一种5G网络切片下农业物联网终端接入资源动态优化方法与流程

本发明涉及5g网络切片下农业物联网终端接入资源优化，具体的说是一种5g网络切片下农业物联网终端接入资源动态优化方法。

背景技术：

1、现有技术中5g网络切片资源管理通常以业务需求、网络负载或资源池状态为对象进行统一分配，以保障不同切片之间的服务质量和资源利用率。近年公开的中国专利cn112492687b公开了一种基于无线网络切片的自适应资源分配方法及系统，该方案通过构造不同特征的虚拟资源池，以各用户的多样化业务需求为导向，将用户接入满足其业务需求的网络切片，并以各网络切片的差异化需求为目标进行资源调度，在无线网络状况或用户业务需求变化时，根据门限值调整接入网络切片选择和相应资源分配，以避免网络过载或资源供应过剩。该方案的公开文本还指出，网络切片用于在统一底层物理基础设施上部署多个虚拟逻辑网络，但现有资源分配方式仍存在难以根据用户业务差异进行区分度分配、难以及时调整分配以及缓存资源考虑不足等问题。

2、又如中国专利cn116546646a公开了一种网络切片的资源分配方法及装置，其于2023年8月4日公开，当前法律状态显示为审查中，该方案统计主资源管理器资源信息并分类，构建资源分配网络并优化参数，获取分配目标信息后进行资源分配，并记录分配信息、优化主资源管理器性能。该公开文本说明，网络切片需要面向高可靠低时延、海量连接等业务需求进行差异化承载，合理的资源分配是保障网络切片正常运行的关键问题；同时其背景部分也承认，已有方法仍可能存在分配策略制定效率低、用户设备连接稳定性差、冗余数据占用较高和资源分配效率不足等问题。

3、上述现有技术能够从切片整体、资源池、用户业务类型或资源管理器角度提高资源配置效率，但其关注重点多在切片资源的总体调度和策略生成，尚未充分面向农业物联网终端接入过程中的阶段性资源受限问题。农业物联网终端通常具有批量接入、周期上报、低功耗保持和业务突发并存的特点，在目标网络切片中，随机接入、rrc连接建立、切片准入和初始上行授权等阶段可能分别出现可用前导数量不足、可用连接数不足、准入余量不足或授权额度不足。若仅以切片总体资源是否可用为依据处理接入请求，容易使已完成前置接入步骤的终端因后续单一阶段资源不足而整体回退，导致前置接入资源被重复占用、终端重新接入次数增加，并使同一网络切片内的接入资源释放难以及时接续利用。因此，有必要提出一种能够识别当前受限接入阶段、保留前置接入结果并在资源释放后继续接入的动态优化方法，以适应农业物联网终端在5g网络切片下的分阶段接入需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种5g网络切片下农业物联网终端接入资源动态优化方法，从而解决背景技术中所指出的部分弊端和不足。

2、本发明解决其上述的技术问题所采用以下的技术方案：

3、接收农业物联网终端携带目标网络切片标识的接入请求，读取所述目标网络切片在随机接入、rrc连接建立、切片准入和初始上行授权阶段的可用前导数量、可用连接数、准入余量和授权额度并按照终端接入流程，将低于对应阶段需求值的阶段确定为当前受限的接入阶段；

4、当所述农业物联网终端已完成所述当前受限的接入阶段之前的前置接入步骤，且所述当前受限的接入阶段对应资源低于所述接入请求的阶段资源需求时，保留所述农业物联网终端已形成的前置接入结果，暂停后续业务承载建立，并使所述农业物联网终端进入接入保持状态；

5、在接入保持时间内释放出与所述阶段资源需求对应的接入资源时，基于所述前置接入结果继续完成目标网络切片接入；接入保持时间届满且未释放出与所述阶段资源需求对应的接入资源时，回收所述农业物联网终端已占用的前置接入资源，并重新配置接入时间窗。

6、进一步地，所述农业物联网终端进入接入保持状态后，将已完成的前置接入步骤标记为已兑现接入段，将当前受限的接入阶段标记为待补足接入段；接收到新的农业物联网终端接入请求时，若其所需接入资源对应所述已兑现接入段，则允许其使用目标网络切片中未被继续占用的前置接入资源。

7、进一步地，保留所述前置接入结果时，依据所述当前受限的接入阶段保留与继续接入存在调用关系的接入上下文，并释放未被继续接入所需鉴权状态、切片选择结果或临时终端标识调用的前置接入资源；当所述当前受限的接入阶段后移时，将已释放的前置接入资源从后续接入资源需求中剔除。

8、进一步地，在所述接入保持时间内，若目标网络切片连续释放的接入资源单次均低于所述阶段资源需求，则记录各次释放资源的可接续状态；当相邻释放间隔未超过预设接续间隔，且累计释放资源达到当前受限的接入阶段需求时，使所述农业物联网终端基于前置接入结果继续接入，否则维持接入保持状态。

9、进一步地，保留所述接入上下文时，将无需重新鉴权的rrc连接上下文、临时终端标识和切片选择结果作为锁存上下文，将可由目标网络切片重新下发的随机接入响应窗口和初始上行授权额度作为可释放资源；继续接入时优先调用所述锁存上下文，并由目标网络切片补发所述可释放资源中缺失的部分。

10、进一步地，释放所述前置接入资源时，记录其对应的农业物联网终端、当前受限的接入阶段和释放来源；当所述目标网络切片在接入保持时间内补足后续接入资源时，先按所述释放来源恢复已释放的前置接入资源，未能恢复的部分由目标网络切片重新配置。

11、进一步地，当所述当前受限的接入阶段后移时，对所述前置接入结果进行接续核验；若所述接入上下文仍对应同一目标网络切片且未超过接入保持时间，则保留所述前置接入结果；若所述接入上下文对应的目标网络切片发生变化，或者已超过接入保持时间，则回收已释放之外的前置接入资源并重新配置接入时间窗。

12、进一步地，记录各次释放资源的可接续状态时，将同一当前受限的接入阶段内释放的接入资源按释放先后和资源类型形成接续片段；当前一接续片段已被其他农业物联网终端占用，或后一接续片段对应的接入资源类型与所述接入请求不匹配时，停止将所述后一接续片段计入所述累计释放资源。

13、进一步地，维持所述接入保持状态时，若所述目标网络切片再次释放接入资源的时间早于重新配置接入时间窗的起始时间，则延长所述接入保持时间并继续累计释放资源；若再次释放接入资源的时间晚于所述起始时间，则结束所述接入保持状态，并按重新配置的接入时间窗发起接入。

14、进一步地，停止将所述后一接续片段计入累计释放资源后，将所述后一接续片段转入旁路接入资源池；当所述目标网络切片中存在需占用所述后一接续片段对应接入资源类型的新接入请求时，允许所述新接入请求使用所述旁路接入资源池完成对应接入阶段，并禁止其占用所述农业物联网终端已累计的接续片段。

15、本发明接收农业物联网终端携带目标网络切片标识的接入请求后，分别读取随机接入、rrc连接建立、切片准入和初始上行授权阶段的可用前导数量、可用连接数、准入余量和授权额度，并按照终端接入流程确定当前受限的接入阶段，由此能够将接入失败原因从切片整体资源不足细化到具体接入阶段，避免对不同类型接入资源进行笼统处理，提高资源调度对象的准确性。

16、当农业物联网终端已完成当前受限阶段之前的前置接入步骤，且当前受限阶段对应资源低于阶段资源需求时，本发明保留已形成的前置接入结果，暂停后续业务承载建立，并使终端进入接入保持状态。通过该处理方式，终端无需因局部阶段资源不足而立即重新执行完整接入流程，可减少随机接入、连接建立及相关上下文的重复消耗，降低目标网络切片在批量农业终端接入场景下的瞬时负载。

17、在接入保持时间内释放出与阶段资源需求对应的接入资源时，本发明基于前置接入结果继续完成目标网络切片接入；若保持时间届满仍未释放对应资源，则回收已占用的前置接入资源并重新配置接入时间窗。由此能够在可继续接入与资源回收之间形成明确边界，既提高阶段性释放资源的接续利用率，又避免长期保持导致的前置资源滞留，使农业物联网终端接入过程兼具稳定性和资源利用效率。