[发明专利]一种基于虚拟子网的资源分配和业务接入控制方法

说明书

本发明属于通信技术领域，公开了一种基于虚拟子网的资源分配和业务接入控制方法，MAC层初始化用户业务流策略集合，计算等效带宽信息，然后统计各用户带有QoS特性的等效带宽请求，通过等效带宽请求构建物理层资源分配模型，利用分支定界法求解子信道的分配矩阵，然后计算QoS指数和等效容量信息，通过等效容量构建MAC层业务接入模型，利用梯度迭代求解算法最大化MAC层效用函数，得到虚拟网服务用户业务流链路分割变量和业务接入变量。本发明能在LTE‑A系统上行链路中通过等效带宽和等效容量对多用户多业务需求进行接入控制，为用户提供不同最大时延约束下的定制服务。

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种基于虚拟子网的资源分配和业务接入控制算法，可用于在单小区LTE-A系统中，对多用户多业务需求进行接入控制

背景技术

随着移动通信网络设计的固有不变形和用户激增的业务需求多变性之间矛盾的急剧增加，简单的传统移动通信系统已经很难满足用户未来多样化的需求，通过无线网络的虚拟化技术，物理基础设施和无线电频谱资源被抽象、隔离和共享，移动蜂窝网络设施能够脱离其提供的服务，在同一物理设施上提供不同的服务，移动蜂窝网络部署和操作的整体花费可以显著降低，同时，虚拟网络不受其他网络的干扰独立运行，保证新型技术更容易虚拟网络上实现，正是无线网络虚拟化的潜在优势使得越来越多的人研究这项技术。

Datsika E,Antonopoulos A,Zorba N,et al主要研究了LTE-A网络中虚拟资源分配问题，提出了关于虚拟资源分配的匹配理论和一个分布式算法求解资源分配模型获得每个移动虚拟网络运营商的请求的可用资源，对VMNO来说，其在保证最小的下行数量速率请求的基础上向PMNO请求最多的虚拟资源片个数，通过提出了一种分布式的资源分配算法求解上述模型，VMNO创建了一个虚拟资源片的降序性能列表，VMNO传入请求需要资源并从性能列表的顶部开始寻找匹配虚拟资源片，根据虚拟资源片的反应采取不同的措施进行处理，经过有限步的操作后，分配变量可用收敛到一个稳定值，该方法仅仅满足了数据传输速率需求，没有提出更有效的方式来满足用户业务的时延QoS特性，不适应于与实际的无线通信环境。

综上所述，现有技术存在的问题是：在已有的关于无线网络虚拟化技术的研究中，传统的研究业务时延的方法是首先估计信道模型的参数，如服务速率和服务时间的均值与方差，然后从构建的排队模型中提取QoS特性，由于无线信道的时变特性和衰落特性，信道在一个调度时隙内处于不断变化的状态，计算服务速率和服务时间的均值与方差时的计算复杂度较高，利用排队论来提取时延QoS特性过程很明显不易实现，而且在估计过程中容易导致得到的数据不够精确，已有的研究没有给出一种高效便捷的方式来满足用户的时延QoS性能，无法在虚拟网中向用户提供更多类型和更高质量的服务，另外已有的研究默认信道资源充足，能够全部接入用户的业务请求，这与实际的无线通信场景不相符合。

发明内容

发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种联合等效带宽和等效容量的无线虚拟网资源分配方法，利用等效带宽和等效容量保证业务服务的时延QoS特性，虚拟网络向用户提供不同最大时延约束下的定制服务，最终实现业务的接入控制。

本发明实现上述目的的具体思路是，MAC层初始化用户业务流策略集合，获得等效容量信息，然后统计各用户带有QoS特性的等效带宽请求，通过等效带宽请求构建物理层资源分配模型，利用分支定界法求解子信道的分配矩阵，然后计算等效容量信息，通过等效容量构建MAC层业务接入模型，利用梯度迭代求解算法最大化MAC层效用函数，得到虚拟网服务用户业务流链路分割变量和业务接入变量，此时系统收益最大。其实现方案包括如下：

1)给定k个用户在第s个虚拟网内的业务流的QoS特性其中，代表MAC层k个用户在第s个虚拟网内的业务流的到达率，表示第s个虚拟网能容忍的最大时延，表示时延中断概率。