網絡切片在5G無線接入側的動態實現和發展趨勢

（中興通訊股份有限公司，廣東 深圳 518057）

1 網絡切片的需求

隨著蜂窩移動通信進入到5G時代，一系列新的行業特征和移動通信技術也隨之而來。從產業生態的角度看，5G實現了真正意義上的全球蜂窩移動通信統一技術標準，因此全球信息通信技術（ICT）產業力量將得到空前聚合，同時產業能力也將得到集中釋放；業界將專攻于5G唯一制式——蜂窩網絡，這更有利于把它做得更好、更精。從業務應用的角度看，5G旨在更高效地統一支持增強移動寬帶（eMBB）、海量機器類通信（mMTC）、高可靠低時延通信（uRLLC）3大類業務，這涉及到不同的行業領域、千差萬別的動態服務質量（QoS），以及更寬范圍的業務服務需求。這有利于推進傳統運營商的業務升級、跨行業間的資源協作整合，并帶來各種新應用的快速商業部署。從網絡節點形態的角度看，5G網絡節點的建立基于異構融合化、模塊解耦化、功能虛擬化、軟件定義化等先進的技術理念；因此在產品業務和服務的開發、構建、部署、應用等方面，將都變得更加靈活且適配，成本和性能將更加按需可控?？傊?G蜂窩移動網絡將成為未來人類社會強大的通信基礎設施，為各行各業的生產力和生產關系再發展注入更多的向上使能。未來各種更新潮、更高級的移動業務應用都離不開5G網絡的支持保障。過去，出于節省網絡的資本性支出（CAPEX）/運營成本（OPEX），達到快速部署業務應用的目的，蜂窩移動運營商們可利用無線接入網（RAN）共享的合作模式，即一套物理無線網絡設備（包括基站、空口和傳輸資源等）由多個協議運營商共享地使用和運維，來自不同運營商的簽約用戶可同時接入和被服務于同一個物理服務小區。通過這種共享方式，能盡可能地實現網絡資源復用，避免無線網絡資源的閑置浪費。由于網絡共享并不能有效地實現多運營商間的不同用戶、不同業務的應用部署，不同資源配置、運維計費等方面的充分隔離和差分定制化操作；因此在用戶管理、業務功能編排、資源分配、調度協同等方面難以做得很好。這同時也會造成RAN資源無法被最優化地復用和綜合利用，不同用戶的體驗無法得到充分保障。運營商們逐漸意識到，基于專有核心網（DCN）技術而進行的核心網功能剪裁去冗和不同用戶業務群差分歸類處理，可以帶來精細化管理。于是，業界很快達成共識，網絡端到端的切片化功能，更有利于網絡資源的優化利用，可以對不同用戶業務管理和服務質量提供保障。作為5G蜂窩移動網絡端到端的必要一部分，5G RAN切片是整個網絡切片在無線接入側的功能實現，它能保證RAN對外呈現出網絡切片的相關重要特征[1-2]。

5G面向萬物互聯，需要承載指數級增多的無線連接數和更多元的移動業務應用。不同運營商通常面向不同的市場用戶業務群，有著可歸類描述的服務等級協議（SLA），例如，不同的市場用戶服務質量的差異、在特定區域內的容量覆蓋要求、傳輸帶寬和時延要求、鏈路安全等級和可靠性等屬性。上述可歸類的用戶業務屬性集合，為網絡切片提供了天然的細分市場需求。隨著5G時代新商業合作模式的發展，如虛擬運營、大數據運營，以及基于RAN共享的概念，運營商們期待一套5G物理網絡基礎設施，能夠同時提供多個虛擬的端到端子網絡，動態共享著各類網絡實體資源，但又能相對獨立地存在和被管理且彼此隔離。這些虛擬子網絡被稱為網絡切片。網絡切片功能的實現可用圖1中的3個特征來概括：切片能力靈活編排、切片資源動態管理、切片業務跟蹤隔離。換言之，非網絡切片化就無法高效地支持上述3大特征，并會導致運營商無法靈活地部署業務并充分利用網絡資源[3]。

（1）切片能力靈活編排：建立在對網絡功能模塊和虛擬化的基礎上，每個網絡切片可以按需配置特定的網絡功能或能力集合，去除不需要的網絡功能或能力，減少一切配置的冗余。

（2）切片資源動態管理：每個網絡切片運行中所消耗的資源，應盡量和切片實時業務量相關，不同切片間要盡量共享地使用資源，以提升資源利用率。

（3）切片業務跟蹤隔離：對某切片業務的服務在網絡移動中能保持一定的物理連續性和一致性，不同的切片業務間必須保持彼此不干擾，服務質量不互相影響。

圖1 端到端網絡切片功能的3大實現特征

如圖2所示，類似于云計算服務的分層框架，5G蜂窩移動網絡提供的各類服務可抽象地分為3層：網絡基礎設施層、通信平臺使能層、網絡切片編排層。網絡基礎設施層盡量采取軟件定義網絡（SDN）的方式去實現網絡基本功能，以延續網絡各類硬件資源的生命力；通信平臺使能層基于下層的網絡基礎設施，進一步構建出虛擬化的網絡功能或能力，從而形成虛擬化網絡功能（VNF）；網絡切片編排層基于下層的通信平臺使能，進一步靈活編排出特定的網絡切片，從而對外提供有針對性且定制化的切片業務服務。上述3大層，都可各自通過能力開放平臺對外提供服務；但網絡切片編排層提供的服務，無疑是最有針對性和定制感的，因此對于各類行業用戶和應用開發者而言是最簡潔方便的?；赟DN/NFV技術、統一運營管理（OAM）和切片編排器系統，運營商可在同一物理基礎設施上，根據各種主客觀因素和具體業務需求，按需動態地去構建編排網絡切片。強大的切片編排器，可通過數據驅動和軟件模板等方式，快速創建生成所需的業務切片，實現切片參數集的適配定制化。此外，切片還必須具備資源量彈性伸縮和還原能力釋放，以對切片服務質量進行實時監測控制分析和診斷。綜上所述，5G網絡切片能按需獨立靈活且非常高效地去定制化配置網絡功能，動態分配資源，承載大動態范圍下不同的用戶業務應用，以實現對5G網絡基礎設施各類資源的最優化利用[4]。

2 網絡切片的標準化發展

第三代合作伙伴計劃（3GPP）從2015年開始，啟動了對網絡切片的標準化研究和制定工作：SA1最先研究了場景業務，SA2隨后制定了系統框架，SA5也對網絡切片有專門的課題研究。2016年3月，隨著5G 下一代無線接入網（NGRAN）/新空口（NR）制式研究立項的啟動，網絡切片功能對NGRAN的協議影響和落地實現，進一步地被標準化推進。2018年6月，隨著Rel-15 5G的工作立項（WID）順利完成，網絡切片端到端功能的第1個版本也正式完成。

SA2確定了5G 核心網（5GC）的控制面接入移動管理功能（AMF）不需要切片化，而用戶面功能（UPF）及控制面會話管理功能（SMF）要被切片化。結合5G新的協議數據單元（PDU）會話承載管理架構，SA2規定單個PDU 會話只能從屬服務于單個網絡切片，即切片業務在網絡側承載管理的最小粒度是PDU會話，如此的粒度較好地平衡了網絡承載靈活度、復雜度、差異化管理這三者之間的綜合要求。SA2并沒具體規定NG-RAN該如何去實現切片功能，RAN2/3研究規范了NG-RAN如何實現切片功能。網絡“業務類型”和“租戶”是決定網絡切片劃分的2個主要因素，因此SA2規定單個網絡切片選擇輔助信息（S-NSSAI）包含切片服務類型（SST）和切片區分租戶（SD）2個屬性。S-NSSAI可用來唯一標識特定的網絡切片，由運營商內部協同進行賦值。目前業界已完成試驗的5G典型切片，包括監測控制終端群物聯網切片、車聯網/無人機切片、公共安全管理切片、遠程醫療服務切片、工業自動化切片等[5-6]。

圖2 5G蜂窩移動網絡服務提供的分層框架

SA2并沒對RAN側切片功能的具體實現方式做精確定義，也未對RAN側的功能配置、資源分配和隔離保護的具體做法進行規定。RAN側的功能包含NG-RAN各個協議層所支持的全部特征功能或其組合，例如，支持不同的波段頻段組合、多輸入多輸出（MIMO）多天線技術、半靜態調度（SPS）、非連續接收（DRX）、載波聚合（CA）、雙連接（DC）、非激活新狀態（INACTIVE）等；RAN側的資源主要包含NG-RAN基站內部的基帶計算存儲資源、射頻天線和功率資源、空口載波無線時頻資源、基站外部網絡接口相關的傳輸資源等（下文簡稱為RAN資源）。在實際的RAN實現和部署應用中，網絡切片根據對RAN資源使用的動態性和彈性程度，可劃分為以下3大類：

（1）像特定行業的專網或專用類基站那樣，某NG-RAN的RAN資源被某切片專門地占據使用。如果沒有相關業務數據發生，這些RAN資源就是被閑置浪費的。當該基站需要去服務其他新切片業務時，必須通過宕機和重定義編排的方式，重新做配置和資源劃分預留。這種方式稱為切片的靜態方式。

（2）某NG-RAN的RAN資源在某段時間內，被某切片暫時預留而占據使用。如果該切片的業務量變化較大，相應的資源就會通過網絡上層接口信令做半靜態地調整，或被回收或增配。當該基站需要服務其他新切片業務，不必通過宕機和重定義、重編排，可直接進行新切片的創建和相關資源的暫時預留。這種方式被稱為切片半靜態方式。

（3）某NG-RAN的RAN資源在任何時間內，理論上可供任何切片被分配和使用。無論該切片的業務量如何變化，相應的資源就會通過網絡下層信令的方式進行動態調整，實現資源快速回收或增配。當該基站需要服務其他新切片業務時，不必通過宕機或重定義、重編排，也無須相關資源預留，就可直接進行新切片創建。這種方式稱為切片動態方式。由于運營商們很看重RAN資源的動態共享性，不希望因為構建網絡切片而導致空口容量減少，資源利用率降低；因此上述的第3類動態方式成為RAN切片功能最重要的實現目標，也是眾多運營商和3GPP追求的標準化方向。理論上，任何網絡切片上的業務承載，都能充分利用基站內外硬軟件資源和空口無線資源。因此，NG-RAN基站的內部和接口處理必須時刻跟蹤和區分當前處理的切片業務數據塊和哪個切片相關聯，且為了保證切片彼此間的隔離，需要執行一些必要的約束操作，如無線資源管理（RRM）算法配置、資源復用方式、無線時頻資源調度處理等，同時這些約束操作又不能降低切片業務QoS或移動性等方面的服務質量。

NG-RAN在空口仍基于數據無線承載（DRB）粒度的承載方式和基站側主控資源分配調度的原則，因此NG-RAN天然具備對RAN資源的細切分和強管控能力。為了以必選的方式支持端到端網絡切片功能，NG-RAN必須要能支持圖1中的NG-RAN切片能力靈活編排（主要通過網管和編排器預配置、在線重配的方式）、NG-RAN切片資源動態管理（基于承載切片業務的DRB及QoS參數信息，依賴于基站RRM和調度增強）、NG-RAN切片業務跟蹤隔離（依賴于基站對業務所屬的切片標識的及時跟蹤和管理）等功能。

從用戶終端（UE）的角度看，單個UE可同時和8個不同的網絡切片連接并參與相關的切片服務，每個切片業務可同時被多個PDU會話所承載，如UE同時連接切片 S-NSSAI1 （被 PDU 會話 1 and 2承載相關的切片業務數據）和切片S-NSSAI2（被PDU 會話 3 and 4承載相關的切片業務數據）。雖然UE在用戶面同時連接多個網絡切片（即消耗著不同的用戶面資源），但在控制面仍然只有一個無線資源控制（RRC）連接和網元間的信令連接（如NG-C、Xn-C、F1-C）。不同切片在空口共享著相同的信令無線承載（SRB），而在網元間的接口控制面仍然共享著相同的流控制傳輸協議（SCTP）連接承載（即消耗著共同的控制面資源）。網絡切片在5G無線接入側的實現架構如圖3所示。針對單個UE，NGRAN可通過內部實現增強，保證不同的切片業務在用戶面上的充分隔離，但無法做到在控制面上的隔離。例如，當某UE發生無線鏈路失敗（RLF），該UE所有的切片業務都要中斷。但針對不同的UE，NG-RAN仍然可充分保證它們在用戶面和控制面上的彼此隔離，例如，幾個不同UE即使在同一位置經歷了相同的無線環境，當一個UE發生了RLF，另一個UE也還可能保持正常的通信連接。

3 5G無線接入側的具體實現

3.1 空口物理層

5G NR工作立項WID并沒有針對網絡切片功能做物理層的專門設計，因為5G NR支持非常靈活的空口無線時頻資源的使用，例如，引入了時分雙工（TDD）動態幀結構、不同的Numerology/傳輸時間間隔（TTI）、部分帶寬（BWP）、增強的異步調度機制。在5G網絡中，為了更好地支持不同業務動態范圍的QoS需求，不同的NGRAN基站可部署在不同的頻帶和頻點上，本地服務小區可配置不同的幀結構和Numerology/TTI等，從而可靈活地適配于不同的網絡切片功能。例如，某些eMBB切片可大量地利用高頻無線資源，而uRLLC切片盡量地利用優質的低頻無線資源；某些下行流量為主的切片盡量多配置TDD下行子幀資源，而上行流量為主的切片可多配置TDD上行子幀資源。

和過去4G演進的通用陸地無線接入（E-UTRA）制式不同，5G NR從第1個版本Rel-15開始就已針對各種移動全業務類型，面向各種部署場景，旨在充分利用更廣的頻帶資源（sub-100 GHz）；因此，5G NR比4G E-UTRA具備更靈活、更精細的空口無線資源管理和利用能力。從空口物理層的角度看，5G NR更能有效地支持端到端網絡切片功能在無線接入側的靈活實現；而E-UTRA即使在5G系統框架內不斷地演進，在某些切片服務能力方面可能亦有所不及NR。

圖3 網絡切片在5G無線接入側的實現架構

3.2 空口高層

3.2.1 空口高層控制面

當前，NG-RAN基站的服務小區，不要求顯式地廣播它所支持的切片能力信息，因此UE無法通過讀取系統消息來提前確定是否能從當前駐留小區中獲得想要的切片業務。當服務小區選擇或重選時，UE無須提前獲知目標小區支持的切片信息。NG-RAN基站中小區支持的網絡切片能力，是由基站網管系統提前預配置的。為了實現UE在物理移動時對切片能力的一致性支持，在網絡部署階段，UE入網注冊歸屬的注冊區（RA）內必須支持相同的切片能力集合。在注冊區域內移動時，UE無須通過跟蹤區域更新（TAU）流程更新切片能力信息。切片部署可能無法一直物理連續（某些區域支持的切片在另一區域中不支持），因此UE在移動到新的注冊區域時，需要通過TAU流程更新新切片的能力信息。切片部署的不連續性典型的場景如圖4所示，在不同區域可能不同的頻點支持不同的切片能力集合。gNB1的F1頻點上所有的小區都支持切片1、切片2和切片3（圖4中切片1—3），gNB2的 F1頻點上的小區僅支持切片4。當UE支持切片1—3而不支持切片4時，如圖4所示，UE移動后繼續駐留和使用F1，會導致無法獲得想要的切片業務，造成業務中斷；因此基站需要為UE重選目標頻點，這個功能被稱為切片相關的頻率優先級。具體過程為，基站通過RRC連接釋放消息中攜帶UE應優先接入的頻率列表，引導UE選擇到切片支持的目標頻點上。如果UE接入時初始使用的是F1，但UE需要接入切片1—3，基站2可為UE設置優先的頻率F2?；?可通過核心網配置的制式率選擇優先級（RFSP）配置信息，結合本地小區的切片部署信息，為UE選擇更合適的F2。

隨著業務量增加，越來越多的UE業務會消耗掉有限的網絡切片RAN資源，切片有可能處于擁塞狀態。后續接入到切片的業務請求，將會進一步加劇設備的擁塞狀態。為了解決上述問題，NG-RAN基站可用多種手段來降低UE切片業務請求對基站的沖擊。當UE支持的某切片發生擁塞時，NG-RAN基站可以調整和切片相關的接納控制類型所歸屬的接納控制參數。UE在發送切片業務申請之前，在UE側先經過UE內接納控制功能的判決。接納控制判決決定了請求的切片業務是否可以被發起。如果判決阻止發起請求，UE只能等一段時間后，再嘗試發送切片業務申請。另一個解決擁塞的手段是，NG-RAN基站拒絕或釋放終端請求的切片業務。根據消息5中攜帶的S-NSSAI信息，基站可先知道UE請求的業務歸屬的切片信息。如果此時請求的切片屬于資源擁塞狀態，NG-RAN基站可直接釋放該UE剛剛建立的RRC無線連接。

3.2.2 空口高層用戶面

圖4 網絡切片在不同頻率上的部署示意

圖5 PDU會話為粒度的單切片處理

NG-RAN網絡側處理切片業務的最小粒度是PDU會話，單個PDU會話可包含最多64條QoS業務流，而這些QoS業務流必須從屬于同一個切片；因此PDU會話總和唯一的S-NSSAI關聯標識。NGRAN空口側通過服務數據適配協議（SDAP）將QoS業務流進一步映射到一條或多條DRB上，進而對應到一個或多個分組數據匯聚協議（PDCP）/無線鏈路層控制（RLC）協議實體上。SDAP可根據不同切片需求進行不同方式的映射，當某條QoS業務流沒被顯式地映射到某條DRB上時，它將被自動映射到默認DRB承載上。如圖5所示，某PDU會話1包含4條QoS業務流，其中紅色和藍色的QoS業務流由于和QoS的參數接近，被映射到同一DRB1上，而橙色和綠色QoS業務流被分別獨立地映射到DRB2和DRB3上。進一步地，SDAP下層的PDCP、RLC、MACPHY協議實體將根據不同切片的需求，產生對應的功能和參數配置。例如，如果該PDU會話屬于uRLLC類業務切片，PDCP可被配置復制傳輸功能，RLC可配置較高的邏輯信道優先級，自動重傳請求（ARQ）的重傳次數可設置為1，MAC層可配置基于載波聚合CA的復制操作，PHY可選擇低階調制編碼率編碼策略（MCS）和短TTI等配置。再如，如果該PDU會話屬于4K/8K高清視頻業務切片，PDCP可配置互聯網協議（IP）包頭壓縮功能，RLC可選擇中等的邏輯信道優先級，MAC可將相關的邏輯信道映射到較大的工作帶寬和Numerology之上，PHY可配置高階MIMO和調制與MCS配置等。總之，NGRAN空口用戶面的各個協議實體，須充分考慮相關切片的不同需求，進而產生合理的配置，以能達到切片服務定制化的目的。

如果單個UE同時連接到2個或更多不同的業務切片（如圖6所示），除了上述屬于切片x的PDU會話1，另還有從屬于切片y的PDU會話2。PDU會話2包含有3條QoS業務流，其中粉色的QoS業務流被獨立地映射到DRB4之上，而紫色和灰色的QoS業務流由于QoS參數接近，被聯合映射到DRB5承載之上。需要注意的是，不同切片所屬的QoS業務流被映射到不同的DRB承載上，以保證充分隔離。進一步地，NG-RAN基站內單個媒體接入控制（MAC）和PHY實體，須聯合處理來自2個或多個不同切片的所有邏輯信道數據塊。通過內部實現的約束機制，一方面要保證基站本地的基帶計算和存儲資源、射頻天線和功率資源，以及空口無線資源被共享高效地使用，同時還要盡量保證不同切片業務間的隔離。例如，對應于不同切片的邏輯信道不要被映射到同一個傳輸塊（TB）中，但可被映射到不同的PRB資源塊中。

圖6 PDU會話為粒度的多切片處理

如果單個UE同時連接到2個或更多不同的業務切片（如圖6所示），除了上述屬于切片x的PDU會話1，另還有從屬于切片y的PDU會話2。PDU會話2包含有3條QoS業務流，其中粉色的QoS業務流被獨立地映射到DRB4之上，而紫色和灰色的QoS業務流由于QoS參數接近，被聯合映射到DRB5承載之上。需要注意的是，不同切片所屬的QoS業務流被映射到不同的DRB承載上，以保證充分隔離。進一步地，NG-RAN基站內單個MAC和PHY實體，需要聯合處理來自2個或多個不同切片的所有邏輯信道數據塊。通過內部實現的約束機制，一方面要保證基站本地的基帶計算和存儲資源、射頻天線和功率資源，以及空口無線資源被共享高效地使用，同時還要盡量保證不同切片業務間的隔離。例如，對應于不同切片的邏輯信道不要被映射到同一個TB中，但可被映射到不同的PRB資源塊中。

5G NR MAC實體，可支持多種不同的Numerology/TTI持續時長的混合配置，即可根據不同切片的需要，把不同的邏輯信道映射到不同的Numerology/TTI上，以實現對不同時頻資源塊的適配性使用，充分體現出不同切片服務的資源配置差異化。同一條邏輯信道，其實也可分時地映射到多個不同的Numerology/TTI上。從內部實現的角度看，單個MAC實體邏輯上可劃分為2個MAC子層，上子層是不同切片間的公共功能或相同配置，它們對所有切片相同；而下子層可以是不同切片所特有的功能，相關配置和處理可針對不同的切片進行定制化操作。該原理如圖7所示，即使某UE同時連接eMBB類型的切片1和uRLLC類型的切片2，以及mMTC類型的切片3，內部也可只配置有單個MAC實體。

3.3 網絡接口高層

在5G部署組網階段，運營商首先通過OAM和切片編排器系統對NG-RAN進行切片化的功能編排和資源預配置。為了適配不同切片的各自需求，NG-RAN需要能為各個切片配置獨立的RRM策略、相關功能參數集；NG-RAN基站內的每個協議實體，須有效及時地跟蹤并鎖定住待服務對象的切片關聯標識，進行有針對性的資源動態分配和調度，同時能夠保證不同切片間的隔離處理，從而NG-RAN對外呈現出網絡切片化功能。

編排預配置完成后，網絡節點間通過接口公共流程交互和更新各自支持的切片能力信息。物理覆蓋上以TA為最小粒度，TA內的所有本地服務小區必須支持相同的切片能力集合。該原則同樣適用于NG、Xn和F1、E1等網絡側接口，從而保證通信端到端所經歷的所有網絡節點都能為同一目標切片服務。

圖7 單MAC實體支持多切片業務并發的架構

圖8 網元之間切片能力協同和UE初始接入

當UE初始駐留在某NG-RAN服務小區，并完成了隨機接入流程的前消息1—4后，如圖8所示，UE通過消息5攜帶S-NSSAI清單信息。NG-RAN基站完成UE的初始切片接納控制，再基于S-NSSAI清單信息，路由選擇到目標錨點AMF實體（如果選擇失敗，則選擇默認AMF實體），然后再向上發送初始UE消息。AMF/SMF進一步完成UE切片的有效性檢查和接入鑒權和授權等操作。對于特定終端UE，當它成功地入網注冊即選定好了錨點AMF和服務基站后，在當前TA區域內所能進行的切片業務也就被限定了。

當UE成功完成5G系統入網注冊之后，會被錨點AMF分配唯一的5G輔臨時終端標識（5G-STMSI），進行UE非接入層（NAS上下文）管理。如圖9所示，如果UE請求發起某切片業務，將通過NAS業務請求消息向當前錨點AMF申請。如果錨點AMF/SMF能支持UE當前申請的切片業務，則向NG-RAN服務基站發起PDU會話建立流程；如果當前NG-RAN服務基站也能支持UE當前申請的切片業務，則進一步進行本地RRM配置、分配空口資源等。NG-RAN服務基站需要保證該切片業務資源和其他切片的隔離。如果錨點AMF/SMF不能支持UE當前申請的切片業務，則可以執行AMF重定向（相當于UE重新注冊）；如果當前NG-RAN服務基站不能支持UE當前申請的切片業務，則可拒絕失敗PDU會話建立請求，或觸發UE重定向或切換到能支持目標切片業務的TA中[7-9]。

3.4 切片業務移動性支持

如圖10所示，5G Rel-15支持NG接口切換（類似于LTE S1切換)和Xn接口切換（類似于LTE X2切換）。隨著UE移動或其他RRM策略而觸發的切換，目標NG-RAN基站需要執行基于切片的接納控制和資源分配預留。在跨TA移動的情況下，當目標NGRAN基站不支持源基站某PDU會話所對應的網絡切片S-NSSAI之時，目標NG-RAN基站將直接丟棄該PDU會話內所有QoS業務流。Rel-15規定在切換過程中，目標基站不能重匹配Remapping和變更源側的S-NSSAI信息，只能繼承前后保持一致[10]。

如圖11所示，UE在當前駐留TA所能發生進行的切片業務，由于受到當前服務基站和錨點AMF能力的限制，不等同于UE簽約能允許申請的全部切片業務。因此，錨點AMF可在UE上下文建立流程中，發送給服務基站該UE允許的網絡切片選擇輔助信息。它表示除了當前TA所能提供的切片業務之外，UE在其他TA環境下，還能被允許發起的切片業務。基于UE允許的網絡切片選擇輔助信息，服務基站可以更好地執行RRM移動選擇策略，例如把UE遷移到更高優先級或更全的切片業務所屬TA和頻點之上。

圖9 UE切片業務的請求成功建立

圖10 UE切片業務的連續性管理

4 網絡切片的增強發展趨勢

隨著Rel-15網絡切片功能在RAN側標準化的完成，5G網絡已初步具備端到端的網絡切片能力，為新商業模式的部署應用而開辟先河；但仍有一些技術方面需進一步發展和提升，這也是Rel-16/17網絡切片功能潛在增強能做的方面。在當前5G不同網元節點之間，如相鄰NG-RAN基站間，集中單元（CU）和分布單元（DU）網元節點間并不能有效地交互各個NGRAN側切片的工作狀態和負荷等信息；因此尚不能在標準層面，做到跨節點針對切片業務的RRM策略處理優化，從而導致切片資源的非優化利用。特別在多網元節點“異頻垂直”重疊部署的場景下，需要進一步規范如何整體優化利用各個網絡切片層的資源。這種優化可以通過類似自組織網絡（SON）的公共流程等來實現。

在5G超密集網絡中，網絡切片能力的部署可通過多異構節點的方式來實現，即并不需要每個基站節點支持所需的全部網絡切片能力；但它們的合集可包含所需支持的全部網絡切片能力。終端和多個不同切片的服務，也可通過雙或多連接的方式來實現。未來異構部署需求，一些運營商希望能夠實現UE跨不同TA的不同基站間的雙多連接操作，因此核心網需能提前感知UE在雙多連接操作下的基站側切片能力環境。例如，主基站支持eMBB類型的切片，而運營商在某些樓宇內的輔基站，僅僅部署了時延魯棒性要求更強的uRLLC業務類型的切片。如果核心網無法感知到輔基站上的切片能力，在為UE建立PDU會話時是無法使用那些輔基站上的uRLLC切片資源，從而造成輔基站相關切片資源的閑置；或者為了能使用輔基站上的切片資源，必須把終端UE強行切換到輔基站之上，進而觸發切換和TAU流程。UE在移動過程中，只有進入到輔基站的覆蓋范圍內，才可能使用uRLLC切片業務資源，在輔基站的覆蓋范圍之外仍然是無法使用該切片業務的。因此在下一階段工作中，可考慮如何讓核心網能實時地提前感知到輔基站和主基站上不同的切片能力組合，進而更好地讓UE利用網絡不同TA下的切片資源。

如前所述，NG-RAN基站可利用PDU會話中S-NSSAI信息對用戶業務數據做到隔離區分，但NG-RAN控制面資源的隔離還需進一步增強。按照目前的設計，RAN控制面并不要嚴格地區分切片。例如，當大量用戶業務請求達到基站時，需要考慮如何解決高優先級的用戶切片請求優先被服務的需求。因此這在空口RACH資源配置和使用優化、尋呼Paging資源配置和使用優化、邏輯信道優先級的使用中，都可進一步增強基站控制面對RAN切片的差分處理和感知隔離能力。對于一些特殊的電信垂直行業，如交通控制、安防救災、油田礦山等，某些應用切片對業務數據安全私密性和資源保障性有更強的要求。這需在共享網絡基礎設施和充分利用網絡資源的前提下，考慮對切片資源的專用隔離，進一步提升UE對這些特殊切片能力的及早感知獲取和接入嘗試。例如，專有切片1，2均是對切片資源量和保護有更強要求的，因此可給切片1，2各自靜態預留一部分專用資源，同時再共享其他的公共資源。這樣既能保證這些切片業務的特殊要求，保障業務能力，又能提升網絡資源的利用率。其次，在空口通過系統廣播機制，進一步提升UE及早感知特殊切片的業務能力，可進一步降低UE接入和業務延時，從而提升用戶使用切片的效率和感受。