一种面向多服务商的无线网络切片资源动态分配方法组成比例

本发明专利技术针对多服务商无线网络切片提出了一种资源动态分配方法，用来解决切片网络中资源动态调度的问题。所述无线网络由远端射频单元RRH和基带处理单元BBU等组成，所述方法包括RRH内部资源分配，RRH间资源动态调整，以及用户切换、用户接入、用户离开时整个网络的资源动态调整。本发明专利技术针对不同服务商用户之间的业务差异性以及不同服务商用户所处的不同的信道环境，提出的RRH内两层资源分配策略，确保了资源分配公平性和有效性；现有的针对网络切片集中式资源动态分配方法的计算复杂度高，用户数目大时实现困难，本发明专利技术提出的分布式资源动态调整策略，可有效降低网络资源动态分配的复杂度，保证资源分配的实时性。

【技术实现步骤摘要】
一种面向多服务商的无线网络切片资源动态分配方法
本专利技术涉及无线资源分配领域，具体涉及一种面向多服务商的无线网络切片资源动态分配方法。
技术介绍
自20世纪80年代移动通信诞生以来，历经了2G、3G到如今的4G时代，无线网络的性能及其承载的业务呈现爆炸增长的状态，这不仅极大地方便了人们的生活，也成为支撑国家经济发展的重要基础。随着4G网络的规模化部署，多样业务如物联网、无人驾驶、高铁通信等不断涌现并快速发展，给即将到来的5G网络提出了连续广域覆盖这一性能要求。连续广域覆盖以保证用户的移动性和业务连续性为目标，力为用户提供无缝的高速业务体验，如随时随地(包括小区边缘、高速移动等恶劣环境)为用户提供100Mbps以上的用户体验速率。现有的单一网络架构无法满足5G时代多样场景下连续广域覆盖的性能需求，若为每种应用场景分别建立物理网络又会导致网络体系复杂且建设成本极大。为了解决上述问题，下一代移动网络联盟(NGMN)提出了网络切片技术。基于软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)等技术，网络切片技术可以在一个物理网络中切片分出多个虚拟的端到端切片网络，每个切片在设备、接入网、传输网以及核心网方面实现逻辑隔离，适配各种类型服务并满足用户的不同需求。不同切片可提供不同的资源配置。不同切片用户可以理解为具有不同需求的用户，如语音用户和车联网用户，他们对于移动通信所需求的资源不用，所以接入不同的切片网络。同时，网络切片技术也给无线网络的资源管理提出了新的要求。传统的无线网络中，资源调度往往是以基站为单位将无线资源分配给其服务的用户，而不同基站之间往往不存在交互或只有很简单的交互。而在网络切片技术中，由于虚拟化和集中化的处理，使得网络有能力进行全网范围的资源动态分配，但是由于用户类型多样，数目众多，需要一种复杂度低实时性强同时又能保证用户差异性和公平性的资源动态分配方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种面向多服务商的无线网络切片资源动态分配方法，以解决网络切片中资源实时动态分配调度的问题。基于上述目的，本专利技术提供一种面向多服务商的无线网络切片资源动态分配方法，其中所述无线网络由远端射频单元(RRH)和基带处理单元(BBU)以及光纤传输网络组成，所述RRH依据多服务商用户的不同需求，划分为若干网络切片，所述RRH通过所述光传输网连接至由多个BBU组成的虚拟基站池；所述资源动态分配方法包括：对RRH进行内部资源分配，对RRH间的资源进行动态调整，以及在网络中用户切换、接入及离开时对RRH进行资源动态调整。进一步地，所述对RRH进行内部资源分配包括对所述无线网络中的每个RRH执行以下步骤：步骤一，统计各RRH内接入用户的信息，生成若干网络切片并确定不同切片的用户在资源分配上的权重值，所述信息包括业务需求、用户数量及用户状态信息；步骤二，按比例公平原则给各服务商分配RRH内可用资源块；步骤三，各服务商根据用户的信号干扰噪声比(SINR)值，按比例公平原则为每个用户分配资源块。进一步地，所述对RRH间的资源进行动态调整包括以下步骤：步骤一，从用户不稳定性排序集中选出前三个用户，依次尝试对每个用户执行切换，若任一用户可以接入到能提供更大接入速率的RRH中，则执行切换，并在发生切换的两个RRH内重新执行内部资源分配，同时记录切换次数加一，若切换次数小于设定的阈值，则执行步骤二；当切换次数大于阈值或三个用户均无法切换时，则网络处于相对稳定的状态，结束本次RRH间资源调整；步骤二，将切换用户所在原RRH与新切换到RRH进行组成新的RRH对，生成用户不稳定性排序集，执行步骤一。进一步地，在用户切换时进行的资源动态调整包括以下步骤：步骤一，将切换用户接入到能提供最大SINR的RRH中，对用户原所在RRH和新接入的RRH执行内部资源重新分配；步骤二，计算两个RRH的负载，并将两个RRH组成RRH对；步骤三，计算RRH对中所有用户的不稳定性，并从大到小进行排序，得到用户不稳定性排序集；步骤四，对用户不稳定性排序集执行RRH间资源调整。进一步地，用户接入时进行的资源动态调整包括以下步骤：步骤一，新用户到达时，将其接入到能提供最大接入SINR的RRH中并执行内部资源重新分配，然后将该用户接入的RRH与网络中负载最重的RRH组成RRH对，生成用户不稳定性排序集；步骤二，对用户不稳定性排序集执行RRH间资源调整。进一步地，用户离开时的资源动态调整包括以下步骤：步骤一，当用户离开时，原RRH执行内部资源重新分配，然后选出与其所在原RRH距离最近的两个RRH组成RRH对，生成用户不稳定性排序集；步骤二，对用户不稳定性排序集执行RRH间资源调整。进一步地，所述按比例公平原则给各服务商分配RRH内可用资源块依据以下公式：其中，Bi即代表服务商Wi分配到的资源块，B为RRH所有可用资源块，ωi为服务商Wi的权重值，Ni为服务商Wi下的用户数，W为服务商集合。进一步地，所述各服务商根据用户的信号干扰噪声比(SINR)值，按比例公平原则为每个用户分配资源块，依据以下公式：其中，Bu代表用户u分配到的资源块，Bi为服务商Wi拥有的总资源，SINRu为用户u的SINR，Ni为服务商Wi下的用户数。进一步地，所述RRH负载计算公式如下：其中，W为服务商集合，ωi为服务商Wi的权重值，Ni为接入RRHr中的服务商Wi下的用户数。进一步地，所述用户不稳定性计算公式如下：其中，Li为用户所在RRH的负载，SINRi为用户的SINR。从上面所述可以看出，本专利技术针对不同服务商用户之间的业务差异性以及不同服务商用户所处的不同的信道环境，提出的RRH内两层资源分配策略，确保了资源分配公平性和有效性；现有的针对网络切片集中式资源动态分配方法的计算复杂度高，用户数目大时实现困难，本专利技术提出的分布式资源动态调整策略，可有效降低网络资源动态分配的复杂度，保证资源分配的实时性。附图说明图1是本专利技术实施例中无线网络模型的示意图；图2是本专利技术实施例中RRH内部资源分配方法的流程图；图3是本专利技术实施例中RRH间资源动态调整方法的流程图；图4是本专利技术实施例中用户切换时的资源动态调整方法的流程图；图5是本专利技术实施例中用户接入时的资源动态调整方法的流程图；图6是本专利技术实施例中用户离开时的资源动态调整方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。需要说明的是，本专利技术实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本专利技术实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。本实施例中，所示无线网络模型如图1所示，所述无线网络由远端射频单元(RRH)和基带处理单元(BBU)以及光纤传输网络组成，由多个BBU组成的虚拟基站池，通过光纤与多个RRH相连，所述RRH通过低延时、高带宽的光传输网连接至虚拟基站池，所述RRH具有简单的计算能力，以及多种无线资源，如带宽、发射功率、时隙等，本专利技术中将无线资源统一为无线资源块进行调度，所述RRH基于网络功能虚拟化和网络切片技术，按多服务商用户的不同需求，将无线网络资源逻辑划分为若干网络切片，服本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向多服务商的无线网络切片资源动态分配方法，其中所述无线网络由远端射频单元(RRH)和基带处理单元(BBU)以及光纤传输网络组成，所述RRH依据多服务商用户的不同需求，将无线网络资源逻辑划分为若干网络切片，所述RRH通过所述光传输网连接至由多个BBU组成的虚拟基站池；其特征在于，所述资源动态分配方法包括：对RRH进行内部资源分配，对RRH间的资源进行动态调整，以及在网络中用户切换、接入及离开时对RRH进行资源动态调整。

【技术特征摘要】
1.一种面向多服务商的无线网络切片资源动态分配方法，其中所述无线网络由远端射频单元(RRH)和基带处理单元(BBU)以及光纤传输网络组成，所述RRH依据多服务商用户的不同需求，将无线网络资源逻辑划分为若干网络切片，所述RRH通过所述光传输网连接至由多个BBU组成的虚拟基站池；其特征在于，所述资源动态分配方法包括：对RRH进行内部资源分配，对RRH间的资源进行动态调整，以及在网络中用户切换、接入及离开时对RRH进行资源动态调整。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对RRH进行内部资源分配包括对所述无线网络中的每个RRH执行以下步骤：步骤一，统计各RRH内接入用户的信息，生成若干网络切片并确定不同切片的用户在资源分配上的权重值，所述信息包括业务需求、用户数量及用户状态信息；步骤二，按比例公平原则给各服务商分配RRH内可用资源块；步骤三，各服务商根据用户的信号干扰噪声比(SINR)值，按比例公平原则为每个用户分配资源块。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对RRH间的资源进行动态调整包括以下步骤：步骤一，从用户不稳定性排序集中选出前三个用户，依次尝试对每个用户执行切换，若任一用户可以接入到能提供更大接入速率的RRH中，则执行切换，并在发生切换的两个RRH内重新执行内部资源分配，同时记录切换次数加一，若切换次数小于设定的阈值，则执行步骤二；当切换次数大于阈值或三个用户均无法切换时，则网络处于相对稳定的状态，结束本次RRH间资源调整；步骤二，将切换用户所在原RRH与新切换到RRH进行组成新的RRH对，生成用户不稳定性排序集，执行步骤一。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在用户切换时进行的资源动态调整包括以下步骤：步骤一，将切换用户接入到能提供最大SINR的RRH中，对用户原所在RRH和新接入的RRH执行内部资源重新分配；步骤二，计算两个RRH的负载，并将两个RRH组成RRH对；步骤三，计算RRH对中所有用户的不稳定性，并从大到小进行排序，得到用户不稳定性排序集；步骤四，对用户不稳定性排序集执行RRH间资源调整。5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，用户接入时进行的资源动态调整包括以下步骤：步骤一，新用户到达时，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：马瑞强，武穆清，张健，万修胜，沈静，徐春秀，赵敏，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11