1 引言

4G无线通信技术极大地便利了人们的生活，同时数据流量的爆炸性增长、海量设备的连接以及不断增长的服务类型，也对移动通信产生了巨大的挑战[1]。而在5G时代，更预期要提升1 000倍的移动数据量，100倍的端到端数据速率，100倍的连接设备数，以及降低5倍的端到端时延等[2]。5G技术有三类应用场景，即增强型移动宽带（Enhanced Mobile Broadbande, eMBB）、高可靠低时延通信（Ultra Reliable & Low Latency Communication,uRLLC）和大规模机器通信（Massive Machine Type of Communication, mMTC）。不同的应用场景有不同的性能指标，如峰值速率、用户体验速率、移动性、流量密度、连接数密度、端到端时延、频谱效率和网络能效等[3]。

从面向服务的角度来考虑，上述三类应用场景和各种性能指标体现了5G网络所能为垂直行业提供的多样化服务，这些服务是定制化的，所要求的性能指标各不相同，允许接入的设备类型也更广泛。

如何为客户提供一张按需定制、独立运维、稳定高效的网络，也就成了亟需解决的技术需求。最早由下一代移动网络联盟（Next Generation Mobile Network, NGMN）提出的网络切片是5G网络应对这些挑战的关键技术之一。

网络切片的研究主要有以下3个方向：① 如何降低切片的虚拟节点映射资源开销[4]；② 如何能在数据流量剧增的情况下，尽可能地节约虚拟资源，以此满足更多用户的需求；③ 如何能随着用户多变的服务需求动态地调整服务能力，实时地增加或者缩减资源容量。本文主要集中于研究后两个方向上的资源准备与资源分配的问题。目前在这两个方向上的研究存在如下两个特点：① 在计算资源充足的情况下，研究带宽资源的分配[5、6]；……