Page 13 - 网络电信2019年6月刊下
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者结合的文献。自适应无线信道的资源分配策略在OFDMA网络中 受的，且不存在一对未发生匹配的参与者，他们互相偏好与对
研究较多，通过为用户分配较好子信道和适应于信道的功率提 方发生匹配。定义2：如果匹配满足对所有的个体，a∈A∪B，
高系统无线资源利用率，文献 [13-15] 提出了一种低复杂度的比例 μ(a)R(a)Φ，对所有的b∈B,C b (μ(b))=μ(b),称μ是一个稳
公平的资源分配策略，具有较好效果。InPs为MVNOs分配切片及 定匹配。其中，μ(a)R(a)Φ表示A中的元素a在B中的映射不是
功率的过程，恰好类似于OFDMA为用户分配子载波及其功率的过 空集，C b (a)表示元素a在B中的选择集。
程恰，因此，可借用之。 稳定匹配存在的条件：A或B中所有个体都存在严格偏好。
本文提出一种低复杂度的分层匹配博弈结合比例公平的无 对于稳定匹配，可采用拒绝——接收算法求解。
线虚拟网络资源分配策略。首先，采用2层独立的分层匹配博弈 2.用户UEs与MVNO间多对一匹配博弈
避免双层循环导致的较高计算复杂度，博弈下层为UEs与MVNOs 在下层博弈，UEs向MVNOs购买带宽，得到服务，达成自身
构成的多对一匹配，实现UEs对MVNOs依效用选择，上层为MVNOs 满意度，1个UE只能向1个MVNO购买带宽，1个MVNO可向多个UEs
与InPs构成的多对一匹配，实现MVNOs对切片依效用选择，通过 提供带宽服务。UEs以不同价格向MVNOs购买带宽，同理，MVNO
二层博弈，最终实现用户组与切片组效用最高匹配。然后，在 向不同UE提供带宽时，具有不同收益。UEs与MVNOs双方应根据
匹配InPs与MVNOs间采用比例公平的资源分配策略，实现用户 效用最大原则选择对方，因此，构成UEs为租用者、MVNOs为供
与切片的精确匹配，并在比例公平的条件下，实现频谱效率最 给者的多对一匹配。
大。最后仿真验证。 假定第m个MVNO(m∈M)向一组UEs提供服务，K=U m K m 为总的
UEs数目，K m 表示第m个MVNO服务的用户数，用符号|K|来表示集
一、系统模型 合K的基数，为了简单，用K表示用户总数，U m 表示K m 的并集。
图1是三级架构的无线虚拟网络。最高层是InPs，每个 InP 对于无线网络的UEs，主要考虑数据流量，是尽力而为业
包含一个基站，基站的每一个信道抽象成一个切片，一个InP包 务，带宽越大，传输的数据流量越大，用户满意度越高，满意
含SN个切片。假定每个切片带宽相同，功率可调，假定一个切 度函数如式（1）所示。
片只能同时服务一个MVNO，对不同的MVNOs收取不同报酬。中间
层是MVNOs，MVNOs通过独立合约，根据网络状况和资源价格等
因素，动态地向InPs购买无线资源，且一个MVNO可以购买多个 式中，B k,m 为MVNOs提供给UEs的带宽，s 1 为正常数，B max 为达
切片，MVNOs根据服务等级等因素以不同的价格向终端用户提供 到最大效用的带宽，受相关信道容量及通过率限制。第k个UE从
服务。最底层是UEs，以不同价格向MVNOs提出带宽请求，一个 MVNOm购买带宽获得的效用为：
用户可向多个MVNOs提出服务申请。 E k,m =U data (B k,m )d k -λ k,m B k,m d k ( 2 )
资源分配的过程为：UEs向MVNOs提出带宽申请，再由向 式中，d k 为UEk对切片的需求数；λ k,m 为第k个UE向MVNOm购
InPs申请网络切片。 买带宽的价格且各不相同，B k,m 为第k个UE向第m个MVNO购买的带
二、分层匹配博弈 宽；因此，UEs的优化目标为：
图 1 系统模型
式中，u k,m =1表示第k个UE购买MVNOm的带宽。
对于第m个MVNO，向第k个UE提供带宽获得的报酬，
式中，μ m,k 为第m个MVNO向第k个UE提供带宽的价格且各不
相同。特别说明的是，在式（4）中，计算MVNO的报酬时，本
应减掉MVNO为向第k个UE提供带宽而向INP购买物理资源需要付
出的成本，但考虑到那样做会将上、下两层博弈耦合，相互影
响，系统达到博弈稳定的计算复杂度太高。而事实上，MVNOs作
为虚拟中间商，向用户提供带宽与向INP购买物理资源可作为两
1.多对一匹配博弈 个独立的过程，因此，忽略了购买物理资源的成本。
多对一匹配是指匹配双方中的一方B能接纳另一方的A中多 因此，第m个MVNO的优化函数为：
个成员，而A的成员只能在B中选择一个成员。
定义 1：一个匹配μ是从集合A∪B到A∪B所有子集构成的
集合的一个映射，对所有a∈A和所有b∈B，有
μ(a)B∪Φ, μ(b)⊆A，B=μ(a)⇔a∈μ(b)。
一个匹配是稳定的，每一个参与者的匹配对象都是可接
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