卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法及应用组成比例

卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法及应用，属于卫星网络资源领域。包括以下步骤：S1：针对用户请求定义报价模型；S2：根据报价模型定义定价机制；S3：将用户请求对所需资源的总报价分为基本价格和边际成本两部分，由报价模型得出总报价；S4：引入资源分配模型，并根据定价机制为各类资源定价，所有用户请求根据资源的需求计算出各自的占优份额；S5：根据定价机制得到用户请求的收益函数和资源分配模型的目标函数，并对该目标函数进行约束。本发明专利技术保证了每个用户占优份额最大的资源价格最低，从而保证了每个用户在满足资源需求的情况下成本最低且资源得到了充分的利用，提高了资源的利用率及资源分配的公平性。

Virtual Resource Sharing and Allocation Method Based on Pricing Mechanism in Satellite Networks and Its Application

The method and application of virtual resource sharing and allocation based on pricing mechanism in satellite network belong to the field of satellite network resources. It includes the following steps: S1: defining the quotation model for user requests; S2: defining the pricing mechanism according to the quotation model; S3: dividing the total quotation of user requests for required resources into two parts: basic price and marginal cost, and getting the total quotation from the quotation model; S4: introducing the resource allocation model, and pricing various resources according to the pricing mechanism, all user requests are priced according to the needs of resources. S5: According to the pricing mechanism, the profit function of user request and the objective function of resource allocation model are obtained, and the objective function is constrained. The invention guarantees the lowest price of resources with the largest share of each user, thus guarantees the lowest cost of each user and the full utilization of resources under the condition of meeting the resource demand, and improves the utilization rate of resources and the fairness of resource allocation.

【技术实现步骤摘要】
卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法及应用
本专利技术涉及卫星网络资源领域，特别是卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法及应用。
技术介绍
在卫星网络中，由于卫星资源呈现出异构性、高动态性等特点，导致卫星网络资源的利用率低下，其所提供的服务难以满足越来越多用户的需求，在当前这种业务种类越来越多、需求越来越多的情况下，传统的资源分配策略越来越不能适应卫星网络中资源分配的需求；一次建立有效的资源分配策略以提高卫星网络的资源利用率成为亟待解决的问题。由于目前对虚拟资源共享分配研究的较少，提出的资源分配策略大都是对云计算与虚拟机的资源分配策略，针对现有方法的局限性，需要一种能够将定价机制与资源共享相结合用于卫星网络的卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配策略。
技术实现思路
为解决现有的卫星网络资源分配策略不能适应卫星网络中资源分配需求的问题，本专利技术提供了一种卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法及应用。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法，包括以下步骤：S1：针对用户请求定义报价模型；S2：根据报价模型定义定价机制；S3：将用户请求对所需资源的总报价分为基本价格和边际成本两部分，由报价模型得出总报价；S4：引入资源分配模型，并根据定价机制为各类资源定价，所有用户请求根据资源的需求计算出各自的占优份额；S5：根据定价机制得到用户请求的收益函数和资源分配模型的目标函数，并对该目标函数进行约束。进一步的，所述报价模型为：其中j表示资源的种类；为分段函数，表示对于资源j用户i在t时刻使用该资源时所能负担的价格，即t时刻用户i的报价；fj表示一种资源中资源j的最大值，lj(t)表示t时刻对资源j的使用量；当用户i对资源j的使用量超过该类型资源中资源j的最大值时，即lj(t)＞fj时，用户对资源的报价将会以双曲线的形式上升；当用户i对资源j的使用量低于该类型资源中资源j的最大值时，即lj(t)＜fj，用户的价格则保持基本价格不变，即Cj表示所有资源中资源j的总量，nj表示价格的增长系数，nj≥1。进一步的，所述步骤S2的具体步骤如下：S2.1针对用户请求计算每一个用户请求需求资源的总报价，即该用户包含的所有业务的基本价格和边际价格的总和，按照用户请求报价对所有用户请求进行降序排列，报价高的用户排在前面，报价低的用户排在后面；S2.2针对所有的资源，根据每种类型所包含的单位资源的数量和资源单价计算该类型资源的总价，并对所有资源的单价求出平均价格，按照价格进行升序排列为排序列表，将单价低于平均价格的资源排在前面，单价高于平均价格的资源排在后面；S2.3将用户请求和资源按照各自的排序列表，依次对报价高的用户请求和价格低的资源进行匹配；一个用户请求中会包含一个或多个业务，每个业务的匹配成功价格将按照各个业务对资源需求的数量及对应的资源的单价计算得到；每个用户请求的价格等于该用户请求内所有业务成交价格的求和；若该用户请求最终购买资源的实际价格不超过该用户的报价，则资源的买卖成功，若该用户请求最终购买资源的实际价格高于其报价，则购买失败，用户等待下一轮的买卖。进一步的，所述总报价为：其中，ptotal表示所有用户请求对所需资源的总报价，表示所有用户需要的资源未超过资源j的最大值时的总的基本价格的总和，表示用户所需要的资源j超过的最大值时所需付出的代价的总和，即边际成本。进一步的，所述步骤S4中：所述资源分配模型包含资源分配模块、用户调度模块和资源抽象模块，其中资源抽象模块对物理网络进行监控，将物理网络资源抽象为数据信息，将信息提供给资源分配模块；用户调度模块调度网络中的用户，根据加入网络的用户多订阅的服务，将其信息传递给资源分配模块；资源分配模块根据资源抽象模块和用户调度模块上传的信息，对资金资源进行分配；将卫星网络中的资源定义为M种，记为R＝{1,2,…,M}，表示卫星资源种类的集合；将卫星网络中的用户请求定义为N种，记为U＝{1,2,…,N},表示用户请求的集合；第i个用户请求的资源需求向量表示为Ti＝{Ti1,Ti2,…,Tij,…,Tim}，其中，Tij表示用户i中所有业务对资源j的需求量的总和，表示为Tij＝ai·tij；第i个用户请求的资源占比表示为Di＝{Di1,Di2,…,Dij,…,Dim}，其中，Dij表示用户i中的业务对资源j的需求量占资源j总量的比例，且Dij＞0；对Di做归一化处理可以得到di＝(di1,di2,…dij,…dim)，其中，当dij＝1时，则认为资源j为用户i的占优资源，即资源j为用户i中业务的需求量最大的资源；所有用户请求对每种资源的需求和为1，即其中wi表示用户i对中每种资源的共享资源量；当有k∈{1,2,…,N}个用户请求同时请求同一种类型的资源时，用户i对该资源的占优资源数量为其中表示用户i分配到的占优资源的数量，即用户i的子任务对这一类型的资源需求的数量；进一步的，所述用户请求的收益函数为：其中，Vi表示用户i的最大收益，表示的是用户i中占优资源的费用，表示用户i中除了占优资源费用以外的其他费用。所述资源分配模型的目标函数为：进一步的，所述约束为：其中，表示用户所需要的资源的总量不能超过资源总量；Ti≥Mkwi,表示当资源分配系统中有k个用户请求时，第i个用户所需的资源总量一定不低于其最大占优资源的份额；表示当资源分配系统中有k个用户时，对任意用户分配到的占优资源份额数不小于资源分配系统中有k-1个用户时的分配情况；表示当资源分配系统中有k个用户时，资源分配系统分配的资源数量最多为卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法的应用，包括以下步骤：进行资源分配前，资源抽象模块和用户调度模块将当前时段的资源信息和用户请求信息上传给资源分配模块，获得当前时段的资源信息和用户请求信息，获得双方的整体信息后，按照定价机制进行排序，排序后生成用户资源需求列表和资源信息列表；然后对用户请求和资源信息的完善后，开始对用户请求进行资源的分配与价格的计算，最后得到每个用户请求成功分配到相应资源后所付出的代价。本专利技术的有益效果是：保证了每个用户占优份额最大的资源价格最低，从而保证了每个用户在满足资源需求的情况下成本最低且资源得到了充分的利用，提高了资源的利用率及资源分配的公平性。附图说明图1为本专利技术实施例1的实施过程流程图；图2为本专利技术实施例1的资源分配模型；图3为本专利技术实施例2的资源利用率的仿真图；图4为本专利技术实施例2的Customer竞拍参数表；图5为本专利技术实施例2的Seller竞拍参数表；图6为本专利技术实施例2的用户资源请求效用仿真图；图7为本专利技术算法实施的资源效用曲线图。具体实施方式实施例1卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：针对用户请求定义报价模型；用户请求在某一时刻t的价格由t时刻系统的资源决定的，线性的价格函数一般不能很好的反应系统中的业务量，在资源紧缺的情况下，价格会随着业务量的增多而改变，为此，我们建立报价模型如下：在该模型中，j表示资源的种类；为分段函数，表示对于资源j用户i在t时刻使用该资源时所能负担的价格，即t时刻用户i的报价；fj表示一种资源中资源j的最大值，l本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：针对用户请求定义报价模型；S2：根据报价模型定义定价机制；S3：将用户请求对所需资源的总报价分为基本价格和边际成本两部分，由报价模型得出总报价；S4：引入资源分配模型，并根据定价机制为各类资源定价，所有用户请求根据资源的需求计算出各自的占优份额；S5：根据定价机制得到用户请求的收益函数和资源分配模型的目标函数，并对该目标函数进行约束。

【技术特征摘要】
1.卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：针对用户请求定义报价模型；S2：根据报价模型定义定价机制；S3：将用户请求对所需资源的总报价分为基本价格和边际成本两部分，由报价模型得出总报价；S4：引入资源分配模型，并根据定价机制为各类资源定价，所有用户请求根据资源的需求计算出各自的占优份额；S5：根据定价机制得到用户请求的收益函数和资源分配模型的目标函数，并对该目标函数进行约束。2.根据权利要求1所述的卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法，其特征在于，所述报价模型为：其中j表示资源的种类；为分段函数，表示对于资源j用户i在t时刻使用该资源时所能负担的价格，即t时刻用户i的报价；fj表示一种资源中资源j的最大值，lj(t)表示t时刻对资源j的使用量；当用户i对资源j的使用量超过该类型资源中资源j的最大值时，即lj(t)＞fj时，用户对资源的报价将会以双曲线的形式上升；当用户i对资源j的使用量低于该类型资源中资源j的最大值时，即lj(t)＜fj，用户的价格则保持基本价格不变，即Cj表示所有资源中资源j的总量，nj表示价格的增长系数，nj≥1。3.根据权利要求1所述的卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法，其特征在于，所述步骤S2的具体步骤如下：S2.1针对用户请求计算每一个用户请求需求资源的总报价，即该用户包含的所有业务的基本价格和边际成本的总和，按照总报价对所有用户请求进行降序排列，总报价高的用户排在前面，总报价低的用户排在后面，得到资源需求列表；S2.2针对所有的资源，根据每种类型所包含的单位资源的数量和资源单价计算该类型资源的总价，并对所有资源单价求出平均价格，按照资源单价进行升序排列，将单价低于平均价格的资源排在前面，单价高于平均价格的资源排在后面，得到资源信息列表；S2.3将用户请求需求资源的总报价和资源按照各自的排序列表，依次对总报价高的用户请求和价格低的资源进行匹配；一个用户请求中会包含一个或多个业务，每个业务的匹配成功价格将按照各个业务对资源需求的数量及对应的资源单价计算得到；每个用户请求需求资源的总报价等于该用户请求内所有业务成交价格的求和；若该用户请求最终购买资源的实际价格不超过该用户的总报价，则资源的买卖成功，若该用户请求最终购买资源的实际价格高于其总报价，则购买失败，用户等待下一轮的买卖。4.根据权利要求1所述的卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法，其特征在于，所述总报价为：其中，ptotal表示所有用户请求对所需资源的总报价，表示所有用户需要的资源未超过资源j的最大值时的总的基本价格的总和，表示用户所需要的资源j超过的最大值时所需付出的代价的总和，即边际成本。5.根据权利要求1所述的卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法，其特征在于，所述步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘治国，栾帅帅，张江梅，金朦朦，潘成胜，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21