空天地一体化网络的服务功能链分配方法、装置及设备与流程

本申请涉及无线通信，尤其涉及一种空天地一体化网络的服务功能链分配方法、装置及设备。

背景技术：

1、6g空天地一体化网络整合空基、天基、地基的所有网络资源，为用户提供无缝连接和全球覆盖。但是，不同区域的网络资源存在巨大的异质性，同时，由于卫星和无人机的移动性，使得天基和空基中网络节点表现出强烈的动态性。这些特性为6g空天地一体化网络的资源分配提出了巨大的挑战。sfc(service function chaining，服务功能链)技术源于网络功能虚拟化和软件定义网络的发展，由网络功能(nf)序列组成，以特定顺序排列，实现各种网络服务。sfc不仅能通过动态配置和灵活部署nfs为用户提供量身定制的服务，还能通过在不同sfc之间共享nf最大限度地降低部署成本。相比传统的硬件网络功能，具备轻量化，可扩展，可调整的优势。因此，在6g空天地一体化网络中sfc技术是不可或缺的一部分。基于sfc进行资源分配可以很大程度提高用户满意度，同时减少部署成本。

2、但是目前的sfc嵌入算法难以直接应用于6g空天地一体化网络，增加空基节点和天基节点的部署相比地基节点的部署，成本大大提升，因此需要更多地考虑资源的经济性。然而，现有的6g空天地一体化网络中基于sfc的资源配置的工作对经济效益的考虑较少。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供了一种空天地一体化网络的服务功能链分配方法、装置及设备，旨在解决现有的6g空天地一体化网络中基于sfc的资源配置的工作对经济效益的考虑较少的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提出一种空天地一体化网络的服务功能链分配方法，所述的方法包括：

3、将服务功能链分配社会效益最大化的问题模型进行归一化，获得简化问题模型，所述问题模型通过系统模型的资源分配问题构建获得，所述系统模型基于空天地一体化网络构建获得；

4、利用原始及对偶框架对所述简化问题模型进行转换，获得社会效益最大化的对偶问题；

5、根据所述对偶问题的对偶解确定所述服务功能链的资源价格，并根据所述资源价格确定所述服务功能链的资源分配结果。

6、在一实施例中，所述将服务功能链分配社会效益最大化的问题模型进行归一化，获得简化问题模型的步骤，包括：

7、根据空天地一体化网络的资源特性、通信能力和网络属性，构建系统模型，所述系统模型由用户和拍卖者组成；

8、根据所述系统模型对服务功能链的资源分配问题进行构建，获得社会效益最大化的问题模型；

9、将所述系统模型的资源类型进行归一化，获得简化限制条件；

10、根据所述简化限制条件对所述问题模型进行简化，获得简化问题模型。

11、在一实施例中，所述利用原始及对偶框架对所述简化问题模型进行转换，获得社会效益最大化的对偶问题的步骤，包括：

12、基于原始及对偶框架，引入对偶变量；

13、根据所述对偶变量对所述简化问题模型进行转换，获得资源价格和用户利益的社会效益最大化的对偶问题。

14、在一实施例中，所述根据所述对偶问题的对偶解确定所述服务功能链的资源价格的步骤，包括：

15、对预设时间跨度的出价到达过程进行时间划分建模；

16、根据所述服务功能链的资源出价变量对所述对偶问题进行调整，获得时间划分后的对偶问题；

17、在出价到达时，对所述时间划分后的对偶问题进行求解，获得出价到达过程中每个时间划分阶段的资源价格。

18、在一实施例中，所述根据所述资源价格确定所述服务功能链的资源分配结果的步骤，包括：

19、判断所述资源出价变量是否处于时间划分阶段的第一阶段；

20、在所述资源出价变量不处于所述第一阶段时，通过出价到达时上一阶段的资源价格，确定用户利润；

21、根据所述资源价格和用户利润确定所述服务功能链的资源分配结果。

22、在一实施例中，所述根据所述资源价格和用户利润确定所述服务功能链的资源分配结果的步骤，包括：

23、判断所述用户利润的最大利润是否满足预设条件，所述预设条件为用户利润大于等于零以及当前资源约束小于服务功能链的资源总量；

24、在所述最大利润满足所述预设条件时，确定所述服务功能链的资源分配结果。

25、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种空天地一体化网络的服务功能链分配装置，所述装置包括：

26、问题简化模块，用于将服务功能链分配社会效益最大化的问题模型进行归一化，获得简化问题模型，所述问题模型通过系统模型的资源分配问题构建获得，所述系统模型基于空天地一体化网络构建获得；

27、对偶问题模块，用于利用原始及对偶框架对所述简化问题模型进行转换，获得社会效益最大化的对偶问题；

28、资源分配模块，用于根据所述对偶问题的对偶解确定所述服务功能链的资源价格，并根据所述资源价格确定所述服务功能链的资源分配结果。

29、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种空天地一体化网络的服务功能链分配设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序配置为实现如上文所述的空天地一体化网络的服务功能链分配方法的步骤。

30、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的空天地一体化网络的服务功能链分配方法的步骤。

31、此外，为实现上述目的，本申请还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的空天地一体化网络的服务功能链分配方法的步骤。

32、本申请提出的一个或多个技术方案，至少具有以下技术效果：本申请首先将服务功能链分配社会效益最大化的问题模型进行归一化，获得简化问题模型，所述问题模型通过系统模型的资源分配问题构建获得，所述系统模型基于空天地一体化网络构建获得；然后利用原始及对偶框架对所述简化问题模型进行转换，获得社会效益最大化的对偶问题；最后根据所述对偶问题的对偶解确定所述服务功能链的资源价格，并根据所述资源价格确定所述服务功能链的资源分配结果。由于本申请将空天地一体化网络的资源分配转化为社会效益最大化的问题模型，并通过原始及对偶框架转换为对偶问题，从而从服务功能链部署经济效益的角度来确定服务功能链的资源分配结果，能够促进每个用户真实地对所需的服务功能链出价，保证用户之间公平的资源分配，达到社会效益最大化。

技术特征：

1.一种空天地一体化网络的服务功能链分配方法，其特征在于，所述的方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将服务功能链分配社会效益最大化的问题模型进行归一化，获得简化问题模型的步骤，包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用原始及对偶框架对所述简化问题模型进行转换，获得社会效益最大化的对偶问题的步骤，包括：

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述对偶问题的对偶解确定所述服务功能链的资源价格的步骤，包括：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述资源价格确定所述服务功能链的资源分配结果的步骤，包括：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述资源价格和用户利润确定所述服务功能链的资源分配结果的步骤，包括：

7.一种空天地一体化网络的服务功能链分配装置，其特征在于，所述装置包括：

8.一种空天地一体化网络的服务功能链分配设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序配置为实现如权利要求1至6中任一项所述的空天地一体化网络的服务功能链分配方法的步骤。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的空天地一体化网络的服务功能链分配方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的空天地一体化网络的服务功能链分配方法的步骤。

技术总结
本申请公开了一种空天地一体化网络的服务功能链分配方法、装置及设备，涉及无线通信技术领域，该方法包括：将服务功能链分配社会效益最大化的问题模型进行归一化，获得简化问题模型，该问题模型通过系统模型的资源分配问题构建获得，该系统模型基于空天地一体化网络构建获得；利用原始及对偶框架将简化问题模型转换为对偶问题；根据对偶问题的对偶解确定服务功能链的资源价格，并确定服务功能链的资源分配结果。由于本申请将空天地一体化网络的资源分配转化为社会效益最大化的问题模型，并通过原始及对偶框架转换为对偶问题，从而从服务功能链部署经济效益的角度来确定资源分配结果，可保证用户之间公平的资源分配，达到社会效益最大化。

技术研发人员：吕雅丽,段经璞,李雄
受保护的技术使用者：鹏城实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/12/2