CN111556573B - 一种激励切片协作的无线资源分配方法 - Google Patents

一种激励切片协作的无线资源分配方法 Download PDF

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CN111556573B CN202010331721.6A CN202010331721A CN111556573B CN 111556573 B CN111556573 B CN 111556573B CN 202010331721 A CN202010331721 A CN 202010331721A CN 111556573 B CN111556573 B CN 111556573B
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Abstract

本发明提供一种激励切片协作的无线资源分配方法，每一个时隙执行如下步骤以将时隙资源分配给终端：S1、计算当前时隙在协作模式下每个切片和终端的权重；S2、将当前时隙分配给协作模式下权重最大的切片中权重最大的终端；S3、将当前时隙分配完成后，更新被分配了当前时隙的终端以及为该终端提供D2D协作的中继终端的等效被调度次数。其中，对于被协作终端的等效被调度数在被分配时隙个数上加一个数值，对于中继终端的等效被调度数在被分配时隙个数减一个数值。在下一个时隙时，中继终端的权重会增加，被协作终端的权重会降低，由此，后续的某个(或某些)时隙应该分配被协作终端的时隙将会被分配给中继终端，由此实现资源奖励激励切片间的协作。

Description

一种激励切片协作的无线资源分配方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，具体来说，涉及通信领域中的D2D协作，更具体说，涉及在移动网络切片间及切片内的协作的激励方法。
背景技术
在5G无线通信网络中，网络提供商(NP)为了最大化收益和提供定制化服务，首先利用网络切片技术共享物理基础设施，构建多个隔离的逻辑基础设施，也就是切片。NP并不直接传输服务，而是将这些切片租借给虚拟网络提供商(VNPs)，并向他们收取费用。在VNP和NP之间签订服务水平协议(SLA，Service Level Agreement)，协议内，NP向VNP提供服务质量，VNP向NP支付费用。VNPs向移动终端(MT，mobileterminal)提供传输服务。
由于网络切片在共享的基础设施上构建，多个网络切片可共享一个接入节点(Access Point，AP)形成一个共享服务系统。在共享AP的覆盖区域内，切片之间可能会需要移动终端间直接通信(Device to Device,D2D)协作，这意味着当一个MT的无线信道条件较差时，AP会为其选择一个MT作为中继，且两个MT可能属于相同的切片也可能属于不同的切片。由于终端都是自私的，仅关心自己的性能，仅会愿意消耗资源使自身利益最大化，为激励切片间的D2D协作，需要设计无线资源管理方案通过奖励中继MT更多的无线频谱资源，鼓励MTs作为D2D中继，可提高AP的性能、参与协作的切片和终端的性能。
现有技术下，虽然有对无切片网络的D2D协助激励机制的研究，但是缺乏对5G切片网络中D2D协助的激励方案的研究，没有一个成熟的方案可以实现切片网络中切片间的协作激励。在现有的D2D机制中，将MTs协作情况建模为虚拟标签(如虚拟现金、信誉)，其他MTs根据其虚拟标签选择是否为该MT提供协作。因此关心未来利益的理性MTs将获得与D2D协作的动机，通过将更多的无线资源分配给中继MT来鼓励D2D协助，其中中继MTs将获得需要协助MTs的部分无线资源。
5G切片网络的无线资源分配采取双层架构，在切片层AP将无线资源分配给切片，然后切片将分配的资源再分配给其服务的MTs。因此若需要将无线资源奖励给中继MT，首先必须把无线资源分配给中继MT所在的网络切片。而传统的D2D协作激励机制直接面向MT设计，无法应用在5G切片网络的双层结构中。
发明内容
因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种新的无线资源分配方法，以激励切片间的协作，提高切片以及切片所服务的终端的性能。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：本发明提供一种激励切片协作的无线资源分配方法，用于一个共享服务系统内激励不同切片服务的终端之间进行D2D协作时的无线资源分配，其中，所述共享服务系统服务多个切片，每个切片服务多个终端，所述共享服务系统中采用时分复用的方式在切片间共享无线资源，无线资源包含多个时隙，所述无线资源分配方法包括依次在每一个时隙执行如下步骤：
S1、计算当前时隙在协作模式下每个切片和终端的权重；
S2、将当前时隙分配给协作模式下权重最大的切片中权重最大的终端；
S3、将当前时隙分配完成后，更新被分配了当前时隙的终端以及为该终端提供D2D协作的中继终端的等效被调度次数。
根据上述步骤分配了当前时隙之后，被分配了当前时隙的终端的等效被调度次数更新为：
Figure GDA0004104914050000021
为被分配了当前时隙的终端提供D2D协作的中继终端的等效被调度次数更新为：
Figure GDA0004104914050000022
其中，j表示当前时隙，
Figure GDA0004104914050000023
表示被选出的切片，
Figure GDA0004104914050000024
表示切片
Figure GDA0004104914050000025
中被选出的终端；
Figure GDA0004104914050000031
表示终端
Figure GDA0004104914050000032
被分配了当前时隙的等效被调度次数，
Figure GDA0004104914050000033
表示为被分配了当前时隙的切片
Figure GDA0004104914050000034
的终端
Figure GDA0004104914050000035
提供D2D协作的中继终端的等效被调度次数，中继终端为切片
Figure GDA0004104914050000036
中的终端
Figure GDA0004104914050000037
Figure GDA0004104914050000038
表示被分配了当前时隙j的切片
Figure GDA0004104914050000039
的终端
Figure GDA00041049140500000310
是否需要被协作，需要被协作
Figure GDA00041049140500000311
否则
Figure GDA00041049140500000312
δ表示由切片设定的给中继终端的奖励的比例；
Figure GDA00041049140500000313
表示由于受到中继终端协作给被分配了当前时隙的切片
Figure GDA00041049140500000314
的终端
Figure GDA00041049140500000315
带来的性能提升，其中
Figure GDA00041049140500000316
表示切片
Figure GDA00041049140500000317
的终端
Figure GDA00041049140500000318
在SCM的传输速率，
Figure GDA00041049140500000319
表示切片
Figure GDA00041049140500000320
的终端
Figure GDA00041049140500000321
在NCM的传输速率，SCM表示协作模式，NCM表示非协作模式。
优选的，信噪比低于所述共享服务系统预设的门限值的终端需要被协作，在协作模式下切片的权重是指截止到当前时隙、在该切片所服务的全部终端中在协作模式下的等效被调度次数没有达到非协作模式下的被调度次数的终端的占比：
Figure GDA00041049140500000322
协作模式下终端的权重是指截止到当前时隙该终端在非协作模式下的被选择次数与在协作模式下的等效被调度次数之差：
Figure GDA00041049140500000323
其中，
Figure GDA00041049140500000324
是在协作模式下当前时隙j切片g的权重，Kg表示切片g服务的终端总数，
Figure GDA00041049140500000325
表示在协作模式下当前时隙j切片g中终端k的权重，
Figure GDA00041049140500000326
表示协作模式下截止到当前时隙j终端k的等效被调度次数，所有终端协作模式下的等效被调度次数之和等于时隙总数，
Figure GDA00041049140500000327
表示非协作模式下截止到当前时隙j切片g中终端k的被选择次数。
需要说明的是，终端在非协作模式下的被选择次数为在非协作模式下该终端被选择的时隙数，所有终端非协作模式下的被选择次数之和等于时隙总数，且在非协作模式下，在每一个时隙执行如下步骤以选择终端，并以此更新非协作模式下终端的被选择次数：
T1、计算在非协作模式下，当前时隙每个切片和终端的权重；其中，非协作模式下切片的权重是该切片要求的传输速率与截止到当前时隙该切片的平均速率的比值；非协作模式下终端的权重是截止到当前时隙，该终端的瞬时速率与平均速率的比值；
T2、选出当前时隙非协作模式下权重最大的切片中权重最大的终端；
T3、更新步骤T2中选出的终端非协作模式的被选择次数，在该终端的原被选择次数上加1：
Figure GDA0004104914050000041
其中，
Figure GDA0004104914050000042
表示非协作模式下选出的权重最大的切片，
Figure GDA0004104914050000043
表示切片
Figure GDA0004104914050000044
中权重最大的终端，
Figure GDA0004104914050000045
表示非协作模式下终端
Figure GDA0004104914050000046
的被选择次数。
步骤T1中所述的非协作模式下切片g的权重为：
Figure GDA0004104914050000047
其中，
Figure GDA0004104914050000048
表示切片g要求的传输速率
Figure GDA0004104914050000049
表示截止到时隙j，切片g的平均速率；其中，
Figure GDA00041049140500000410
β是正常数；rg,j表示时隙j切片g的瞬时传输速率，其等于本时隙内切片调度的终端的瞬时速率，如果本时隙切片没有调度任何终端，则取值为0；bg,j指示当前时隙j是否选择切片g，如果选择切片g，则bg,j＝1，否则bg,j＝0；
非协作模式下终端k的权重为：
Figure GDA00041049140500000411
其中
Figure GDA00041049140500000412
表示时隙j终端
Figure GDA00041049140500000413
的瞬时传输速率，
Figure GDA00041049140500000414
表示截止到时隙j终端
Figure GDA00041049140500000415
的平均传输速率，计算公式如下：
Figure GDA0004104914050000051
Figure GDA0004104914050000052
其中
Figure GDA0004104914050000053
指示时隙j资源是否分给终端
Figure GDA0004104914050000054
如果分给终端
Figure GDA0004104914050000055
则
Figure GDA0004104914050000056
否则
Figure GDA0004104914050000057
与现有技术相比，本发明的优点在于：能够实现将被协作终端的资源分配给提供协作的终端以激励切片间的协作，被协作的切片由于有提供协作的切片提供的协作，可以提高自身的性能；提供协作的切片由于提供协作而获得了更多的无线资源，也能提高其自身的性能。
附图说明
以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：
图1为根据本发明示例的被协作切片1中的CS MTS在协作模式下和非协作模式下的平均吞吐量变化、切片1中的NC MTS在协作模式下和非协作模式下的平均吞吐量变化、切片1在协作模式下和非协作模式下的平均吞吐量变化示意图；
图2为根据本发明示例的协作切片2中的CR MTS在协作模式下和非协作模式下的平均吞吐量变化、切片2中的NC MTS在协作模式下和非协作模式下的平均吞吐量变化、切片2在协作模式下和非协作模式下的平均吞吐量变化示意图；
图3为根据本发明示例的被协作的切片1在协作模式下和非协作模式下切片1的吞吐量变化示意图；
图4为根据本发明示例的提供协作的切片1在协作模式下和非协作模式下切片2的吞吐量变化示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
发明人经过研究发现，在5G切片网络中，终端之间的D2D协作可提高共享接入点的性能、参与协作的切片和终端的性能。但是，由于终端具有自私性，不会主动消耗资源来提高其他终端的性能，因此，需要通过奖励无线资源的方式激励终端提供D2D协助。
在5G切片网络中，D2D协作既可能发生在切片间也可能发生在切片内部，本发明设计的激励网络切片间D2D协作的无线资源分配方案，不仅能够激励切片间的D2D协作，也能够激励切片内的D2D协作。在5G切片网络中激励D2D协作的无线资源分配包含两层，切片层和MT层。在切片层，AP为切片分配无线资源，将奖励给中继MT的资源分配给其所在的切片；在终端层，切片为MT分配资源，按照奖励策略将被协作MT的部分无线资源奖励给中继MT，未参与协作的MT的资源分配不受影响。
为了更好的理解本发明，下面结合具体的实施例来说明本发明。
当某一个MT的信道条件较差时，比如该MT的信噪比低于某一门限时，该MT需要中继，则切片将告知AP控制系统该MT需要中继，该MT称为协作源MT(Cooperative Source MT，CS-MT)，系统根据最佳中继原则选择中继，即选择使得CS-MT性能最好(信噪比最大)的MT作为其中继并且中继采取放大转发和全双工方式；为CS-MT提供协作的中继终端成为CR-MT(cooperative relay MT)；既没有被协作也没有为其他终端提供协作的终端称为NC-MT(no-cooperative MT)。
根据本发明的一个实施例，以一个共享接入点AP服务G个切片为例，每个切片表示为切片g，g＝1，2，3，…G,切片g服务Kg个终端MT,用
Figure GDA0004104914050000061
(k＝1,…,Kg)表示切片g服务的终端k，AP采取时分复用的方式在切片间共享无线资源，无线资源分为J个时隙(即时间资源)。
在协作模式(下文简称为SCM)下，将每一个时隙按照如下步骤分配给不同类型的终端，即对于每一个时隙，比如时隙j，j＝1,…J，执行下面的步骤S1、S2和S3。
在步骤S1中，计算当前时隙在协作模式下每个切片和终端的权重；其中，协作模式(下文简称为SCM)下切片的权重是指截止到当前时隙、在该切片所服务的全部终端中在协作模式下的等效被调度次数没有达到非协作模式下的被调度次数的终端的占比：
Figure GDA0004104914050000062
协作模式下终端的权重是指截止到当前时隙该终端在非协作模式下的被调度次数与在协作模式下的等效被调度次数之差：
Figure GDA0004104914050000071
其中，
Figure GDA0004104914050000072
是当前时隙j切片g的权重，
Figure GDA0004104914050000073
表示切片g中终端k的权重，
Figure GDA0004104914050000074
表示协作模式下截止到当前时隙j终端k的等效被调度次数，
Figure GDA0004104914050000075
表示非协作模式下截止到当前时隙j终端k(k＝1,…,Kg)的被选择次数。
其中在SCM模式下，为了获得
Figure GDA0004104914050000076
并更新非协作模式(下文简称NCM)下切片和终端的权重，在每个时隙都首先执行NCM的操作，但不会把时隙分配给NCM操作选出的终端，除此之外执行NCM的其他所有操作。更新权重是为了下一个时隙再获得
Figure GDA0004104914050000077
这样虽然系统一直采取SCM模式，但在每个时隙，可以得到如果系统一直采取NCM模式切片的终端被调度的次数，也就是这里的
Figure GDA0004104914050000078
根据本发明的一个实施例，执行NCM是指在每一个时隙按照如下方式选择终端并更新各个终端的被选择次数，即对于每一个时隙，比如时隙j，j＝1,…J，执行下面的步骤T1、T2和T3。其中，非协作模式下终端的被选择次数与其被选择的时隙数一致：
T1、计算在NCM下，当前时隙每个切片和终端的权重；其中，非协作模式下切片的权重是该切片要求的传输速率与截止到当前时隙该切片的平均速率的比值；在时隙j中切片g的权重表示为
Figure GDA00041049140500000715
计算公式如下：
Figure GDA0004104914050000079
其中，
Figure GDA00041049140500000710
表示切片g要求的传输速率，
Figure GDA00041049140500000711
表示截止到时隙j，切片g的平均速率，计算方式如下：
Figure GDA00041049140500000712
其中β是正常数；bg,j指示当前时隙j是否选择切片g，如果选择切片g，则bg,j＝1，否则bg,j＝0。
非协作模式下终端的权重是截止到当前时隙，该终端的瞬时速率与平均速率的比值：用
Figure GDA00041049140500000713
表示终端
Figure GDA00041049140500000714
在时隙j的权重,计算公式如下：
Figure GDA0004104914050000081
其中，
Figure GDA0004104914050000082
表示截止到时隙j终端k(表示为
Figure GDA0004104914050000083
)的平均传输速率，计算公式如下：
Figure GDA0004104914050000084
Figure GDA0004104914050000085
其中
Figure GDA0004104914050000086
表示时隙j终端
Figure GDA0004104914050000087
的瞬时传输速率，
Figure GDA0004104914050000088
指示时隙j是否选择终端
Figure GDA0004104914050000089
如果选择终端
Figure GDA00041049140500000810
则
Figure GDA00041049140500000811
否则
Figure GDA00041049140500000812
T2、选出当前时隙非协作模式下权重最大的切片中权重最大的终端；对于时隙j共享系统AP按照公式(8)选出权重最大的切片
Figure GDA00041049140500000813
并按照公式(9)从该切片
Figure GDA00041049140500000814
中选出权重最大的终端
Figure GDA00041049140500000815
(表示为
Figure GDA00041049140500000816
)：
Figure GDA00041049140500000817
Figure GDA00041049140500000818
T3、按照公式(10)更新该终端
Figure GDA00041049140500000819
非协作模式的被选择次数，在该终端的原被选择次数上加1，其他终端在非协作模式下的被选择次数保持不变：
Figure GDA00041049140500000820
其中，
Figure GDA00041049140500000821
表示非协作模式下选出的权重最大的切片，
Figure GDA00041049140500000822
表示切片
Figure GDA00041049140500000823
中权重最大的终端，
Figure GDA00041049140500000824
表示非协作模式下终端
Figure GDA00041049140500000825
的被选择次数。
在步骤S2中，将当前时隙分配给协作模式下权重最大的切片中权重最大的终端；在协作模式下，对于时隙j，共享系统AP按照公式(11)选出权重最大的切片
Figure GDA00041049140500000826
按照公式(12)从该切片
Figure GDA00041049140500000827
中选出权重最大的终端
Figure GDA00041049140500000828
并表示为
Figure GDA00041049140500000829
并将时隙j分配给该终端
Figure GDA00041049140500000830
Figure GDA0004104914050000091
Figure GDA0004104914050000092
在步骤S3中，将当前时隙分配完成后，按照公式(13)和(14)分别更新被分配了当前时隙j的终端
Figure GDA0004104914050000093
以及为该终端提供D2D协作的中继终端的等效被调度次数，中继终端为切片
Figure GDA0004104914050000094
中的终端
Figure GDA0004104914050000095
表示为
Figure GDA0004104914050000096
其中，
终端
Figure GDA0004104914050000097
的等效被调度次数更新为：
Figure GDA0004104914050000098
中继终端
Figure GDA0004104914050000099
的等效被调度次数更新为：
Figure GDA00041049140500000910
其中，j表示当前时隙，
Figure GDA00041049140500000911
表示被选出的切片，
Figure GDA00041049140500000912
表示切片
Figure GDA00041049140500000913
中被选出的终端；
Figure GDA00041049140500000914
表示终端
Figure GDA00041049140500000915
被分配了当前时隙的等效被调度次数，
Figure GDA00041049140500000916
表示为被分配了当前时隙的切片
Figure GDA00041049140500000917
的终端
Figure GDA00041049140500000918
提供D2D协作的中继终端的等效被调度次数；
Figure GDA00041049140500000919
表示被分配了当前时隙j的切片
Figure GDA00041049140500000920
的终端
Figure GDA00041049140500000921
是否需要被协作，需要被协作
Figure GDA00041049140500000922
否则
Figure GDA00041049140500000923
δ表示由切片设定的给中继终端的奖励的比例；
Figure GDA00041049140500000924
表示由于受到中继终端协作给被分配了当前时隙的切片
Figure GDA00041049140500000929
的终端
Figure GDA00041049140500000925
带来的性能提升，其中
Figure GDA00041049140500000926
表示在时隙j切片
Figure GDA00041049140500000927
的终端
Figure GDA00041049140500000928
在SCM的传输速率，
Figure GDA0004104914050000101
表示在时隙j切片
Figure GDA0004104914050000102
的终端
Figure GDA0004104914050000103
在NCM的传输速率，SCM表示协作模式，NCM表示非协作，其他终端的等效被调度次数保持不变。
各终端在非协作模式下的被选择数之和等于时隙数，各终端在协作模式下的等效被调度次数之和等于时隙数。非协作模式下，终端的被选择数与被分配时隙数相同；在协作模式下，对于被协作终端的等效被调度数在被分配时隙个数上加一个数值，对于中继终端的等效被调度数在被分配时隙个数减一个数值。对于某一次D2D协作中，在被协作终端的等效被调度次数上加的数值与在其中继终端的等效调度次数减的数值相同，例如在将时隙j分配给需要被协作的终端后，该终端的等效被调度次数在加1的基础上额外增加了一个奖励数值，为其提供协作的中继终端则减去了一个奖励数值，在下一个时隙时，中继终端的权重会增加，被协作终端的权重会降低，由此，后续的某个(或某些)应该分配给被协作终端的时隙将会被分配给中继终端，由此实现资源奖励。
通过上述描述可知，非协作模式下时隙资源分配方法以及协作模式下时隙资源分配方法的描述可知，在非协作模式下和协作模式下时隙资源分配方式是不同的。协作模式下的时隙资源分配方案能够实现将被协作终端的资源分配给提供协作的终端以激励切片间的协作，被协作的切片由于有提供协作的切片提供的协作，可以提高自身的性能；提供协作的切片由于提供协作而获得了更多的无线资源，也能提高其自身的性能。
为了更好的说明本发明的效果，下面结合一个实验示例来说明本发明。
根据本发明的一个示例，以一个共享AP服务于切片1和切片2两个切片，每个切片服务Kg个终端，以
Figure GDA0004104914050000104
代表两个切片的终端MTs,其中g＝1,2；k＝1,…,Kg，AP和所有MTs之间的距离都设置为
Figure GDA0004104914050000105
Figure GDA0004104914050000106
的角度、X轴和
Figure GDA0004104914050000107
线段和原点之间的夹角,由
Figure GDA0004104914050000108
表示；PAP和
Figure GDA0004104914050000109
分别代表AP和
Figure GDA00041049140500001010
的传输功率，σ2为噪声方差，K1和K2代表两个切片的终端数，
Figure GDA00041049140500001011
和
Figure GDA00041049140500001012
代表
Figure GDA00041049140500001013
和AP之间、
Figure GDA00041049140500001014
和
Figure GDA00041049140500001015
之间的准静态平坦衰落信道仿真参数如表一所示。我们假设切片1服务的MTs为CS-MTs和NC-MTs，切片2服务的MTs为CR-MTs和NC-MTs。
表一 仿真参数表
Figure GDA0004104914050000111
CS-MTs与其余MTs之间的距离和信道增益分别记为
Figure GDA0004104914050000112
和
Figure GDA0004104914050000113
其中，
Figure GDA0004104914050000114
并且
Figure GDA0004104914050000115
图1、图2分别示出了当
Figure GDA0004104914050000116
且
Figure GDA0004104914050000117
时，非协作模式NCM和协作模式SCM内切片和MTs的吞吐量。图1为切片1中各终端的吞吐量变化趋势，图2为切片2中各终端吞吐量变化趋势。从图1和图2中可以看出，与NCM中的值相比，由于切片1中的CS-MTs被协作，所以切片1的吞吐量增加了5.0％以上；因为切片2转发了切片1的信号而得到了奖励，所以切片2的吞吐量提高了5.6％以上。因此，本发明的资源分配方法可以有效地激励切片进行协作。对于切片1和切片2，实验结果表明SCM中NC-MTs的平均吞吐量几乎与NCM中相同。与NCM中的值相比，切片1的CS-MTs和切片2的CR-MTs的平均吞吐量在SCM中分别增加了9.3％和6.5％以上。因此，MTs有效地被激励成中继，不仅提高了切片的性能，也提高了终端的性能。
图3和图4分别示出了切片的吞吐量与r1 SLA之间的关系，图3为切片1的吞吐量与r1 SLA的关系，图4为切片2的吞吐量与r1 SLA的关系。其中，r1 SLA从1bps/Hz增加到5bps/Hz，随着r1 SLA增加，切片1的吞吐量增加，切片2的吞吐量减少。其原因是，在两层激励方案中，切片1的调度权重随着r1 SLA增加而增加，切片2的调度权重不变；当r1 SLA太大，超出系统能力范围时，系统将无法满足
Figure GDA0004104914050000121
将系统能够满足的最大
Figure GDA0004104914050000122
值定义为
Figure GDA0004104914050000123
阈值，
Figure GDA0004104914050000124
阈值越大，系统容量越大。如图3和图4所示，NCM的r1 SLA阈值为3.86bps/Hz、
Figure GDA0004104914050000125
阈值为4.09bps/Hz,SCM的r1 SLA阈值为4.15bps/Hz、r1 SLA阈值为4.87bps/Hz。因此，通过切片的协作，提高了切片的吞吐量，提高了系统的
Figure GDA0004104914050000126
阈值，这说明使用了激励方案的系统可以满足更高的SLA要求。
本发明提出了一种切片网络中D2D合作的方法及系统，可以激励MTs作为D2D中继，提高系统效用和切片效用，并保证不合作的MTs的吞吐量几乎不变。通过D2D中继MT为被协作的MT转发无线信号，提供协助的切片和被协助的切片整体性能均有提升；切片内CS-MTs性能提升，CR-MTs性能提升，NC-MTs几乎不受影响。
需要说明的是，虽然上文按照特定顺序描述了各个步骤，但是并不意味着必须按照上述特定顺序来执行各个步骤，实际上，这些步骤中的一些可以并发执行，甚至改变顺序，只要能够实现所需要的功能即可。
本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以包括但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种激励切片协作的无线资源分配方法，用于一个共享服务系统内激励不同切片服务的终端之间进行D2D协作时的无线资源分配，其中，所述共享服务系统服务多个切片，每个切片服务多个终端，所述共享服务系统中采用时分复用的方式在切片间共享无线资源，无线资源包含多个时隙，其特征在于，所述无线资源分配方法包括依次在每一个时隙执行如下步骤：
S1、计算当前时隙在协作模式下每个切片和终端的权重；其中，当前时隙在协作模式下切片的权重是指截止到当前时隙、在该切片所服务的全部终端中在协作模式下的等效被调度次数没有达到非协作模式下的被选择次数的终端的占比；当前时隙在协作模式下终端的权重是指截止到当前时隙该终端在非协作模式下的被选择的次数与在协作模式下的等效被调度次数之差；
S2、将当前时隙分配给协作模式下权重最大的切片中权重最大的终端；
S3、更新被分配了当前时隙的终端以及为该终端提供D2D协作的中继终端的等效被调度次数。
2.根据权利要求1所述的一种激励切片协作的无线资源分配方法，其特征在于，
被分配了当前时隙的终端的等效被调度次数更新为：
为被分配了当前时隙的终端提供D2D协作的中继终端的等效被调度次数更新为：
其中，j表示当前时隙，表示被选出的切片，表示切片中被选出的终端；表示终端被分配了当前时隙的等效被调度次数，表示为被分配了当前时隙的切片的终端提供D2D协作的中继终端的等效被调度次数；表示被分配了当前时隙j的切片的终端是否需要被协作，需要被协作否则δ表示由切片设定的给中继终端的奖励的比例；表示由于受到中继终端协作给被分配了当前时隙的切片的终端带来的性能提升，其中表示在时隙j切片的终端在SCM的传输速率，表示在时隙j切片的终端在NCM的传输速率，SCM表示协作模式，NCM表示非协作模式。
3.根据权利要求2所述的一种激励切片协作的无线资源分配方法，其特征在于，对信噪比低于所述共享服务系统预设的门限值的终端进行协作。
4.根据权利要求2所述的一种激励切片协作的无线资源分配方法，其特征在于，
协作模式下切片的权重是指截止到当前时隙、在该切片所服务的全部终端中在协作模式下的等效被调度次数没有达到非协作模式下的被选择次数的终端的占比：
协作模式下终端的权重是指截止到当前时隙该终端在非协作模式下的被选择的次数与在协作模式下的等效被调度次数之差：
其中，是当前时隙j切片g的权重，Kg表示切片g服务的终端总数，表示终端k的权重，表示协作模式下截止到当前时隙j终端k的等效被调度次数，表示非协作模式下截止到当前时隙j终端k的被选择次数。
5.根据权利要求4所述的一种激励切片协作的无线资源分配方法，其特征在于，所有终端协作模式下的等效被调度次数之和等于时隙总数。
6.根据权利要求4所述的一种激励切片协作的无线资源分配方法，其特征在于，终端在非协作模式下的被选择的次数为在非协作模式下该终端被选择的时隙数，所有终端非协作模式下的被选择次数之和等于时隙总数。
7.根据权利要求6所述的一种激励切片协作的无线资源分配方法，其特征在于，在非协作模式下，在每一个时隙执行如下步骤以选择出一个终端并更新该终端的被选择次数：
T1、计算在非协作模式下，当前时隙每个切片和终端的权重；其中，非协作模式下切片的权重是该切片要求的传输速率与截止到当前时隙该切片的平均速率的比值；非协作模式下终端的权重是截止到当前时隙，该终端的瞬时速率与平均速率的比值；
T2、选出当前时隙非协作模式下权重最大的切片中权重最大的终端；
T3、更新步骤T2中选出的终端非协作模式的被选择次数，在该终端的原被调度次数上加1：
其中，表示非协作模式下选出的权重最大的切片，表示切片中权重最大的终端，表示非协作模式下终端的被选择次数。
8.根据权利要求7所述的一种激励切片协作的无线资源分配方法，其特征在于，
非协作模式下切片g的权重为：
其中，表示切片g要求的传输速率，表示截止到时隙j切片g的平均速率；其中，
其中β为正常数，bg,j指示当前时隙j是否选择切片g，如果选择切片g，则bg,j＝1，否则bg,j＝0；
非协作模式下切片g服务的终端k的权重为：
其中表示时隙j终端的瞬时传输速率，表示截止到时隙j终端的平均传输速率，计算公式如下：
其中指示时隙j是否选择终端如果选择终端则否则
9.一种共享服务系统，所述共享服务系统包括多个切片，每个切片服务多个终端，所述共享服务系统采用时分复用的方式在切片间共享无线资源，其特征在于，所述共享服务系统采用如权利要求1至8任一所述的方法将无线资源分配给切片服务的终端。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。
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