[发明专利]一种基于竞争博弈的多用户切片资源分配方法

说明书

本发明公开了一种基于竞争博弈的多用户切片资源分配方法，首先将系统建模为虚拟基础设施服务提供商VInP和用户两层架构，并分别构建VInP效用模型和用户效用模型；然后将切片资源分配划分为节点和链路，分别构建节点功耗模型和链路功耗模型，接着确定VInP的收益和用户端的收益；再根据VInP的收益和用户端的收益，计算切片的总收益，将切片的总收益作为网络模型；之后对网络模型进行求解，将VInP作为卖家，用户作为买家，卖家根据切片资源总数确定初始价格，买家对切片进行投标，采用竞争博弈机制对切片资源进行分配。本发明的方法可以提升用户的效用，改善资源分配效果。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种基于竞争博弈的多用户切片资源分配方法。

背景技术

随着科学技术的发展，人们的生产，生活方式发生着巨大的变化，尤其是通信技术的发展，推动者人类社会发生着翻天覆地的变化。计算机网络将人们的地域的限制无限的缩小，许多产业由线下转为线上，在线课程，视频会议，智能医疗，工业互联网等提出，推动了各行各业的发展。未来，随着通信理论和通信技术的发展，将会从更深的层次促进社会的发展，改善人们的生活。

网络兴始之初，都是利用有线网络进行数据传输。有线网络具有较高的稳定性，可靠性和数据传输速率使得其在军事及商业领域得到广泛的应用。然而，有线网络的基础设施部署成本高，维护困难，资源利用率低，地域限制等缺陷也逐渐显现出来。近年来由于无线网络技术的发展，无线网络越来越普及，打破了传统有限网络的地域的限制，成为了当今网络发展的主流方向。从1G和2G只支持语音和文字业务，到3G和4G的商用，支持视频业务，无线网络传输的数据量呈现爆炸式的增长，现有的移动通信系统已经越来越难以人们的需求。因此，5G网络技术被提上了商用的议程。5G网络对数据传输的各项性能提出了更高的要求，包括低时延，高带宽，高可靠等，网络切片作为5G网络的关键技术，对网络切片资源管理分配进行研究具有重要意义，而云无线接入网(Could Radio Access Network，C-RAN)作为一种新的无线网接入架构，其扩展性强，资源集中部署，时延低等特点，使其成为5G网络的关键架构。因此在有限的资源下，对网络切片资源进行管理分配，提供高效的网络服务具有重要的现实和指导意义，其主要体现在以下几个方面：

(1)各种新兴产业对网络各项性能的要求越来越高，包括低时延，高带宽，高可靠等，传统尽力而为的模式已经不能满足用户的需求，加强网络资源的管理对用户具有重要的意义；

(2)应用类型的增多和用户数目的急剧增长，网络运营商试图通过增加基站部署来满足用户的需求，但是，这样导致了资源利用率的降低。加强对网络资源的管理，能够降低网络成本，提高资源利用率；

(3)密集的网络部署架构使得小区间干扰严重，避免或者减少小区间信号干扰，加强网络资源的管理，成为当今研究的热点；

(4)频谱资源的匮乏，实现频谱资源的共享，对网络资源的管理具有重要的意义。

C-RAN架构是接入网侧一种新的网络架构，将基带处理单元(BaseBand Unit，BBU)进行集中，形成基带处理资源池(BBU Pool)，然后对其进行统一的管理和分配。C-RAN中“C”主要有四层含义：集中化处理(Centralized),协作式无线(Cooperative Radio)，实时云架构(Real-time Cloud Infrastructure)和绿色(Clean)。C-RAN可以有效的减少设备部署的成本，实现对网络资源的动态调度，提供一种低成本，易扩展，高带宽的无线网络架构，在应用领域和研究领域都具有广泛的意义。C-RAN具有以下几个优势：

(1)C-RAN是一个环境友好的绿色节能的网络基础设施。C-RAN通过对基带处理单元的集中化处理，使得基站的数量大大减少，降低了网络建设成本，而且能够大幅度减少站点支持设备的电力消耗，降低了网络能耗。协作无线电技术的发展有效的解决了RRHs之间的干扰问题，大大增加了RRH的部署密度，减少了数据传输的能耗。