面向服务的车辆网络切片策略研究
发布时间：2022-01-24 14:59
随着移动流量的爆炸式增长,移动网络运营商在提供用户所需的容量增长方面面临着严峻的挑战。另外,5G和后续演进网络将主要面对垂直行业用户并支持多种用例,因此其所需服务具有极大的多样性。因此,移动网络运营商提出网络切片技术以实现多个虚拟网络对底层基础设施及无线资源的共享,从而支持灵活及多样化的场景及服务。但是目前的网络架构没有考虑应用场景间的时空差异,导致无线资源利用极度不均衡,网络设备将出现闲置现象。因此亟需设计新的网络架构及管理方法,以实现对无线网络资源的高效及差异化利用。首先,文中介绍了网络切片、车辆通信网络的研究背景及车辆通信网络的应用场景,并介绍了车辆通信网络切片的研究目的及意义。其次,深入分析了车辆通信网络切片与虚拟化的研究现状及其当前存在的关键问题。其次,文中提出了一种基于服务保障的切片协调智能体设计。在服务聚类模块中通过K-means++聚类算法将V2X通信业务进行聚类并将其映射至不同的切片中,在切片调度模块中通过共享比例公平方案提高无线资源利用率,并考虑服务需求,设计基于线性规划障碍的资源分配算法以得到最优的切片权重分配结果。再次,文中提出了一种基于机器学习的切片资源分配策...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车辆通信网络模型
3.3.1 协议架构和功能架构从图3.1可以看出,整个网络被切成四个端到端的虚拟网络。分别是车辆编队、高级驾驶、扩展传感器以及远程驾驶。对于核心网络切片,它由各种VNF组成,具有明确的控制面(Control Plane,CP)功能和用户面(User Plane,UP)功能分离。不同的切片由不同的虚拟网络功能(例如,用户平面功能(User Plane Function,UPF)、策略控制功能(Policy Control Function,PCF)、会话管理功能(Session Management Fuction,SMF))组成,并且各虚拟网络功能间可以共享公共网络功能(例如,接入和移动性管理功能(Access and Mobility Function,AMF)。具体而言,UPF负责数据包的路由和转发以及Qo S流映射。PCF支持统一的策略框架来管理网络行为,并为网络实体提供策略规则以强制执行。SMF负责会话管理,还可以选择和控制UPF进行数据传输。AMF提供基于UE的认证,授权,移动性管理等。由于远程驱动切片负载较轻,为避免AMF过载而导致延迟增加,本文为其设置了特定的AMF。V2X应用服务器部署在边缘云上,用于延迟敏感的V2N服务,例如扩展传感器切片和远程驾驶切片中的服务。需要指出的是,一些虚拟网络功能可以在多个切片之间共享(如AMF),而一些虚拟网络功能是切片特定的(如UPF、PCF、SMF),为了简化架构突出这一概念,一些网络功能,如统一数据管理(Unified Data Management,UDM),认证服务器功能(Authentication Server Function,AUSF),未显示在图中。对于接入网络切片,应定制针对不同无线接口协议的参数配置以满足不同切片的需求。
从图3.1可以看出,整个网络被切成四个端到端的虚拟网络。分别是车辆编队、高级驾驶、扩展传感器以及远程驾驶。对于核心网络切片,它由各种VNF组成,具有明确的控制面(Control Plane,CP)功能和用户面(User Plane,UP)功能分离。不同的切片由不同的虚拟网络功能(例如,用户平面功能(User Plane Function,UPF)、策略控制功能(Policy Control Function,PCF)、会话管理功能(Session Management Fuction,SMF))组成,并且各虚拟网络功能间可以共享公共网络功能(例如,接入和移动性管理功能(Access and Mobility Function,AMF)。具体而言,UPF负责数据包的路由和转发以及Qo S流映射。PCF支持统一的策略框架来管理网络行为,并为网络实体提供策略规则以强制执行。SMF负责会话管理,还可以选择和控制UPF进行数据传输。AMF提供基于UE的认证,授权,移动性管理等。由于远程驱动切片负载较轻,为避免AMF过载而导致延迟增加,本文为其设置了特定的AMF。V2X应用服务器部署在边缘云上,用于延迟敏感的V2N服务,例如扩展传感器切片和远程驾驶切片中的服务。需要指出的是,一些虚拟网络功能可以在多个切片之间共享(如AMF),而一些虚拟网络功能是切片特定的(如UPF、PCF、SMF),为了简化架构突出这一概念,一些网络功能,如统一数据管理(Unified Data Management,UDM),认证服务器功能(Authentication Server Function,AUSF),未显示在图中。对于接入网络切片,应定制针对不同无线接口协议的参数配置以满足不同切片的需求。车辆网络切片系统架构如图3.2所示,包含3层,分别为业务层、切片层以及网络功能虚拟化层。
本文编号：3606786
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车辆通信网络模型
3.3.1 协议架构和功能架构从图3.1可以看出,整个网络被切成四个端到端的虚拟网络。分别是车辆编队、高级驾驶、扩展传感器以及远程驾驶。对于核心网络切片,它由各种VNF组成,具有明确的控制面(Control Plane,CP)功能和用户面(User Plane,UP)功能分离。不同的切片由不同的虚拟网络功能(例如,用户平面功能(User Plane Function,UPF)、策略控制功能(Policy Control Function,PCF)、会话管理功能(Session Management Fuction,SMF))组成,并且各虚拟网络功能间可以共享公共网络功能(例如,接入和移动性管理功能(Access and Mobility Function,AMF)。具体而言,UPF负责数据包的路由和转发以及Qo S流映射。PCF支持统一的策略框架来管理网络行为,并为网络实体提供策略规则以强制执行。SMF负责会话管理,还可以选择和控制UPF进行数据传输。AMF提供基于UE的认证,授权,移动性管理等。由于远程驱动切片负载较轻,为避免AMF过载而导致延迟增加,本文为其设置了特定的AMF。V2X应用服务器部署在边缘云上,用于延迟敏感的V2N服务,例如扩展传感器切片和远程驾驶切片中的服务。需要指出的是,一些虚拟网络功能可以在多个切片之间共享(如AMF),而一些虚拟网络功能是切片特定的(如UPF、PCF、SMF),为了简化架构突出这一概念,一些网络功能,如统一数据管理(Unified Data Management,UDM),认证服务器功能(Authentication Server Function,AUSF),未显示在图中。对于接入网络切片,应定制针对不同无线接口协议的参数配置以满足不同切片的需求。
从图3.1可以看出,整个网络被切成四个端到端的虚拟网络。分别是车辆编队、高级驾驶、扩展传感器以及远程驾驶。对于核心网络切片,它由各种VNF组成,具有明确的控制面(Control Plane,CP)功能和用户面(User Plane,UP)功能分离。不同的切片由不同的虚拟网络功能(例如,用户平面功能(User Plane Function,UPF)、策略控制功能(Policy Control Function,PCF)、会话管理功能(Session Management Fuction,SMF))组成,并且各虚拟网络功能间可以共享公共网络功能(例如,接入和移动性管理功能(Access and Mobility Function,AMF)。具体而言,UPF负责数据包的路由和转发以及Qo S流映射。PCF支持统一的策略框架来管理网络行为,并为网络实体提供策略规则以强制执行。SMF负责会话管理,还可以选择和控制UPF进行数据传输。AMF提供基于UE的认证,授权,移动性管理等。由于远程驱动切片负载较轻,为避免AMF过载而导致延迟增加,本文为其设置了特定的AMF。V2X应用服务器部署在边缘云上,用于延迟敏感的V2N服务,例如扩展传感器切片和远程驾驶切片中的服务。需要指出的是,一些虚拟网络功能可以在多个切片之间共享(如AMF),而一些虚拟网络功能是切片特定的(如UPF、PCF、SMF),为了简化架构突出这一概念,一些网络功能,如统一数据管理(Unified Data Management,UDM),认证服务器功能(Authentication Server Function,AUSF),未显示在图中。对于接入网络切片,应定制针对不同无线接口协议的参数配置以满足不同切片的需求。车辆网络切片系统架构如图3.2所示,包含3层,分别为业务层、切片层以及网络功能虚拟化层。
本文编号：3606786
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