本发明专利技术公开了一种基于网络虚拟化的运营商间资源共享方法。其包括：首先给出一种基于SDN的网络虚拟化架构，基于该网络架构，设计出一种不同运营商之间基站虚拟化以实现资源共享的方法，根据计算判断基站是否满足虚拟化触发条件，若满足则进行基站虚拟化并将重负载小区中满足切换条件的UE切换到其他运营商的中等或轻负载小区的虚拟基站中。采用本发明专利技术中的资源共享方法，能够有效提高频谱资源利用率，同时可通过设定不同基站虚拟化触发条件来实现系统吞吐量和虚拟化开销之间的权衡。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及网络虚拟化中运营商间资源共享问题，属于无线通信中的网络虚拟化
技术介绍
近年来，随着智能手机，笔记本和其他无线设备的日益普及，移动数据的需求量急 剧增加。为了提高移动网络容量来满足数据需求，移动网络运营商使用了许多技术，如使用 多输入多输出（Multiple Input Multiple Output, MHTO)系统获得更高速率的宽带空中接 口技术，小型蜂窝技术等。但是这些技术提高了网络的资本和运营支出，增加了网络复杂 性。另外，通过获取新的无线频谱资源来提高系统容量的方法也需要大量的前期投资。网 络虚拟化技术通过多个运营商共享频谱资源和基础设施，在提高资源利用率和系统吞吐量 的同时，减少了网络的资本和运营支出，为解决该问题开创了崭新的局面。软件定义网络 (Soft Defined Network, SDN)，通过解親控制平面和数据平面以及引入集中控制平面，被 认为是实现网络虚拟化最有前途的技术之一。 网络虚拟化是指可以将物理资源抽象并划分为多个相互隔离的虚拟网络资源由 多方共享的技术。网络虚拟化将传统的网络服务提供商分为成两个新的角色：基础设施网 络提供商（Infrastructure Provider, InP)和服务提供商（Service Provide, SP)。SP 通 过向InP租赁资源来建立虚拟网络以提供各种服务。网络虚拟化显著提高了资源利用率， 实现功能和设施的解耦，易于实现新服务和产品的扩展及管理，从而减少设备和管理成本。 SDN是一种新型网络架构，是一种网络控制与数据转发相分离的网络体系结构，并 且网络控制功能具备可编程特性，可以通过软件程序灵活地配置网络功能。虽然SDN和网 络虚拟化是不同的技术，但二者高度互补。所以，将SDN和网络虚拟化相结合对于有效应对 未来网络的机遇与挑战是十分有必要的。将SDN应用到网络虚拟化中，有利于实现控制和 运营策略的最优化，提高网络虚拟化的可编程性。 基站虚拟化作为网路虚拟化的一种实现方式，可以实现不同运营商之间的频谱和 设施共享。利用SDN的网络架构，可以实现基站虚拟化的集中控制以及不同运营商之间的 隔离和定制化服务。在基于SDN的基站虚拟化中，需要给出具体的基站虚拟化方法以及基 站虚拟化后用户终端设备（User Equipment，UE)的切换方法。并且，基站虚拟化也会有开 销，需要设计一种方法实现提高系统性能和减少虚拟化开销之间的权衡。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种网络虚拟化中不同运营商间的资源共享方法，设计一种 基站虚拟化及虚拟化后用户切换方法，依据不同运营商间基站是否满足虚拟化触发条件决 定是否进行虚拟化，以及建立虚拟化基站后通过UE切换实现资源共享。采用本专利技术中的资 源共享方法，能够有效提高频谱资源利用率，同时可通过设定不同基站虚拟化触发条件来 实现系统吞吐量和虚拟化开销之间的权衡。 本专利技术首先给出一种基于SDN的网络虚拟化架构，基于该网络架构，设计出一种 不同运营商之间基站虚拟化以实现资源共享的方法，根据计算判断基站是否满足虚拟化触 发条件，若满足则进行基站虚拟化并将重负载小区中满足切换条件的UE切换到其他运营 商的中等或轻负载小区的虚拟基站中。 1基于SDN的网络架构 如图1所示，网络分为两个平面：控制平面和数据平面。 控制平面由三部分组成：控制器，数据库和网络虚拟化组件。不同的运营商通过 自己的网络控制器控制他们的网络。控制器之间可以进行通信，以交换信息。为了简洁， 图1中仅画出两个运营商A和B的控制器。数据库存储了整个网络的抽象拓扑结构，以及 从数据平面收集到的关于基站和用户的信息（例如，基站的位置、发射功率、物理资源块 (Physical Resource Block, PRB)的使用情况，用户的信干噪比（Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR)等。网络虚拟化组件包括两个模块：计算模块和决策模块。计算 模块主要负责利用数据库中的数据计算满足切换条件的UE数量，然后将它们发送给决策 模块。决策模块判断UE数量是否满足虚拟化的触发条件，若满足则发送信号给基站和控制 器进行虚拟化。 数据平面由各种异构网络的基站组成，这些基站只负责转发和收集数据。 2小区负载定义及其分类 本专利技术的基站虚拟化方法是在不同运营商的小区负载不均情况下进行资源共享， 首先需要给出小区负载的定义。小区负载P由该小区的PRB总数N PRB和已被该小区UE占 用的PRB个数NUE PRBs定义： 针对小区负载P的不同情况，小区分为以下三种： A、重负载小区。若小区负载P满足0.9〈P彡1，则该小区为重负载小区。 B、中等负载小区。若小区负载P满足0.5〈P彡0.9,则该小区为中等负载小区。 C、轻负载小区。若小区负载P满足0彡P彡0.5,则该小区为轻负载小区。 3运营商间资源共享方法 假设以下场景中不同运营商之间负载不均衡，运营商A的大多数小区为重负载小 区，而运营商B的大多数小区为中等或轻负载小区。运营商B的中等或轻负载小区中的基 站可以虚拟化为两个虚拟基站，一个用于服务本小区的UE，另一个供运营商A使用。运营 商A的重负载小区的UE切换到虚拟基站，即使他们切换过后的SINR值略低于原小区中的 SINR值。具体的基站虚拟化过程如下： 1)若运营商A的第i个小区 < 为重负载小区，Cf的基站发送测量配置信息给该 小区的UE。若0 1中的第k个UEuk也在运营商B的第j个小区 < 的覆盖范围内，且C；为 中等或轻负载小区，则UEuk将测量其在本小区Cf中的SINR值W&jX)和其在运营商B 小区Cf中的SINR值。 其中Pc是小区C基站的发射功率，x是UEu J小区C基站的距离，H x是小区C基 站到UEuk的信道增益，a是路损指数，N。是噪声功率。由于运营商A，B是异频的，所以I c 表示用户收到来自运营商A或B中其他小区C'的干扰， 其中，Pe，是其他小区C'的发射功率，y是UEuk到其他小区C'基站的距离，1是 其他小区C'基站到UEu k的信道增益。小区G的UE将测量到的两个SINR值 和报告给小区g的基站。 2)小区Cf的基站将收到的SINR值发送给控制平面的数据库。小区CJ的基站将 其未被UE占用的PRB数量N left发送给数据库。数据库存储下这些信息供控制平面的其他 组件使用。同时，小区C/的基站发送虚拟化请求信号给网络虚拟化组件以告知自己是重负 载小区需要一个虚拟基站。 3)为了防止建立虚拟化后切换过去的UE的SINR值降低太多，网络虚拟化组件的 计算模块中设定一个UE切换门限SINR th_ (该门限可由运行商根据网络情况设定），只有满 足以下条件的UE才有可能当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于网络虚拟化的运营商间资源共享方法，其特征在于，运营商A的大多数小区为重负载小区，而运营商B的大多数小区为中等或轻负载小区；运营商B的中等或轻负载小区中的基站可以虚拟化为两个虚拟基站，一个用于服务本小区的UE，另一个供运营商A使用；运营商A的重负载小区的UE切换到虚拟基站，即使他们切换过后的SINR值略低于原小区中的SINR值。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：尤肖虎，夏婷，潘志文，刘楠，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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