《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于AI的5G網(wǎng)絡(luò)切片管理技術(shù)研究
2020年電子技術(shù)應(yīng)用第1期
徐 丹1,王海寧1,袁祥楓1,朱雪田2
1.中國(guó)電信研究院AI研發(fā)中心,北京102209;2.中國(guó)電信智能網(wǎng)絡(luò)與終端研究院,北京102209
摘要: 5G網(wǎng)絡(luò)切片支持增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶、超可靠低時(shí)延通信和大規(guī)模機(jī)器類通信三大類業(yè)務(wù)場(chǎng)景,可以共享物理資源,并保證切片之間隔離性需求。網(wǎng)絡(luò)切片按需定制、實(shí)時(shí)部署、動(dòng)態(tài)保障等特性給網(wǎng)絡(luò)帶來了極大的靈活性,但使得網(wǎng)絡(luò)管理和運(yùn)維更加復(fù)雜和具有挑戰(zhàn)性。人工智能(AI)技術(shù)是解決網(wǎng)絡(luò)切片管理復(fù)雜性的潛在方案。因此將研究AI和切片管理融合,提出了一個(gè)基于AI的智能切片管理架構(gòu),詳述了智能切片管理流程,并給出部分典型應(yīng)用案例。
中圖分類號(hào): TN919
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.191355
中文引用格式: 徐丹,王海寧,袁祥楓,等. 基于AI的5G網(wǎng)絡(luò)切片管理技術(shù)研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2020,46(1):6-11,16.
英文引用格式: Xu Dan,Wang Haining,Yuan Xiangfeng,et al. Research on AI based 5G network slice management technology[J]. Application of Electronic Technique,2020,46(1):6-11,16.
Research on AI based 5G network slice management technology
Xu Dan1,Wang Haining1,Yuan Xiangfeng1,Zhu Xuetian2
1.China Telecom Research Institute AI R & D Center,Beijing 102209,China; 2.China Telecom Intelligent Network and Terminal Research Institute,Beijing 102209,China
Abstract: 5G network slicing supports three major service scenarios including enhanced mobile broadband(eMBB), ultra-reliable low-latency communication(uRLLC), and massive machine-type communication(mMTC). It can share physical resources and ensure the isolation requirements between slices. Network slicing features,such as on-demand customization, real-time deployment, and dynamic guarantee,enable network flexibility, but make network management and operation more complex and challenging. Artificial intelligence(AI) technology is a potential solution to the complexity of network slice management. Therefore, this article will study the integration of AI and network slice management, propose an AI-based intelligent slice management architecture, introduce the intelligent slice management processes in detail, and present some typical application cases.
Key words : network slicing;artificial intelligence;intelligent slice management

0 引言

    5G時(shí)代電信業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出多場(chǎng)景、差異化、需求動(dòng)態(tài)變化等特點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)切片作為5G的關(guān)鍵使能技術(shù)之一,將現(xiàn)有物理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯分割,形成獨(dú)立的業(yè)務(wù)邏輯網(wǎng)絡(luò),能夠?yàn)榫哂胁煌阅芤蟮拇怪毙袠I(yè)提供差異化、相互隔離、功能可定制的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)使多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)能夠通過云和虛擬化技術(shù)共享同一套物理基礎(chǔ)設(shè)施,在保證服務(wù)等級(jí)協(xié)議(Service Level Agreement,SLA)的同時(shí),可以有效節(jié)約成本。然而網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施變得越來越復(fù)雜、異構(gòu)、大規(guī)模,而新應(yīng)用的涌現(xiàn)卻越來越快,業(yè)務(wù)需求變化更加實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài),網(wǎng)絡(luò)切片管理面臨很大挑戰(zhàn)。

    人工智能(Artificial Intelligence,AI)是指在理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)方面研究人腦的智能行為,通過計(jì)算機(jī)智能模擬人類的思維觀點(diǎn),使人類對(duì)自身活動(dòng)的認(rèn)知程度更進(jìn)一步。自1956年誕生以來,人工智能理論和技術(shù)日益成熟,應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。人工智能的準(zhǔn)確性得益于大量的數(shù)據(jù)訓(xùn)練,若將運(yùn)營(yíng)商在運(yùn)營(yíng)過程中累積的大量數(shù)據(jù)應(yīng)用到人工智能技術(shù)中,則可大大提升網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化水平,降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)成本,為用戶提供更精確的數(shù)據(jù)服務(wù)以及覆蓋范圍更廣的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域??偠灾?,人工智能技術(shù)在應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜重復(fù)性工作方面具有天然優(yōu)勢(shì)。

    國(guó)內(nèi)外的學(xué)者對(duì)人工智能技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)融合開展了研究工作。文獻(xiàn)[1]提出了基于人工智能微服務(wù)的智能物聯(lián)網(wǎng)5G集成架構(gòu),在該架構(gòu)中AI服務(wù)將作為微服務(wù)提供,5G集成平臺(tái)同時(shí)允許在集中式數(shù)據(jù)中心和靠近物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備邊緣處不間斷地提供AI服務(wù),可以部署在集成化的5G網(wǎng)絡(luò)切片上,替代了當(dāng)前單片集成的物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)。文獻(xiàn)[2]中為了能滿足多樣化、異構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)需求,提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)切片的靈活的、可適應(yīng)的、可編程的體系結(jié)構(gòu),這種架構(gòu)框架允許引入資源彈性作為有效利用5G系統(tǒng)計(jì)算資源的關(guān)鍵手段,使5G系統(tǒng)自動(dòng)化適應(yīng)負(fù)載和其他系統(tǒng)變化,保證在每個(gè)時(shí)間點(diǎn),可用資源盡可能匹配需求。文獻(xiàn)[3]利用人工智能技術(shù)學(xué)習(xí)各網(wǎng)絡(luò)切片的流量需求量,并預(yù)測(cè)下一區(qū)間的流量需求。根據(jù)對(duì)切片需求的預(yù)測(cè),提出了一種新的彈性片間無線資源管理模型,在不影響片間連接服務(wù)質(zhì)量的前提下提高復(fù)用增益。文獻(xiàn)[4]提出了智能切片理論,即按需實(shí)例化人工智能功能模塊,并以分布式方式部署這些模塊,以實(shí)現(xiàn)靈活且可擴(kuò)展的框架,解決了將人工智能集成到無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要局限問題。文獻(xiàn)[5]提出了一個(gè)基于長(zhǎng)短期記憶循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測(cè)模型。通過與傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)流量預(yù)測(cè)方法相對(duì)比,驗(yàn)證了該模型在網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測(cè)中的適用性與更高的準(zhǔn)確性。將上述流量預(yù)測(cè)模型應(yīng)用在基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能化承載網(wǎng)切片系統(tǒng)中,以提升網(wǎng)絡(luò)資源利用率。

    另外國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)組織(包括3GPP、CCSA、ETSI、ITU-T、TMF、Linux Foundation等)均已開展將AI應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)切片的相關(guān)協(xié)議研究和概念驗(yàn)證原型系統(tǒng)研發(fā)等工作中。

    目前仍然缺乏將AI技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)切片管理系統(tǒng)融合的架構(gòu),因此本文將基于3GPP提出的三層網(wǎng)絡(luò)切片管理系統(tǒng),考慮引入AI能力,提出一個(gè)統(tǒng)一的基于AI的智能切片管理架構(gòu)?;谠摻y(tǒng)一的架構(gòu)設(shè)計(jì),介紹了智能切片管理流程,主要包括切片設(shè)計(jì)、切片創(chuàng)建、切片更新、切片監(jiān)控和切片業(yè)務(wù)體驗(yàn)評(píng)估。并通過車聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)療的應(yīng)用案例說明智能切片管理通過靈活智能調(diào)度網(wǎng)絡(luò)資源從而保障業(yè)務(wù)性能。

1 網(wǎng)絡(luò)切片管理系統(tǒng)

    針對(duì)網(wǎng)絡(luò)切片編排和管理,3GPP定義了網(wǎng)絡(luò)切片管理系統(tǒng),邏輯上包括通信業(yè)務(wù)管理功能(Communication Service Management Function,CSMF)、網(wǎng)絡(luò)切片管理功能(Network Service Management Function,NSMF)、網(wǎng)絡(luò)切片子網(wǎng)管理(Network Slice Subnet Management Function,NSSMF)三大部分功能,如圖1所示。其中CSMF實(shí)現(xiàn)用戶的業(yè)務(wù)需求到網(wǎng)絡(luò)切片需求的映射,NSMF將網(wǎng)絡(luò)切片的需求轉(zhuǎn)換成對(duì)子網(wǎng)切片的需求,負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)切片實(shí)例的管理和編排,NSSMF將各子網(wǎng)切片的需求轉(zhuǎn)換為對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能的需求,NSSMF又分為無線(Access Network,AN)切片子網(wǎng)管理(AN-NSSMF)、核心網(wǎng)(Core Network,CN)切片子網(wǎng)管理(CN-NSSMF)和傳輸網(wǎng)(Transport Network,TN)切片子網(wǎng)管理(TN-NSSMF)。

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    為滿足多樣的、動(dòng)態(tài)變化的切片業(yè)務(wù)需求,需要靈活智能編排有限的切片資源,實(shí)現(xiàn)切片最快部署上線,保障業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量,以及最大化復(fù)用切片資源等目標(biāo)。這些復(fù)雜的任務(wù)使網(wǎng)絡(luò)切片管理系統(tǒng)面臨很大挑戰(zhàn),需要將AI技術(shù)引入5G網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)切片管理自動(dòng)化、智能化,因此下一節(jié)將介紹基于AI的智能切片管理架構(gòu)。

2 智能切片管理

    根據(jù)網(wǎng)絡(luò)切片基礎(chǔ)設(shè)施層和切片管理系統(tǒng)的不同層面所能提供的計(jì)算資源和需要的智能化能力差異,將不同的AI能力引入基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)元層及切片管理系統(tǒng)的不同層面,提出一個(gè)統(tǒng)一的基于AI的智能切片管理架構(gòu),如圖2所示。在基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)元層嵌入設(shè)備級(jí)AI分析能力,在NSSMF層部署AI組件以提供單域AI分析能力,AI賦能平臺(tái)為NSMF和CSMF提供跨域AI分析能力,利用AI分析生成的動(dòng)態(tài)控制策略形成從網(wǎng)元到全網(wǎng)的動(dòng)態(tài)控制閉環(huán),促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)管理自動(dòng)化、智能化。具體每一層引入的AI智能化能力介紹如下:

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    (1)設(shè)備AI智能:在網(wǎng)元設(shè)備內(nèi)部嵌入AI算法,提供場(chǎng)景化的AI模型庫(kù)。通過數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理,一些預(yù)處理的有用樣本數(shù)據(jù)可以被暫時(shí)存儲(chǔ)在某些網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)上,通過嵌入式的AI框架進(jìn)行實(shí)時(shí)的AI模型推理和簡(jiǎn)單的智能決策,場(chǎng)景匹配和參數(shù)調(diào)優(yōu)過程可以在網(wǎng)元本地處理而不需要卸載到網(wǎng)絡(luò)切片子網(wǎng)管理層,支持實(shí)時(shí)智能分析和控制閉環(huán),滿足業(yè)務(wù)的時(shí)延需求。例如slice#1通過AI能力嵌入到網(wǎng)元層以及用戶面(User Plane Function,UPF)下沉到邊緣,可以支持具有超低時(shí)延需求的業(yè)務(wù)。嵌入AI能力的網(wǎng)元層一方面可以獨(dú)立進(jìn)行簡(jiǎn)單的智能決策,另一方面需要和網(wǎng)絡(luò)切片子網(wǎng)管理層協(xié)同執(zhí)行其下發(fā)的智能策略。

    (2)單域AI智能:在網(wǎng)絡(luò)切片子網(wǎng)管理NSSMF層,引入AI分析能力,進(jìn)行無線接入網(wǎng)絡(luò)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、核心網(wǎng)單域內(nèi)的數(shù)據(jù)分析、輕量化的訓(xùn)練和推理,對(duì)單域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)和資源狀態(tài)進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè),對(duì)異常情況進(jìn)行根因分析,并給出智能決策,從而實(shí)現(xiàn)單域內(nèi)智能化閉環(huán)。例如基于AI的AN-NSSMF可以進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)切片頻譜、功率資源優(yōu)化管理調(diào)度,引入基于AI的TN-NSSMF可以支持傳輸網(wǎng)切片故障分析和根因定位,基于AI的CN-NSSMF可以進(jìn)行核心網(wǎng)切片虛擬資源編排以及網(wǎng)絡(luò)功能負(fù)載分析等。基于AI的NSSMF層一方面可以獨(dú)立進(jìn)行單域閉環(huán)優(yōu)化,也能夠把來自于網(wǎng)絡(luò)切片管理功能層分發(fā)的策略轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)能夠執(zhí)行的原語(yǔ)下發(fā)給下層設(shè)備執(zhí)行。

    (3)跨域AI智能:跨域AI分析需要全網(wǎng)的數(shù)據(jù)、豐富的AI模型庫(kù)以及用來訓(xùn)練、推理和分析的集中算力,由AI賦能平臺(tái)提供給NSMF和CSMF。AI使能的CSMF層接收各種不同的用戶意圖,通過意圖轉(zhuǎn)譯為端到端網(wǎng)絡(luò)切片需求下發(fā)給NSMF層。AI使能的NSMF層基于全域經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù),完成AI模型訓(xùn)練,為業(yè)務(wù)編排和全局策略提供最優(yōu)的業(yè)務(wù)模型和決策判斷,完成跨域、整網(wǎng)的閉環(huán)控制。跨域AI智能化能力適合對(duì)全局性的策略和定義集中進(jìn)行訓(xùn)練及推理,對(duì)實(shí)時(shí)性要求一般敏感度較低。AI使能的CSMF層和NSMF層相互協(xié)同,并通過對(duì)全域網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的分析和學(xué)習(xí),持續(xù)、閉環(huán)地保障用戶意圖實(shí)現(xiàn),基于長(zhǎng)期趨勢(shì)進(jìn)行智能分析和管理。NSMF層也可以將端到端切片資源調(diào)度策略下發(fā)到NSSMF層,指導(dǎo)全局資源編排。

3 智能切片管理流程

    本節(jié)將詳細(xì)闡述基于AI的智能切片管理系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)切片進(jìn)行管理的流程。

3.1 切片設(shè)計(jì)

    針對(duì)切片用戶的不同業(yè)務(wù)意圖,運(yùn)營(yíng)商需要設(shè)計(jì)不同的切片模板,以支持超高帶寬、超低時(shí)延、超大連接等需求。切片模板設(shè)計(jì)過程如圖3所示,AI使能的CSMF層收集用戶通過語(yǔ)音、視頻、文字等方式表達(dá)的業(yè)務(wù)意圖,將用戶的業(yè)務(wù)意圖數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,標(biāo)注有對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景的意圖信息作為訓(xùn)練樣本,構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)模型,以進(jìn)行業(yè)務(wù)場(chǎng)景分類識(shí)別。將業(yè)務(wù)意圖輸入訓(xùn)練好的機(jī)器學(xué)習(xí)模型,輸出對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景;根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景,確定對(duì)應(yīng)的切片設(shè)計(jì)模板。切片模板包括切片業(yè)務(wù)配置參數(shù),如時(shí)延等級(jí)、速率等級(jí)、丟包率等級(jí)、抖動(dòng)等級(jí)、最大用戶數(shù)等級(jí)、覆蓋區(qū)域等級(jí)、用戶移動(dòng)性等級(jí)、資源共享等級(jí)中一項(xiàng)或多項(xiàng)。基于意圖的切片設(shè)計(jì)將有助于適用于不斷涌現(xiàn)的新業(yè)務(wù),提供定制化的網(wǎng)絡(luò)切片服務(wù)。

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3.2 切片創(chuàng)建

    針對(duì)需要新創(chuàng)建一個(gè)切片的請(qǐng)求,基于用戶對(duì)切片SLA的要求、虛擬資源當(dāng)前消耗的狀態(tài)以及現(xiàn)有切片業(yè)務(wù)的資源需求預(yù)測(cè)等條件,在不影響現(xiàn)有切片業(yè)務(wù)且滿足新切片的SLA需求時(shí),通過端到端資源配置,成功創(chuàng)建新的切片。切片創(chuàng)建流程如圖4所示,AI使能的NSMF層收到端到端SLA參數(shù)需求,基于切片部署的歷史數(shù)據(jù),利用AI算法對(duì)業(yè)務(wù)類型、模板信息、實(shí)際關(guān)聯(lián)的云網(wǎng)資源特性、配置參數(shù)等上下文信息,以及接入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、核心網(wǎng)各域子切片實(shí)例SLA測(cè)量數(shù)據(jù)(如時(shí)延、帶寬、用戶數(shù)、速率等)進(jìn)行建模分析,挖掘切片模板、云網(wǎng)資源、配置參數(shù)和SLA指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,推理給出最優(yōu)SLA拆分策略,以及將各域資源配置建議輸出到NSSMF層,NSSMF層調(diào)用切片創(chuàng)建算法分配路徑和資源,完成新切片的創(chuàng)建。

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3.3 切片更新

    切片運(yùn)行過程中,網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和切片業(yè)務(wù)的流量動(dòng)態(tài)變化,切片的初始資源配置可能無法適應(yīng)切片的流量變化,需要精準(zhǔn)預(yù)測(cè)流量使用狀況,按需動(dòng)態(tài)配置切片資源。切片更新流程如圖5所示,收集切片流量數(shù)據(jù)和KPI數(shù)據(jù)等,通過AI模型(如序列預(yù)測(cè)算法)預(yù)測(cè)流量變化趨勢(shì)以及輸出切片資源調(diào)整策略,并下發(fā)到各域執(zhí)行。也可以收集單域切片流量數(shù)據(jù),通過智能分析,執(zhí)行單域資源配置更新。切片之間,由于業(yè)務(wù)分布特性的不同,業(yè)務(wù)高峰存在錯(cuò)峰和互補(bǔ),對(duì)預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)流量高峰的切片進(jìn)行擴(kuò)容,對(duì)預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)負(fù)載降低的網(wǎng)絡(luò)切片進(jìn)行縮容,使多切片最大復(fù)用切片資源同時(shí)避免資源沖突。切片更新過程中,通過預(yù)測(cè)不同切片中的負(fù)載,預(yù)先更新/調(diào)整切片資源配置,保障業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量,同時(shí)提高切片資源利用效率。

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3.4 切片監(jiān)控

    切片運(yùn)行過程中,需要監(jiān)控切片實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況,并需要識(shí)別異常行為,對(duì)故障告警進(jìn)行根因分析和自愈。切片監(jiān)控流程如圖6所示,收集切片監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包括大量系統(tǒng)日志、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、配置參數(shù)以及性能數(shù)據(jù)等,可以基于設(shè)備或用戶的流量特征來預(yù)測(cè)其異常行為,基于告警之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則來定位根源告警,以及基于性能指標(biāo)分析來預(yù)測(cè)故障發(fā)生概率,并通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)進(jìn)行自適應(yīng)的故障修復(fù)和預(yù)防策略制定。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控包括端到端切片監(jiān)控、子切片監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)功能監(jiān)控,各層次相互協(xié)同,一方面可以對(duì)已發(fā)生的故障告警進(jìn)行快速、高效的根因分析和修復(fù);另一方面對(duì)潛在性能劣化進(jìn)行預(yù)防,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化保障。

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3.5 切片業(yè)務(wù)體驗(yàn)評(píng)估

    在提供切片服務(wù)時(shí),運(yùn)營(yíng)商需要能夠準(zhǔn)確感知和評(píng)估各類業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量,以便進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量的保障。切片業(yè)務(wù)體驗(yàn)流程如圖7所示,通過收集業(yè)務(wù)的SLA體驗(yàn)數(shù)據(jù)和切片KPI指標(biāo)數(shù)據(jù),建立SLA體驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)模型,基于此模型,通過在線收集切片KPI指標(biāo)數(shù)據(jù)來評(píng)估對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)的體驗(yàn),并根據(jù)SLA體驗(yàn)評(píng)估結(jié)果對(duì)網(wǎng)絡(luò)切片資源進(jìn)行編排,實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量保障。由于不同類型業(yè)務(wù)差異較大,例如視頻、游戲、支付、車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)等,其關(guān)聯(lián)模型也不盡相同,因此可以基于不同類型的業(yè)務(wù)進(jìn)行分別建模和訓(xùn)練,相同類型的業(yè)務(wù)可進(jìn)行遷移或泛化處理。

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4 應(yīng)用場(chǎng)景

4.1 車聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景

    5G網(wǎng)絡(luò)切片可以支持不同類型的車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(Enhanced Mobile Broadband,eMBB)切片可以承載車載VR實(shí)時(shí)通信等業(yè)務(wù),超可靠低時(shí)延(ultra-Reliable Low-Latency Communication,uRLLC)切片可以承載AR導(dǎo)航、實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)等業(yè)務(wù),大規(guī)模機(jī)器類通信(massive Machine-Type Communication,mMTC)切片可以承載汽車分時(shí)租賃等業(yè)務(wù)。車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求的多樣性和高動(dòng)態(tài),使得網(wǎng)絡(luò)切片資源動(dòng)態(tài)調(diào)整和調(diào)度面臨很大挑戰(zhàn)?;贏I的智能切片管理系統(tǒng)可以智能地調(diào)配切片資源,解決業(yè)務(wù)需求高動(dòng)態(tài)帶來的網(wǎng)絡(luò)切片管理問題。

    針對(duì)車聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下道路交通業(yè)務(wù)量的潮汐效應(yīng),采集車聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和預(yù)處理,并結(jié)合人工智能及大數(shù)據(jù)技術(shù),構(gòu)建面向車聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的業(yè)務(wù)量預(yù)測(cè)模型。基于人工智能算法對(duì)道路交通業(yè)務(wù)量的有效預(yù)測(cè),結(jié)合網(wǎng)絡(luò)切片實(shí)時(shí)負(fù)載狀態(tài)以及資源部署需求,輸出智能網(wǎng)絡(luò)切片資源動(dòng)態(tài)調(diào)配策略,實(shí)現(xiàn)滿足車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求的同時(shí)節(jié)省網(wǎng)絡(luò)切片資源。

4.2 醫(yī)療場(chǎng)景

    隨著我國(guó)新醫(yī)療改革的持續(xù)深入以及5G通信技術(shù)的快速發(fā)展,各大醫(yī)療機(jī)構(gòu)都在積極探索“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”新模式,以優(yōu)化醫(yī)療服務(wù)流程,提升民眾就醫(yī)服務(wù)質(zhì)量,推進(jìn)智慧醫(yī)療事業(yè)發(fā)展。5G醫(yī)療專屬切片可以支持多種醫(yī)療應(yīng)用,例如mMTC切片支持基于醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)無線采集的醫(yī)療監(jiān)測(cè)類應(yīng)用,eMBB切片支持基于視頻與圖像交互的醫(yī)療診斷與指導(dǎo)類應(yīng)用(如AR/VR/MR手術(shù)),uRLLC切片支持基于視頻與力反饋的遠(yuǎn)程操控類應(yīng)用。

    智能切片管理對(duì)醫(yī)療專屬切片網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行端到端智能切分,保證了醫(yī)療專網(wǎng)的業(yè)務(wù)隔離安全和服務(wù)質(zhì)量,也滿足了連續(xù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋、位置定位能力、低時(shí)延、大帶寬和安全可靠性等網(wǎng)絡(luò)需求。

5 結(jié)論

    5G網(wǎng)絡(luò)切片管理面臨很大挑戰(zhàn),AI算法可以根據(jù)海量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析提供智能策略,將AI和5G網(wǎng)絡(luò)切片結(jié)合已成為業(yè)界研究的焦點(diǎn)問題。本文調(diào)研了AI和網(wǎng)絡(luò)切片融合的研究現(xiàn)狀,提出一個(gè)統(tǒng)一的基于AI的智能切片管理架構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)從網(wǎng)元到全網(wǎng)的動(dòng)態(tài)控制閉環(huán)。然后重點(diǎn)介紹了基于該智能切片管理系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)切片進(jìn)行生命周期管理的流程,包括切片設(shè)計(jì)、創(chuàng)建、更新、監(jiān)控、切片業(yè)務(wù)體驗(yàn)評(píng)估。最后介紹了智能切片在交通和醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用?;贏I的智能切片管理系統(tǒng)可以使5G網(wǎng)絡(luò)更加智能化與自治化,有效加快業(yè)務(wù)上線、部署開通以及彈性資源利用,并為垂直行業(yè)客戶提供差異化SLA服務(wù)保障。

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作者信息:

徐  丹1,王海寧1,袁祥楓1,朱雪田2

(1.中國(guó)電信研究院AI研發(fā)中心,北京102209;2.中國(guó)電信智能網(wǎng)絡(luò)與終端研究院,北京102209)

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