技术摘要：
本发明涉及一种用于提高多切片网络中网络质量的资源分配方法及系统，其特征在于，包括以下内容：1)将待测异构网络进行切片，建立各切片的资源分配模型；2)得到各资源分配模型的近似凸函数；3)在各切片对应的租户平分总子载波的条件下，采用连续凸近似算法，根据各切片  全部
背景技术：
通信网络综合指标评估主要由网络整体效用质量和网络综合性能评分两方面组 成，网络整体效用质量评价指标从网络质量的角度体现当前网络的效用价值，避免对逐个 指标检查的繁琐工作；网络综合性能评分将各类型网络指标通过归一化综合到一起，呈现 出网络各方面性能，可以加快对定位到影响网络质量的具体KPI(关键性能指标)。 目前，现有技术对网络的性能评价已经有一定的研究，但是考虑的效用函数局限 在频效、能效和吞吐量等单一方面，一般是针对具有单一网络特性的网络进行评价。而第五 代移动通信方式，采用无线虚拟化网络，通过切片的方式可以容纳包括eMBB(增强移动宽 带)、URLLC(超高可靠超低时延通信)、mMTC(海量机器类通信)等类型的切片，每种切片的网 络协议、设计目标和业务特性不完全一样，无法采用单一指标的评价方法全面且清晰地进 行评价。QoS(服务质量保证)评估体系被广泛的用于网络质量评估，QoS指标主要包括网络 的吞吐量、时延、丢包率、掉线率和成功率等，这些指标能够反映网络状况与网络质量，根据 功能不同有细化分具体的KPI，作为网络整体性能的量化体现，KPI可以有效反映当前网络 状况。一级指标包括网络容量和网络质量等，二级指标是对一级指标的细化，其中，网络容 量包括资源利用率、系统吞吐量以及并发用户数等指标，网络质量包括建立能力、保持能力 以及移动性能力等指标。常用的评估算法包括标准差法(SD)和灰度关联分析法(GRA)等，通 过计算网络的整体效用价值和综合性能评分计算出被评估网络的综合评估指标值。 如上所述，由于网络质量评估依赖于网络速率、时延等指标，而网络质量评估是网 络建设后的重要的评价标准。在第五代移动通信系统中，不同的切片针对不同的网络应用 场景提供服务，有着不同的网络评价指标。作为基础设施运营商，需要对整个基础网络的质 量进行评价，在有限的网络频率和功率限制下，提高网络质量评分是必然的需求。随着移动 互联网的不断发展，对网络需求量的不断增加，目前无线网络发展受到计算能力、带宽和缓 存等网络资源限制，有效的资源分配方法可以使得无线资源更有效地被利用，从而提高资 源利用率，提升网络质量。然而，现有技术中并没有能够使得无线资源有效利用的资源分配 方法。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够使得无线资源有效利用的用于提高 多切片网络中网络质量的资源分配方法及系统。 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：用于提高多切片网络中网络质量的 资源分配方法，包括以下内容：1)将待测异构网络进行切片，并针对影响各切片网络质量的 资源分配问题进行建模，建立各切片的资源分配模型；2)对各资源分配模型中的非凸函数 8 CN 111556518 A 说　明　书 2/15 页 进行处理，得到各资源分配模型的近似凸函数；3)在各切片对应的租户平分总子载波的条 件下，采用连续凸近似算法，根据各切片的子载波个数，求解各切片资源分配模型的近似凸 目标函数，确定各切片的最优切片资源分配策略和评分标准；4)在各切片对应的租户未平 分总子载波的条件下，采用非合作博弈方法，根据各切片的子载波个数，对各切片资源分配 模型的近似凸目标函数进行求解，确定各切片的最优切片资源分配策略和评分标准。 进一步地，所述步骤1)的具体过程为：1.1)将待测异构网络进行切片，分为速率优 先切片和时延优先切片；1.2)设定租户1用于调控速率优先切片的资源，租户2用于调控时 延优先切片的资源，针对影响各切片网络质量的资源分配问题，以两租户网络业务的评分 为目标，建立各切片对应租户的资源分配模型。 进一步地，所述步骤1.2)中资源分配模型的构建过程为： ①参与者：租户1和租户2； ②策略：每一租户的最优策略均为得到的最优资源分配方案； 租户1和租户2对应的策略为： Strategy1＝(p1,a1) Strategy2＝(p2,a2) 其中，Strategy1和Strategy2分别为租户1和租户2的策略；p1,p2分别为租户1和租 户2分配给对应用户的功率向量： 其中， 和 分别为基站j在调控速率优先切片中的子载波n1和时延优先切片 中的子载波n2上的传输功率；K1为关联速率优先切片的用户集合；K2为关联时延优先切片的 用户集合； a1和a2分别为分配至租户1和租户2的子载波个数： ③效用函数：每一租户对应的业务评分标准，其中，租户1的业务评分标准T1为： T1＝k1r1 grade1 其中，k1为速率优先切片中每单位速率的评分系数；grade1为其他指标评分；参数 r1为： 其中， 为基站j关联用户kj的信道； 为基站j′关联用户kj的信道； 为 基站j′在调控速率优先切片中的子载波n1上的传输功率； 和 分别为基站j和j′中是 9 CN 111556518 A 说　明　书 3/15 页 否有用户关联子载波n1；δ2为加性高斯白噪声功率； 租户2的业务评分标准T2为： T2＝k2r2 grade2 其中，k2为时延优先切片中每单位速率的评分系数；grade2为其他指标评分；参数 r2为： 其中， 为基站j关联用户lj的信道； 为基站j′关联用户lj的信道； 为基 站j′在时延优先切片中的子载波n2上的传输功率； 和 分别为基站j和j′中是否有用 户关联子载波n2； ④租户1的资源分配模型为： maxk1r1 grade1 其中，σ0为用户kj的最小速率需求阈值； 为非负实数；P1为速率优先切片的总功 率；参数 为： ⑤租户2的资源分配模型为： maxk2r2 grade2 10 CN 111556518 A 说　明　书 4/15 页 其中，ε为满足用户lj最小时延需求的中断概率； 为用户lj数据包到达率； 为用户能容忍的最大时延；P2为时延优先切片的总功率；参数 为： 进一步地，所述步骤2)的具体过程为： 2.1)向租户1和租户2对应的资源分配模型中添加对应约束 和 2.2)向各切片资源分配模型的目标函数中添加对应惩罚函数： 其中，ω为趋向于零的参数，参数q∈(0,1)； 2.3)两切片资源分配模型的近似凸目标函数分别为： 其中： 11 CN 111556518 A 说　明　书 5/15 页 式中，参数 为第i次凸优化问题求解迭代时，基站j′在子 载波n1上的传输功率初始值；参数 为第i次凸优化问题求解迭代时，基 站j′在子载波n2上的传输功率初始值。 进一步地，所述步骤3)的具体过程为： 对于速率优先切片的资源分配计算： a)给定速率优先切片用户的集合K1、子载波个数a1、信道增益 噪声功率δ2迭 代次数i＝0、给定算法收敛精度η、评分系数k1、其他评分grade1，初始化分配功率 b)根据初始值，采用matlab凸优化包，求解凸优化问题，得到优化的功率 c)根据优化的功率 计算目标函数值 d)如果目标函数值 满足约束： 则输出对应的最优切片资源分配策略 和评分标准；否则令i＝i 1， 进入所述步骤b)； 对于时延优先切片的资源分配计算： A)给定时延优先切片用户的集合K2、子载波个数a2、信道增益 噪声功率δ2、 迭代次数i＝0、算法收敛精度η、评分系数k2、其他评分grade2，初始化分配功率 12 CN 111556518 A 说　明　书 6/15 页 B)根据初始值，采用matlab凸优化包，求解凸优化问题，得到优化的功率 C)根据优化的功率 计算目标函数值 D)如果目标函数值 满足约束： 则输出对应的最优切片资源分配策略 和评分标准；否则令i＝i 1， 进入所述步骤B)。 进一步地，所述步骤4)的具体过程为： 4.1)给定速率优先切片和时延优先切片对应的用户集合K1和K2、算法收敛精度η， 初始化待测异构网络中的参数信道增益 和 噪声功率δ2、迭代次数i＝0、分配功 率 和 4.2)分别遍历计算不同子载波时速率优先切片和时延优先切片的资源分配策略 和 以及对应的评分标准 和 其中， 表 示分配给速率优先切片的子载波个数为a1时的最优功率向量， 表示分配给时延优先切 片的子载波个数为a2时的最优功率向量； 4.3)根据所述步骤4.2)的计算结果，计算得到租户1的子载波个数a *1 和租户2的子 载波个数a *2 ： a *2 ＝a-a *1 4.4)根据租户1的子载波个数a *1 和租户2的子载波个数a *2 以及所述步骤4.2)的计 算结果，得到速率优先切片和时延优先切片的最优切片资源分配策略 和 以及评分标准 和 用于提高多切片网络中网络质量的资源分配系统，包括：资源分配模型构建模块， 用于将待测异构网络进行切片，并针对影响各切片网络质量的资源分配问题进行建模，建 立各切片的资源分配模型；近似凸函数确定模块，用于对各资源分配模型中的非凸函数进 行处理，得到各资源分配模型的近似凸函数；连续凸近似模块，用于在各切片对应的租户平 分总子载波的条件下，采用连续凸近似算法，根据各切片的子载波个数，求解各切片资源分 13 CN 111556518 A 说　明　书 7/15 页 配模型的近似凸目标函数，确定各切片的最优切片资源分配策略和评分标准；非合作博弈 模块，用于在各切片对应的租户未平分总子载波的条件下，采用非合作博弈方法，根据各切 片的子载波个数，对各切片资源分配模型的近似凸目标函数进行求解，确定各切片的最优 切片资源分配策略和评分标准。 进一步地，所述资源分配模型构建模块包括：异构网络切片单元，用于将待测异构 网络进行切片，分为速率优先切片和时延优先切片；模型建立单元，用于设定租户1用于调 控速率优先切片的资源，租户2用于调控时延优先切片的资源，针对影响各切片网络质量的 资源分配问题，以两租户网络业务的评分为目标，建立各切片对应租户的资源分配模型。 一种计算机程序，包括计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行 时用于实现上述用于提高多切片网络中网络质量的资源分配方法对应的步骤。 一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令， 其中，所述计算机程序指令被处理器执行时用于实现上述用于提高多切片网络中网络质量 的资源分配方法对应的步骤。 本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点： 1、本发明考虑第五代移动通信系统中两类租户租用基础设施运营商分别开展速 率优先和时延优先场景下的资源分配问题，两类租户竞争无线网络资源，因此，本发明采用 连续凸近似算法和非合作博弈方法，求取两类租户对应待测异构网络切片的最优切片资源 分配策略，保证两种租户的网络质量均衡，从而符合多租户租用基础设施网络时的现实需 求，使得待测异构网络的无线资源能够有效利用。 2、本发明采用当前移动通信网络中广泛使用的加权评分方法，以速率和时延进行 优化目标，分别对影响待测异构网络各切片网络质量的资源分配问题进行建模，以求解待 测异构网络各切片的最优切片资源分配策略，提高多切片网络的网络质量，可以广泛适用 于网络质量评估技术领域中。 附图说明 图1是为租户、用户与异构网络之间的对应关系示意图； 图2是本发明方法的流程图。