隨著移動流量的爆炸式增長,移動網(wǎng)絡(luò)運營商在提供用戶所需的容量增長方面面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。另外,5G和后續(xù)演進網(wǎng)絡(luò)將主要面對垂直行業(yè)用戶并支持多種用例,因此其所需服務(wù)具有極大的多樣性。因此,移動網(wǎng)絡(luò)運營商提出網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)以實現(xiàn)多個虛擬網(wǎng)絡(luò)對底層基礎(chǔ)設(shè)施及無線資源的共享,從而支持靈活及多樣化的場景及服務(wù)。但是目前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)沒有考慮應(yīng)用場景間的時空差異,導(dǎo)致無線資源利用極度不均衡,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將出現(xiàn)閑置現(xiàn)象。因此亟需設(shè)計新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及管理方法,以實現(xiàn)對無線網(wǎng)絡(luò)資源的高效及差異化利用。首先,文中介紹了網(wǎng)絡(luò)切片、車輛通信網(wǎng)絡(luò)的研究背景及車輛通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場景,并介紹了車輛通信網(wǎng)絡(luò)切片的研究目的及意義。其次,深入分析了車輛通信網(wǎng)絡(luò)切片與虛擬化的研究現(xiàn)狀及其當前存在的關(guān)鍵問題。其次,文中提出了一種基于服務(wù)保障的切片協(xié)調(diào)智能體設(shè)計。在服務(wù)聚類模塊中通過K-means++聚類算法將V2X通信業(yè)務(wù)進行聚類并將其映射至不同的切片中,在切片調(diào)度模塊中通過共享比例公平方案提高無線資源利用率,并考慮服務(wù)需求,設(shè)計基于線性規(guī)劃障礙的資源分配算法以得到最優(yōu)的切片權(quán)重分配結(jié)果。再次,文中提出了一種基于機器學習的切片資源分配策... 

【文章來源】：重慶郵電大學重慶市

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

車輛通信網(wǎng)絡(luò)模型

3.3.1 協(xié)議架構(gòu)和功能架構(gòu)從圖3.1可以看出,整個網(wǎng)絡(luò)被切成四個端到端的虛擬網(wǎng)絡(luò)。分別是車輛編隊、高級駕駛、擴展傳感器以及遠程駕駛。對于核心網(wǎng)絡(luò)切片,它由各種VNF組成,具有明確的控制面(Control Plane,CP)功能和用戶面(User Plane,UP)功能分離。不同的切片由不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(例如,用戶平面功能(User Plane Function,UPF)、策略控制功能(Policy Control Function,PCF)、會話管理功能(Session Management Fuction,SMF))組成,并且各虛擬網(wǎng)絡(luò)功能間可以共享公共網(wǎng)絡(luò)功能(例如,接入和移動性管理功能(Access and Mobility Function,AMF)。具體而言,UPF負責數(shù)據(jù)包的路由和轉(zhuǎn)發(fā)以及Qo S流映射。PCF支持統(tǒng)一的策略框架來管理網(wǎng)絡(luò)行為,并為網(wǎng)絡(luò)實體提供策略規(guī)則以強制執(zhí)行。SMF負責會話管理,還可以選擇和控制UPF進行數(shù)據(jù)傳輸。AMF提供基于UE的認證,授權(quán),移動性管理等。由于遠程驅(qū)動切片負載較輕,為避免AMF過載而導(dǎo)致延遲增加,本文為其設(shè)置了特定的AMF。V2X應(yīng)用服務(wù)器部署在邊緣云上,用于延遲敏感的V2N服務(wù),例如擴展傳感器切片和遠程駕駛切片中的服務(wù)。需要指出的是,一些虛擬網(wǎng)絡(luò)功能可以在多個切片之間共享(如AMF),而一些虛擬網(wǎng)絡(luò)功能是切片特定的(如UPF、PCF、SMF),為了簡化架構(gòu)突出這一概念,一些網(wǎng)絡(luò)功能,如統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理(Unified Data Management,UDM),認證服務(wù)器功能(Authentication Server Function,AUSF),未顯示在圖中。對于接入網(wǎng)絡(luò)切片,應(yīng)定制針對不同無線接口協(xié)議的參數(shù)配置以滿足不同切片的需求。

從圖3.1可以看出,整個網(wǎng)絡(luò)被切成四個端到端的虛擬網(wǎng)絡(luò)。分別是車輛編隊、高級駕駛、擴展傳感器以及遠程駕駛。對于核心網(wǎng)絡(luò)切片,它由各種VNF組成,具有明確的控制面(Control Plane,CP)功能和用戶面(User Plane,UP)功能分離。不同的切片由不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(例如,用戶平面功能(User Plane Function,UPF)、策略控制功能(Policy Control Function,PCF)、會話管理功能(Session Management Fuction,SMF))組成,并且各虛擬網(wǎng)絡(luò)功能間可以共享公共網(wǎng)絡(luò)功能(例如,接入和移動性管理功能(Access and Mobility Function,AMF)。具體而言,UPF負責數(shù)據(jù)包的路由和轉(zhuǎn)發(fā)以及Qo S流映射。PCF支持統(tǒng)一的策略框架來管理網(wǎng)絡(luò)行為,并為網(wǎng)絡(luò)實體提供策略規(guī)則以強制執(zhí)行。SMF負責會話管理,還可以選擇和控制UPF進行數(shù)據(jù)傳輸。AMF提供基于UE的認證,授權(quán),移動性管理等。由于遠程驅(qū)動切片負載較輕,為避免AMF過載而導(dǎo)致延遲增加,本文為其設(shè)置了特定的AMF。V2X應(yīng)用服務(wù)器部署在邊緣云上,用于延遲敏感的V2N服務(wù),例如擴展傳感器切片和遠程駕駛切片中的服務(wù)。需要指出的是,一些虛擬網(wǎng)絡(luò)功能可以在多個切片之間共享(如AMF),而一些虛擬網(wǎng)絡(luò)功能是切片特定的(如UPF、PCF、SMF),為了簡化架構(gòu)突出這一概念,一些網(wǎng)絡(luò)功能,如統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理(Unified Data Management,UDM),認證服務(wù)器功能(Authentication Server Function,AUSF),未顯示在圖中。對于接入網(wǎng)絡(luò)切片,應(yīng)定制針對不同無線接口協(xié)議的參數(shù)配置以滿足不同切片的需求。車輛網(wǎng)絡(luò)切片系統(tǒng)架構(gòu)如圖3.2所示,包含3層,分別為業(yè)務(wù)層、切片層以及網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化層。


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