5G Radio access network slicing

Abstract

With the introduction of 5G, it will be possible to simultaneously admit a wider range of applications and business models that was not possible with 4G. But in order to carry this out, it is necessary network slicing, because with a common network configuration the expected performance would not be obtained. In this way, 5G systems are allowed to manage logical networks with a specific functionality without losing the economy of scale of a common infrastructure. The objective of this thesis is to study and analyse the operation of RAN slicing through a Matlab simulator. First, different RAN slicing configurations are proposed controlling certain parameters of radio protocol Layers 2 and 3 that specify how are assigned the radio resources between slices. Next, these approaches are evaluated with some simulations of a multiservice scenario composed of two slices. In addition, the appearance of a demonstration and a bus is incorporated to see how the network behaves when there is an increase in the demand of services in a specific moment and what effect can have the mobility of the sessions.

Con la introducción del 5G se permitirá admitir simultáneamente una gama mucho más amplia de aplicaciones y modelos de negocio de lo que se podía hasta el momento con 4G. Pero para poder llevar esto a cabo es necesario el network slicing, ya que con una configuración de red común no se obtendría el rendimiento esperado. De esta manera, se permite a los sistemas 5G administrar redes lógicas con una funcionalidad específica sin perder la economía de escala de una infraestructura común. El objetivo de esta tesis es estudiar y analizar el funcionamiento del RAN slicing a través de un simulador Matlab. Primero se proponen diferentes configuraciones de RAN slicing controlando ciertos parámetros de las Capas 2 y 3 del protocolo radio que especifican como están asignados los recursos radio entre slices. A continuación, se evalúan estas consideraciones con la creación de un escenario multiservicio compuesto por dos slices. A demás se incorpora la aparición de una manifestación y de un autobús para ver cómo se comporta la red ante un incremento de la demanda de servicios en un momento determinado y que efecto puede llegar a tener la movilidad de las sesiones.

Amb la introducció del 5G es permetrà admetre simultàniament una gamma molt més àmplia d'aplicacions i models de negoci del que es podia fins al moment amb 4G. Però per poder dur això a terme és necessari el network slicing, ja que amb una configuració de xarxa comú no s'obtindria el rendiment esperat. D'aquesta manera, es permet als sistemes 5G administrar xarxes lògiques amb una funcionalitat específica sense perdre l'economia d'escala d'una infraestructura comuna. L'objectiu d'aquesta tesi és estudiar i analitzar el funcionament del RAN slicing a través d'un simulador Matlab. Primer es proposen diferents configuracions de RAN slicing controlant certs paràmetres de les Capes 2 i 3 del protocol ràdio que s'especifiquen com estan assignats els recursos ràdio entre slices. A continuació, s'avaluen aquestes consideracions amb simulacions d'un escenari multiservei compost per dos slices. A més, s'incorpora l'aparició d'una manifestació i d'un autobús per veure com es comporta la xarxa davant d'un increment de la demanda de serveis en un moment determinat i quin efecte pot arribar a tenir la mobilitat de les sessions.