無線異構網絡是指相互重疊的不同類型的無線網絡融合在一起,利用具備可以接入多種網絡的用戶智能化的接入手段,使多種不同類型的網絡共同為用戶提供隨時隨地的無線接入。無線異構網絡資源調度是指對無線異構網絡的網絡狀態和無線資源利用情況進行分析,根據用戶的需求給用戶分配最優的目標無線網絡和無線資源,可以滿足用戶的業務多樣性需求。目前的無線異構網絡資源調度研究主要關注系統吞吐量或者用戶容量的最大化,然而,隨著5G應用場景的多樣化,各中業務的性能要求也存在較大差異;一方面,高頻譜效率不再是系統優化的唯一目標,業務需求對網絡傳輸時延、連接數、可靠性等指標也提出了嚴格要求;另一方面,在低時延場景中,為了滿足毫秒級時延要求,考慮將核心網中的部分功能和內容下沉到接入網,并且需要保證服務的可靠性。業務的多樣性增加了無線異構網絡資源調度的難度,不僅包括接入網絡的選擇和無線資源的調度,還包括服務質量和可靠性保證,因此無線異構網絡的資源調度受到了廣泛關注。
本項目的目的在于針對上述現有技術存在的不足,提出一種基于無線接入網RAN切片的無線異構網絡資源調度方法,用于解決現有無線異構網絡資源調度方法分析計算復雜度高和參數信令開銷較大,難以滿足用戶多樣化業務的超低時延服務質量要求,無法保證定制化服務的連續性,方法具有局限性的問題。
為實現上述目的,本項目根據用戶時延需求為用戶選擇目標基站集合,利用最優目標基站選擇算法確定最優目標基站,先選擇目標基站集合降低了資源調度的計算復雜度和參數信令開銷,最優目標基站選擇算法聯合考慮用戶的服務質量和頻譜資源利用率,可以保證用戶的服務體驗的同時提高頻譜資源利用率。在對用戶進行RAN切片資源調度時,中心控制器通知源基站與最優目標基站建立X2連接,最優目標基站與用戶通過X2接口獲取的切換所需資源來建立通信連接,用戶先建立與最優目標基站的連接再釋放與源基站的連接,對基站和用戶沒有特殊要求。
本項目設計一種基于RAN切片的無線異構網絡資源調度方法,其步驟為:
1、選擇目標基站集合;2、確定最優目標基站;3、判斷最優目標基站中是否存在用戶需求的RAN切片,若是,則執行步驟5,否則,執行步驟4;4、構建RAN切片;5、判斷源基站與最優目標基站是否為同一基站,若是,則執行步驟8,否則,執行步驟6;6、源基站與最優目標基站建立X2連接;7、用戶進行基站切換;8、為用戶調度RAN切片。
本項目在設計無線異構網絡資源調度方法中,利用目標基站集合中的最優目標基站為用戶調度RAN切片,降低了資源調度方法的計算復雜度,保證了用戶的服務質量,與現有技術相比具有以下優點:
第一,本項目根據用戶時延需求為用戶選擇目標基站集合,利用最優目標基站選擇算法確定最優目標基站,最優目標基站選擇算法聯合考慮用戶的服務質量和頻譜資源利用率在目標基站集合中確定最優目標基站,克服了現有技術中每次進行切片資源調度決策需要對所有基站進行分析,計算復雜度大和參數信令開銷高的缺點,難以滿足低時延用戶的服務質量需求的問題,使得本項目具有快速為用戶分配無線接入網切片資源,提升用戶的服務體驗的同時提高頻譜資源利用率的優點。
第二,本項目通過X2接口進行基站切換為用戶調度最優的無線接入網RAN切片資源,最優目標基站與用戶通過X2接口獲取切換所需資源信息,用戶先建立與目標基站的連接再釋放與源基站的連接,克服了現有技術中用戶先釋放與源基站的連接,無法與最優目標基站建立隨機同步,對基站和用戶要求極高的問題,使得本項目具有適用性強的優點。
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