一种异构网络针对用户访问请求的资源调度方法与流程

本发明涉及一种异构网络针对用户访问请求的资源调度方法，属于虚拟化网络技术领域。

背景技术：

随着信息技术的不断发展，虚拟化技术已成为解决内存问题的重要方法。虚拟化是指在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行，是一个为了简化管理，优化资源的解决方案。

目前，虚拟化的异构无线网络架构被提出，但是异构无线网络中高效的虚拟资源分配方法仍然面临巨大挑战，仍然没有能够很好地解决虚拟无线资源分配的方法，存在需要改善的需求。虚拟化无线网络即是实现对无线资源的抽象，分片，隔离和共享的过程。伴随着无线业务和流量的巨大增长，将虚拟化从有线网络扩展到无线网络成为必然趋势,而且，现在的资源分配方法不能很好的解决请求延时，容易造成用户使用卡顿，给用户带来不好的使用体验。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高资源分配速度，减少用户使用卡顿的问题的异构网络针对用户访问请求的资源调度方法。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种异构网络针对用户访问请求的资源调度方法，异构网络由至少一个物理基站组成，各个物理基站上分别构建至少一台虚拟基站，所述资源调度方法为针对用户访问请求，执行如下步骤：

步骤a1.用户向异构网络中的目标物理基站发送用户访问请求，目标物理基站根据用户访问请求确认所响应的虚拟基站，作为目标虚拟基站，并将用户分配至目标虚拟基站上，然后进入步骤a2；

步骤a2.获得目标虚拟基站上的已有资源，以及目标虚拟基站上所分配各个用户的需求资源，并进一步获得目标虚拟基站上所分配各个用户的总需求资源，由此判断目标虚拟基站上的已有资源是否满足所分配各用户的需求，是则直接由目标虚拟基站为所分配的各用户进行资源分配；否则进入步骤a3；

步骤a3.分别针对目标物理基站上除目标虚拟基站以外的各个虚拟基站，获得虚拟基站上的已有资源，以及该虚拟基站上所分配各个用户的需求资源，并进一步获得该虚拟基站上所分配各个用户的总需求资源，由此获得目标物理基站上除目标虚拟基站以外的各个资源过剩虚拟基站，作为各个待处理虚拟基站，然后进入步骤a4；

步骤a4.针对各个待处理虚拟基站按其过剩资源由大至小顺序进行排序，依序将各待处理虚拟机的过剩资源转移至目标虚拟基站上，直至目标虚拟基站上的已有资源是否满足所分配各用户的需求。

作为本发明的一种优选技术方案：针对用户访问请求，执行步骤a1至步骤a4的同时，针对异构网络中所有的虚拟基站，周期统计各个虚拟基站分别被判断为资源过剩的次数α，以及被判断为资源不足的次数β，并基于针对所有虚拟基站的上述周期统计结果，周期执行如下步骤：

步骤b1.将大于预设过剩次数阈值的各个α所对应的各个虚拟基站，或者大于预设不足次数阈值的各个β所对应的各个虚拟基站，均作为非稳定虚拟基站，然后进入步骤b2；

步骤b2.分别针对各个非稳定虚拟基站，获得非稳定虚拟基站上的已有资源，以及非稳定虚拟基站上所分配各个用户的总需求资源，由此分别判断各个非稳定虚拟基站为资源过剩或资源不足，作为各个非稳定虚拟基站的当前资源状态，然后进入步骤b3；

步骤b3.分别针对各个非稳定虚拟基站，根据非稳定虚拟基站的当前资源状态，由该由非稳定虚拟基站所对应的物理基站，针对该非稳定虚拟基站上的资源进行调整，进而针对所有非稳定虚拟基站进行资源调整。

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤a2、步骤a3，以及步骤b2中，针对虚拟基站上资源情况的判断中，通过如下公式：

获得各物理基站中各个虚拟基站上所分配各个用户的需求资源其中，表示第j个物理基站中第n个虚拟基站上所分配第k个用户的需求资源；p^j表示用户所处位置接收到第j个物理基站的发射功率；表示第j个物理基站中第n个虚拟基站上所分配第k个用户对应的信道增益；σ表示噪声功率；表示表示第i个物理基站中第n个虚拟基站上所分配第k个用户对应的信道增益。

作为本发明的一种优选技术方案：所述异构网络中各个物理基站上分别设置网络资源管理器，各个物理基站上的各台虚拟基站上分别设置虚拟网络控制器；

所述物理基站上的网络资源管理器用于执行步骤a1中，接收由目标物理基站转发来自用户的用户访问请求，并根据用户访问请求确认所响应的虚拟基站，作为目标虚拟基站，并将用户分配至目标虚拟基站上的操作；还有用于执行步骤a4中针对各个待处理虚拟基站排序，并按序针对待处理虚拟基站进行调度操作，以及用于周期统计各个虚拟基站分别被判断为资源过剩的次数α，以及被判断为资源不足的次数β，并基于针对所有虚拟基站的上述周期统计结果，执行步骤b1至步骤b3操作；

所述各台虚拟基站上的虚拟网络控制器用于执行步骤a2操作、步骤a3操作，以及步骤a4中虚拟基站之间的资源转移操作，其中，由各台虚拟基站上的虚拟网络控制器分别针对其虚拟基站上资源情况进行获得。

作为本发明的一种优选技术方案：所述各个物理基站上分别还设置资源块管理器和用户信息管理器；所述各个虚拟基站上分别还设置资源块、用户信息模块和缓存区；其中，物理基站上的资源块管理器用于针对物理基站上的资源，向各个其对应的虚拟基站上进行分配或调整；物理基站上的用户信息管理器用于存储用户信息；

所述步骤a1中，用户向异构网络中的目标物理基站发送用户访问请求，目标物理基站将所接收到的用户访问请求发送给对应的网络资源管理器，网络资源管理器针对用户访问请求进行解析，获取用户信息，然后由网络资源管理器将该用户信息与用户信息管理器中的数据进行比对，若比对通过，则由网络资源管理器根据用户访问请求确认所响应的虚拟基站，作为目标虚拟基站，并将用户分配至目标虚拟基站上，然后进入步骤a2；若比对不通过，则不响应该用户访问请求；

所述虚拟基站上的资源块用于获取来自对应物理基站上的物理资源，并由虚拟基站上的虚拟网络控制器向所对应的用户进行资源分配；虚拟基站上的缓存区用于在对应虚拟网络控制器向所对应用户进行资源分配后，存放对应资源块所接收到的过剩资源；虚拟基站上的用户信息模块用于存储所分配用户的信息。

本发明所述一种异构网络针对用户访问请求的资源调度方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明设计的一种异构网络针对用户访问请求的资源调度方法，通过基站将接收到的用户的访问请求发送至网络资源管理器，并接收所述网络资源管理器根据用户的访问请求确定的响应所述访问请求的虚拟基站的位置；所述虚拟基站具有独立的虚拟网络控制器，判断所述虚拟基站中是否存在资源，若所述虚拟基站中存在资源，则所述虚拟网络控制器将所述虚拟基站中的资源分配给用户；若所述虚拟基站中不存在资源，则对所述虚拟基站进行资源再分配，降低了网络延时，提高了响应速度，从而提高了用户体验。

附图说明

图1为本发明设计异构网络针对用户访问请求的资源调度方法的主流程图；

图2为本发明设计异构网络针对用户访问请求的资源调度方法的优化流程图；

图3为本发明设计中异构网络架构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明设计了一种异构网络针对用户访问请求的资源调度方法，异构网络由至少一个物理基站组成，各个物理基站上分别构建至少一台虚拟基站，实际应用中，所述资源调度方法为针对用户访问请求，具体执行如下步骤：

步骤a1.用户向异构网络中的目标物理基站发送用户访问请求，目标物理基站根据用户访问请求确认所响应的虚拟基站，作为目标虚拟基站，并将用户分配至目标虚拟基站上，然后进入步骤a2。

步骤a2.获得目标虚拟基站上的已有资源，以及目标虚拟基站上所分配各个用户的需求资源，并进一步获得目标虚拟基站上所分配各个用户的总需求资源，由此判断目标虚拟基站上的已有资源是否满足所分配各用户的需求，是则直接由目标虚拟基站为所分配的各用户进行资源分配；否则进入步骤a3。

步骤a3.分别针对目标物理基站上除目标虚拟基站以外的各个虚拟基站，获得虚拟基站上的已有资源，以及该虚拟基站上所分配各个用户的需求资源，并进一步获得该虚拟基站上所分配各个用户的总需求资源，由此获得目标物理基站上除目标虚拟基站以外的各个资源过剩虚拟基站，作为各个待处理虚拟基站，然后进入步骤a4。

步骤a4.针对各个待处理虚拟基站按其过剩资源由大至小顺序进行排序，依序将各待处理虚拟机的过剩资源转移至目标虚拟基站上，直至目标虚拟基站上的已有资源是否满足所分配各用户的需求。

针对用户访问请求，执行上述步骤a1至步骤a4的同时，针对异构网络中所有的虚拟基站，周期统计各个虚拟基站分别被判断为资源过剩的次数α，以及被判断为资源不足的次数β，并基于针对所有虚拟基站的上述周期统计结果，如图2所示，周期执行如下步骤：

步骤b1.将大于预设过剩次数阈值的各个α所对应的各个虚拟基站，或者大于预设不足次数阈值的各个β所对应的各个虚拟基站，均作为非稳定虚拟基站，然后进入步骤b2。这里，对于预设过剩次数阈值和预设不足次数阈值，如图2所示，可以count为设置。

步骤b2.分别针对各个非稳定虚拟基站，获得非稳定虚拟基站上的已有资源，以及非稳定虚拟基站上所分配各个用户的总需求资源，由此分别判断各个非稳定虚拟基站为资源过剩或资源不足，作为各个非稳定虚拟基站的当前资源状态，然后进入步骤b3。

步骤b3.分别针对各个非稳定虚拟基站，根据非稳定虚拟基站的当前资源状态，由该由非稳定虚拟基站所对应的物理基站，针对该非稳定虚拟基站上的资源进行调整，进而针对所有非稳定虚拟基站进行资源调整。

针对上述所设计异构网络针对用户访问请求的资源调度方法中，各物理基站中各个虚拟基站上所分配各个用户需求资源的获取，采用如下方法：

具体所述步骤a2、步骤a3，以及步骤b2中，针对虚拟基站上资源情况的判断中，通过如下公式：

获得各物理基站中各个虚拟基站上所分配各个用户的需求资源其中，表示第j个物理基站中第n个虚拟基站上所分配第k个用户的需求资源；p^j表示用户所处位置接收到第j个物理基站的发射功率；表示第j个物理基站中第n个虚拟基站上所分配第k个用户对应的信道增益，包含路径损耗、阴影衰弱、天线增益；σ表示噪声功率；表示表示第i个物理基站中第n个虚拟基站上所分配第k个用户对应的信道增益，包含路径损耗、阴影衰弱、天线增益。

并且就所设计异构网络针对用户访问请求的资源调度方法，其中，异构网络在由至少一个物理基站组成，各个物理基站上分别构建至少一台虚拟基站的基础上，进一步设计各个物理基站上分别设置网络资源管理器，各个物理基站上的各台虚拟基站上分别设置虚拟网络控制器。网络资源管理器将底层网络资源虚拟化为多个“切片”的资源，并接受和处理来自虚拟基站的资源请求，使所述资源最大化的满足用户需求，资源分配更精确。

所述物理基站上的网络资源管理器用于执行步骤a1中，接收由目标物理基站转发来自用户的用户访问请求，并根据用户访问请求确认所响应的虚拟基站，作为目标虚拟基站，并将用户分配至目标虚拟基站上的操作；还有用于执行步骤a4中针对各个待处理虚拟基站排序，并按序针对待处理虚拟基站进行调度操作，以及用于周期统计各个虚拟基站分别被判断为资源过剩的次数α，以及被判断为资源不足的次数β，并基于针对所有虚拟基站的上述周期统计结果，执行步骤b1至步骤b3操作。

所述各台虚拟基站上的虚拟网络控制器用于执行步骤a2操作、步骤a3操作，以及步骤a4中虚拟基站之间的资源转移操作，其中，由各台虚拟基站上的虚拟网络控制器分别针对其虚拟基站上资源情况进行获得。

基于上述所设计异构网络的架构的基础之上，如图3所示，具体的所述各个物理基站上分别还设置资源块管理器和用户信息管理器；所述各个虚拟基站上分别还设置资源块、用户信息模块和缓存区；其中，物理基站上的资源块管理器用于针对物理基站上的资源，向各个其对应的虚拟基站上进行分配或调整；物理基站上的用户信息管理器用于存储用户信息。

虚拟网络控制器都是从资源块中将资源块分配给用户，只有过剩的才会发在缓存区，这样可以只通过判断缓存区是否存在资源块，就可以知道是过剩或是不足，另外，虚拟网络控制器响应来自其他虚拟基站的请求，也是将我方缓存区中的资源块响应到他方资源块中，再从资源块中响应给用户，虚拟基站之间的联系是通过虚拟网络控制器来完成的，发送请求和响应请求，对资源块进行调度管理，将剩余资源块转存在缓存区；通过判断所述虚拟基站中是否存在资源来分析虚拟基站中的缓存区中的资源是过多还是过少，简便了方法且能达到所需的目的，进一步提高用户请求的反应速度，提升用户体验。

所述步骤a1中，用户向异构网络中的目标物理基站发送用户访问请求，目标物理基站将所接收到的用户访问请求发送给对应的网络资源管理器，网络资源管理器针对用户访问请求进行解析，获取用户信息，然后由网络资源管理器将该用户信息与用户信息管理器中的数据进行比对，若比对通过，则由网络资源管理器根据用户访问请求确认所响应的虚拟基站，作为目标虚拟基站，并将用户分配至目标虚拟基站上，然后进入步骤a2；若比对不通过，则不响应该用户访问请求。

所述虚拟基站上的资源块用于获取来自对应物理基站上的物理资源，并由虚拟基站上的虚拟网络控制器向所对应的用户进行资源分配；虚拟基站上的缓存区用于在对应虚拟网络控制器向所对应用户进行资源分配后，存放对应资源块所接收到的过剩资源；虚拟基站上的用户信息模块用于存储所分配用户的信息。

应用上述所设计技术方案下，最初初始化分配资源的时候就是根据基站内用户信息来分配的，考虑到用户的活动，不一定每次都是连接同一个基站，(例如，某用户从一个小区移动到另一个小区，她肯定连接信号最好的那个基站，肯定不是以前那个小区的基站了)所以，在一个大的物理基站内，只有当所有虚拟基站下的用户发生增加的现象，才会需要再向物理基站请求资源，并且一早开始是根据用户信息来分配的，并没有考虑用户的闲时和忙时的区别，只有在用户处于忙时才会请求资源，用户处于闲时状态还会释放部分资源，所以所有资源块都没有剩余资源的概率比较小；并且如果某一时间段用户数量突增至预定数值时，无需对所述虚拟基站中资源进行调用，根据用户数量，当前网络状况对所述虚拟基站中资源进行重分配，保证网络稳定性；当用户数量突减时，无需对所述虚拟基站中资源进行处理，多余资源保存在所述虚拟基站中，以待其他用户加入网络时实现调用。

将异构网络针对用户访问请求的资源调度方法应用到实际当中，所述基站可以是一个移动通信基站，在如今的生活中，移动通信基站已经逐渐融入人们的生活中，当某一时间段有两个用户发送请求至所述基站，所述基站根据用户的网络状况以及用户的数量将所述移动通信基站中的资源虚拟分配给跟所述用户对应的所述虚拟基站中，其中多余资源存放在所述虚拟基站中的缓存区中，当有第三个用户加入当前网络时，所述基站接收信息后，将该信息发送至网络资源管理器，所述网络资源管理器进行匹配将距离用户最近的虚拟基站的位置发送给用户，并判断该虚拟基站中是否存在资源，若存在则由所述虚拟网络控制器从该基站获取资源。

同理，当存在多个用户时，根据上述方法对所述多个用户进行资源分配，从而减少了对虚拟基站资源再分配，加快了响应用户请求的速度，减少了用户使用卡顿，提高用户体验。

本发明实施例通过上述方法，避免了每次新增用户都对虚拟基站的资源进行重分配，从而减轻了重分配的过程中网络环境的影响，从而减少了网络延时，提高了响应速度，进而提高了用户体验。

此外，上述实施例还给出重分配的方法，避免当用户数量突增至一定数量时，如果单从其他的虚拟基站调用资源无法满足这些请求，通过根据用户信息，用户数量，当前网络状况对所述虚拟基站进行重分配也减少了对某一个虚拟基站中资源进行一次次调用的麻烦，保证了网络稳定性。

如此，本发明设计的一种异构网络针对用户访问请求的资源调度方法，通过基站将接收到的用户的访问请求发送至网络资源管理器，并接收所述网络资源管理器根据用户的访问请求确定的响应所述访问请求的虚拟基站的位置；所述虚拟基站具有独立的虚拟网络控制器，判断所述虚拟基站中是否存在资源，若所述虚拟基站中存在资源，则所述虚拟网络控制器将所述虚拟基站中的资源分配给用户；若所述虚拟基站中不存在资源，则对所述虚拟基站进行资源再分配，降低了网络延时，提高了响应速度，从而提高了用户体验。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。