CN101052981A

CN101052981A - 共享资源的管理

Info

Publication number: CN101052981A
Application number: CNA2005800379322A
Authority: CN
Inventors: D·L·洛宾逊; G·J·巴克莱; J·E·泰森
Original assignee: Qinetiq Ltd
Current assignee: Qinetiq Ltd
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2007-10-10
Also published as: GB0419892D0; CA2578863A1; JP2008512757A; GB2418267A; US20080109343A1; WO2006027557A1; EP1787247A1

Abstract

本发明提供了用于将可用资源(例如带宽、射频频率频谱、剧场座位)自动分配给资源占有者(例如数据、人)的方法、装置、系统及计算机程序。基于分配紧迫度将资源分配给资源占有者，所述分配紧迫度根据资源占有者规模、可用资源以及将资源分配给资源占有者时间中的剩余时间来产生。一个、两个或更多时机阈值可与各资源占有者相关联：尤其是时机阈值，在所述时机阈值之前，分配紧迫度增加，而在所述时机阈值之后，分配紧迫度减少；在消亡阈值之后，对资源占有者的资源分配中断而完全无效用，并且在该消亡阈值后，没有更多的资源被分配。同时，本发明提供了用于实时分配射频频率频谱的自动化拍卖方法、系统及程序。

Description

共享资源的管理

技术领域

本发明涉及用于管理受限资源的分配的装置、方法、信号和计算机程序，以及相关的系统。

这种资源可包括(但不限于)：计算机和通信系统资源(例如，处理器时间、带宽、射频频谱等)。这种资源也可包括人类使用/占有的资源，包括医疗/医院资源如手术室以及火车、飞机或公共娱乐设施的座位分配等，甚至包括住宿或假日旅游套餐。

背景技术

受限资源管理是横跨多个应用领域的问题。

一个重要的具体应用是计算机或通信网络中的资源管理。这种资源包括带宽和服务器负载，这种资源的管理一般用相对简单的机制如冲突检测、拥塞检测及许可进入控制等来实现。也存在复杂的服务质量机制，该机制需要详细了解网络和详细的结构信息。在可使用大带宽的电缆网络和其它网络中，拥塞问题有时简单地通过使用更多带宽来解决。然而，在资源(如基于无线的网络或任何带宽受限的网络中的带宽等)更受约束的系统中，仅仅借助于提供更多的资源不会总是一种可选择的办法。

此外，即便在技术上可行的情况下，更多可用带宽的提供会代价昂贵并增加网络管理者继续更新网络以保持领先于需求的压力。当需求超过可用的网络资源时，随后网络会崩溃，导致网络工程师和技师介入来解决问题。在拥塞期间，用户的需求和请求信息都不被列入优先。

在其它应用领域，对资源占有者的资源分配以各种方式来进行。通常，在人作为资源占有者的系统的例中(房间、床位、座位等的分配)，资源分配可在人的连续干预下人工地进行。

从美国专利6,4987,786B1和6,556,548B1了解到在通信网络内的资源分配中使用“愿付值(Willingness to Pay values)”(WtP值)。Alberto Pompermaier的论文″A pricing mechanism for IntertemporalBandwidth Sharing with Random Utilities and Resources″(LondonSchool of Economics，Department of Mathematics research report，LSE-CDAM-2002-06，2002年7月9日)涉及电信信网络内带宽分配的定价机制。

R.J.Gibbens和F.P.kelly的题目为″Resource Pricing and theEvolution of Congestions Control″(Automatica 35(1999)，1969-1985)的论文描述了在用户因造成拥塞而被收费的网络中的拥塞定价方法。

至于已知的射频频谱分配系统，它们并不既以细时又以长时动态地管理也不以特别智能的方式来管理资源。作为这种系统中分配资源的已知方法的基本部分没有包括真实用户互动，没有包括收取真实服务费的能力，有没有包括资源的分配。已知的频率分配算法复杂且缓慢。该领域的现有技术不是动态的，而是根据静态配置来操作，并且在很多情况下，为管理资源，基于状态的信息需要从正被管理的资源中搜集。此外，现行的技术不是工作在信息或产品层次上，而是工作在低至关于资源如何被运作的机制的协议层面上。

本发明特别试图提供缓解与现有技术相关联的一个或多个问题的改进的装置、方法、信号及计算机程序。

发明内容

本发明已认识到分配资源给资源用户的效用随时间变化，并且在确定时间后所述效用降至零。

本发明涉及用一个简单经济模型以受控的方式管理资源，而不必搜集关于先存在的资源的分配和利用的大量和详细的信息。根据将资源分配给资源占有者/消费者的价值量度，资源占有者/消费者被区分优先级并且资源分配模式被控制。在计算机或通信网络中，该方法可在应用层使用并可缓和假设网络仍在工作而没有拥塞时，应用程序当前盲目地操作而导致应用层崩溃并丢失数据的问题。

特别是，根据本发明的第一方面，提供了将资源分配给多个资源占有者的自动化方法，该方法包括：将各资源占有者与一个时机阈值(timeliness threshold)相关联；根据资源占有者的时机阈值和规模度，为各资源占有者计算分配紧迫度；根据各自的分配紧迫度来分配资源。

这样的做法是有利的，资源分配可被权衡以有利于在给定时间具有最迫切资源需要的资源占有者，同时避免将资源分配给某些资源占有者，对于这些资源占有者来说，资源占有如果不是无利益的，也是利益较少的(例如由于这种占有的用处已消逝，所述资源的占有不会满足根本目的)。

该方法也可包括：将各资源占有者与消亡阈值(perishabilitythreshold)相关联；根据资源占有者的时机阈值、消亡阈值和规模度规模度，为各资源占有者计算分配紧迫度。

在一优选实施例中，没有资源分配给其消亡阈值处于过去式的资源占有者。

分配紧迫度最好在趋向时机阈值时是增函数，并且最好是凸函数。

分配紧迫度最好在时机阈值和消亡阈值之间是减函数，并且最好是凸函数。

分配紧迫度在消亡阈值后最好为零。

在一优选实施例中，紧迫度A，可按下式计算：

A = \{\begin{matrix} P^{3} \arctan (\frac{l_{t}}{| t_{j} - t |}) \frac{{(1 + t)}^{2}}{{(1 + t_{j}^{2})}^{2}} . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 \leq t \leq tj \\ P^{3} \arctan (\frac{l_{t}}{| t_{j} - t |}) \frac{{(1 + t_{j})}^{2}}{{(1 + t_{j}^{2})}^{2}} (\frac{{(t - pj)}^{n}}{{(tj - pj)}^{n}}) . . . . . . . . . . . . . tj < t \leq pj \\ 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . t > pj . \end{matrix}

其中：

P是优先级；

l_t是时间t处的资源量；

t_j是时机阈值(可为参量j的函数)；

p_j是消亡阈值；

t是当前时间；

n是一正数。

所述资源可包括传输带宽，所述传输带宽可包括射频频谱带宽。

所述资源可包括由人占有的实体而资源占有者包括人。

所述资源占有者还可包括车辆，其中，分配将通过拥塞收费来进行。

所述资源可包括“愿付值”。一旦被分配，这些值可随后供任何已知的方法使用来分配实际资源。

本发明还规定了资源分配系统，所述系统用来在运行中以实现所述方法的每项功能。

特别是，本发明提供了用于将资源分配给多个资源占有者的系统，该系统包括：将各资源占有者与时机阈值相关联的装置；根据资源占有者的时机阈值和规模度规模度，为各资源占有者计算分配紧迫度的装置；以及根据各自的分配紧迫度来分配资源的装置。

本发明还提供了机读形式的计算机软件，所述软件用来在运行中实现所述装置和/或方法的每项功能。

特别是，根据本发明的另一方面，提供了用于将资源分配给多个资源占有者的计算机程序，该程序包括执行如下动作的代码部分：将各资源占有者与一个时机阈值相关联；根据资源占有者的时机阈值和规模度规模度，为各资源占有者计算分配紧迫度；根据各自的分配紧迫度来分配资源。

本发明还规定了用于自动分配射频频谱的方法、系统和计算机程序。

特别是，根据本发明的另一方面，提供了在第一组预期频谱用户之间分配射频频谱的自动化方法，该方法包括如下步骤：在第一组成员之间进行第一自动化拍卖，其中第一组用户的第一成员提供的出价根据第二自动化拍卖来确定，所述第二自动化拍卖在与第一组的第一成员相关联的第二组预期频谱用户的成员之间进行；根据第一自动化拍卖将频谱分配给第一组成员。

在一优选实施例中，第一拍卖和第二拍卖实时进行。

在某些优选实施例中，资源按照前述的本发明的方法来分配给第二组成员。

根据本发明的另一方面，提供了在第一组预期频谱用户之间分配射频频谱的自动化系统，该系统包括：在第一组成员之间进行第一自动化拍卖的装置，其中第一组用户的第一成员提供的出价根据第二自动化拍卖来确定，所述第二自动化拍卖在与第一组的第一成员相关联的第二组预期频谱用户的成员之间进行；以及根据第一自动化拍卖将频谱分配给第一组成员的装置。

根据本发明的另一方面，提供了在第一组预期频谱用户之间分配射频频谱的计算机程序，所述程序包含执行如下动作的代码部分：在第一组成员之间进行第一自动化拍卖，其中第一组用户的第一成员提供的出价根据第二自动化拍卖来确定，所述第二自动化拍卖在与第一组的第一成员相关联的第二组预期频谱用户的成员之间进行；根据第一自动化拍卖将频谱分配给第一组成员。

优选的特征可被适当结合，这对于本领域技术人员来说是显而易见的，而且这些特征可与本发明的任何方面相结合。上面指出的例子之外的本发明的其它优点对于本领域技术人员来说也是显而易见的。

附图说明

为说明本发明如何实现，下面只通过举例并参照附图描述本发明的实施方式，其中：

图1是本发明的第一通信系统的示意图；

图2(a)是本发明的效用函数曲线图；

图2(b)是本发明的分配函数的重要性曲线图；

图3是比较本发明的资源分配与现有技术的资源分配的示意图；

图4(a)和4(b)是说明本发明的不同优先级的通信量的相对比例如何随时间变化以及带宽如何可被对应分配的示意图；

图5(a)是现有技术的带宽分配的示意图；

图5(b)是本发明的带宽分配的示意图；

图6是本发明的第二通信系统的示意图；

图7是本发明的第一种方法的示意图；

图8是本发明的第二种方法的示意图；

图9(a)说明本发明的资源分配的第一例；

图9(b)说明本发明的资源分配的第二例；

图10说明本发明的另一种方法；

图11说明本发明的另一个系统。

具体实施方式

本发明的第一实施例用于带宽受限的通信网络上的用户需求管理。

本领域技术人员易见，前述解决方案的范围要远宽于它对通信系统的应用，并可被应用于许多其它的类似问题。

参照图1，计算机网络10可被视为能被用于传送信息的资源云。该资源可为服务于一些用户14的服务器12的容量。这里资源被认为是带宽。用户被分出资金和收入来购买带宽以被发送信息。用户还拥有效用函数，它们用该效用函数来判定是否购买带宽以及如果购买，在什么速率上购买及何时购买。网络代理16根据任何时间的需求来计算带宽的价格。如果用户购买带宽，该用户必须向代理声明141其带宽需要，代理转而回应142一个价格。然后用户可决定是否以该价格购买、以该价格购买多少或等待以节省资金。该过程可被重复多个周期以使用户有效地参与拍卖。为节省加在真实用户上的需求，一个方法是采用本地软件代理(一般在网络内)，该代理代表用户议价并对带宽出价。这是被称为内部定价。然而，有一些这样的应用，真实用户(例如人)可通过用户界面更直接地参与其中，涉及的资金也可能是真实的资金。这类方案是被称为外部定价。

有许多该方法可被应用的环境：

·现货市场方法，它使用户在小时间段内参与拍卖，以在所涉及的应用/进程的立即适时性需要内购买带宽。

·期货市场方法，其中，用户还参加拍卖但提前声明带宽需要。

·Gibbens & kelly拥塞定价方法，其中，用户因造成拥塞被收费。

这些环境当然可被结合成单一环境，并且这里提出将现货市场模型和期货市场模型与拥塞定价模型(如Gibbens & kelly模型)相结合。所述现货市场和期货市场充当前馈调度解决方案，该方案基于一个原始假设：有一定量的资源(这种情况下指带宽)可用。所述拥塞定价方法增加了反馈机制，以在原始假设中纠错，并用作考虑所述网络云内实际发生了什么细节的方法。

通过将网络视为带宽云，排除了维持能够管理所述资源(即带宽)的利用的及时状态信息的需要。例如，存在一些可被应用的已知的控制理论方法，其中，在整个网络中各点上的负载被测量并用来控制用户发送。因为负载测量值被平均且要花时间搜集那些测量值，该方法可能导致不稳定。该种解决方案也是复杂的。如本发明的方案那样，通过运行在更抽象级别(在处于应用层的计算机或通信网络的情况下)，不但去除了大量的复杂性，而且提供了一个机制，该机制根据网络需求在速率上适应应用，提供直至应用层的端到端通信量管理，并包括用户行为。

交易机制的其它好处是，通过采用调度机制和避免激增/误操作饱和的机制在受限资源的有效利用中的增益。同时，用户能拥有的资源份额由分配的资金控制。最后，信息可根据其对业务或运行的价值被端到端地管理。这样，在拥塞期间，当效率增益不足以补偿拥塞时，提供低信息值的服务将开始关闭。而提供高信息值的服务将继续存在。结果是，核心服务在外围服务之上被优先并保证。服务管理因它们提供的信息而具体地受到影响。所以，该解决方案提供的关键特征是：

·用户需求管理；

·效率增益；

·信息管理；

·应用层上的速率控制和许可进入控制；

·端到端通信量管理；

·无需细致了解支持通信的状态或结构；

·系统中的所有用户必须在交易代理处登录。

在其它资源受限系统中，它们具有等效物：用户需求管理可对应于客户需求管理；信息管理可对应对顾客的服务或产品管理。应用层上的速率控制和许可进入控制意味着该系统的管理在高层面(over-arching level)上进行。端到端通信量管理可被视为端到端服务提供。最后，为了让所提出交易解决方案运作，并不需要详细了解系统的内部机制。

用户被认为有传送信息的需要而且正在传送的信息被认为对用户有价值。为传送对用户有价值的信息所需的带宽付费的成本函数，形成用户着手使用带宽的效用。如果与信息值平衡的成本高得惊人，因此用户效用低，用户可能决定以更低的速率被发送信息或根本不被发送信息。发送的阈值速率以下的有些信息将没有价值，所以在这个阈值之下减少带宽对用户来说是没有效用的。同时，信息的价值可能随着发送速率的降低而降低，所以对于在给定速率上被发送信息来说，可能存在与信息值平衡最佳带宽价格，该价格将对用户的效用最大化。最后，信息值可能在很多情况下随着时间的增加而减少，所以这也在效用函数中起重要作用并影响所选择的最佳时间、速率和价格。

为避免加给用户不必要的需求，所述模型包括这样的构思：用户界面代表用户来作出何时购买带宽以被发送信息的决定。这样，在使用受限资源中用户的行为可由实现用户界面和交易机制的软件来控制。因此，该资源交易模型的积木式组件是：

·资金——代表可购买的可用总资源。总资金量不超过对应的可用总资源；

·带宽——由通信网络提供的资源。具体如何实现与本模型无关；

·信息值——与信息内容、信息量、交付的适时性、对运行业务的重要性等相关联的价值；

·效用——成本和信息值的平衡，指示用户获得的资金的价值；

·用户界面——代表用户作出关于何时购买带宽来传送信息的决定的软件；

·网络交易代理(NTA)——功能为考虑用户需求和带宽供应来计算带宽使用价格的服务器。所有接入网络的用户登录该服务器并付费(给服务器)来使用带宽。

上面模型有两个版本：在第一个版本中，资源需求提前被声明，而在第二个版本中，资源需求在需要时被声明。

第一个版本允许用户提前声明需要，如预订视频会议的对话期。这里所述模型的部件用拍卖算法来应用并且用户需求被调度。该方法是期货市场模型并需要更多与用户的交互。

第二个版本是现货市场模型，其中拍卖算法在更短的时间标度内被应用，以取得如下结果：例如，如果电子邮件延迟了5分钟则用户不会关心，或对于网页来说花费5秒种去下载是可接受的。在现货市场模型中，真实用户意识不到交易机制是有效的，因为代理在拍卖过程中代表用户操作。最后，上述方法可与拥塞定价方法(如Gibbens & Kelly的方法)相结合，在拥塞定价方法中用户因造成拥塞而被收费。这样，网络能够确证反馈拥塞控制以微调由拍卖算法生成的提前调度解决方案。

如图1所示，资源交易模型的支持结构有两种形式。为交易带宽，设置了充当代理的服务器，其任务是定价和出售带宽。信息值为各用户界面所了解。为了能对拥塞收费，网络必须在任何的拥塞发生点产生拥塞通知。这可在网络内实现，例如在路由器界面上。因此，所述支持结构成为最小，它需要少量关于网络状态的细节性信息来支持带宽云。

被发送的数据可被看作两种类型之一：灵活性的或非灵活性的。如电子邮件或文件传送等的灵活性通信量可在任何速率上用动态控制被发送；速率可根据可用带宽来增加或减少。如声音或视频等的非灵活性通信量需要固定的带宽，因而任何速率调节必须以量化台阶实现——所需的带宽量取决于所需的通话质量。

下面关于交易的讨论主要集中在允许更多灵活性的灵活性通信量。但是，该方法也适用于非灵活性通信量。

为人的行为建模从来不是件容易的工作，但在经济学文献中，选择和个人满意度的概念常常用效用函数来建模。这些函数代表一组可选事项上的个人偏爱。它在某种意义上是满意度的度量。然而，值得注意的是，通常不太可能精确地了解这些函数。它们仅仅阐明了我们的想法并帮助建立用户可能如何行动的简化图景。这种模型不试图描述现实；它们试图建立具有与更复杂的真实情况相同的逻辑结构的简化情形。

现在参照图2(a)，该图给出了可用在交易解决方案中的效用函数的典型例。图中的曲线表示效用值U(x)，它是资源用户作为被分配某些资源的结果而接收的值，在本例中是带宽。图示的效用函数是典型的灵活性通信量的效用函数；如果非灵活性通信量需要被满足，那么对应的效用函数会具有类似的形式，但其中会具有量化台阶而不是平滑曲线。通常，用户被分配的带宽越多，他就越满意，因为用户拥有了能更快地发送数据并随后经历更少延迟的资源。用户效用曲线20通常是这样的，可使用户从接收额外资源单元所获取的附加效用21是正的，但该附加效用21小于通过接收任何之前的额外资源单元的所获取的边际效用22。在图示的例中，用户在接收最初几个带宽单位时获得了效用的最大增加；已被分配很多带宽单位的用户通过被分配另一带宽单位只获得较小数量的额外效用。很多效用函数是如ln(1+x)等的对数形式，该对数形式产生的凹形函数，该凹形函数便于在个体没有资源单元时给出零效用值。

以下的交易模型内使用的效用函数的一般形式是：

Aln(1+x)+ln(1+M-cx) (1)

其中A是指示资源占有(带宽利用)对用户的重要性(或价值)的参数：A值越大，重要性越高。第二项引入了资金的效用：M是用户拥有的资金数，c是每单位带宽的成本。从而(M-cx)给出了拥有x单位带宽的用户拥有的资金量。资金的效用具有与任何其它产品的效用相同的形式，拥有少量资金的个体通过接收一个额外的资金单元所获得的效用比那些已具有很多资金的个体通过接收一个额外的资金单元获得的效用更多。

参数A代表带宽占有对个体的重要性：有重要信息要传送的用户将能购买更多带宽。带宽占有的价值可由用户人工确定。但是，在优选实施例中，带宽占有的重要性不是基于信息本身，而是基于描述如下讨论的剩余发送的长度、优先级及时机阈值问题的参数。

优先级——它给出了用户资源占有者(本例中指信息)对用户的关键程度的指示。这可被表示为在例如1和3之间的简单的量，其中1是常规信息，3是紧迫信息。同时，很多优先级方案基于线性隔开的单位，其它分布(例如对数)也可被使用。给定应用的适当度量可依经验确定。

时机阈值——它是时间量，在该时间量之前，资源(带宽)应被分配给资源占有者(信息)。信息时机不应与简单优先级相混淆：低优先级的信息可能具有短的适时段，而高优先级的信息在短的时间标度内可能不被需要。

消亡阈值——它是时间量，在该时间之后，给资源占有者(信息)的资源(带宽)分配停止对请求的用户具有价值。

资源占有者规模——它是尚未被分配资源的资源占有者的规模度规模的量度(例如，以位为单位的信息长度)。资源占有者(信息)的规模(比特)是重要的，因为在达到时机阈值之前，请求的用户需要足够的资源(带宽)被分配以满足整个资源占有者。因此，如果时机阈值接近，待分配资源(带宽)的资源占有者的规模(位数)仍然相对较大，那么重要的是分配更多资源(带宽)给资源占有者(信息)。这在总体上增加了足够的资源分配给资源占有者以确保需要的任务(通过发送媒介的信息传送)实现的可能性。

参数A(分配资源的重要性)的形式可相当复杂。主要的参数是优先级和时机阈值，而函数特性根据当前时间是否小于时机阈值、在时机阈值和消亡阈值之间或大于消亡阈值而改变。

现在参照图2(b)，通常，分配资源的重要性随着时机阈值t_j逼近而增加25，在时机阈值和消亡阈值p_j之间减少26，并理想地在消亡阈值经过后降到零27。该曲线最好在时机阈值之前凸起，并且最好在时机阈值和消亡阈值之间凸起，但精确的曲率可根据特定应用区域来变化并可依靠经验或其它手段重新建立。

通过一特定例子，用于通信带宽分配应用的A可由下式定义：

A = \{\begin{matrix} P^{3} \arctan (\frac{l_{t}}{| t_{j} - t |}) \frac{{(1 + t)}^{2}}{{(1 + t_{j}^{2})}^{2}} . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 \leq t \leq tj \\ P^{3} \arctan (\frac{l_{t}}{| t_{j} - t |}) \frac{{(1 + t_{j})}^{2}}{{(1 + t_{j}^{2})}^{2}} (\frac{{(t - pj)}^{n}}{{(tj - pj)}^{n}}) . . . . . . . . . . . . . tj < t \leq pj \\ 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . t > pj . \end{matrix} - - - (2)

其中：

P是优先级；

l_t是在时间t仍要被发送的数据量；

t_j是时机阈值，p_j是消亡阈值；

t是当前时间；

n是正数(它可为参数j的函数)。

在图2(b)图示的例中，时机阈值t_j设于9，而消亡阈值p_j设于15。

很明显，分配资源的重要性A随着优先级的增加而增加；分配资源的重要性随着时机阈值t_j被逼近而增加；并且如果很大的量l_t的数据要在很短的剩余时间内被发送，分配资源的重要性也增加。在时机阈值经过之后，消亡阈值p_j变得有影响，并且A随着时间逼近消亡阈值而减少。

在本例中，参数n考虑到调整并被选择成可使优先级和时机支配消亡和要发送的剩余数据。对1至100范围中的值作了调查。对于带宽交易实施例来说，发现60左右的值给出较好的结果。

通过计算资源的适时分配的重要性，用户能分配重要性给它们的资源分配(在本例中是信息传送)。用户还将知道它们剩余的资金量。从而，在交易算法提供带宽价格时，用户可请求将优化其效用的带宽。该必要的带宽需求可从下式产生：

x = \frac{A + AM - c}{c (1 + A)} - - - (3)

其中：c是单位带宽的成本。

然后所述交易算法能被用于根据是否存在对资源的过需求(网络当前是拥塞的)或对资源的较低需要(网络不拥塞)来重新计算当前的资源分配需求并提供新的带宽价格。

该交易方法能通过拍卖提前使用。这种解决方案对现货(短期)市场和期货(长期)市场都起作用。网络交易算法(NAT)计算期售时隙的一组价格，然后进行拍卖，在拍卖中用户根据他们的支付能力和他们将通过获得可用时隙而取得的效用来为各时隙中的带宽出价。NTA根据需求对各时隙中的价格进行调整。该过程反复进行直到达到平衡时停止，在该平衡中，带宽分配的需求绝不超过可用时隙并且用户已根据他们的资金和效用被分配了带宽。因为时隙将来还会自然地趋向较低需求，从而价格会更便宜，所以存在扩展效应。这转而使这些时隙对具有高效用且在等待使用更便宜带宽的用户更有潜在的吸引力。

现参照图3，提出的交易方法提供了超过非交易解决方案的效率增益。用交易随时间经过而成功发送的消息数量31超过无交易时达到的消息数量32。

现在参照图4(a)和4(b)，使用前述方法趋向于按比例地分配更多资源给具有高分配重要性的消息。所以，例如，在时间325，只有一小部分(大约10％)的高优先级消息41在等待发送，比例上更高的带宽分配42构成可用带宽的大约60％。

应注意到，图示的特定关系只根据优先级来区别资源分配，但如前述的，还可根据其它因素来区别资源分配。

Gibbens和Kelly描述的拥塞定价机制可与所描述的交易机制相结合来提供一种在不必确切知道多少带宽可用的条件下进行带宽交易的方法。用户可用前述的交易机制来购买“愿付值”(WtP值)而不使直接购买带宽。用户会愿意花更多的资金来获得更高的WtP值，因为更高的WtP值将使他们更多地分享带宽，如前面工作中说明的。本分配资源的方法当然还可与其它已知的WtP法相结合。

用于这种系统的交易机制基本上如前所述，但假设可用资源(带宽)为100％。各用户被分配的被分配带宽然后被依比例确定成可使被分配最高数量的资源的用户被给予WtP值(例如10)。其它用户可按比例分配资源。例如，如果用户A被分配80个带宽单位而用户B被分配20个带宽单位，那么用户A得到WtP值10，而用户B将得到WtP值2.5，A分配额的1/4。然后，实际的带宽分配可基于各自被分配的WtP值用已知的方法继续进行。

现在参照图5(a)，根据传统的TCP分配方法，例示的带宽分配的传输成功率会导致失败被均匀分布于所有种类的通信量的情况，不论对不同通信量的资源分配相对重要性如何。在图示的场景中，三个优先级种类的每个中的通信量结果被显示：在不考虑优先级的条件下，对于低、中和高优先级通信量而言，适时(在时机阈值之前)51、消亡(在消亡阈值之前)52和失败53等各部分通信量是大体一致的。再请注意，尽管为简化表示数据相对于优先级图示，已应用了前述的其它重要性成分。

将其与图5(b)中说明的涉及基于前述的本方法的带宽分配的结果相比较，注意到失败的通信量58和在时机阈值后发出的通信量57主要出现在低优先级(因此暗示了带宽分配的低重要性)通信量中。具有更高适时发送重要性的信息(因此一般对用户具有更高的价值)被赋予更高优先级。在图示的例中，所有高优先级通信量均以适时方式56a发出，而只有小部分的低优先级通信量以适时方式56b发出。

现在参照图6，作为资源分配应用的另一实施例，网络用户60通过使用网络外围的计算机上62上的软件应用程序在资源“云”61上设置命令以从网络服务器63获取信息或发送文件给文件服务器64。“云”中包含路由器66和服务器63-65的网络，假设有一致的带宽资源并且有网络交易代理(NTA)65来管理带宽。带宽管理者不必为管理带宽或服务器容量需求而了解路由器和服务器如何连接的精确细节。网络可被看作一致资源云，使该假设成为合理的是底层协议和管理系统的功能。在本例中，网络带宽被认为是通过平衡供求关系来交易的资源。如果服务器的容量被看作网络中的限制因素，则同样可按相同方式进行交易。

现参照图7，各用户60通过作用于用户代理62来接入网络以连接到NTA服务器65。用户代理将用户帐户的细节71传递给NTA服务器，NTA服务器以特定信息值72和资金分配73的细节对该特定用户作出响应。分配到各用户的资金代表用户被允许使用的网络资源的比例，因此该资金在某种程度上反映了各用户的相对重要性。信息值向该用户反映了信息的相对重要性、数据的相对适时性和相对消亡性。可由网络管理系统从该软件请求响应来验证用户代理软件的存在，以确保用户没有禁用它。如果该用户代理软件未被确认对特定用户运行，那么该用户的计算机最好被禁止接入网络，例如迫使其联系网络管理员来重新连接。

对各用户的资金分配在各预约市场交易期间开始时进行。该分配可被看作用户该期间(可能是月、星期、天、分钟、秒、毫秒或任何其它时间段)的资金。然后该预约市场如下运行。

现在参照图8，用户61识别用户在预定时段(例如可能是工作日)内想要传送到文件服务器64的信息及用户想从网络服务器65获得的信息。这用调度程序来实现，而信息被传送时的灵活性通过提供可选时间及对变化的容差来指示。例如，用户可规定对于任一方式的文件传送而言一个小时是不要紧的。

用户代理62然后计算时隙划分的资源需求向量81，并向NTA声明。NTA通过合计所有通过计算有关资源(如网络中的可用带宽以及促进用户和服务器之间的信息传送的服务器负载)上的总需求而产生的价格来算出价格向量82。

一旦用户(或用户代理)知道了每时隙资源的价格，它就可选择改变请求而提交经调整的时隙的资源需求向量83，该向量转而从NTA探出经调整的价格向量84。

如前所述，对于被发送信息(例如，从用户到文件服务器的文件传送)来说，交易发生在用户代理和NTA之间。所有发送通信量(包括在请求网页的过程中对网络服务器的发送通信量)都以这种方式进行交易。

对于接收信息(例如从网络服务器63下载网络信息)来说，为发送通信量而进行如前所述的交易，但在本例中，用户代理、存储用于下载的数据的服务器及NTA都参与到交易中。在本例中，加入了前身阶段(pre-cursor stage)，在该阶段中用户从网络服务器请求86将被下载的文件大小的指示87。一旦用户知道了该信息，过程以前述方式继续进行。这可应用到所有接收信息，包括对文件传送期间接收的控制数据的修正量。

在实践中，对发送信息和接收信息的交易可并发地进行。例如，可同时计算发送和接收的资源向量并一起发送到NTA。然后NTA能同时以发送价格向量和接收价格向量作出响应。发送或接收资源的交易中的一个可能要用去比另一个更长的时间，因此停止交易的指示必须指出是否停止发送交易85a或接收交易85b或两者。或者，发送商议和接收商议也可独立进行。

使得附加资源在现货市场有售，从而不参与预约市场的用户能获得一些资源。因此，NTA与可用资源的增长成比例地降低价格。现货市场交易发生在各预约市场时隙内。例如，每小时被划分成分钟间隔，于是进行细时交易，该交易使参与预约市场的用户和那些刚出现的用户进行竞争。调度程序启动预约用户对资源的需求，而真实用户启动导致对资源的需求的应用程序。对于现货市场来说，它的交易运行与预约市场的交易运行是完全相同的，但现货市场的交易以细时运行。用户在例如按小时计的时隙内逐分地被分配资源。资源价格基于预约市场中达到的价格。预约的用户可不在逐分基础上使用其分配，这将可用资源留给了未预约的用户。同时，在逐分基础上，有些数据可在不影响使用它的应用程序的条件下被延迟，所以未预约用户的数据可与预约用户的数据交错。

信息值文件的不同部分被预约用户使用，这赋予他们的信息以更高重要性，从而赋予他们的信息以更高优先级。尽管现货市场用户获取预约市场用户的一些资源是可能的，但由于该优先级的方法而成为不可能。还有，因为预约用户预先同意了他们需要的资源，他们不太可能拥有比分配给他们的更多的资源的效用。如此，通过抑制预约市场中的资源，并然后将其释放到现货市场，现货市场的用户会受益。

因此，准备交易他们的资源需要的用户预先加入预约市场，该预约市场在粗时隙(如小时间隔)上创建时间表。所有用户加入现货市场，在现货市场中，更多资源被释放“待售”以使现货市场用户受益。交易在数据能被延迟而不破坏需要它的应用程序的细时隙内发生，并且预约的但不再有相同需求的用户能在细时隙释放资源给现货市场用户。通过应用细时隙交易，用户数据可被交错存取以动态地优化资源利用，与那些预约的用户和那些不准备等待或计划的用户共享资源。

在图9(a)说明的一个这种系统中，预约市场中的小时间隙91可作为预约市场中发送通信量交易的结果被分配给用户。分配条(allocation bars)92的厚度与分配给各用户的带宽量成比例，在各时隙中，相等总量的带宽可被分配。该总量可少于实际可用的总量，这取决于总体需求。尽管这些预约已经作出，从而各时隙中资源的价格(带宽价格和/或服务器需求的价格)已被确定，但交易仍然可在这些资源被使用前在现货市场中发生。

现货交易现在利用例如1分钟的时隙在预约周期(在本例中为每个1小时)内发生，图9(b)说明如图9(a)所示的预约市场的小时1内的现货交易的效果。

在所述预约市场的小时1内，预约用户1、预约用户3和预约用户6已完成预约。在现货市场的分钟1中，各用户实际利用其预约的资源。然而现货用户1能使用一些资源，因为额外资源仍然支持现货市场。在分钟2，用户6实际上不使用分配，所以现货用户2成功对它出价并使用它。无论何时预约用户不使用他们的分配，或资源特别为现货市场使用保留，现货市场用户可在他们正使用的应用程序需要的范围内最好地共享可用的资源。例如，如果现货用户2想执行文件发送，那么这可能也会成功，因为它可用预约用户释放的资源来交错插入。然而，现货用户也彼此竞争以在他们应用程序的需要和信息的相对价值内获取资源。如此，他们逐分地对资源出价，在必要时容许延迟。

使用现货市场商议产生的资源价格，用户代理然后付费101给NTA来购买各现货市场间隔(在本例中是现货市场周期的各分钟)的“愿付值”(WtP值)102。然后用户代理用根据现货市场拍卖达成的费率发送。由于实践中网络云10不可能完全一致，所以例如，一些路由器可能变得拥塞。它们能通过发出拥塞通知来指出该问题，该拥塞通知被传送回用户代理。用户代理核对这些通知并与WtP值成反比地调整发送费率。如果网络云确实是完全一致的资源，那么借助于预约市场交易和现货市场交易，可能不会存在拥塞和拥塞通知。这种拥塞控制机制(例如基于Gibbens & Kelly的拥塞控制模型的拥塞控制机制)是良好运行的机制，该机制在数据发送开始时运行于现货市场的时隙内。注意，所有在变得拥塞的网络云内的资源能以拥塞通知来作出响应。该过程一直进行到下一个现货市场间隔，该过程一结束，就用新的现货市场分配来购买新的WtP值且以新的费率开始发送，该费率根据拥塞通知被下调。

综合上述预约市场、现货市场和拥塞控制等因素导致下例说明的动作。

为了留出用于在现货市场上拍卖的最少资源，预约市场中总可用资源的一部分不被拍卖。

1.新用户的注册71——用户代理作为将代表用户进行交易的软件被分配。

2.网络交易代理NTA，传送信息值文件给代理。

3.NTA分配73资金和收入给代理。

4.如果不准备预约资源，转到步骤16，否则通过调度接口产生信息交换需求。

5.用于被发送信息的资源向量81被送到NTA。

6.NTA以价格向量82作出响应。

7.用于接收信息91的资源请求被发送到信息服务器。

8.服务器通过代理机(proxy)产生资源向量92给NTA。

9.NTA以价格向量82来响应用户代理。

10.用户用信息值文件来更新发送/接收资源向量。

11.经更新的发送/接收资源向量83被送到NTA。

12.NTA以发送/接收价格向量84作出响应。

13.从步骤10开始反复执行直到价格向量稳定或用户放弃交易。

14.当到达用于发送和接收信息的预定时间时，转到16。

15.新用户的加入或资源可用性的改变会导致NTA开始新的拍卖(在步骤10重新开始)，或修正拍卖中的分配参数。

一旦长时周期预约拍卖完成，短时周期现货市场就可开始。现货拍卖在很大程度上反映预约市场拍卖，但在现货拍卖中，所有可用资源可供用于拍卖：不必为任何其它目的保留。

16.用于被发送信息的新的或经修改的资源向量被发送到NTA。

17.NTA以从预约市场拍卖产生的价格向量作出响应。

18.用于接收信息的新的或经修改的请求被发送到信息服务器。

19.该服务器通过代理机产生资源向量给NTA。

20.NTA以从预约市场拍卖产生的的价格向量来响应用户代理。

21.用户用信息值文件来更新发送/接收资源向量。已预约资源的用户被给予高于请求未预约资源的用户的优先级。

22.经更新的发送/接收资源向量被送到NTA。

23.NTA以发送/接收价格向量作出响应。

24.从步骤21开始反复执行直到价格向量稳定或用户放弃交易。

当预约拍卖和现货拍卖都已完成时，资源利用继续进行。在这个阶段，拥塞价格控制被执行来纠正资源的任何过度分配。

25.按照达成的资源拍卖价格，用户代理向NTA购买WtP值和/或预约资源使用或给予资源使用优先级的QoS参数。

26.按照达成的资源拍卖价格，信息服务器代理向NTA购买WtP值和/或预约资源使用或给予资源使用优先级的QoS参数。

27.用户和信息服务器用合适的控制方法(例如Gibbens & Kelly的方法)来传送信息，根据接收的拥塞费和购买的WtP值来调整费率。

28.如果资源变得拥塞以致于不能继续进行，则转到步骤4。

虽然该资源分配方法已根据具有预约市场和现货市场的两阶段分配来描述，但是显然资源可用单阶段模型(实际上，只是现货市场模型，尽管具有对应用程序适合的任何期间的时间标度)完全分配，并且，该方法可类似地包含更细时间间隔的三个或更多级的分配。

尽管上面在计算机或通信网络中的资源分配方面作了详细描述，但这些基本方法明显具有在大范围领域中的更宽的应用。其中很多(虽然不是所有的)也涉及计算机和通信系统，包括(但不限于)下列的项目：

·拥塞管理——通过对发生拥塞的情况计数来进行网络使用收费：在拥塞严重的地方，借助于资源分配方法使计算机导致的拥塞减少其网络使用。通过减少网络设备故障的发生并降低了复原或检查网络性能以应对高使用率的需要，从而在总体上节省了资金。

·灾难恢复——在网络上的过需求期间，使用率可得到控制，以使网络以受控的方式降级，而不是突然地降级，并造成无告警地失效。

·核心服务保证——对商务具有高重要性的服务可被维持，即便在其它服务由于网络和系统资源的过度使用而失效时。核心用户和核心服务都能被保护以免于由于过需求导致的崩溃，从而减少关键商务服务的损失。

·服务器需求管理——在提供网络主机服务的电缆网络中，例如，服务器可得到保护以防止其遭受导致服务器崩溃的需求顶峰。服务器时间是被分配的资源。在这种情况下，服务器是需要被保护以免于过需求的资源，因为网络可提供远多于需要的带宽。服务停工期及恢复服务的代价得以避免。

·应用层速率适配和许可进入控制——本发明的资源交易解决方案设计成与计算机应用软件接近地工作，借此，致力于当网络因为需求而变慢，但应用软件继续试图使用网络时经常遇到的问题。这由于衰败导致服务和计算机故障并导致需要重新安装应用程序或复原计算机软件。通过使用本方法来分配资源，应用软件数据丢失也可被避免。

·资源分配和服务器共享——用户在服务器上的需求能通过共享需求来管理。前述交易机制使考虑服务器在为消费者或为商务提供服务时的繁忙程度来分配需求成为可能。

·频谱管理——射频频谱是可被动态共享的有价值的和有限的资源。分配可用交易机制来控制。从而，可实现提供给应用程序、网络运营商或终端用户(例如，移动电话用户)的可用频谱的最佳使用。

·信息管理——使用一种将价值与信息条目相关联的简单方法。前述的分配方法的应用导致高网络需求期间根据信息的价值来区分信息的优先次序。这保证了关键商务信息或高收益产出信息在网络拥塞时被传送，并且没有重要的信息被延迟。

·用户需求管理——正如信息可在高网络需求期间被区分优先次序一样，某些用户也可以这样。该方法使平衡用户对交易的重要性和信息值对交易或对用户的重要性成为可能，并因此决定分配多少资源。

·端到端服务管理——为利用本方法应用资源交易机制，不必理解或知道网络如何运行的内部细节，因为本解决方案基于横跨网络云的端到端的服务和用户来运行。所以这有助于给出跨越网络(该网络提供共享带宽和服务系统，而与这些资源如何提供无关)来提供商定的服务质量给用户的方法。

·动态带宽分配——带宽能在减少配置成本且不需要专家介入的条件下被动态地分配和管理。

·动态服务收费——服务、信息及带宽使用能依照使用率被收费。除了基于对服务、信息及带宽的需求来收费，成本和通信量也是考虑因素。

·卫星链路的信道管理——资源交易机制可被应用到卫星链路中的信道交易，这或者通过收取真实资金，或者作为最佳利用可用信道的方式，包括在用户和服务之间共享信道。

·对服务成本和拥塞敏感的替补(fallback)带宽分配——为节约商务成本，该解决方案可被用于考虑使用可选链接的商务的实际成本，所述链接由不同服务提供商提供。例如，如果主要的互联网链接变得拥塞并且有一个有限容量的可选链接，可考虑使用该可选连接作为替补(fallback)的成本并因此限制其使用，直到主要链路变得不太拥挤。

·在带宽受限的环境中增加利用效率——在无线连接是实现通信的主要方法的网络(例如，无线局域网)中，资源交易有助于受限可用带宽的最佳使用。

·根据信息对商务过程的重要性优化信息流——传送的信息可根据商务需要来动态控制，保证与较不重要的商务有关的活动不主导交易的核心需要，该活动由具有较少收益产出服务的商务内部网来支持。节省间接费用成本的利润或交易效率能以这种方式被最大化。

·说明容量计划的性能指示器和资源使用及用户需求——性能指示器对于该机制运行的方式是固有的，所属性能指示器可被用于跟踪网络被使用的方式并评估提供更多网络资源的必要性。

·在延迟升级需要的传统网络中的通信量管理——因为没必要直接与基础网络交互，在没有交易方案条件下无能力做时，基于中继器(例如网络集线器)的传统网络能被管理以提供服务质量。升级传统网络的成本可被延缓直到由该机制提供的指示器指示提供所需容量是合理的。停工期的成本也可被减少，同时升级程序被计划。

·3G和其它无线电信系统中的收费和服务管理——提供最佳利用有限带宽和服务资源的方式的同时，该交易机制支持直接向用户收取服务费的方式，由此，用户行为可根据他们准备为之付费的服务级别来更改。

·可收费服务利用的管理，如互连网服务提供商(ISP)到商务内部网的链接——例如，通过动态管理其在由ISP提供的内部和外部链接上使用的带宽，能够节约大学的资金。ISP为互联网使用按数据包收费时，该机制提供了管理引发的收费的方式。相同解决方案也被应用于使用对互联网的ISP链路的交易内部网。

·被保留但不使用(否则会被浪费)的带宽的利用——交易机制的特征之一是所有带宽以被管理的方式提供使用，一旦所有的保留容量被使用，任何留下的片段带宽可特定地被利用。

·点对点中继线优化——一些网络通过相对较低的带宽链接被互连时，该解决方案可被用于被管理的中间网络通信量以避免中间连路饱和以及费用高的停工时间。

·基于路由的信息流管理——信息可根据横跨网络采取的路由管理，该机制能适于提供基于路由的交易管理。

·多个网络的复合网络中的端到端信息流管理——在多个网络的复合网络中，资源交易能被扩展以考虑网络内各部分的需求，然后管理穿过整个复合网络的信息流。

·可靠的分布式动态系统的安全性——由于所有用户必须登录NTA并付费来使用网络资源，对资源的访问是受控的和被记录的。访问安全性是交易机制的结果。

其它应用(其中资源需要在相对短和/或相对长的时间标度内被管理)也可作为上述方法应用的侯选者。这些领域包括(但不限于)：

·旅游、度假和娱乐地点的预定系统(例如，对火车、飞机座位、旅馆房间、剧场座位等的人数分配。)

·道路拥塞管理(例如，道路通行费级别的设定)

·根据用户需求的电话收费

·根据用户需求的需求的视频点播系统

·根据紧急及需求程度的保健病人管理(例如在诊所或医院中)

·公用事业的供应和/或定价(例如，需求驱动的供应和/或煤气、水、电等的价格)管理

·股票配送系统

·呼叫中心管理系统

其它系统(它们是资源约束的并设计成传送服务或产品给用户或消费者)可用该解决方案管理。所以，该方案可应用到任何具有需要供应服务、产品或设备给一些用户或消费者或其它资源占有者/消费者的受限资源系统的管理。

现在参照图11，交易系统可包括分等级的交易和对等交易及基于用户和商家的地理分布的交易。本例中示出了资源分配者(即交易商)的连续交易层次200-203。超级交易商200(例如国家射频频谱调整机构)可分配资源给多个地区交易商201，该区域交易商201然后再将分配给它们资源分配给地区交易商202。各层次的资源需求影响各交易商在任何给定时间愿意购买资源的价格。

在某些情况下，同层次的交易商202a、202b可在它们自己之间进行交易，这称为对等交易。这允许交易商(它们已被事先分配资源，但该资源当前或暂时不被自己的用户团体需要)转售该资源(或者也可选择在临时基础上)给对等交易商(它们的需求超过事先分配给它们的资源)。在交易商的这种分层次的和对等的网络中，资源交易至少能被以下面的方式应用(如下表以及应用例中总结的)。

在此上下文中，本发明者已观察到资源交易算法(如前述的算法)可被应用以通过运行该算法而不实际分配资源给用户的条件下确定资源价格。以此方式，该方法能用于确定出价，然后，当为交易商自己的来自高等级(或同等的或任何其它的)资源分配者中资源分配出价时，这些交易商可使用该出价。这提供了可供调节的资源交易的多种多样的不同方式，将在下文中更具体地说明。应用领域的示例示于下表中：

实现方式	应用例
实现方式	应用例	被分配资源内的局部交易	无线局域网(LAN)中的网络带宽管理
可选资源之间的交易	无线局域网(LAN)，其中各用户能加入很多带宽和资源交易区域中的一个	被分配资源内的局部交易	无线局域网(LAN)中的网络带宽管理
可选资源之间的交易	无线局域网(LAN)，其中各用户能加入很多带宽和资源交易区域中的一个	在许多资源间对等地建立到服务器的路径	网络的网络范围的带宽分配。必须对发送通信量付费
单个资源分配的对等交易	地理区域之间的频率分配，逐区分配	在许多资源间对等地建立到服务器的路径	网络的网络范围的带宽分配。必须对发送通信量付费
单个资源分配的对等交易	地理区域之间的频率分配，逐区分配	多个资源分配的对等交易	地理区域之间的频谱分配。区域被分配频谱的一部分，然后该部分可在区域内交易
共享资源分配的分级交易	在共享的网络中或共享的单个链接上的用户的不同团体之间共享网络带宽。例如，不同部门可被分配不同数量的共享带宽	多个资源分配的对等交易	地理区域之间的频谱分配。区域被分配频谱的一部分，然后该部分可在区域内交易
共享资源分配的分级交易	在共享的网络中或共享的单个链接上的用户的不同团体之间共享网络带宽。例如，不同部门可被分配不同数量的共享带宽	用于单个资源分配的多个资源之间的分级交易	从一个地区中的频谱分配中分配频率给运营商
用于多个资源分配的多个资源之间的分级交易	在频谱的区域分配内交易频谱，以将频谱分配给区域	用于单个资源分配的多个资源之间的分级交易	从一个地区中的频谱分配中分配频率给运营商

在各例中，资源交易算法能在与本地交易商进行交易的中央交易商上来实现，或者它可能通过在交易商之间进行交易来实现。这些实现方式可根据需要加以结合来交易所需的资源分配及资源。所以分级交易能与对等交易等相结合。

被分配资源内的本地交易利用详细描述的基本资源交易算法。这是用于管理单个资源(如网络带宽)中的需求的算法的最基本应用方式。

可选资源之间的交易还涉及延伸该算法的使用的步骤，其中，用户可加入或使用一个以上资源。例如，可能有用户可选择来加入的许多可选网络。这是该算法使用方式的简单延伸。如果用户想使用资源，那么用户从交易商请求各可选的可用资源的当前价格。然后，交易商以与各资源相关联的当前价格作出响应，然后，用户加入当前价格最低的资源的拍卖。于是，该交易算法正常运行。

可能有一个以上交易商以给出的价格发盘来销售资源或若干资源。从而，用户能在交易商之间选择最便宜的资源来源，也可以在单个交易商提供的可用资源之间选择最便宜的资源。

如果(例如)由于价格膨胀，用户发现他们的消息不断地消灭，用户可能也选择离开拍卖。作为选择，离开的用户可能转移到更便宜的拍卖以获得更好的服务。

在横跨许多资源以建立到服务的路径的对等交易的环境中，该算法可被用来为沿着端到端路径的资源出价。例如，如果用户需要访问用户的本地网络之外的远程服务器，那么该用户将需要本地网络的带宽和沿着到远程服务器的路径的所有网络的带宽。这意味着网络可能有必要支持发送通信量(即不起源或终止于它们自己的本地用户的通信量)，但这的确需要带宽。然后各网络会应用该算法来为请求传输带宽确定价格，并且(可选地)在通信量不是本地所有时加上税率。从而，出价购买横跨多个网络带宽的用户将不得不为本地网络的本地带宽付费，并且还要对横跨所有其它有关网络的带宽额外付费。

所以该算法可被修改如下。用户会与本地交易商交易以获得本地资源的报价。该用户还必须获得沿着对等路径的所有其它所需资源的报价。税率因素可被各远程交易商加到它们提供的价格中，因为它们不“接纳”该用户的需求。然后该用户将应用该算法，通过计算所有报价的总和来决定购买多少资源。所以交易算法中被用户使用的资源的总价P将为：

P = P_{0} + Σ_{i = 1}^{n} (T_{i} \times P_{i}) - - - (4)

其中，P₀是本地资源的报价，T_i是资源i对发送需求加的税率，而P_n是资源i的报价。该用户的交易商可能代表用户构造该价格，而不是让用户直接与沿着提出的路径的所有交易商进行交易。

正如用户所需的资源可能是带宽一样，有些资源可能是例如服务器性能。所以使用该资源交易算法，所有有关提供服务给用户的资源都能以该方式(对等、交易商到交易商、端到端)来交易。

在用于单个资源分配的对等交易中，交易商通过与其周围的一些或所有的交易商交易资源来对资源分配进行交易。以此方式，交易商可被逐区地分配资源。这可被实现如下。

将被分配的可用资源以大小和对交易商的价值来排序。如果另一交易商作为拍卖的结果声明拥有这些资源，这些资源在本地表中被标记为不可用。假如第一资源可用，交易商获得资源的规模并用它在不分配资源给用户的条件下运行该算法，并借此确定该资源的价格。然后交易商用该价格与所有周围交易商出价。如果该交易商出最高价，那么它声明拥有该资源并开始在其用户之间交易该资源。否则它在其本地表内标记该资源为不可用并对列表中的下一个资源重复该过程。这会重复进行直到交易商赢得了拍卖并声明拥有一资源，或发现没有未分配的资源可供出价。在后一例中，该交易商将必须等待另一轮出价循环。

分配到各交易商的相对资金量(它转而在其用户之间共享)决定各交易商将在对资源出价中的成功度，因为该资金量影响出价。这可被用于控制该过程以保证资源根据需要分配给交易商。例如，没有赢得资源分配的那些交易商可被给予补偿以使其在期货的出价循环中它们更可能赢得分配。分配给各交易商的资金量可与该交易商已为对资源出价的许可支付的真实资金量有关。

另一周围的交易商能在任何时间发起与该交易商的拍卖来为列表中的任何资源出价。如果该交易商该还没有声明拥有要使用的资源，则该交易商通过出价对该另一交易商作出响应。

在多个资源分配的对等交易中，交易商可为一个以上资源出价。再一次，可用资源可在本地表中被排序(例如按照大小)，并且该交易商用算法根据资源的规模确定资源价格，对第一个可用资源报价。输掉拍卖的所有交易商在它们的本地表中将资源标记为不可用。一旦交易商已通过赢得出价声明了拥有资源，该交易商可按相同的方式继续为更多资源出价。然而，在其它的出价中，当确定价格时，该交易商将所有以前赢得的资源加到其正在出价的资源的规模上。所以，随着交易商赢得越来越多的资源，出价将会下降。这意味着随着交易商对资源的需要被满足，在与其它交易商出价时，其对赢得更多的资源的态度越来越不坚决。以此方式，一些交易商可能赢得了一个资源来交易，而一些交易商可能赢得了很多。一些交易商可能一个也没有赢得而不得不等待下一轮出价循环。

再说一次，分配到各交易商的相对资金量决定它们将在对资源出价中的成功度，因为该资金量影响出价。这可被用于控制该过程以保证资源根据需要被分配给交易商，尤其对在以前出价循环中全输掉的那些交易商。分配到各交易商的资金量还可与该交易商已为对资源出价的许可支付的真实资金量有关。

任何周围交易商能在任何时间发起对任何可利用资源的拍卖。如前所述，资源利用在表中被指示，并且在各拍卖之后，所有在出价中输掉的交易商在其各本地表中将被出价的资源标记为不可用。

在用于共享资源分配的分级交易中，资源交易算法按前述方式确定资源的价格。这可被用于确定与另一交易商共享的资源的部分的分配。例如，可能有两个部门共享同一个校园网络LAN，其中，各部门具有分配给其用户的不同的资金量、不同的用户需求和不同的资源需求。所以各部门可分享可用带宽的一部分并在其用户之间交易其份额。所以第三带宽可被分配给部门A以在其用户之间交易。然后余下的带宽可在部门B内交易。

资源份额可被分配如下。如果所有资源都可用，则各交易商会分配所有可用资源给算法并在其用户之间交易以求得资源的价格。该价格反映了该交易市场内对资源的需求。在该阶段，这些用户将不被允许购买资源，因为该算法正被只用来确定价格，而不销售资源。然后分配给各交易商的资源将根据这些价格被分割。所以如果有两个交易商a和b，P_a是为交易商a确定的资源价格，而P_b是为交易商b确定的价格，那么对a的资源分配表示为R_a，可由下式定义：

R_{a} = \frac{P_{a}}{(P_{a} + P_{b})} \times R_{t} - - - (5)

其中，R_t是总资源。

一旦资源份额被分配，资源交易就正常进行，在各交易区域内用这些份额将资源分配给用户。

对于对等交易来说，分配到各交易商的相对资金量决定它们在对共享资源出价中的成功度，因为该资金量影响出价。这可用来控制该过程以保证资源根据需要被分配给交易商。分配到各交易商的资金量可与该交易商已为对资源出价的许可支付的实际资金量有关。

在用于单个资源分配的多个资源之间的分级交易中，一些不同大小的资源可用于分配给交易商。这些资源按照大小排序，最大的资源被认为最有价值，而最小的资源被认为最没价值。所有交易商对各资源出价，从最大资源开始并向最小资源进行。在对第一资源出价时，各交易商运行该算法，用资源的规模(即带宽的量)来确定交易商将资源卖给用户的可能价格。该价格，如前所述，代表交易商区域内对资源的需求。然后该价格被简单地用作出价以主张拥有该资源。出最高价的交易商即最需要赢得出价的的交易商被分配到该资源。然后获胜者可用该资源以该算法在其用户之间进行交易并离开该拍卖过程。然后下一个可用资源以相同的方式在余下的交易商之间被拍卖。该过程反复进行直到所有可用资源都被分配给交易商去交易，或所有交易商都拥有了交易所需资源。没有赢得资源分配的交易商将不得不等待下一轮出价循环。

再说一次，分配到各交易商的相对资金量决定它们在对资源出价中的成功度，因为该资金量影响出价，这可用来控制该过程以保证资源根据需要被分配给交易商，并补偿没有赢得资源的交易商。分配给各交易商的资金量可与该交易商已为对资源出价的许可支付的真实资金量有关。

在进行多个资源分配的多个资源之间的分级交易中，目的是分配资源给交易商，以使各交易商能主张拥有一个以上资源分配，然后通过运行一个以上资源交易算法在其用户之间共享这些分配。如前所述，这通过将被分配的资源排序来实现。交易商对第一个资源出价，如前所述，用该算法确定各交易商将对之出价的资源的价格。然后该资源被分配给最高出价者。然后该最高出价者通过加入对下一资源(按顺序)的出价来继续对更多资源分配出价。然而这个时间，赢得第一个分配的出价者使用该算法，通过将原来赢得的资源的规模加到当前正被拍卖的资源的规模上，来确定资源价格。这意味着交易商对更多资源的需求可能更少，所以出价也可能更少，因为交易商已经有了资源分配。这样，使用该算法并将已赢得的资源和正被出价的资源相加，已经拥有资源的交易商的出价被确定。然后在该拍卖中出价最高的交易商被分配该资源，该交易商可能是或可能不是已经拥有资源的交易商。然后所有交易商加入序列中的下一轮拍卖，并且该过程反复进行直到所有资源已被分配。有些交易商可能赢得一个交易资源，有些交易商可能赢得许多，而有些交易商可能一个也没有赢得。

再说一次，交易商在出价中的成功将由该交易商相对于别的交易商被分配到的资金量决定。

本文中给出的任何范围或设备可被延伸或改变而不背离本文的主旨，这对于理解本文中教导的本领域技术人员来说是显然的。

Claims

1.一种将资源分配给多个资源占有者的自动化方法，该方法包含：

将时机阈值与各资源占有者相关联；

根据资源占有者的时机阈值和规模度，为各资源占有者计算分配紧迫度；以及

根据相应的分配紧迫度来分配资源。

2.如权利要求1所述的方法，包含：

将消亡阈值与各资源占有者相关联；以及

根据资源占有者的时机阈值、消亡阈值和规模度，为各资源占有者计算分配紧迫度。

3.如权利要求2所述的方法，其中：无资源被分配给其消亡阈值已过的资源占有者。

4.以上权利要求中任一项所述的方法，其中：所述分配紧迫度在时机阈值之前是上升的凸函数。

5.以上权利要求中任一项所述的方法，其中：所述分配紧迫度在时机阈值和消亡阈值之间是下降的凸函数。

6.以上权利要求中任一项所述的方法，其中：所述分配紧迫度在消亡阈值之后为零。

7.以上权利要求中任一项所述的方法，其中：所述紧迫度A按下式计算：

A = \{\begin{matrix} P^{3} \arctan (\frac{l_{t}}{| t_{j} - t |}) \frac{{(1 + t)}^{2}}{{(1 + t_{j}^{2})}^{2}} . . . . . . 0 \leq t {\leq t}_{j} \\ P^{3} \arctan (\frac{l_{t}}{| t_{j} - t |}) \frac{{(1 - t_{j})}^{2}}{{(1 + t_{j}^{2})}^{2}} (\frac{{(t - p_{j})}^{n}}{{(t_{j} - p_{j})}^{n}}) . . . . . . t_{j} < t \leq p_{j} \\ 0 . . . . . . t > p_{j} . \end{matrix}

其中：

P是优先级；

l_t是资源需要量；

t_j是时机阈值；

p_j是消亡阈值；

t是当前时间。

8.以上权利要求中任一项所述的方法，其中：所述资源包括传输带宽。

9.以上权利要求中任一项所述的方法，其中：所述资源包括射频频谱带宽。

10.权利要求1～7中任一项所述的方法，其中：所述资源包括供人占用的实体，而所述资源占有者包括人。

11.权利要求1～7中任一项所述的方法，其中：所述资源占有者包括工具。

12.以上权利要求中任一项所述的方法，其中：所述资源包含愿付值。

13.一种将资源分配给多个资源占有者的系统，该系统包含：

将时机阈值与各资源占有者相关联的装置；

根据资源占有者的时机阈值和规模度，为各资源占有者计算分配紧迫度的装置；以及

根据相应的分配紧迫度来分配资源的装置。

14.一种将资源分配给多个资源占有者的计算机程序，该程序包含编排成执行如下步骤的代码部分：

将时机阈值与各资源占有者相关联；

根据相应的分配紧迫度来分配资源。

15.一种在第一组预期频谱用户之间分配射频频谱的自动化方法，该方法包含如下步骤：

在第一组成员之间进行第一自动化拍卖，其中第一组用户的第一成员提供的出价根据第二自动化拍卖来确定，所述第二自动化拍卖在与第一组的第一成员相关联的第二组预期频谱用户的成员之间进行；以及

根据第一自动化拍卖将频谱分配给第一组成员。

16.如权利要求15所述的方法，其中：第一拍卖和第二拍卖实时地进行。

17.如权利要求15或16所述的方法，其中：资源按照权利要求1至12中任一项所述的方法来分配给第二组成员。

18.一种在第一组预期频谱用户之间分配射频频谱的自动化系统，该系统包含：

在第一组成员之间进行第一自动化拍卖的装置，其中第一组用户的第一成员提供的出价根据第二自动化拍卖来确定，所述第二自动化拍卖在与第一组的第一成员相关联的第二组预期频谱用户的成员之间进行；以及

根据第一自动化拍卖将频谱分配给第一组成员的装置。

19.一种在第一组预期频谱用户之间分配射频频谱的计算机程序，该程序包含编排成执行如下步骤的代码部分：

根据第一自动化拍卖将频谱分配给第一组成员。