作者：劉健

采用邊緣化計(jì)算技術(shù)中的計(jì)算能力和服務(wù)能力，可滿足 5G 技術(shù)低時(shí)延、海量連接業(yè)務(wù)等多種要求，從而減輕核心網(wǎng)及回傳鏈路的負(fù)載。所以，邊緣計(jì)算及網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的結(jié)合十分關(guān)鍵。

1、 概述

邊緣計(jì)算主要是指在接近人、物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)等多種功能的平臺(tái)，該平臺(tái)具有開放性特征，以較近的距離提供高質(zhì)量的邊緣智能化服務(wù)，滿足數(shù)字化在快速連接、數(shù)據(jù)改進(jìn)、智能應(yīng)用及安全保護(hù)等需求。在 3GPP R15 中，以服務(wù)化架構(gòu)為基礎(chǔ)，5G 協(xié)議能夠按照業(yè)務(wù)的基本需求提高其應(yīng)用的靈活性，從而建立相對(duì)完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。且確保 MEC 在場(chǎng)景形式中靈活布置，實(shí)現(xiàn)無線云、邊緣云和匯聚云的接入，滿足不同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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(zhì)量。且其可為第三方提供高質(zhì)量服務(wù)，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的智能化。

在 5G 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展中，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可為運(yùn)營(yíng)商提供基于單一物理設(shè)施的多虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行服務(wù)。5G 網(wǎng)絡(luò)切片能夠滿足個(gè)性化的業(yè)務(wù)需求，順應(yīng) SLA 的發(fā)展趨勢(shì)。以需求為基礎(chǔ)自動(dòng)構(gòu)建彼此隔離的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體。3GPP 所定義的網(wǎng)絡(luò)切片管理功能主要由三部分內(nèi)容構(gòu)成，分別為通信業(yè)務(wù)管理、網(wǎng)絡(luò)切片管理和網(wǎng)絡(luò)切片子網(wǎng)管理。三者當(dāng)中，通信業(yè)務(wù)管理功能可確保業(yè)務(wù)需求到網(wǎng)絡(luò)需求映射的有效傳遞，且網(wǎng)絡(luò)切片管理功能也可編排切片，并將整片網(wǎng)絡(luò)切片的 SLA 分解為不同的切片子網(wǎng)絡(luò)的SLA。網(wǎng)絡(luò)切片子網(wǎng)絡(luò)管理功能可以滿足將SLA 映射為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)實(shí)例以及配置的基本需求，并為 MANO 傳遞指令，以 MANO 為基礎(chǔ)完成網(wǎng)絡(luò)資源編排，從而在與承載網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的配合中實(shí)現(xiàn)承載網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度功能。

2、基于邊緣計(jì)算的接入網(wǎng)絡(luò)切片

核心網(wǎng)絡(luò)切片中的邊緣計(jì)算表服務(wù)器設(shè)置的位置與客戶有一定的距離，因此時(shí)延會(huì)受到一定的影響，不能滿足低時(shí)延設(shè)備的運(yùn)行要求。再者，多種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需要在核心網(wǎng)絡(luò)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(fù)荷，消耗了較多的帶寬。與垂直結(jié)構(gòu)切片相比，短距離數(shù)據(jù)傳輸共享無需較高的計(jì)算能力，用戶分布不是很廣，可應(yīng)用端到端的水平結(jié)構(gòu)切片。為此，本文提出在邊緣計(jì)算中接入網(wǎng)絡(luò)切片，以網(wǎng)絡(luò)邊緣計(jì)算、存儲(chǔ)和通信能力創(chuàng)設(shè)業(yè)務(wù)所在無線接入網(wǎng)絡(luò)中接入網(wǎng)絡(luò)切片，從而保證業(yè)務(wù)本地處理的質(zhì)量，減少核心網(wǎng)絡(luò)以及傳輸網(wǎng)絡(luò)的成本費(fèi)用，有效控制時(shí)延問題。

在邊緣計(jì)算基礎(chǔ)上接入網(wǎng)絡(luò)切片邏輯架構(gòu)中，專業(yè)軟件所定義的接入網(wǎng)絡(luò)切片編排器主要的作用是供應(yīng)切片動(dòng)態(tài)，對(duì)切片的資源進(jìn)行有效管理。在架構(gòu)當(dāng)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(wù)請(qǐng)求以及不同類型的網(wǎng)絡(luò)資源。接入網(wǎng)切片編排器可依據(jù)場(chǎng)景的基本需求和特征，生成接入網(wǎng)切片。確定切片實(shí)例后，編排器可結(jié)合實(shí)際為多個(gè)接入網(wǎng)切片實(shí)例分配資源，讓所有的切片均可實(shí)現(xiàn)實(shí)例化處理。切片運(yùn)行中，切片需及時(shí)向接入網(wǎng)編排器發(fā)送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，做好切片實(shí)例監(jiān)督和生命周期管理。

按照應(yīng)用場(chǎng)景的業(yè)務(wù)類型來劃分，網(wǎng)絡(luò)切片主要分為滿足大連接需求的海量機(jī)器類通信（應(yīng)該是 m MTC）、滿足超低時(shí)延需求的超可靠低時(shí)延通信（應(yīng)該是 uRLLC），以及滿足大容量需求的增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB），三種網(wǎng)絡(luò)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(shí)具備干擾協(xié)調(diào)、多站協(xié)作及傳輸空口協(xié)議。基帶單元（BBU）-- ？ CU 和 DC 來分析池可實(shí)現(xiàn)無線信號(hào)處理與資源管理，從而提供集中型大規(guī)模協(xié)同信號(hào)處理及資源管理增益；分布式無線遠(yuǎn)端射頻單元（RRH）-- ？ 5G 稱 AAU 設(shè)置在距離用戶較近的位置，其可滿足熱點(diǎn)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(hào)，并為用戶提供基本比特速率無縫覆蓋服務(wù)，進(jìn)而簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)，打破同步的約束。合理應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)緩存能力可將邊緣計(jì)算作用于熱點(diǎn)區(qū)域容量的吸收上。如體育場(chǎng)觀眾多次下載相同內(nèi)容，加大了連接 RRH 與 BBU 池去程回路的負(fù)載，對(duì)此，可將高流行度文件提前緩存至體育場(chǎng)附近的邊緣節(jié)點(diǎn)當(dāng)中，讓用戶能夠直接獲取所需的業(yè)務(wù)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(yùn)行負(fù)荷。

mMTC 和 eMTC—應(yīng)該是 eMBB? 的網(wǎng)絡(luò)切片通常采用邊緣計(jì)算，mMTC 編碼器生成切片編排時(shí)主要利用霧計(jì)算接入點(diǎn)（F-AP）中設(shè)置虛擬中繼網(wǎng)開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)虛擬無線回傳資源的配置。以 F-AP 控制為基礎(chǔ)，UE 能夠自動(dòng)組網(wǎng)形成簇，簇內(nèi)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)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(chǔ)，保證本地協(xié)作無線信號(hào)處理及協(xié)同無線資源管理的功能。

此外，由于網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的連接點(diǎn)數(shù)量較多，所以需提供多接入調(diào)度機(jī)制。mMTC 節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)量不大，對(duì)時(shí)延的要求相對(duì)較低，所以可在 mMTC 切片的協(xié)議棧中配置低比特率和高時(shí)延容忍調(diào)制編碼等多種虛擬控控資源。為了滿足業(yè)務(wù)時(shí)延長(zhǎng)的要求，在 eMTC--??--( 應(yīng)該是 mMTC) 切片中可結(jié)合實(shí)際配置 D2D 通信中需要的時(shí)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(jì)算處理能力對(duì) UE 具有限制作用，因此可在業(yè)務(wù)分布區(qū)域當(dāng)中設(shè)置邊緣節(jié)點(diǎn) F-AP 或MEC，從而實(shí)現(xiàn) eMTC--?? 應(yīng)該是 mMTC 管控等功能。

3、 結(jié)語

綜上所述，5G 邊緣計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)是當(dāng)前移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中的重要技術(shù)，該技術(shù)具有十分顯著的優(yōu)勢(shì)，故而在 5G 技術(shù)的發(fā)展中值得被廣泛應(yīng)用。