[发明专利]一种基于5G网络切片的低延时决策管理系统及其方法

说明书

本发明提出了一种基于5G网络切片的低延时决策管理系统及其方法，该方法面向专业剧场交互式演出过程中，高速的摄录视频数据在5G传输中，通过特定的方法进行帧结构设计和网络切片管理，根据剧场的室内应用场景，音视频采集点分布，频谱特性以及用户接入设备所需求的服务类型，按照不同的场景和服务等级，采用拉格朗日公式进行对偶化模型的转化，将多个场景参数问题转化为N个独立的子问题进行求解，结合场景得出最优化的5G网络延时切片策略，从而提高整体5G网络传输质量，提高端到端的5G传输优化过程，实现交互式演出的低延时感知。

技术领域

本发明涉及一种基于5G网络切片的低延时决策管理系统及其方法，尤其是一种有效的面向现场交互演出的基于5G网络切片的低延时决策管理系统及其方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

随着视频信息数据呈井喷式增，一些音乐厅及歌舞剧场的演出一直致力于以5G网络为载体、传输超高清8K视频提供无线传输的互动视频的内容制作和发布服务，为使用者提供增值业务内容和运营管理工具。运营商提供移动内容服务，进而推广到教育、医疗、娱乐等领域。

然而，有限的无线网络带宽和较高的延时为高质量的交互式互联网演出带来了一定程度的挑战，5G定义了增强移动宽带eMBB、超高可靠低时延uRLLC、海量机器类通信mMTC三大类应用场景，使得5G提供的能力集更能适合垂直行业的应用。在复杂化的现场交互演出场景下，传统的无线带宽静态资源分配切片技术很难满足低延迟、高吞吐量、连接密度、频谱效率、流量容量和网络效率方面的动态化管理要求，无法根据环境的变化及时对网络切片参数进行调整和优化，在端到端的逻辑网络中，很难为不同客户的需求灵活提供多种差异化网络服务。

5G网络切片主要包括：超高带宽、超低时延、海量连接、切片编排与自动部署、SLA品质保障、切片能力开放、切片商城。其中超高带宽、超低时延、海量连接是5G提供的基础能力，在交互演出场景中，网络切片中需要根据行业的需要进行定制化的设计；切片编排与自动部署、SLA品质保障则是切片运维和运营需要的端到端核心能力。因此，结合以交互演出场景的5G技术传输技术与需要更加灵活且满足不同类型用户需求的动态切片管理方案，提供低延时的网络优化方法，是亟待解决的问题。

发明内容

发明目的：为了解决实际场景环境中现有技术的问题，本发明提出一种基于5G网络切片的低延时决策管理系统及其方法，通过该方法进行帧结构设计和网络切片管理，能快速的根据场景环境测算出5G网络切片优化的参数，提升交互用户的感知。

技术方案：根据本发明的第一方面，提供一种基于5G网络切片的低延时决策管理系统及其方法，该方法包括：切片管理、调度管理、SLA品质保障、决策参数管理。一方面按照不同的音视频采集设备、不同的视角和类型，用户被分成不同的网络切片，通过5G接入网络接入核心网络；另一方面按照不同级别的用户访问设备接入直播系统。决策管理系统根据上述两个方面采用所述动态调度方法优化5G接入的低延时切片参数，使其满足低延时的网络访问要求。

作为本发明的进一步改进，对所述切片管理的参数进行对偶方法的转化，主要参数包括：

·特殊包结构处理时间：uRLLC的包结构采用导频信、控制信息以及数据依次在时域上排列，使得信道估计、控制信道解码串行的进行数据的获取。

·可变Numerology降低传输时间间隔：相对于LTE固定15KHz子载波间隔(时域1ms)，5G定义了15KHz、30KHz、60KHz、120KHz等多种子载波间隔。

·Mini-Slot传输间隔：以符号数为调度单元。下行可选择2个符号、4个符号、7个符号中的一种，上行可以在1-13个符号中任意配置。

·异步HARQ快速重传：指协议每发送一帧数据后，等待对方的反应ack、nack。

·UPF：用户面功能，主要控制在30-50ms、10-20ms、5-10ms级别。