一种轨道交通的网络切片管理方法、装置、设备及列车与流程

本发明涉及轨道交通，特别涉及一种轨道交通的网络资源分配方法、装置、设备及轨道列车。

背景技术：

1、目前，传统基于5g网络切片的无线通信资源分配方案中算法过程十分复杂，且准确性不高；如基于拉格朗日对偶理论和kkt(karush-kuhn-tucker，一种最优化条件)条件，可以将不同类型用户的速率，时延及可靠性的差异化性能指标要求转化为对无线通信资源的需求从而对无信通信资源进行分配管理；需要先构造拉格朗日函数，并转化为对偶问题，再将其分解为k个独立的子问题并初始化拉格朗日乘子α0，λ0，μ0，计算最优的载波分配和功率分配得到对偶函数g(α，λ，μ)，更新拉格朗日乘子，重复步骤直到收敛为止，得到无线通信资源的最优分配；但这种现有算法中拉格朗日乘子法的收敛性能较差，并且可能无法找到全局最优解，而且此算法的计算复杂度较大，致使计算效率不高，并不适用于轨道交通领域。

2、因此，如何能够提供一种适用于轨道交通领域中移动通信的网络切片管理方案，提高网络资源分配的准确性，是现今急需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种轨道交通的网络资源分配方法、装置、设备及轨道列车，以实现适用于轨道交通领域中移动通信的网络资源管理，提高网络资源分配的准确性和用户体验。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种轨道交通的网络切片管理方法，包括：

3、根据当前调度时刻的各网络切片内请求资源用户的用户数，得到总网络资源对应的资源组；

4、根据各所述网络切片对应的资源块隔离系数和/或用户隔离系数，确定各所述网络切片各自对应的切片优先级；其中，所述资源块隔离系数包括每个所述网络切片调度各所述资源组中每个资源块的频率相关性隔离系数，所述用户隔离系数包括每个所述网络切片内各所述请求资源用户的资源利用率隔离系数；

5、根据所述切片优先级，为各所述网络切片分配各自对应的资源组；

6、根据各所述网络切片分配到的资源组和各所述网络切片内的各所述请求资源用户的用户优先级，为每个所述网络切片内的各所述请求资源用户分配各自对应的资源块。

7、在一些实施例中，所述根据当前调度时刻的各网络切片内请求资源用户的用户数，得到总资源对应的资源组，包括：

8、根据当前调度时刻每个所述请求资源用户各自对应的虚拟用户，确定各所述网络切片内请求资源用户的用户数；

9、根据所述用户数，确定所述总网络资源对应的资源组。

10、在一些实施例中，所述根据各所述网络切片对应的资源块隔离系数和/或用户隔离系数，确定各所述网络切片各自对应的切片优先级，包括：

11、通过确定各所述网络切片对应的资源块隔离系数；其中，为网络切片i调度资源组j中第n个资源块的频率相关性隔离系数，oi(t)为当前调度时刻t网络切片i中资源块的总数，为资源组j中第n个资源块的第h个子载波的频率，为网络切片i中已经调度的第o个资源块第h个子载波的频率；

12、通过确定各所述网络切片对应的用户隔离系数；其中，为网络切片i内请求资源用户k的资源利用率隔离系数，为当前调度时刻t网络切片i内请求资源用户k所需的虚拟链路带宽资源，d(t)为当前调度时刻t基站剩余的物理链路带宽资源；

13、通过确定各所述网络切片各自对应的切片优先级；其中，pij(t)为网络切片i调度资源组j的优先级，当前调度时刻t每个所述资源组中资源块的数量相同且均为c(t)，ei(t)为网络切片i内的请求资源用户的用户数；为当前调度时刻t网络切片i内请求资源用户k在资源组j中第n个资源块上的优先级，αk、βk和γk分别为预设传输数据量权重、预设传输速率权重和预设传输时延权重，αk、βk和γk均为大于0且小于1的数值，αk+βk+γk＝1；和分别为网络切片i内请求资源用户k请求资源组j中第n个资源块时请求资源用户k在当前调度时刻t的待发送业务量、瞬时速率、平均速率和分组数据包在缓冲区队列的排队时延；τk为预设时延门限，σk为预设比例值，σk为大于0且小于1的数值。

14、在一些实施例中，其中，为网络切片i内请求资源用户k对应的预设最大值，ω为预设最大等级差，为网络切片i+n内请求资源用户k的资源利用率隔离系数。

15、在一些实施例中，其中，b为各所述资源组的信道带宽；m为轨道列车所在的目标小区，h(m)为信道随机衰落，α为路径损耗因子，p为无线传输功率，σ2为噪声功率，lm为所述目标小区内所述轨道列车与基站的通信距离；所述目标小区为所述基站对应的小区中的任一小区，所述基站对应的小区为基站的无线覆盖区域按时隙划分的区域，每个所述小区的距离为所述时隙的长度与所述轨道列车的速度的乘积。

16、在一些实施例中，所述用户优先级包括当前网络切片内的各所述请求资源用户对应当前资源组的优先级，当前网络切片为任一所述网络切片，当前资源组为当前网络切片分配到的资源组；

17、对应的，所述根据各所述网络切片分配到的资源组和各所述网络切片内的各所述请求资源用户的用户优先级，为每个所述网络切片内的各所述请求资源用户分配各自对应的资源块之前，还包括：

18、通过计算各所述网络切片内的各所述请求资源用户的用户优先级；为当前调度时刻t网络切片i内请求资源用户k在资源组j上的优先级；di(t)为网络切片i内的请求资源用户所需的虚拟链路带宽资源，ei(t)为网络切片i内的请求资源用户的用户数；为在当前调度时刻t，网络切片i内请求资源用户k请求资源组j中第n个资源块来完成任务的瞬时传输速率；ri,k(t)为网络切片i内请求资源用户k在当前调度时刻t之前预设时间段内的平均传输速率；当前调度时刻t每个所述资源组中资源块的数量相同且均为c(t)。

19、在一些实施例中，所述切片优先级包括每个所述网络切片对应各所述资源组的优先级时，所述根据所述切片优先级，为各所述网络切片分配各自对应的资源组，包括：

20、按照所述切片优先级由高到低的顺序，确定目标切片和目标资源组；其中，所述目标切片为未分配到足够资源组的网络切片中优先级最高的一个网络切片，所述目标资源组为所述目标切片对应的优先级最高的一个未分配的资源组；

21、将所述目标资源组分配给所述目标切片；

22、判断全部所述资源组是否分配完；

23、若是，则执行所述根据各所述网络切片分配到的资源组和各所述网络切片内的各所述请求资源用户的用户优先级，为每个所述网络切片内的各所述请求资源用户分配各自对应的资源块的步骤；

24、若否，则执行所述按照所述切片优先级由高到低的顺序，确定目标切片和目标资源组的步骤。

25、本发明还提供了一种轨道交通的网络切片管理装置，包括：

26、分组模块，用于根据当前调度时刻的各网络切片内请求资源用户的用户数，得到总网络资源对应的资源组；

27、确定模块，用于根据各所述网络切片对应的资源块隔离系数和/或用户隔离系数，确定各所述网络切片各自对应的切片优先级；其中，所述资源块隔离系数包括每个所述网络切片调度各所述资源组中每个资源块的频率相关性隔离系数，所述用户隔离系数包括每个所述网络切片内各所述请求资源用户的资源利用率隔离系数；

28、切片分配模块，用于根据所述切片优先级，为各所述网络切片分配各自对应的资源组；

29、用户分配模块，用于根据各所述网络切片分配到的资源组和各所述网络切片内的各所述请求资源用户的用户优先级，为每个所述网络切片内的各所述请求资源用户分配各自对应的资源块。

30、本发明还提供了一种轨道交通的网络切片管理设备，包括：

31、存储器，用于存储计算机程序；

32、处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述的轨道交通的网络切片管理方法的步骤。

33、此外，本发明还提供了一种轨道列车，包括：如上述所述的轨道交通的网络切片管理设备。

34、本发明所提供的一种轨道交通的网络切片管理方法，包括：根据当前调度时刻的各网络切片内请求资源用户的用户数，得到总网络资源对应的资源组；根据各网络切片对应的资源块隔离系数和/或用户隔离系数，确定各网络切片各自对应的切片优先级；其中，资源块隔离系数包括每个网络切片调度各资源组中每个资源块的频率相关性隔离系数，用户隔离系数包括每个网络切片内各请求资源用户的资源利用率隔离系数；根据切片优先级，为各网络切片分配各自对应的资源组；根据各网络切片分配到的资源组和各网络切片内的各请求资源用户的用户优先级，为每个网络切片内的各请求资源用户分配各自对应的资源块；

35、可见，本发明通过根据各网络切片对应的资源块隔离系数和/或用户隔离系数，确定各网络切片各自对应的切片优先级，利用从资源块的信道频谱相关性和/或资源使用效率的角度设置的隔离机制，使不同网络切片分配的网络资源存在差异化，避免切片间发生资源相互竞争进而影响切片的正常部署和运行的情况，并且能够避免因为一个网络切片的异常而影响其他切片的安全的问题，提高了网络资源分配的准确性；并且通过切片优先级和用户优先级的使用，实现切片间的资源调度和切片内的资源调度，降低了计算复杂度，提升了计算效率和用户体验。此外，本发明还提供了一种轨道交通的网络切片管理方法、装置、设备及轨道列车，同样具有上述有益效果。