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5G網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu)及選擇準(zhǔn)入算法研究

發(fā)布時(shí)間：2020-04-12 06:49

【摘要】：網(wǎng)絡(luò)切片由SDN、NFV等技術(shù)支撐而形成,憑借著每個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片能夠攜帶特定的網(wǎng)絡(luò)功能,并且組成邏輯網(wǎng)絡(luò)滿足5G環(huán)境中多個(gè)使用場景對不同網(wǎng)絡(luò)功能的需求,使5G網(wǎng)絡(luò)萬物互聯(lián)的想法成為可能,并且引起了學(xué)術(shù)界和業(yè)界的廣泛關(guān)注,被認(rèn)為是下一代無線通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。但網(wǎng)絡(luò)切片作為一種新興技術(shù),UE對網(wǎng)絡(luò)切片和網(wǎng)絡(luò)功能的選擇及其架構(gòu)是影響其系統(tǒng)性能的一個(gè)重要因素。為了對網(wǎng)絡(luò)切片這一新興技術(shù)進(jìn)行更深入的研究,本文擬對網(wǎng)絡(luò)切片的選擇功能及架構(gòu)進(jìn)行研究,使網(wǎng)絡(luò)切片的研究更進(jìn)一步。主要的工作概括如下:1.分析網(wǎng)絡(luò)切片的基礎(chǔ)原理和架構(gòu),考慮不切分RAN的網(wǎng)絡(luò)切片方案與其他RAN切片和CN切片方案的相似性,并在綜述現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu)的基礎(chǔ)上,給出較適合的網(wǎng)絡(luò)切片選擇架構(gòu)方案。2.為了UE能夠高效率的選擇網(wǎng)絡(luò)切片,針對網(wǎng)絡(luò)切片的特點(diǎn),體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片在用戶、業(yè)務(wù)優(yōu)先級方面具有的雙重影響,本文提出了一種新的基于啟發(fā)式的5G網(wǎng)絡(luò)切片選擇準(zhǔn)入算法。首先規(guī)定同時(shí)管理不同切片(切片間)的優(yōu)先級和屬于同一切片(切片內(nèi))的用戶之間的優(yōu)先級。然后按照切片間、切片內(nèi)的優(yōu)先級滿足用戶的準(zhǔn)入請求,并動態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)資源到不同的切片,通過考慮切片間的優(yōu)先級來最大化每個(gè)切片內(nèi)的用戶體驗(yàn)質(zhì)量(QoE),以最大限度地滿足用戶的需求。通過仿真實(shí)驗(yàn)看出,該方法能夠提供更高的用戶體驗(yàn),增加網(wǎng)絡(luò)資源的利用率,當(dāng)每個(gè)切片中的用戶數(shù)量增加時(shí)滿足更高的可縮放性。3.針對5G網(wǎng)絡(luò)中增加運(yùn)營商收入的想法,通過引入網(wǎng)絡(luò)切片功能,將物理網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的切片,切片根據(jù)運(yùn)營商的要求,為切片用戶提供不同的服務(wù)質(zhì)量,本文提出基于拍賣模型的5G網(wǎng)絡(luò)切片。該模型為了更大限度地增加運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)收入。并分析研究了基于價(jià)格競爭機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)切片方案與網(wǎng)絡(luò)切片拍賣方案,提出了基于價(jià)格競爭的定價(jià)機(jī)制和為了提高滿意度的網(wǎng)絡(luò)切片兩步拍賣機(jī)制。通過仿真結(jié)果表明,所提出的拍賣模型可以將網(wǎng)絡(luò)資源分配給網(wǎng)絡(luò)切片,以提供更高的網(wǎng)絡(luò)切片需求滿足度,以及增加運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)收入。
【圖文】：

行業(yè),連接網(wǎng)絡(luò),需求增加,數(shù)據(jù)速率

圖 2. 2 一個(gè)網(wǎng)絡(luò) 許多行業(yè) 許多網(wǎng)絡(luò)切片與今天的網(wǎng)絡(luò)相比，5G 系統(tǒng)需要滿足的需求增加有一個(gè)行業(yè)共識。這種共同的理解表明，，流量將是目前的 1000 倍；100 倍以上的設(shè)備將需要連接網(wǎng)絡(luò)；一些應(yīng)用將要求數(shù)據(jù)速率是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)提供的平均速度的 100 倍；一些應(yīng)用將需要接近零的延

吞吐量