Computer Communications ( IF 6 ) Pub Date : 2021-04-16 , DOI: 10.1016/j.comcom.2021.04.010 Yevgeni Koucheryavy , Ekaterina Lisovskaya , Dmitri Moltchanov , Roman Kovalchukov , Andrey Samuylov
Network slicing is expected to become an integral part of future 5G systems providing a simple mechanism for physical network operators to diversify their business models. New Radio (NR) technology operating in millimeter wave (mmWave) band is one of the critical bearers for this functionality, providing extraordinary capacity at the air interface. This paper provides a mathematical tool for assessing the upper and lower bounds of NR BS density needed to maintain the requested slice rate guarantees. The upper bound corresponds to the full traffic isolation between slices while the lower one — to the full mixing of traffic from the slices. To this aim, we unite the tools of stochastic geometry and queuing theory formulating a performance evaluation framework that allows assessing the rate violation metrics in a dynamic network slicing environment. The developed framework captures specifics of mmWave NR technology, including antenna directivity at the UE and NR BS sides, propagation and blockage losses, as well as the service process with location-dependent resource requirements. Our results show that for considered schemes, the operational regime of the system changes abruptly with respect to the density of NR BSs. The difference between full isolation and full mixing schemes becomes bigger in environments with high session arrival intensities that naturally require dense deployments. Thus, at the initial market penetration phase, full isolation can be used without compromising the network performance. However, at mature stages, more complex schemes are needed to reduce the capital expenditures of the operators.
中文翻译:
使用规定的SLA量化毫米波新无线基站密度,以进行网络切片
预计网络切片将成为未来5G系统不可或缺的一部分,为物理网络运营商提供一种简单的机制以使其业务模型多样化。在毫米波(mmWave)频段中运行的新无线电(NR)技术是此功能的关键载体之一,可在空中接口处提供非凡的容量。本文提供了一种数学工具,用于评估维持所要求的切片速率保证所需的NR BS密度的上限和下限。上限对应于分片之间的完全流量隔离,而下限对应于分片之间的流量完全混合。为此,我们将随机几何和排队理论的工具结合起来,制定了性能评估框架,该框架允许在动态网络切片环境中评估速率违规指标。开发的框架捕获了mmWave NR技术的细节,包括UE和NR BS侧的天线方向性,传播和阻塞损耗,以及具有依赖于位置的资源要求的服务过程。我们的结果表明,对于已考虑的方案,系统的运行方式会相对于NR BS的密度发生突然变化。在自然需要密集部署的会话到达强度较高的环境中,完全隔离和完全混合方案之间的差异会变得更大。因此,在最初的市场渗透阶段,可以使用完全隔离而不损害网络性能。但是,在成熟阶段,需要更复杂的方案来减少运营商的资本支出。包括UE和NR BS侧的天线方向性,传播和阻塞损耗,以及与位置相关的资源要求的服务过程。我们的结果表明,对于已考虑的方案,系统的运行方式会相对于NR BS的密度发生突然变化。在自然需要密集部署的会话到达强度较高的环境中,完全隔离和完全混合方案之间的差异会变得更大。因此,在最初的市场渗透阶段,可以使用完全隔离而不损害网络性能。但是,在成熟阶段,需要更复杂的方案来减少运营商的资本支出。包括UE和NR BS侧的天线方向性,传播和阻塞损耗,以及与位置相关的资源要求的服务过程。我们的结果表明,对于已考虑的方案,系统的运行方式会相对于NR BS的密度发生突然变化。在自然需要密集部署的会话到达强度较高的环境中,完全隔离和完全混合方案之间的差异会变得更大。因此,在最初的市场渗透阶段,可以使用完全隔离而不损害网络性能。但是,在成熟阶段,需要更复杂的方案来减少运营商的资本支出。以及具有位置相关资源要求的服务流程。我们的结果表明,对于已考虑的方案,系统的运行方式会相对于NR BS的密度发生突然变化。在自然需要密集部署的会话到达强度较高的环境中,完全隔离和完全混合方案之间的差异会变得更大。因此,在最初的市场渗透阶段,可以使用完全隔离而不损害网络性能。但是,在成熟阶段,需要更复杂的方案来减少运营商的资本支出。以及具有位置相关资源要求的服务流程。我们的结果表明,对于已考虑的方案,系统的运行方式会相对于NR BS的密度发生突然变化。在自然需要密集部署的会话到达强度较高的环境中,完全隔离和完全混合方案之间的差异会变得更大。因此,在最初的市场渗透阶段,可以使用完全隔离而不损害网络性能。但是,在成熟阶段,需要更复杂的方案来减少运营商的资本支出。在自然需要密集部署的会话到达强度较高的环境中,完全隔离和完全混合方案之间的差异会变得更大。因此,在最初的市场渗透阶段,可以使用完全隔离而不损害网络性能。但是,在成熟阶段,需要更复杂的方案来减少运营商的资本支出。在自然需要密集部署的会话到达强度较高的环境中,完全隔离和完全混合方案之间的差异会变得更大。因此,在最初的市场渗透阶段,可以使用完全隔离而不损害网络性能。但是,在成熟阶段,需要更复杂的方案来减少运营商的资本支出。