Page 14 - 网络电信2019年6月刊下
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式中，u k,m =1表示MVNOm向第k个UE提供带宽,mq为MVNOm容纳 配,π m,n ，InP与MVNO构成多对一匹配，偏好函数分别为式(6)和
用户的指标数。 式(8)，当购买或出售功率的为价格随机时，式(6)和式(8)所示
为了联合求解式（3）和式（5），得出第k个UE与MVNO的最 偏好是严格单调的，因此，匹配稳定解一定存在，即能得到效
佳匹配u k,m ，UEs与MVNO间构成多对一匹配，其中UEs的偏好函数 用最优的切片选择策略，稳定匹配可采用与2节末尾的一样的
为式（2），MVNO的偏好函数为式(4)，步骤如下。 UEs与MVNO间多对一匹配拒绝接收算法。
步骤1:任意UEk向可接受的最偏好的MVNOm递交服务申请；
每一个MVNO根据已定指标数在收到所有申请中留下本集中的申 三、比例公平的低复杂度功率分配策略
请（每个MVNO可选择多个用户），拒绝其他用户。 1.优化模型
步骤k:每一个未匹配的UEk’向还未拒绝过它的、最偏好的 当UEs-MVNOs，MVNOs–InPs两层多对一匹配完成后，形
MVNOm’递交服务申请；每一个MVNOm’根据已定指标，在收到 成用户组与切片组匹配。例如图1中，用户组（UE1,UE2）通过
的剩下所有用户申请中留下它选择集中的申请，拒绝所有其他 MVNO1与切片组（s 1 ,s 2 ）形成匹配组，无法得到UEs与切片间
申请。当没有拒绝发生时，算法结束。每一个MVNO服务它在算 的一对一匹配关系，进而不能直接根据信道特点为切片分配功
法最后一步中接受的所有用户，算法产生一个匹配。 率。因此，匹配保证了特定价格下UEs，MVNOs，InPs三者收益
3. InPs与MVNOs间多对一匹配博弈 最大，但不能保证频谱效率最高，需要进一步采用资源分配策
在上层博弈，InPs向MVNOs提供物理资源。假定物理资源 略，实现UEs与InPs的精确匹配并使频谱效率最优。这一问题可
的单位是切片，每切片的带宽已定并相等，因此，InPs向MVNOs 以通过对系统频谱效率建模，并考虑到系统负载平衡，使优化
提供切片并分配功率，但二者同时进行会导致计算复杂度太 问题首先速率比例公平来解决。
高。因此，首先假定各切片功率相等（平分总功率），假定1个 假定K m 为与MVNOm匹配的一组用户，S m 为与MVNOm匹配的一组
切片只能提供给1个MVNO，而1个MVNO则可租用多个切片，InPs 切片，即K m 与S m 匹配，H k,n 为第k个UE与切片n之间的信道，p k,n 为
向MVNOs提供切片时，对不同的MVNO有不同收益，同理，MVNO 切片n分配给第k个UE时的功率，假定切片带宽相等，则对K m 与S m
租用不同切片时，具有不同价格。为了使各自效用最大，用户 资源分配，建立如下优化模型：
与MVNOs双方应根据偏好进行选择，因此，构成MVNOs为租用者
InPs为供给者且为多方的多对一匹配。
InPs与MVNOs多对一匹配博弈中，MVNO选择切片组，结合下
层博弈，实现用户组选择切片组。确定MVNOs与InPs的连接关系
后，采用功率受限的比例公平原则进行功率分配，以提高公平
性和资源利用率，并适应信道变化。
对于MVNO，向InPs购买物理资源，向InP支付代价，其成本
函数为：
式中，x m,n 为MVNOm租用切片n时，向InPs购买功率的价格， 其中，C k,n 为切片分配指示，当且仅当切片n分配给第k个UE
购买的功率为P m,n ，S m 为MVNOm购买的切片总数。 时，C k,n =1。式（10）表示要求出合理的C k,n 及P k,n ，使频谱效率
因此，此时MVNOm的优化函数为： 最大。式（11）中的C1，C2，C3，C4，C5 分别表示切片不能分
数分配、每切片必须分配功率、一个切片只能分配给组内一个
用户、总功率受限以及用户速率需保持一定比例。对于H k,n ，假
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定信道增益为g k,n ，σ 为信道噪声功率，p k,n 为切片n为第k个UE
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提供的功率，定义H k,n =g k,n /σ ，则SNR为：
式中，π m,n =1向MVNOm购买切片n,m q 表示MVNOmg购买切片的
指标。
对于InP，其向MVNOm出售功率获得的收益：
提供切片功率的价格。因此，InP的优化函数为：
(8) 式（10）是一个非线性整数联合优化问题，具有NP-hard
E Inp,m,n =β m,n P m,n s m
式中，β m,n 为INP提供切片功率的价格。 的复杂度，不适合在线求解。
因此，INP的优化函数为I 2.低复杂度策略
为了求解优化式（10），采用次优算法。贪婪定理是复杂
度较低的搜索算法，首先由用户根据贪婪定理选择匹配组内的
切片，然后根据KKT条件，求每切片的功率。
式中，π m,n =1表示InP向MVNOm购买的切片n出售功率。 2.1 切片选择算法
为了联合求解式（7）和式(9），得出InP与MVNO的最佳匹 为了简化式（10）的求解，将其解耦成两步：用户选择
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