无线网络虚拟化中基于频谱资源共享的动态分配方法组成比例

本发明专利技术涉及无线网络虚拟化技术领域，特别涉及一种无线网络虚拟化中基于频谱资源共享的动态分配方法，从缓存区中选择出优先分配的虚拟网络，为选择出的虚拟网络分配物理网络资源；所述为选择出的虚拟网络分配物理资源包括先分配基础资源再分配可变资源；本发明专利技术考虑虚拟网络请求的动态性以及时变性，更加贴合实际；并且进一步通过可变资源请求共享物理信道的重分配，减少物理信道的占用，提高接受虚拟网络数量，提高物理网络的平均收益。

Dynamic allocation method based on spectrum resource sharing in wireless network virtualization

The present invention relates to the technical field of wireless network virtualization, in particular to a virtual wireless network dynamic allocation method based on spectrum resource sharing, select from the cache in a virtual network priority allocation, to choose a virtual network allocation of physical resources for cyber source; the virtual network including the first selected physical distribution allocation of resources on the basis of the redistribution of variable resources; the invention considers the request of the virtual network is dynamic and changeable, more practical; and further requests for resources sharing through the variable distribution of physical channels, reducing occupy less physical channels, improve the acceptance of virtual network number, increase the average income of the physical network.

【技术实现步骤摘要】
无线网络虚拟化中基于频谱资源共享的动态分配方法
本专利技术涉及无线网络虚拟化
，特别涉及无线网络虚拟化中基于频谱资源共享的动态分配方法。
技术介绍
无线网络虚拟化允许多个虚拟网络共享同一物理网络资源，该技术被认为是未来网络中的一项关键技术。无线网络虚拟化将无线服务提供商(WirelessServiceProviders，简称WSPs)和基础设施提供商(InfrastructureProvider，简称InP)分离，基础设施提供商部署并实际管理底层物理资源，而无线服务提供商从InP处租赁无线资源来创建和经营虚拟网络(VirtualNetwork，简称VN)，通过部署不同的无线协议来服务不同需求的用户。正因为网络虚拟化技术允许多个VN共享同一物理网络，如何为不同的VN进行有效合理地资源分配成为无线网络虚拟化中一个亟待解决的问题。目前，就无线网络虚拟化中资源分配问题已有相当数量的学者做了研究。期刊VehicularTechnologyConference(VTCFall,2014IEEE80th.)刊发的题目为Adynamicembeddingalgorithmforwirelessnetworkvirtualization的论文，和期刊WirelessPersonalMultimediaCommunications(WPMC,15thInternationalSymposium)刊发的题目为Karnaugh-maplikeonlineembeddingalgorithmofwirelessvirtualization的论文中，均提出了一种近似卡诺图的资源分配算法，并给出了详细的算法过程。不同的是前者考虑的是一种动态的分配方案；而后者介绍的是一种在线分配算法，考虑了VN动态地到达和离开的特性，但未考虑有效解决资源分配过程中的两个问题：一是处理在线虚拟网络请求和映射的问题，二是当物理资源出现碎片化后如何动态调整的问题。期刊InternationalWirelessCommunications&MobileComputingConference(IWCMC2015)刊发的题目为Pricing-basedpowerallocationinwirelessnetworkvirtualization:Agameapproach的论文研究了一种在OFDMA无线系统中无线网络虚拟化资源分配基于价格理论的能效优化问题。该问题被建模为一种基于价格函数的市场竞争，提出非合作博弈和功率分配算法去寻找纳什均衡解，该资源分配方案考虑的是VN资源请求在生命周期内都是固定的、不可变的，但是实际中的资源请求具有时变性。针对资源请求的时变性，期刊WirelessCommunicationsandNetworkingConference(WCNC2014)刊发的题目为Opportunisticspectrumsharingforwirelessvirtualization的论文，提出了一种基于频谱资源机会性共享的分配算法，但其没有考虑VN请求到达与离开的动态性，同时也没有考虑由于动态性导致的资源碎片化问题。综上所述，现有无线网络虚拟化算法分配算法存在以下问题：(1)现有技术大多是一种固定资源分配，一旦映射成功，在其生命周期内为虚拟网络分配的结果将不再改变，忽略了虚拟网络请求到达与离开的动态性；(2)忽略了虚拟网络请求资源的时变性，从而导致物理资源出现碎片化，无法为新到来的虚拟网络提供服务，从而降低物理网络的收益。
技术实现思路
本专利技术为解决以上问题提出了一种基于频谱资源共享的动态分配方法，考虑并解决虚拟网络动态到达与离开的问题，同时本专利技术利用机会共享频谱资源方式并加入重分配策略来解决虚拟网络资源请求的时变性的问题，从而提高虚拟网络接受率和底层物理网络的收益。本专利技术一种无线网络虚拟化中基于频谱资源共享的动态分配方法，如图1所示，包括从缓存区中选择出优先分配的虚拟网络，为选择出的虚拟网络分配物理网络资源；所述为选择出的虚拟网络分配物理资源包括先分配基础资源再分配可变资源。优选地，如图2所示，所述从缓存区中选择出优先分配的虚拟网络依据资源分配选择准则进行，包括：计算分配因子，根据分配因子由大到小对虚拟网络降序排序，从缓存区中选择分配因子较大的若干个虚拟网络作为优先分配的虚拟网络。优选地，所述计算分配因子包括根据每个虚拟网络的基本资源请求、可变资源请求、可变请求发生的概率和该虚拟网络的生命周期计算该虚拟网络的分配因子。优选地，如图3所示，所述先分配基础资源再分配可变资源包括：判断可用物理网络资源是否满足基础资源请求，若不满足基础资源请求，则判断是否超过该虚拟网络最大忍受时延，若超过该虚拟网络最大忍受时延，则将该虚拟网络拒绝掉，若未超过该虚拟网络最大忍受时延，则将该虚拟网络放入缓存区；若满足基础资源请求，则进行基础资源的分配；判断可用物理网络资源是否满足可变资源请求，若不满足可资源请求，则判断是否超过该虚拟网络最大忍受时延，若超过该虚拟网络最大忍受时延，则将该虚拟网络拒绝掉，若未超过该虚拟网络最大忍受时延，则将该虚拟网络放入缓存区；若满足可变资源请求，则进行可变资源的分配。优选地，在从缓存区中选择出优先分配的虚拟网络之前，包括如果有虚拟区中的虚拟网络因生命周期到期而离开，则进行可变资源请求共享物理信道的重分配。优选地，如图4所示，所述可变资源请求共享物理信道的重分配包括：Step1、根据当前共享子信道的情况，统计其数量并按照生成顺序编号为1,2,…,N；Step2、按照编号从大到小遍历共享子信道，并对所遍历的子信道优先选择其上发生概率最大的虚拟网络进行重分配；Step3、将Step2中选择出的虚拟网络请求与其所在子信道编号之前的子信道依次进行碰撞概率的计算；Step4、判断是否存在满足碰撞概率不大于碰撞阈值的共享子信道，若有，则进入Step5，否则返回Step2遍历下一个共享子信道；Step5、在所满足碰撞阈值的共享子信道集合中，找出使得碰撞概率最小的子信道就是虚拟网络请求重分配后共享的子信道；Step6、判断是否遍历完所有的共享子信道，是则停止重分配，否则返回Step2。与现有技术相比，本专利技术考虑虚拟网络请求的动态性以及时变性，更加贴合实际；并且进一步通过可变资源请求共享物理信道的重分配，减少物理信道的占用，提高接受虚拟网络数量，提高物理网络的平均收益。附图说明：图1为本专利技术无线网络虚拟化中基于频谱资源共享的动态分配方法优选实施例流程图；图2为本专利技术无线网络虚拟化中基于频谱资源共享的动态分配方法资源分配选择准则优选实施例流程图；图3为本专利技术无线网络虚拟化中基于频谱资源共享的动态分配方法先分配基础资源再分配可变资源优选实施例流程图；图4为本专利技术无线网络虚拟化中基于频谱资源共享的动态分配方法可变资源请求共享物理信道的重分配优选实施例流程图图5为本专利技术虚拟网络可变资源请求VR动态变化及重分配后效果图；图6为本专利技术对物理网络收益的仿真对比图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本专利技术实施例进一步详细说明。本专利技术系统模型主要考虑底层物理网络的频谱资源利用OFDMA技术将其划分为多条正交的无线物理子信道，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线网络虚拟化中基于频谱资源共享的动态分配方法，其特征在于：从缓存区中选择出优先分配的虚拟网络，为选择出的虚拟网络分配物理网络资源；所述为选择出的虚拟网络分配物理资源包括先分配基础资源再分配可变资源。

【技术特征摘要】
1.一种无线网络虚拟化中基于频谱资源共享的动态分配方法，其特征在于：从缓存区中选择出优先分配的虚拟网络，为选择出的虚拟网络分配物理网络资源；所述为选择出的虚拟网络分配物理资源包括先分配基础资源再分配可变资源。2.根据权利要求1所述无线网络虚拟化中基于频谱资源共享的动态分配方法，其特征在于：所述从缓存区中选择出优先分配的虚拟网络依据资源分配选择准则，包括：计算分配因子，根据分配因子由大到小对虚拟网络降序排序，从缓存区中选择分配因子较大的若干个虚拟网络作为优先分配的虚拟网络。3.根据权利要求2所述无线网络虚拟化中基于频谱资源共享的动态分配方法，其特征在于：所述计算分配因子包括采用每个虚拟网络的基本资源请求、可变资源请求、可变请求发生的概率和该虚拟网络的生命周期计算。4.根据权利要求1所述无线网络虚拟化中基于频谱资源共享的动态分配方法，其特征在于：所述先分配基础资源再分配可变资源包括：判断可用物理网络资源是否满足基础资源请求，若不满足基础资源请求，则判断是否超过该虚拟网络最大忍受时延，若超过该虚拟网络最大忍受时延，则将该虚拟网络拒绝掉，若未超过该虚拟网络最大忍受时延，则将该虚拟网络放入缓存区；若满足基础资源请求，则进行基础资源的分配；判断可用物理网络资源是否满足可变资源请求，若不满足可资源请求，则判断是否超过该虚...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云，张朝阳，曹傧，吴广富，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50