Optimización conjunta del nivel de split y scheduling en redes 5G

Abstract

RESUMEN: A día de hoy, parece generalmente aceptado que las técnicas de virtualización serán una pieza fundamental en las futuras tecnologías 5G. Sin embargo, soluciones totalmente centralizadas como Centralized Radio Access Network (C-RAN) que llevan todo el cómputo a una máquina central podrían no ser viables, debido a las necesidades de los enlaces que conectan estos recursos con las estaciones base y al gran coste que supone el cambio de arquitectura. Para solucionar este problema nacen los splits funcionales, que equilibran la usabilidad y el rendimiento permitiendo dividir el procesamiento entre las estaciones base y los recursos en la nube. Este concepto evoluciona a los splits funcionales flexibles, que son capaces de adaptarse en tiempo real a las necesidades de la red. No es algo novedoso el interés en esta idea, pero se le ha prestado poca atención a su interacción con el scheduling, o el orden en el que se procesan las tramas. En este trabajo se analiza su comportamiento conjunto, así como las estrategias que permiten minimizar el retardo del tráfico. Se va a comparar un modelo de optimización conjunta con soluciones parciales, que fijan una de las dos variables para permitir cálculos más rápidos. En general, los resultados muestran que en ciertas situaciones fijar el scheduling resulta en un comportamiento similar al de la optimización conjunta. Además, se ha observado que es más eficiente optimizar los splits funcionales fijando el scheduling que optimizar el scheduling fijando los splits funcionales.

ABSTRACT: Nowadays, it is well known that network function virtualization will be a key enabler to meet the stringent requirements of 5G networks. However, fully centralized approaches, such as Cloud Radio Access Network (C-RAN), might not be feasible, considering the particular needs of the fronthaul links and the large cost of implementing such architectural shift. In this sense, functional splits bring a practical solution, which trades off performance and practicability. This concept evolves into flexible functional split, which is able to adapt to the needs of the network in real time. In spite of the growing interest on flexible functional split, little attention has been paid to the interaction of split selection and scheduling. In this document, joint strategies that minimize traffic delay are analyzed. The global optimum solution will be compared with partial optimizations, that can be more suitable in practical implementations, using different scenarios. In general, fixed scheduling behaves alike the global optimum. Furthermore, it will be observed that it is more efficient to optimize the split degree for fixed scheduling setups, than deciding a scheduling policy for a particular Split configuration.