Управляемая система массового обслуживания для анализа динамической нарезки радиоресурсов в сети 5G

Пятое поколение беспроводных сетей 5G предлагает новые технологии, обеспечивающие лучшее качество обслуживания пользователей и более эффективное использование радиоресурсов. Инновационное применение концепции network slicing позволяет разделять единую сеть ресурсов на сегменты для охвата различных типов трафика в зависимости от пользовательского спроса. Благодаря гибкой настройке сетевых сегментов виртуальные операторы могут распределять необходимую скорость, пропускную способность и задержку обслуживания между сегментами сети. Такая организация сети предоставляет гибкую инфраструктуру сети, безопасность и высокую гарантию надёжности. Тем не менее, контроль и управление такой системы требует от виртуальных операторов хорошей системы аналитики для отслеживания производительности каждого сегмента. Хотя сейчас ведётся всесторонний анализ моделей и методов сетевой сегментации, вопросы оптимальной конфигурации сети остаются открытыми. В работе рассмотрим систему обслуживания двух классов трафика в виде управляемой системы массового обслуживания с нетерпеливыми заявками. При этом по сигналу контроллера распределение радиоресурсов может меняться динамически для снижения перегрузки одних ресурсов и простаивания других. Для данной структуры формулируется решение для оптимального распределения радиоресурсов между классами трафика, чтобы минимизировать задержки обслуживания.

Queuing system with control under Markov decision process for analyzing dynamic network slicing in 5G network

The fifth generation (5G) of wireless networks offers new technologies that provide a better user experience and more efficient use of radio resources. The innovative application of the concept of network slicing allows to divide a single network of resources into segments to cover different types of traffic depending on user demand. Thanks to the flexible configuration of network segments, virtual operators can distribute the necessary speed, bandwidth and service delay between network segments. This architecture provides a flexible network infrastructure, security and high reliability assurance. However, the control and management of such a system requires virtual operators to have a good analytics system to monitor the performance of each segment. Although a comprehensive analysis of models and methods of network segmentation is currently underway, questions of the optimal network configuration remain open. In this paper, we consider a service system for two classes of traffic in the form of queuing system with control and impatient requests. At the same time, at the signal of the controller, the distribution of radio resources can change dynamically to reduce the overload of some resources and the idle time of others. For this structure, a solution is formulated for the optimal distribution of radio resources between traffic classes in order to minimize service delays.