本發(fā)明涉及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化中基于頻譜資源共享的動(dòng)態(tài)分配方法。

背景技術(shù)：

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化允許多個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)共享同一物理網(wǎng)絡(luò)資源，該技術(shù)被認(rèn)為是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化將無(wú)線服務(wù)提供商(Wireless Service Providers，簡(jiǎn)稱WSPs)和基礎(chǔ)設(shè)施提供商(Infrastructure Provider，簡(jiǎn)稱InP)分離，基礎(chǔ)設(shè)施提供商部署并實(shí)際管理底層物理資源，而無(wú)線服務(wù)提供商從InP處租賃無(wú)線資源來(lái)創(chuàng)建和經(jīng)營(yíng)虛擬網(wǎng)絡(luò)(Virtual Network，簡(jiǎn)稱VN)，通過(guò)部署不同的無(wú)線協(xié)議來(lái)服務(wù)不同需求的用戶。正因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)允許多個(gè)VN共享同一物理網(wǎng)絡(luò)，如何為不同的VN進(jìn)行有效合理地資源分配成為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化中一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

目前，就無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化中資源分配問(wèn)題已有相當(dāng)數(shù)量的學(xué)者做了研究。期刊Vehicular Technology Conference(VTC Fall,2014IEEE 80th.)刊發(fā)的題目為A dynamic embedding algorithm for wireless network virtualization的論文，和期刊Wireless Personal Multimedia Communications(WPMC,15th International Symposium)刊發(fā)的題目為Karnaugh-map like online embedding algorithm of wireless virtualization的論文中，均提出了一種近似卡諾圖的資源分配算法，并給出了詳細(xì)的算法過(guò)程。不同的是前者考慮的是一種動(dòng)態(tài)的分配方案；而后者介紹的是一種在線分配算法，考慮了VN動(dòng)態(tài)地到達(dá)和離開(kāi)的特性，但未考慮有效解決資源分配過(guò)程中的兩個(gè)問(wèn)題：一是處理在線虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求和映射的問(wèn)題，二是當(dāng)物理資源出現(xiàn)碎片化后如何動(dòng)態(tài)調(diào)整的問(wèn)題。期刊International Wireless Communications&Mobile Computing Conference(IWCMC 2015)刊發(fā)的題目為Pricing-based power allocation in wireless network virtualization:A game approach的論文研究了一種在OFDMA無(wú)線系統(tǒng)中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化資源分配基于價(jià)格理論的能效優(yōu)化問(wèn)題。該問(wèn)題被建模為一種基于價(jià)格函數(shù)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，提出非合作博弈和功率分配算法去尋找納什均衡解，該資源分配方案考慮的是VN資源請(qǐng)求在生命周期內(nèi)都是固定的、不可變的，但是實(shí)際中的資源請(qǐng)求具有時(shí)變性。針對(duì)資源請(qǐng)求的時(shí)變性，期刊Wireless Communications and Networking Conference(WCNC 2014)刊發(fā)的題目為Opportunistic spectrum sharing for wireless virtualization的論文，提出了一種基于頻譜資源機(jī)會(huì)性共享的分配算法，但其沒(méi)有考慮VN請(qǐng)求到達(dá)與離開(kāi)的動(dòng)態(tài)性，同時(shí)也沒(méi)有考慮由于動(dòng)態(tài)性導(dǎo)致的資源碎片化問(wèn)題。

綜上所述，現(xiàn)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化算法分配算法存在以下問(wèn)題：

(1)現(xiàn)有技術(shù)大多是一種固定資源分配，一旦映射成功，在其生命周期內(nèi)為虛擬網(wǎng)絡(luò)分配的結(jié)果將不再改變，忽略了虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求到達(dá)與離開(kāi)的動(dòng)態(tài)性；

(2)忽略了虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求資源的時(shí)變性，從而導(dǎo)致物理資源出現(xiàn)碎片化，無(wú)法為新到來(lái)的虛擬網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)，從而降低物理網(wǎng)絡(luò)的收益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決以上問(wèn)題提出了一種基于頻譜資源共享的動(dòng)態(tài)分配方法，考慮并解決虛擬網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)到達(dá)與離開(kāi)的問(wèn)題，同時(shí)本發(fā)明利用機(jī)會(huì)共享頻譜資源方式并加入重分配策略來(lái)解決虛擬網(wǎng)絡(luò)資源請(qǐng)求的時(shí)變性的問(wèn)題，從而提高虛擬網(wǎng)絡(luò)接受率和底層物理網(wǎng)絡(luò)的收益。

本發(fā)明一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化中基于頻譜資源共享的動(dòng)態(tài)分配方法，如圖1所示，包括從緩存區(qū)中選擇出優(yōu)先分配的虛擬網(wǎng)絡(luò)，為選擇出的虛擬網(wǎng)絡(luò)分配物理網(wǎng)絡(luò)資源；所述為選擇出的虛擬網(wǎng)絡(luò)分配物理資源包括先分配基礎(chǔ)資源再分配可變資源。

優(yōu)選地，如圖2所示，所述從緩存區(qū)中選擇出優(yōu)先分配的虛擬網(wǎng)絡(luò)依據(jù)資源分配選擇準(zhǔn)則進(jìn)行，包括：計(jì)算分配因子，根據(jù)分配因子由大到小對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)降序排序，從緩存區(qū)中選擇分配因子較大的若干個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)作為優(yōu)先分配的虛擬網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)選地，所述計(jì)算分配因子包括根據(jù)每個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)的基本資源請(qǐng)求、可變資源請(qǐng)求、可變請(qǐng)求發(fā)生的概率和該虛擬網(wǎng)絡(luò)的生命周期計(jì)算該虛擬網(wǎng)絡(luò)的分配因子。

優(yōu)選地，如圖3所示，所述先分配基礎(chǔ)資源再分配可變資源包括：

判斷可用物理網(wǎng)絡(luò)資源是否滿足基礎(chǔ)資源請(qǐng)求，若不滿足基礎(chǔ)資源請(qǐng)求，則判斷是否超過(guò)該虛擬網(wǎng)絡(luò)最大忍受時(shí)延，若超過(guò)該虛擬網(wǎng)絡(luò)最大忍受時(shí)延，則將該虛擬網(wǎng)絡(luò)拒絕掉，若未超過(guò)該虛擬網(wǎng)絡(luò)最大忍受時(shí)延，則將該虛擬網(wǎng)絡(luò)放入緩存區(qū)；若滿足基礎(chǔ)資源請(qǐng)求，則進(jìn)行基礎(chǔ)資源的分配；

判斷可用物理網(wǎng)絡(luò)資源是否滿足可變資源請(qǐng)求，若不滿足可資源請(qǐng)求，則判斷是否超過(guò)該虛擬網(wǎng)絡(luò)最大忍受時(shí)延，若超過(guò)該虛擬網(wǎng)絡(luò)最大忍受時(shí)延，則將該虛擬網(wǎng)絡(luò)拒絕掉，若未超過(guò)該虛擬網(wǎng)絡(luò)最大忍受時(shí)延，則將該虛擬網(wǎng)絡(luò)放入緩存區(qū)；若滿足可變資源請(qǐng)求，則進(jìn)行可變資源的分配。

優(yōu)選地，在從緩存區(qū)中選擇出優(yōu)先分配的虛擬網(wǎng)絡(luò)之前，包括如果有虛擬區(qū)中的虛擬網(wǎng)絡(luò)因生命周期到期而離開(kāi)，則進(jìn)行可變資源請(qǐng)求共享物理信道的重分配。

優(yōu)選地，如圖4所示，所述可變資源請(qǐng)求共享物理信道的重分配包括：

Step1、根據(jù)當(dāng)前共享子信道的情況，統(tǒng)計(jì)其數(shù)量并按照生成順序編號(hào)為1,2,…,N；

Step2、按照編號(hào)從大到小遍歷共享子信道，并對(duì)所遍歷的子信道優(yōu)先選擇其上發(fā)生概率最大的虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重分配；

Step3、將Step2中選擇出的虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求與其所在子信道編號(hào)之前的子信道依次進(jìn)行碰撞概率的計(jì)算；

Step4、判斷是否存在滿足碰撞概率不大于碰撞閾值的共享子信道，若有，則進(jìn)入Step5，否則返回Step2遍歷下一個(gè)共享子信道；

Step5、在所滿足碰撞閾值的共享子信道集合中，找出使得碰撞概率最小的子信道就是虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求重分配后共享的子信道；

Step6、判斷是否遍歷完所有的共享子信道，是則停止重分配，否則返回Step2。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明考慮虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的動(dòng)態(tài)性以及時(shí)變性，更加貼合實(shí)際；并且進(jìn)一步通過(guò)可變資源請(qǐng)求共享物理信道的重分配，減少物理信道的占用，提高接受虛擬網(wǎng)絡(luò)數(shù)量，提高物理網(wǎng)絡(luò)的平均收益。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化中基于頻譜資源共享的動(dòng)態(tài)分配方法優(yōu)選實(shí)施例流程圖；

圖2為本發(fā)明無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化中基于頻譜資源共享的動(dòng)態(tài)分配方法資源分配選擇準(zhǔn)則優(yōu)選實(shí)施例流程圖；

圖3為本發(fā)明無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化中基于頻譜資源共享的動(dòng)態(tài)分配方法先分配基礎(chǔ)資源再分配可變資源優(yōu)選實(shí)施例流程圖；

圖4為本發(fā)明無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化中基于頻譜資源共享的動(dòng)態(tài)分配方法可變資源請(qǐng)求共享物理信道的重分配優(yōu)選實(shí)施例流程圖

圖5為本發(fā)明虛擬網(wǎng)絡(luò)可變資源請(qǐng)求VR動(dòng)態(tài)變化及重分配后效果圖；

圖6為本發(fā)明對(duì)物理網(wǎng)絡(luò)收益的仿真對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明系統(tǒng)模型主要考慮底層物理網(wǎng)絡(luò)的頻譜資源利用OFDMA技術(shù)將其劃分為多條正交的無(wú)線物理子信道，任意一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求可能需要單條或多條物理信道來(lái)滿足其服務(wù)請(qǐng)求，則虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求頻譜資源可以被表示為請(qǐng)求一定數(shù)量的無(wú)線信道。虛擬網(wǎng)絡(luò)的請(qǐng)求到達(dá)之后存儲(chǔ)在緩存區(qū)中，緩存區(qū)中存儲(chǔ)了多個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)的請(qǐng)求。

因?yàn)樘摂M網(wǎng)絡(luò)直接為用戶提供服務(wù)，而用戶的行為具有隨機(jī)和不斷變化的特性，會(huì)使得虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)際資源需求隨時(shí)間發(fā)生相應(yīng)的變化。因此，本發(fā)明將虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求分為兩個(gè)部分：基本資源(Basic Resource，簡(jiǎn)稱BR)請(qǐng)求和可變資源(Varied Resource，簡(jiǎn)稱VR)請(qǐng)求。

從另一個(gè)角度來(lái)看，無(wú)線虛擬化中物理網(wǎng)絡(luò)和虛擬網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系實(shí)際上是一種買賣的經(jīng)濟(jì)關(guān)系，物理網(wǎng)絡(luò)是賣方，虛擬網(wǎng)絡(luò)是買方?？紤]到頻譜資源是通過(guò)信道數(shù)量進(jìn)行度量的，因此物理網(wǎng)絡(luò)的資源量(即物理無(wú)線頻譜資源)被表示為多條無(wú)線物理信道，每條物理信道可以被一個(gè)VN壟斷或者被來(lái)自不同VN的多個(gè)虛擬信道共享。

本發(fā)明的目標(biāo)就是使VN能以最小的成本，即使用物理信道的數(shù)量最少來(lái)滿足用戶的資源請(qǐng)求，以便物理網(wǎng)絡(luò)能夠接受更多的VN來(lái)使其平均收益最大化。

假設(shè)第i個(gè)請(qǐng)求VN_i模型化表示為其中b_i表示VN_i的基本資源請(qǐng)求BR，f_i表示可變資源VR請(qǐng)求，p_i表示VR的發(fā)生概率，表示其生命周期，則該VN請(qǐng)求資源的期望值表示為：e_i＝b_i+p_if_i，因此其為物理網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的收益表示為：

R_i(e_i)＝R_i(b_i,f_i,p_i)＝alog(1+b_i+p_if_i) (1)

其中，a是收益系數(shù)，一般設(shè)置為1；R_i(b_i,f_i,p_i)表示第i個(gè)VN所帶來(lái)的收益；

則t時(shí)隙資源分配成功的VN請(qǐng)求所帶來(lái)的收益為：

其中b_i、f_i和p_i分別表示VN_i基本需求信道、可變需求信道以及其發(fā)生的概率，約束條件(1)確保被已接受的VN所占用的資源不超過(guò)物理無(wú)線信道總數(shù)C，代表已接受的VN的基本資源BR所占用的物理信道，τ_i＝0,1表示VN_i是被拒絕或接受，Δ()表示每個(gè)時(shí)隙內(nèi)已接受的所有VN的可變資源VR所共享的物理信道數(shù)量。顯然，Δ的值越小，則物理網(wǎng)絡(luò)有更大的可能性去接受更多的VN，并且Δ中所有被分配到物理信道的虛擬信道的碰撞概率應(yīng)不大于碰撞閾值p^th；

本發(fā)明所要考察的性能即目標(biāo)函數(shù)為：最大化物理網(wǎng)絡(luò)的平均收益。

T表示從開(kāi)始到當(dāng)前時(shí)刻經(jīng)歷的時(shí)間；R(t)表示t時(shí)隙獲得的收益；每個(gè)時(shí)隙內(nèi)接受的VN的數(shù)量是多個(gè)，因此有一個(gè)求和；

一般來(lái)說(shuō)，VN的到達(dá)具有隨機(jī)性，其到達(dá)狀況服從泊松分布。每個(gè)時(shí)隙到達(dá)的VN被放入緩存區(qū)，該緩存區(qū)內(nèi)包括兩種類型的VN請(qǐng)求：該時(shí)隙到達(dá)的VN和之前時(shí)隙到達(dá)且未能成功映射且在最大忍受時(shí)延范圍內(nèi)的VN。

本發(fā)明從緩存區(qū)中按照分配因子選擇出優(yōu)先分配的虛擬網(wǎng)絡(luò)，為選擇出的虛擬網(wǎng)絡(luò)分配物理網(wǎng)絡(luò)資源；所述為選擇出的虛擬網(wǎng)絡(luò)分配物理資源包括先滿足基本資源請(qǐng)求分配基礎(chǔ)資源，再滿足可變資源請(qǐng)求分配可變資源。

本發(fā)明實(shí)施例根據(jù)每個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)的基本資源請(qǐng)求、可變資源請(qǐng)求、可變請(qǐng)求發(fā)生的概率和該虛擬網(wǎng)絡(luò)的生命周期計(jì)算該虛擬網(wǎng)絡(luò)的分配因子，本發(fā)明定義的分配因子ε作為VN請(qǐng)求資源分配的選擇準(zhǔn)則：

根據(jù)上式，進(jìn)行資源分配時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮：1)請(qǐng)求資源較大的VN；2)生命周期較短的VN。先按照ε值大小降序排序，然后依序?qū)N進(jìn)行資源分配。

BR請(qǐng)求在生命周期內(nèi)壟斷物理頻譜資源，即物理網(wǎng)絡(luò)需為其分配相應(yīng)數(shù)量的物理信道；而VR請(qǐng)求依概率發(fā)生，并且多個(gè)VN的VR可以機(jī)會(huì)性地共享相同物理信道，因而先分配基礎(chǔ)資源再分配可變資源，包括：

判斷可用物理網(wǎng)絡(luò)資源是否滿足基礎(chǔ)資源請(qǐng)求，若不滿足基礎(chǔ)資源請(qǐng)求，則判斷是否超過(guò)該虛擬網(wǎng)絡(luò)最大忍受時(shí)延，若超過(guò)該虛擬網(wǎng)絡(luò)最大忍受時(shí)延，則將該虛擬網(wǎng)絡(luò)拒絕掉，若未超過(guò)該虛擬網(wǎng)絡(luò)最大忍受時(shí)延，則將該虛擬網(wǎng)絡(luò)放入緩存區(qū)；若滿足基礎(chǔ)資源請(qǐng)求，則進(jìn)行基礎(chǔ)資源的分配；

判斷可用物理網(wǎng)絡(luò)資源是否滿足可變資源請(qǐng)求，若不滿足可資源請(qǐng)求，則判斷是否超過(guò)該虛擬網(wǎng)絡(luò)最大忍受時(shí)延，若超過(guò)該虛擬網(wǎng)絡(luò)最大忍受時(shí)延，則將該虛擬網(wǎng)絡(luò)拒絕掉，若未超過(guò)該虛擬網(wǎng)絡(luò)最大忍受時(shí)延，則將該虛擬網(wǎng)絡(luò)放入緩存區(qū)；若滿足可變資源請(qǐng)求，則進(jìn)行可變資源的分配。

如上所述，因?yàn)槎鄠€(gè)VN的可變資源VR請(qǐng)求是以概率的形式占用頻譜資源，所以可機(jī)會(huì)地共享物理信道。由于機(jī)會(huì)性地共享機(jī)制，難免會(huì)造成新的問(wèn)題—碰撞。碰撞是指多個(gè)VN的可變資源請(qǐng)求同時(shí)共享于同一個(gè)物理信道時(shí)的情況，碰撞發(fā)生時(shí)，則會(huì)使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量QoS和用戶體驗(yàn)QoE惡化。為避免這種情況的發(fā)生，設(shè)置了一個(gè)碰撞閾值p^th。當(dāng)多個(gè)VN在某一物理信道上的碰撞概率不大于p^th，就允許VN共享于該物理信道。調(diào)節(jié)p^th的大小會(huì)直接影響到頻譜利用率，也會(huì)影響QoS和QoE。較大的p^th會(huì)提高資源利用率，同時(shí)也提高碰撞的忍受程度，降低QoS和QoE；而較小的p^th會(huì)提供更好的QoS和QoE但降低了資源利用率。因此，合理地設(shè)置p^th并根據(jù)實(shí)時(shí)要求和系統(tǒng)狀態(tài)動(dòng)態(tài)地調(diào)整是至關(guān)重要的。

對(duì)于碰撞概率的計(jì)算，本發(fā)明提供以下實(shí)施例。

S_j表示第j共享信道，該條共享信道上的虛擬信道數(shù)量一般會(huì)有多條，采用h，k表示S_j上的任意一條虛擬信道，Pr_no(S_j)、Pr_one(S_j)分別表示第j條共享物理信道沒(méi)有虛擬信道共享和只有一條虛擬信道共享時(shí)的概率。p_h、p_k表示共享信道S_j上的其中一條虛擬信道h，k的發(fā)生概率，表示，除去h虛擬信道以外，其他虛擬信道不占用該信道的概率乘積。

上式整體的意思是：當(dāng)前只有一條虛擬信道占用該共享信道的概率。

可以計(jì)算當(dāng)有新的虛擬信道到來(lái)并且其發(fā)生概率為p_i，故其碰撞概率Pr_collison為：

實(shí)際使用中，無(wú)需每次都有這樣計(jì)算，只需要保存每條共享物理信道上的Pr_no,Pr_one即可，當(dāng)接受了新的虛擬信道時(shí)，按照下面方式進(jìn)行更新：

Pr′_no＝(1-p_i)Pr_no (8)

Pr′_one＝(1-p_i)Pr_one+p_iPr_no (9)

候選共享物理信道：

表示候選共享物理信道集合，只要滿足碰撞概率小于閾值就是候選的共享物理信道,n_S表示共享物理信道數(shù)量。

采用n_BCH表示候選信道的數(shù)量，就是共享物理信道集合BCH中的信道數(shù)量。

候選共享物理信道與可變資源請(qǐng)求VR之間的關(guān)系主要有以下三種：

(1)n_BCH≥f_i，表示候選信道能夠滿足該VN的可變請(qǐng)求；

定義c^rem表示共享物理信道的剩余資源。假設(shè)新來(lái)的虛擬信道發(fā)生概率為p_new,則剩余資源的推導(dǎo)可以用該信道引起的碰撞概率恰好使得該物理信道達(dá)到p^th來(lái)進(jìn)行，即

1-Pr′_no-(1-p_new)Pr′_one＝p^th (11)

則可以解出：

則：

c^rem＝p_new (13)

根據(jù)c^rem將候選信道降序排列，取出最大的f_i條信道來(lái)進(jìn)行分配，排序時(shí)是按照其資源剩余量進(jìn)行的排序，所以適應(yīng)性地按照剩余量較大的進(jìn)行選取。因?yàn)槊總€(gè)共享信道上的資源剩余量應(yīng)為能夠使得其剛剛等于碰撞閾值的發(fā)生概率，所以共享信道上的資源剩余量其實(shí)是一個(gè)概率值。

(2)n_BCH<f_i且f_i-n_BCH≤R_rem-b_i，R_rem表示剩余的空閑物理信道，該情況是可用的共享信道無(wú)法滿足，而剩余的空閑信道可以滿足，需要R_rem-b_i條空閑信道，并更新共享信道信息；

(3)n_BCH<f_i且f_i-n_BCH>R_rem-b_i，該情況下表示共享信道和剩余空閑信道均無(wú)法滿足時(shí)，底層物理網(wǎng)絡(luò)無(wú)法滿足VN_i，則VN_i被放入緩存區(qū)中。

作為實(shí)例，假設(shè)設(shè)置的碰撞閾值為p^th＝0.1，VN1和VN2可變請(qǐng)求的發(fā)生概率分別為0.2,0.3，則VN1和VN2的碰撞概率為0.2×0.3＝0.06<0.1，這樣VN1和VN2可變請(qǐng)求的虛擬信道就可以共享在同一物理信道；再考慮若VN1和VN2可變請(qǐng)求發(fā)生概率分別為0.4,0.3，這樣VN1和VN2不能共享在同一物理信道，因?yàn)?.4×0.3＝0.12>0.1。

如果物理網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)有足夠可用的資源，將會(huì)接受該虛擬網(wǎng)絡(luò)的所有請(qǐng)求，包括BR請(qǐng)求和VR請(qǐng)求；否則，先分配基礎(chǔ)資源再分配可變資源，如果物理網(wǎng)絡(luò)資源不滿足基礎(chǔ)資源或者可變資源請(qǐng)求且在其最大忍受時(shí)延的范圍內(nèi)，則該虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求將會(huì)被放入緩存區(qū)中等待下個(gè)時(shí)隙內(nèi)被分配。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述從緩存區(qū)中選擇出優(yōu)先分配的虛擬網(wǎng)絡(luò)依據(jù)資源分配選擇準(zhǔn)則，包括：計(jì)算分配因子，根據(jù)分配因子由大到小對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)降序排序，從緩存區(qū)中選擇分配因子較大的若干個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)作為優(yōu)先分配的虛擬網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)選地，考慮到VN請(qǐng)求是動(dòng)態(tài)性地到達(dá)與離開(kāi)會(huì)造成部分共享物理信道的資源發(fā)生變化，VN的離去而導(dǎo)致物理信道資源的碎片化或負(fù)載不均，因此在從緩存區(qū)中選擇出優(yōu)先分配的虛擬網(wǎng)絡(luò)之前，包括如果有虛擬區(qū)中的虛擬網(wǎng)絡(luò)因生命周期到期而離開(kāi)，則進(jìn)行可變資源請(qǐng)求共享物理信道的重分配。

重分配過(guò)程主要有以下步驟：

Step1.根據(jù)當(dāng)前共享子信道的情況，統(tǒng)計(jì)其數(shù)量并按照生成順序編號(hào)為1,2,…,N；

Step2.按照編號(hào)從大到小遍歷共享子信道，并對(duì)所遍歷的子信道優(yōu)先選擇其上發(fā)生概率最大的VR進(jìn)行重分配；

Step3.將Step2中選擇出的VR與其所在子信道編號(hào)之前的子信道依次進(jìn)行碰撞概率的計(jì)算；

Step4.判斷是否存在滿足碰撞概率不大于閾值p^th的共享子信道。若有，進(jìn)入Step5；若無(wú)，進(jìn)入Step2遍歷下一個(gè)共享子信道；

Step5.在所滿足碰撞閾值p^th的共享子信道集合中，找出使得碰撞概率最小的子信道就是VR重分配后共享的子信道；

Step6.判斷是否遍歷完所有的共享子信道。是，則停止重分配；否，則進(jìn)行Step2。

考慮到基本資源請(qǐng)求BR所分配的信道生命周期內(nèi)會(huì)被VN所壟斷占用，圖5中所示的只是共享物理信道聚合后的情況來(lái)進(jìn)行闡述說(shuō)明重分配的必要性。t時(shí)隙信道共享情況如圖5.a所示；當(dāng)t+1時(shí)隙時(shí)有請(qǐng)求離開(kāi)和新的請(qǐng)求到達(dá)，由于新的可變請(qǐng)求發(fā)生概率為p₅＝0.6，檢查各個(gè)共享信道的碰撞概率，當(dāng)前的共享信道并沒(méi)有能夠滿足的，所以分配結(jié)果就如圖5.b。但是仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)，由于第2個(gè)虛擬請(qǐng)求生命周期結(jié)束而離去，可以將第4個(gè)虛擬請(qǐng)求的共享信道進(jìn)行重分配而變成如圖5.c，這樣占用的信道數(shù)量會(huì)比圖5.b的情況下要少。

為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明提供的基于頻譜資源共享的動(dòng)態(tài)分配方法的有效性，下面對(duì)本發(fā)明的進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并與未考慮重分配的靜態(tài)映射算法進(jìn)行了對(duì)比分析，對(duì)比的性能為物理網(wǎng)絡(luò)的平均收益。

仿真中，假設(shè)VN的到達(dá)過(guò)程建模為一個(gè)服從參數(shù)為λ的泊松分布過(guò)程，VN的生命周期服從參數(shù)為μ的指數(shù)分布，且λ＝5,u＝10。VN允許的最大映射時(shí)延遲maxdelay＝2；物理網(wǎng)絡(luò)的總信道數(shù)C＝600，碰撞概率p^th＝0.1，基本資源請(qǐng)求BR服從[5,15]的均勻分布，可變資源請(qǐng)求VR服從[5,10]的均勻分布，可變資源請(qǐng)求發(fā)生概率服從[0.1,0.5]的均勻分布，本發(fā)明運(yùn)行100個(gè)時(shí)隙來(lái)分析收益性能。

從圖5中可以看出，在映射初期，物理網(wǎng)絡(luò)中的資源相對(duì)比較充分，資源碎片化情況不太嚴(yán)重，所以此時(shí)的收益相差不大；但隨著虛擬網(wǎng)絡(luò)的逐漸增加，可以發(fā)現(xiàn)趨于穩(wěn)定時(shí)，本發(fā)明在網(wǎng)絡(luò)收益方面的性能要高于其他的方法，從而證明了本發(fā)明的有效性。

以上所舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所舉實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)對(duì)本發(fā)明所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。