5G无线网络切片增强技术标准化进展分析

发表时间:2021/6/15   来源:《科学与技术》2021年第6期   作者:席绪亚
[导读] 随着我国无线网络领域的飞速发展和进步,5G无线网络的切片增强技术实现了标准化的变革与进展
        席绪亚
        中国联通研究院   100176
        摘要:随着我国无线网络领域的飞速发展和进步,5G无线网络的切片增强技术实现了标准化的变革与进展,早在2019年12月无线切片增强技术已经成为赋能垂直行业的关键技术与手段之一。基于此,文章主要针对5G无线网络切片增强技术标准化进展进行深入的分析与讨论,希望能够对我国当前无线切片增强技术提供一定的发展研究方向。
        关键词:5G无线网络;无线切片;增强技术;标准化

        引言:无线网络切片主要指的是在网络的特定功能影响之下,结合网络特性所开展的逻辑网络,大多在传统通用物理设备中通过多种形式的网络服务实现层级隔离,以满足垂直行业中对于无线网络的差异化需求。在针对5G无线网络的切片增强技术标准化研究方面,主要依照3GPP协议进行有效开展,因此文章针对5G无线网络切片增强技术标准化进展进行分析有重要的实践意义。
1 无线网络切片技术分析
        无线网络切片技术主要指的是网络切片的子切片,此类无线切片可以被专享,也就是一个切片能够对应核心网切片以进一步实现共享,也可以对应多个核心网的切片;但是无线网络切片因其资源和数量等始终受到限制,因此可以直接引用,具有无限特性的切片,进行有效共享无线切片。无限切片代表了配置规则和切片ID的有效映射,并通过合理调度和配置以完成切片原有支持的各类网络服务,在无限切片的关键技术中,主要涵盖切片感知性、资源管理和隔离性、QoS差异化等诸多特点。
        首先在切片感知性方面,在原有3GPP的标准中已经定义了网络切片的具体标识,主要通过识别和感知NSSAI,以更好的识别切片的类型,并为其提供有效的服务,其中切片感知粒度是PDU Session,在对切片进行识别时,也要根据不同的业务进行差别化处理和应用。
        在资源管理特点中,主要应用无限切片的动态或静态模式,合理实现共享无线资源的有效配置。其中在动态资源共享中,每个切片都可以从其网络需求出发,或按照优先级的安排和顺序获得和使用各类资源。但是值得注意的是,在无线切片的资源管理和隔离过程中,所应用的保护机制也需要避免切片之间因资源短缺而影响其他切片的问题。
        在QoS差异化的特点中,主要指的是切片所承载的/Flow资源保障。在不同业务中,同一期限会有不同的QoS并根据其进行优先级的分配。此外切片的可用性也要进行有效验证,检验UE能否直接进入网络切片,这也是核心网的主要职责所在。当无线处理指定区域的切片服务请求时,需要针对切片的可用性资源的可用性以及服务请求应否支持等综合要素,合理判定是否同意其接入或拒绝其接入切片。


2 5G无线网络切片增强技术标准化进展分析
        早在2019年12月3GPP已经批准了无线切片R17的增强立项,其中在灵活部署、业务连续性和终端接入等诸多方面进行了全面的研究与优化,主要体现了以下几个方面。
2.1 灵活部署
        早在R15阶段,3GPP已经有效限制了切片的区域,主要指的是在UE的注册区内,切片的可能性能够维持不变,而注册区(Registration Area,RA)主要体现为跟踪区(Tracking Area,TA)的上层概念,跟踪其主要为一个或多个小区域共同组成,而注册区也通过多个跟踪区或一个跟踪区来组成。在相邻的区域中要支持不同类型的切片,并为其配置不同的注册区,虽然可以直接通过跟踪区配置的形式解决此类问题,但是难免会增加传令方面的开销,因此需要强化不同类型切片的灵活部署效果,确保相邻切片之间能够满足不同的需求,并配置项不同的跟踪区域,大多数情况下跟踪区所覆盖的范围会更大。因此,在灵活部署策略推动方面,现有研究能够有效转变R15对于网络切片再部署层面的有效限制,能够进一步实现动态化部署或按需求出发的作用和价值。
2.2 业务连续性
        网络切片属于一种逻辑网络,需要通过无线完成指定的业务目标和要求,因此也体现出了较强的业务连续性,主要在于服务等级协议的作用,不仅需要充分考虑无线资源是否满足协议的目标要求,也要综合考虑移动过程中的有效性和连续性。如果服务等级协议的原有目标无法得到满足时,则可以直接将无线网络的切片需求进行降级,以避免业务出现中断的情况;另外一旦发生网络拥塞的问题,也可以进行QoS降级,以实现良好的网络业务效果。在进行移动过程连续性保证中,可以减少目标基站与切片之间无法支持的问题,避免业务受到拒绝。因此在进行业务连续性考察时,需要综合考虑互联网网络的新型组网方案,因为从网络发展的长远方向来看,5G网络和4G网络必将始终存在,二者进行协同组网,这也是在5G的发展时代所必须的选择,因此在进行无线网络切片解决时,也要充分考虑系统间的移动效果,避免因网络不支持切片而造成业务无法连续的问题。
2.3 接入控制
        在接入控制方面,主要是针对原有R15的无线感知技术进行全面的增强与处理。在R15阶段时,用户体验在接入过程中有时无法感知无线侧的切片情况,这也往往会导入用户体验接入选择方面出现问题,运营商在同样的区域可能会因为业务需求的不同而部署多个网络切片,但是当用户需求进入该领域时,则会同时支持多个切片,而导致无法感知网络侧的支持情况。而对于空余状态的用户体验UE切片,也可以允许其停留在支持切片的小区,以避免对其进行重选,能够有效提升网络切片的整体性能。另外,在RAN侧也要全面提升接入效果,以避免无法感知网络切片的问题,可以进行全面化的灵活处理,在网络拥堵时可以提高优先级较高水平人的保障性接入水平,例如在抢险救灾的场景和状态之下,可以针对特殊群体进行保障性接入,避免网络业务受到影响和特殊场景受到限制,能够最大程度上满足网络切片的特殊业务和特殊需求保障。
总结:总而言之,在未来的无线网络发展进程中,需要充分考虑网络业务的需求,也将逐渐显露出广泛灵活的发展态势,因此在网络切片方面要不断提升无线网络切片增强技术标准化的研究,以提升无线资源管理的整体水平和效果,推动我国无线网络业务和5G无线网络切片技术水平的全面提升,真正实现更好的适应新时代的发展需求。
参考文献:
[1]董秋丽,李静,韩潇,胡海燕.5G无线网络切片增强技术标准化进展研究[J].电子技术应用,2020,46(09):19-22+28.
[2]刘彩霞,胡鑫鑫.5G网络切片技术综述[J].无线电通信技术,2019,45(06):569-575.
       
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