基于拍卖的网络切片虚拟资源分配算法研究

施颖洁，陈前斌，杨希希，唐 伦

(重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室，重庆 400065)

0 引 言

5G时代，将有各种多样的业务及应用场景，有着不同的网络需求[1-2]。NGMN(next generation mobile networks)对于5G的愿景是5G可以创造一个全方位移动连接社会的系统[3-4]。为了解决多样化业务在网络速率、时延、可靠性方面的问题，根据业务对网络的功能、安全性等需求为每一种类型的业务都建立一个单独的网络，网络成本将会超出预算。因此，5G提出了构建相互独立且具有灵活性的网络切片[5]，为不同应用场景下的用户需求提供有力保障。

网络切片是满足物理基础设施上针对不同业务需求的虚拟网络。网络切片理论上可使多个切片共享相同的物理资源，该技术可以动态地调整虚拟网络的功能、大小等，有效提高资源利用率，较之传统架构可减少更多的实施成本[6]。目前虚拟网络切片的资源分配通常由基础设施提供商(infrastructure provider, InP)根据移动虚拟网络运营商(mobile virtual network operator, MVNO)中用户的需求决定最终资源分配方案。文献[7-8]以时延为约束条件，最大化网络吞吐量为目标构建优化模型进行资源分配。文献[9]通过建立马尔科夫决策模型，利用树搜索算法使网络成本最小化。但是，这些研究没有考虑到切片业务之间需求的区别，并且，没有考虑到切片空闲资源的回收，不能及时灵活调整切片的资源，造成资源浪费、资源利用率低。因此，在5G网络切片资源分配中考虑切片中资源的灵活性十分重要。

文献[10-11]将不同的切片分配给不同的虚拟运营商，获取最大收益。……