[发明专利]基于拍卖的LTE电力无线专网资源分配方法

说明书

本发明涉及LTE电力无线专网的资源管理技术领域，特别涉及一种基于拍卖的LTE电力无线专网资源分配方法。本发明包括：LTE电力无线专网资源分配模型构建；求解LTE电力无线专网的预测价格；根据预测价格，求解电力虚拟网的最优竞价策略；根据最优竞价策略，执行资源分配。本发明的资源分配方法在电力虚拟网的总效用和总收益方面取得了较好的结果,解决动态环境下电力虚拟网资源分配效用低的问题，本发明在电力虚拟网的最优竞拍策略和总收益方面取得了较好的效果。

技术领域

本发明涉及LTE电力无线专网的资源管理技术领域，特别涉及一种基于拍卖的LTE电力无线专网资源分配方法。

背景技术

网络虚拟化是解决传统网络问题的重要方法。采用网络虚拟化技术之后，传统的LTE电力无线专网服务提供商被划分为LTE电力无线专网服务提供商(infrastructureprovider,InP)和电力虚拟网络服务提供商(virtual network provider,VNP)。InP负责建设LTE电力无线专网，LTE电力无线专网包括节点资源、链路资源。VNP通过租用LTE电力无线专网资源，建设电力虚拟网络，从而为最终用户提供网络服务。电力虚拟网络包括虚拟节点资源、虚拟链路资源。虚拟节点资源由LTE电力无线专网的节点资源进行分配。虚拟链路资源由LTE电力无线专网的链路资源提供。InP如何分配LTE电力无线专网资源，即虚拟网络嵌入问题(virtual network embedding problem，VNEP)，已成为近年来的研究热点。

从网络资源分配本身进行研究的文献较多。根据研究成果解决问题不同，可以将已有研究分为提高资源利用率、降低成本两个方面。

(1)在提高资源利用率的研究成果方面：Zhang等认为网络节点的存储资源容量会在一定程度上影响带宽资源，提出了一种基于3-D资源约束的VN嵌入模型，并设计了两种启发式算法作为解决VN嵌入的基线算法[Zhang P,Yao H,Liu Y.Virtual networkembedding based on computing,network,and storage resource constraints[J].IEEEInternet of Things Journal,2017,5(5):3298-3304.]。罗斯特等提出了一种基于线性规划的随机取整解决方案，该方案在不超过资源容量的情况下嵌入了最有利可图的虚拟网络集[Rost M,Schmid S.Virtual network embedding approximations:Leveragingrandomized rounding[J].IEEE/ACM Transactions on Networking(TON),2019,27(5):2071-2084.]。Luizelli使用VNF放置和链接作为优化目标，提出了一种基于修复和优化的启发式算法，有效地减少了所需的资源分配[Luizelli M C,da Costa Cordeiro W L,Buriol L S,et al.A fix-and-optimize approach for efficient and large scalevirtual network function placement and chaining[J].Computer Communications,2017,102:67-77.]。Gao定义了VNF布局和路由(VNF-PR)问题，提出了一个通用的线性规划公式来提供更稳定、更优化的解决方案[Gao M,Addis B,Bouet M,et al.Optimalorchestration of virtual network functions[J].Computer Networks,2018,142:108-127.]。Sang等人设计了两种简单的贪婪算法，最大限度地减少了虚拟网络功能(VNF)实例的总数，并为网络中的所有流提供了特定的服务[Sang Y,Ji B,Gupta G R,etal.Provably efficient algorithms for joint placement and allocation ofvirtual network functions[C]//IEEE INFOCOM 2017-IEEE Conference on ComputerCommunications.IEEE,2017:1-9.]。Laghrissi详细阐述了可能会破坏虚拟网络功能(VNF)和虚拟机(VM)放置的问题，提出了VNF的一般放置以及基于目标VNF类型的放置方法[Laghrissi A,Taleb T.A survey on the placement of virtual resources andvirtual network functions[J].IEEE Communications SurveysTutorials,2018,21(2):1409-1434]。