一种基于连接均衡度的5G网络切片接入控制方法与流程

本发明涉及一种5g系统接入控制，尤其涉及一种基于连接均衡度的5g网络切片接入控制方法。

背景技术：

1、全球的智慧城市发展进入了新的阶段，而5g作为智慧城市发展的新引擎，正加速推动城市进入新的建设深度。

2、当前，工业制造，车联网和智能电网对5g的需求正在提速，尤其是作为三大典型应用场景之一的urllc(ultra-reliable low-latency communications，低时延高可靠通信)，应用越来越宽泛。urllc对时延、可靠性要求极高，也正因此，对于海量连接的场景，如何适应性地调节发起竞争随机接入的终端数量便成为重中之重。

3、由于海量的m2m(machine to machine，机器对机器)业务终端向基站发送接入请求，极易造成接入网过载和信令拥塞的现象，进而导致业务接入时延增大，分组数据丢包严重甚至服务中断的现象。也正因此，目前有人提出了一种m2m业务接入过程中具有拥塞控制功能的无线接入控制策略(5g场景下面向m2m巨连接的无线接入控制策略，广东通信技术[j]，2022(1)：22-29)。这种方式通过有效控制向基站发起接入请求的终端数量来缓解接入拥塞的问题，并通过回报函数来降低接入时延。但该方法实施的前提条件是每一mtc(machine-typecommunication，机器类通信)设备都必须具有充足的带宽，并且只有在成功建立连接后才开始实施汇聚节点的数据汇聚功能，造成了网络利用率的损失。

4、随着越来越多的接入，5g网络(含切片)负载越来越大，业务碰撞的可能性大幅攀升，网络性能下降的幅度也急剧增大。因此，如何综合考虑切片网络的质量，选择不同的接入控制方法，解决切片内业务的碰撞问题，便变得越来越急迫。

技术实现思路

1、本发明主要解决现有技术无法在网络资源条件有限的情况下解决切片内业务碰撞的问题；提供一种基于连接均衡度的5g网络切片接入控制方法，在一定5g网络切片资源的前提下通过差异化的策略更直观地实现不同业务的接入控制。

2、本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

3、一种基于连接均衡度的5g网络切片接入控制方法，包括以下步骤：

4、s1：根据网络切片中子切片的覆盖面积和连接密度计算各子切片的连接数量；

5、s2：根据网络切片内子切片的连接数量计算业务连接高低门限；

6、s3：根据网络切片内子切片的连接密度计算网络切片的连接均衡度；

7、s4：根据连接密度条件选择新业务接入的网络切片，更新计算新业务接入后的网络切片的连接均衡度；

8、s5：根据新业务接入所申请的连接数量，比较相对于连接高低门限的分布区间，根据分布区间对应的选择条件动态接入控制。

9、本方案能够计算切片的连接密度；能够分析各子切片的覆盖面积，测算其辖区内的连接数量；能够计算业务连接的高低门限值，以及新业务连接前后各切片的连接均衡度；能够筛选出所有有效切片的合格集；能够根据业务申请的连接数，差异化地实施动态的接入控制策略；能够保证业务始终处于环境良好的切片环境下，为提升客户感知提供实时保障。

10、作为优选，在步骤s1中，以网络切片内所有子切片的连接密度之和除以所述网络切片内子切片的总数获得该网络切片的连接密度；

11、以网络切片的连接密度除以所述网络切片所允许的最大连接密度获得该网络切片的负载。

12、对于任意网络切片计算其连接密度和负载。

13、作为优选，在步骤s1中，网络切片内各子切片的覆盖面积为网络切片的覆盖面积除以所述网络切片内子切片的数量；

14、根据计算得到的网络切片内各子切片的覆盖面积乘以对应网络切片内子切片的连接密度计算该子切片的连接数量。

15、由于各子切片是网络切片面积均等划分获得的，因此，网络切片中各子切片的覆盖面积相等。

16、作为优选，在步骤s2中，对于网络切片内子切片的连接数量最小值，求解所有网络切片中子切片的连接数量最小值之和，以求解获得的最小值之和除以网络切片的数量获得连接低门限；

17、对于网络切片内子切片的连接数量最大值，求解所有网络切片中子切片的连接数量最大值之和，以求解获得的最大值之和除以网络切片的数量获得连接高门限。

18、作为优选，在步骤s2中，计算网络切片中所有业务的掉线率之和，以所有业务的掉线率和除以业务数量获得该网络切片的掉线率。

19、作为优选，在步骤s3中，计算网络切片内所有子切片连接密度之和的平方以及所有子切片连接密度平方之和；

20、网络切片内所有子切片连接密度之和的平方除以所有子切片的数量与所有子切片连接密度平方之和的积获得该网络切片的连接均衡度。

21、作为优选，在步骤s4中，比较网络切片内子切片的最小连接密度与网络切片所允许的最大连接密度，判断是否将该网络切片纳入有效集中；

22、将新业务接入到有效集中符合连接密度条件的网络切片的子切片，更新对应子切片的业务连接数量；

23、按照步骤s3核算子切片业务连接数量更新后有效集中所有网络切片的连接均衡度。

24、作为优选，选择网络切片中连接密度最小的子切片，若该子切片的连接密度满足小于等于对应网络切片所允许的最大连接密度，则将该切片纳入有效集中；将新业务接入到有效集中所有网络切片中具备最小连接密度的子切片。

25、若有效集为空，则直接将新业务拒绝接入。

26、作为优选，在步骤s5中，若新业务的申请业务连接数小于连接低门限，则从有效集中选择具备最低掉线率的网络切片进行接入新业务；

27、若新业务的申请业务连接数大于等于连接低门限且小于等于连接高门限，则对有效集中的网络切片，计算复合评估值，选择具备最低复合评估值的网络切片进行接入新业务；

28、若新业务的申请业务连接数大于连接高门限，若有效集中所有网络切片的连接均衡度均满足条件连接均衡度大于等于连接均衡度门限，则从有效集中选择具备最低连接均衡度的网络切片接入新业务；否则从有效集中选择具备最高连接均衡度的网络切片进行接入新业务。

29、作为优选，第i个网络切片seci的复合评估值evi的计算表达式为：

30、evi＝qdrp*drpi+(1-qdrp)*lodi

31、其中，qdrp为设定的掉线率权重；

32、drpi为第i个网络切片seci的掉线率drpi；

33、lodi为第i个网络切片seci的负载lodi。

34、本发明的有益效果是：

35、1.每个网络切片存有适量的业务，对新到达业务进行预估，寻求满足资源需求的目标切片。

36、2.根据不同场景内的差异化业务，设置不同的接入准则，对业务实施动态调整控制，能保障不同网络切片接入的实施，满足不同业务的指标要求。

37、3.能够根据业务申请的连接数，差异化地实施动态的接入控制策略；能够保证业务始终处于环境良好的切片环境下，为提升客户感知提供实时保障。