随着社会、经济的飞速发展,人们对无线通信数据的需求量迅速膨胀,对业务种类的要求也日益多样化,未来无线网络将呈现出以业务为主导、多种无线技术共存的发展态势。传统无线网络具有网络资源利用率低、网络构造垂直化、网络特性固定单一、网络功能固化于底层硬件中等缺点,无法满足无线通信的发展需求。无线网络虚拟化技术WNV(Wireless Network Virtualization)能够使多个虚拟网络共享同一物理网络,提高资源利用率并且大大降低网络部署成本。业务提供商SPs(Service Providers)可以通过对虚拟网络的配置,实现对不同种类业务的支持。因此,WNV为实现多种网络共存以及新技术的部署与发展提供了新的途径,已经成为无线通信网络的一个研究热点。而随着LTE(Long Term Evolution)成为下一代移动通信的主流,LTE网络虚拟化正受到广泛关注。本文主要研究LTE网络虚拟化中的无线资源分配。先对LTE网络虚拟化进行了简介。简单介绍了 LTE系统的性能需求、网络架构、关键技术以及帧结构。接着对无线网络虚拟化进行了简介,给出了一个LTE网络虚拟化通用下行框架,并讨论了 LTE网络虚拟化中的资源分配问题。最后对无线网络虚拟化的常用工具—博弈论进行了叙述,简单介绍了博弈论在经济学领域的应用分支—拍卖理论,并对博弈论在LTE网络虚拟化无线资源分配中的应用进行了简单讨论。针对单个 InP(Infrastructure Provider)、单个 eNB(evolved Node B)的场景,本文提出了一种LTE网络虚拟化框架,并在该框架下提出了一种基于VCG(Vickrey-Clarke-Groves)拍卖模型的资源块分配机制。在所提的虚拟化框架中,超级控制器无法直接访问用户信息,从而InP先将资源块分配给MVNO(Mobile Virtual Network Operator),再由MVNO将获得的资源块分配给用户。将InP和MVNO间的资源块分配过程建模为一个VCG拍卖,MVNO对资源块集合进行报价,InP根据报价将资源块分配给各MVNO,利用VCG拍卖机制的“如实上报”特性来鼓励MVNO进行如实上报估价。引入一种带有可调整参数的归一化效用函数,MVNO可以根据自身的业务需求调整参数来定制虚拟网络的资源块调度策略。为每个MVNO设置一个最低资源块保障数目来实现虚拟网络间的隔离。由于求解资源块分配问题的计算复杂度高,提出了一种启发式算法,对资源块逐个分配,在每个资源块被分配时,各MVNO上报对该资源块的估价,InP根据上报的估价将该资源块分配给上报值最大的MVNO。考虑两种类型的业务混合的情况:QoS(QualityofService)业务和BE(BestEffort)业务,该算法先对QoS业务的用户进行资源块分配,再将剩余资源块在所有用户间进行分配。仿真表明,所提的资源块分配机制能实现虚拟网络的定制性和隔离性。针对多个InP、多个eNB的场景,本文提出了一种LTE网络虚拟化框架,并在该框架下,提出了一种基于博弈论的速率申请与分配模型。在该框架中,每个InP拥有一个物理eNB,每个MVNO在每个InP中都拥有一个虚拟eNB,并且每个MVNO都拥有一个虚拟网络控制器对其拥有的所有虚拟eNB进行集中控制。将InP与MVNO之间的速率申请与分配过程建立为一个两阶段动态博弈,在第一阶段中,各InP对所有MVNO进行速率的定价,第二阶段中,各MVNO根据来自InP的定价及自身的速率需求确定向各InP的速率申请量。每个InP都为各MVNO设定一个速率申请上限来确保虚拟网络之间隔离。由于各MVNO在每个InP中的申请上限是固定的,可能出现同一InP中速率需求量大的MVNO因为达到最大申请量而无法获得更多速率,而速率需求量小的MVNO未达最大申请量,其虚拟网络还有速率未被申请的情况。针对该情况,提出了一种速率申请上限调整算法,该算法降低未达最大申请速率的MVNO的申请上限,同时提高已达最大申请速率的MVNO的上限。调整结束后,使用新的上限进行博弈。仿真表明,随着MVNO在某个InP中速率需求增加,其在该InP种的速率申请量也会增加,但不会超过InP为其设定的速率申请上限,即网络之间的隔离性得到实现。同时,对速率上限的调整,能够在实现相同隔离性的同时使原本已达申请上限的MVNO有机会获得更多速率,并且让做出上限调整的InP有机会获得更多收益。