一种网络切片控制系统及控制方法

本发明涉及通信，尤其涉及一种网络切片控制系统及控制方法。

背景技术：

1、人工智能技术发展的同时，无线通信系统也在持续高速发展中。5g(5thgeneration mobile networks，5g)支持增强移动通信(enhanced mobile broadband,embb)、超高可靠低时延(ultra-reliable low latency communications，urllc)和海量机器类型通信(massive machine type communications，mmtc)等三大应用场景，而未来的无线通信系统必将向更大吞吐、更低时延、更高可靠性、更大连接数、更高频谱利用率等方向演进。已有的研究工作表明，人工智能在复杂未知环境建模、学习，信道预测，智能信号生成与处理，网络状态跟踪与智能调度，网络优化部署等许多方面具有重要的应用潜力，有望促进未来通信范式的演变和网络架构的变革，对下一代网络技术研究具有十分重要的意义和价值。强化学习作为重要的机器学习分支，在复杂问题的决策和优化上发挥巨大的作用，如在棋类比赛中打败顶级大师，对网络资源进行分配调度，根据用户兴趣进行智能推荐等。现如今无线网络的结构日趋复杂，密集网络覆盖所带来的干扰也不容轻视。复杂的网络环境、无限大的状态空间和高维优化参数，对于传统的优化方法来说是一个挑战。

2、3gpp(3rd generation partnership project，3gpp)正式将5g演进的名称确定为5g-advanced，标志着全球5g技术和标准发展进入新阶段。网络切片和边缘计算作为面向万物互联时代需求的关键技术，将释放垂直行业服务能力，推动5g与行业深度融合。基于同租户签订的服务水平协议(service level agreement,sla),运营商创建网络切片，划分满足特定网络能力和特性的逻辑网络，为不同垂直行业、不同客户、不同业务，提供相互隔离、功能可定制的网络服务。网络切片是5g网络的一个端到端的虚拟网络，是一组逻辑网络功能的集合。网络切片是一种按需组网的方式，可以让运营商在统一的基础设施上分离出多个虚拟的端到端网络，每个网络切片从无线接入网到承载网再到核心网上进行逻辑隔离，以适配各种各样类型的应用。在一个网络切片中，至少可分为无线网子切片、承载网子切片和核心网子切片三部分。网络切片技术允许在每个网络切片子网实例中相对较容易地配置和重用网络元件及功能以满足特定的应用要求，实现从“一个通信子网可以满足所有场景的通信需求”到“一个网络切片实例可以通过对部分网络资源进行编排和组合满足当前场景的通信需求”的过渡。

3、embb和urllc作为5g通信系统网络的两大主要场景，业务需求存在明显差异，为qos(quality of service，服务质量)要求明显不同的两种业务探索最佳资源调度和分配策略成为关键问题。

4、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

1、本发明实施例提出一种网络切片控制系统及控制方法，在保证商定sla得到保证的前提下，提高网络系统容量并保证用户服务质量。

2、根据本发明实施例的第一方面，提供一种网络切片控制系统，所述系统包括切片编排器和多个域控制器；所述切片编排器，配置为根据网络切片sla及指标约束，将所述网络切片sla保证的端到端时延在各网络域之间进行划分，并将时延划分结果下发给所述多个域控制器；所述每一域控制器，配置为根据所述切片编排器下发的该网络域的时延划分结果，利用资源映射机制进行本网络域的资源分配，并将所述资源分配保证的qos反馈给所述切片编排器；所述切片编排器，还配置为根据所述域控制器反馈的qos，确定sla保证情况，并根据所述sla保证情况，调整所述网络切片sla保证的端到端时延在各网络域的划分。

3、根据本发明实施例的第二方面，提出一种网络切片控制方法，包括：步骤1，根据网络切片sla及指标约束，将所述网络切片sla保证的端到端时延在各网络域之间进行划分，生成时延划分结果；步骤2，根据所述时延划分结果，利用资源映射机制进行所述各网络域的资源分配，并反馈所述资源分配保证的qos；步骤3，根据所述反馈的qos，确定sla保证情况，并根据所述sla保证情况，返回步骤1来调整所述网络切片sla保证的端到端时延在各网络域的划分。

4、本发明实施例公开的网络切片控制系统及方法，设计了一种端到端网络切片基于sla的跨域编排框架，以时延为跨域协调指标，传输速率为域内约束指标，用以实现端到端切片资源管理。该架构用于将网络切片端到端约束时延划分成ran和cn 需要满足的时延限制，并且易于扩展到更多域。另外，提出基于时延均衡机制的端到端约束时延划分方法，通过灵活调整网络分域时延限制可以提高网络容量(接入用户数)和保障embb用户服务质量。为了解决ran和cn资源分配的非凸和np-hard 问题，设计了深度强化学习算法，用于管理用户的无线资源，以及核心网网元和链路资源的分配。

5、参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

6、针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

7、应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

技术特征：

1.一种网络切片控制系统，其特征在于，所述系统包括切片编排器和多个域控制器；

2.根据权利要求1所述的网络切片控制系统，其特征在于，所述切片编排器还配置为：将用户的服务需求转变为签定的所述网络切片sla；其中，

3.根据权利要求2所述的网络切片控制系统，其特征在于，所述根据网络切片sla及指标约束，将所述网络切片sla保证的端到端时延在各网络域之间进行划分，包括：

4.根据权利要求3所述的网络切片控制系统，其特征在于，调整所述接入网时延约束和所述核心网时延约束在无线接入网和核心网的分配比例，包括：

5.根据权利要求3所述的网络切片控制系统，其特征在于，调整所述端到端约束时延在无线接入网和核心网的分配，包括：

6.根据权利要求3所述的网络切片控制系统，其特征在于，所述域控制器包括ran域控制器和cn域控制器；

7.根据权利要求6所述的网络切片控制系统，其特征在于，所述ran域控制器使用强化学习算法在接入网网络域进行无线资源分配，包括：

8.根据权利要求6所述的网络切片控制系统，其特征在于，所述cn域控制器使用强化学习算法在核心网网络域进行sfc映射，包括：

9.根据权利要求3所述的网络切片控制系统，其特征在于，通过embb用户满意度对embb用户网络切片的qos进行量化；

10.一种网络切片控制方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明实施例提供一种网络切片控制系统及控制方法。所述系统包括切片编排器和多个域控制器；切片编排器配置为根据网络切片SLA及指标约束，将网络切片SLA保证的端到端时延在各网络域之间进行划分，并将时延划分结果下发给多个域控制器；每一域控制器，配置为根据切片编排器下发的该网络域的时延划分结果，利用资源映射机制进行本网络域的资源分配，并将资源分配保证的QoS反馈给所述切片编排器；所述切片编排器，还配置为根据域控制器反馈的QoS，确定SLA保证情况，并根据SLA保证情况，调整所述网络切片SLA保证的端到端时延在各网络域的划分。本发明可以实现在保证商定SLA得到保证的前提下，提高网络系统容量并保证用户服务质量。

技术研发人员：张勇,郭达,白昊男,袁思雨,张震宇,李琦
受保护的技术使用者：北京邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15