詳解5G中的邊緣計算和網(wǎng)絡切片技術

詳解5G中的邊緣計算和網(wǎng)絡切片技術導讀采用邊緣化計算技術中的計算能力和服務能力，可滿足5G技術低時延、海量連接業(yè)務等多種要求，從而減輕核心網(wǎng)及回傳鏈路的負載。所以，邊緣計算及網(wǎng)絡切片技術的結合十分關鍵。采用邊緣化計算技術中的計算能力和服務能力，可滿足5G技術低時延、海量連接業(yè)務等多種要求，從而減輕核心網(wǎng)及回傳鏈路的負載。所以，邊緣計算及網(wǎng)絡切片技術的結合十分關鍵。1、概述邊緣計算主要是指在接近人、物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡邊緣側實現(xiàn)網(wǎng)絡、計算、存儲等多種功能的平臺，該平臺具有開放性特征，以較近的距離提供高質量的邊緣智能化服務，滿足數(shù)字化在快速連接、數(shù)據(jù)改進、智能應用及安全保護等需求。在3GPPR15中，以服務化架構為基礎，5G協(xié)議能夠按照業(yè)務的基本需求提高其應用的靈活性，從而建立相對完善的技術標準。且確保MEC在場景形式中靈活布置，實現(xiàn)無線云、邊緣云和匯聚云的接入，滿足不同網(wǎng)絡運行過程中的需求。另外，MEC可挖掘數(shù)據(jù)信息，保證上下文信息感知及分析的質量。且其可為第三方提供高質量服務，加強網(wǎng)絡的智能化。在5G網(wǎng)絡的發(fā)展中，網(wǎng)絡切片技術可為運營商提供基于單一物理設施的多虛擬網(wǎng)絡運行服務。5G網(wǎng)絡切片能夠滿足個性化的業(yè)務需求，順應SLA的發(fā)展趨勢。以需求為基礎自動構建彼此隔離的網(wǎng)絡實體。3GPP所定義的網(wǎng)絡切片管理功能主要由三部分內容構成，分別為通信業(yè)務管理、網(wǎng)絡切片管理和網(wǎng)絡切片子網(wǎng)管理。三者當中，通信業(yè)務管理功能可確保業(yè)務需求到網(wǎng)絡需求映射的有效傳遞，且網(wǎng)絡切片管理功能也可編排切片，并將整片網(wǎng)絡切片的SLA分解為不同的切片子網(wǎng)絡的SLA。網(wǎng)絡切片子網(wǎng)絡管理功能可以滿足將SLA映射為網(wǎng)絡服務實例以及配置的基本需求，并為MANO傳遞指令，以MANO為基礎完成網(wǎng)絡資源編排，從而在與承載網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的配合中實現(xiàn)承載網(wǎng)絡資源調度功能。2、基于邊緣計算的接入網(wǎng)絡切片核心網(wǎng)絡切片中的邊緣計算表服務器設置的位置與客戶有一定的距離，因此時延會受到一定的影響，不能滿足低時延設備的運行要求。再者，多種業(yè)務數(shù)據(jù)需要在核心網(wǎng)絡中處理，因此數(shù)據(jù)流量的規(guī)模較大，回傳鏈路需要承受較大的負荷，消耗了較多的帶寬。與垂直結構切片相比，短距離數(shù)據(jù)傳輸共享無需較高的計算能力，用戶分布不是很廣，可應用端到端的水平結構切片。為此，本文提出在邊緣計算中接入網(wǎng)絡切片，以網(wǎng)絡邊緣計算、存儲和通信能力創(chuàng)設業(yè)務所在無線接入網(wǎng)絡中接入網(wǎng)絡切片，從而保證業(yè)務本地處理的質量，減少核心網(wǎng)絡以及傳輸網(wǎng)絡的成本費用，有效控制時延問題。在邊緣計算基礎上接入網(wǎng)絡切片邏輯架構中，專業(yè)軟件所定義的接入網(wǎng)絡切片編排器主要的作用是供應切片動態(tài)，對切片的資源進行有效管理。在架構當中利用信息感知及數(shù)據(jù)挖掘接入網(wǎng)切片編排器能夠獲得接入網(wǎng)的各類業(yè)務請求以及不同類型的網(wǎng)絡資源。接入網(wǎng)切片編排器可依據(jù)場景的基本需求和特征，生成接入網(wǎng)切片。確定切片實例后，編排器可結合實際為多個接入網(wǎng)切片實例分配資源，讓所有的切片均可實現(xiàn)實例化處理。切片運行中，切片需及時向接入網(wǎng)編排器發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)，做好切片實例監(jiān)督和生命周期管理。按照應用場景的業(yè)務類型來劃分，網(wǎng)絡切片主要分為滿足大連接需求的海量機器類通信（應該是mMTC）、滿足超低時延需求的超可靠低時延通信（應該是uRLLC），以及滿足大容量需求的增強移動寬帶（eMBB），三種網(wǎng)絡切片中，eMBB切片為了滿足大容量需求，其具有寬大頻譜的特征，同時具備干擾協(xié)調、多站協(xié)作及傳輸空口協(xié)議?；鶐卧˙BU）--？CU和DC來分析池可實現(xiàn)無線信號處理與資源管理，從而提供集中型大規(guī)模協(xié)同信號處理及資源管理增益；分布式無線遠端射頻單元（RRH）―?5G稱AAU設置在距離用戶較近的位置，其可滿足熱點地區(qū)大規(guī)模數(shù)據(jù)的迅速傳輸需要。與BBU池共同通過鏈路連接的HPN？？可控制全網(wǎng)信息發(fā)布，為所有的用戶終端（UE）提供控制指令以及小區(qū)指定的參考信號，并為用戶提供基本比特速率無縫覆蓋服務，進而簡化轉換的環(huán)節(jié)，打破同步的約束。合理應用網(wǎng)絡邊緣節(jié)點緩存能力可將邊緣計算作用于熱點區(qū)域容量的吸收上。如體育場觀眾多次下載相同內容，加大了連接RRH與BBU池去程回路的負載，對此，可將高流行度文件提前緩存至體育場附近的邊緣節(jié)點當中，讓用戶能夠直接獲取所需的業(yè)務數(shù)據(jù)，不需要以BBU池為媒介集中緩存，從而降低BBU池的運行負荷。mMTC和eMTC—應該是eMBB?的網(wǎng)絡切片通常采用邊緣計算，mMTC編碼器生成切片編排時主要利用霧計算接入點（F-AP）中設置虛擬中繼網(wǎng)開關，從而實現(xiàn)虛擬無線回傳資源的配置。以F-AP控制為基礎，UE能夠自動組網(wǎng)形成簇，簇內的多個節(jié)點所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)能夠利用終端傳輸?shù)酱仡^位置，UE和F-AP均可為簇頭。以BBU池和F-AP為基礎，保證本地協(xié)作無線信號處理及協(xié)同無線資源管理的功能。此外，由于網(wǎng)絡當中的連接點數(shù)量較多，所以需提供多接入調度機制。mMTC節(jié)點的數(shù)據(jù)量不大，對時延的要求相對較低，所以可在mMTC切片的協(xié)議棧中配置低比特率和高時延容忍調制編碼等多種虛擬控控資源。為了滿足業(yè)務時延長的要求，在eMTC--??--（應該是mMTC）切片中可結合實際配置D2D通信中需要的時頻資源，從而確保附近的UE可借助D2D或中繼模式直接通信。再者，緩存和計算處理能力對UE具有限制作用，因此可在業(yè)務分布區(qū)域