机选择的概率与其所拥有的资源数正相关。