一种网络分片选择方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域,特别涉及一种网络分片选择方法及装置。
背景技术
在下一代移动通信网络中需要支持更加丰富的网络应用,适应各种场景的业务需求,满足不同用户的服务性能要求,支持各种类型的设备接入。运营商为支持多样化的业务需求、同时为了降低网络建设和运营的成本、提高网络管理的灵活性和网络资源有效性,增加自身的收益率,在下一代移动通信网络中提出利用一个“网络分片”来支持特定类型的通信业务,如图1所示,将网络划分为多个不同的分片以提供不同的网络服务。网络分片是建立在物理网络之上的、分片之间逻辑隔离的、特定的业务需求的特定网络功能和网络性能的组合。不同的网络分片在网络功能和性能上存在明显的差异,如移动性支付、带宽和时延等服务质量(Quality of Service,QoS)指标等方面存在明显的差异。在下一代移动通信网络系统中,为使一个终端用户同时获取多个业务,允许用户的不同业务类型、不同QoS需求的业务同时接入到各自不同的网络分片中去。
在3GPP的4G演进分组核心网(Evolved Packet Core,EPC)网络中基于承载的粒度来建立业务的数据连接,保障不同业务QoS。3GPP 5G网络中不同的业务会通过不同的网络分片进行传输。在用户发送业务请求时,首先要为用户选择一个满足用户业务需求的网络分片承载该用户业务流。
在LTE系统中演进分组系统(Evolved Packet System,EPS)承载是EPS中用于承载级别QoS控制的最小单位,即相同的承载上所有数据流将获得相同的QoS保障,不同的QoS保障需要不同类型的EPS承载来提供。
在LTE系统中,为给同一分组数据网(Packet Data Network,PDN)下相同地址的终端提供具有不同QoS保障的业务,如视频通话、移动电视等,需要在终端和PDN之间建立一个或多个专有的EPS承载。EPS专有承载的建立可以网络侧发起,也可以由终端侧发起,在终端侧发起的EPS专用承载的建立中,终端上的应用层直接向网络侧提出承载层QoS(包括QoS等级标识(QCI)、保证比特速率(GBR)等QoS指标)的申请,如果网络侧接受终端的请求,就会与终端进一步信令交互,建立专有的EPS承载。在网络侧发起的承载建立过程中,专有承载的信令流程由网络侧发起,不需要终端上的应用层了解EPS承载层的QoS的具体信息。在网络侧发起的EPS专有承载的建立过程中,触发网络侧建立专有承载的条件可以是来自网络的应用层信令,也可以是来自终端的应用层信令。终端上的应用层可以通过应用层的信令与网络协商QoS的相关信息,但这种应用层的QoS协商不包含承载层的QoS的内容。
用户触发的网络发起的EPS专有承载的建立流程如图2所示:
步骤1、终端用户发起一个业务请求,如IP多媒体子系统呼叫(IMS voice),并执行端到端的应用会话信令,该信令被应用功能(AF)或IMS中的代理呼叫会话控制功能(P-CSCF)截获。
步骤2、基于在应用信令中包含的业务描述信息,AF将业务相关的信息提供给策略和计费规则功能(PCRF),这些信息包括业务相关的QoS信息(如:业务类型、字节率需求等)以及业务流参数(如:IP5元组),业务流参数用于确认业务会话相对应的IP数据流。
步骤3、PCRF向业务处理机(SPR)或按用户的规定选路(UDR)请求用户订阅相关的信息,PCRF综合考虑业务相关的信息、运营商指定的服务策略、用户订阅信息以及其它信息,指定策略决策。策略决策按照策略控制和计费(PCC)规则的格式形成该业务的PCC规则。
步骤4、PCC规则被PCRF发送到分组数据网网关(PGW)的策略及计费执行功能(PCEF),PCEF根据收到的PCC规则执行策略决策,并根据PCC规则中的测量方法确定计费方式。
步骤5、PCEF安装PCC规则并执行承载绑定,确保该业务的业务流的业务流承载接受适当的QoS保障,在这个过程中,可以导致一个新的承载的建立,也可能修改存在的承载。
步骤6、一旦针对请求的业务的承载建立完成,终端和PCEF中设置了该业务对应的传输流模板(Traffic Flow Template,TDF),当终端的上行数据或PDN的下行数据到达时,终端和PCEF根据传输流模板将业务流数据分别定向到对应的承载中传输。
采用建立不同的承载来支撑不同业务的QoS,继承了电路交换的虚电路建立的思想,在全IP网络中保障用户业务的QoS。
由上可知,在4G EPS中是通过建立满足不同业务需求的GPRS隧道协议(GTP)承载来传输不同业务的数据流,而在5G网络中通过不同的网络分片承载不同类型的业务,所以首先要为用户选择合适的网络分片,而基于4G EPS承载的方法无法直接应用于5G网络中。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种网络分片选择方法及装置,用以解决现有的4G EPS承载的方法无法直接应用于5G网络,使得在5G网络中不能较好的为终端进行网络分片的选择,无法保证终端顺利进行数据业务的问题。
为了解决上述技术问题,本发明实施例提供一种网络分片选择方法,包括:
接收终端进行预定业务的接入请求,确定提供所述预定业务的服务质量性能指标信息;
选择与所述服务质量性能指标信息相匹配的网络分片接入所述预定业务。
进一步地,所述接收终端进行预定业务的接入请求,确定提供所述预定业务的服务质量性能指标信息的步骤包括:
接收终端发送的进行预定业务的接入请求;
响应所述接入请求,分别获取终端的订阅信息、所述预定业务的当前服务提供端的策略信息、所述预定业务的业务类型信息以及所述预定业务所需的服务质量参数;
根据所述订阅信息、策略信息、业务类型信息以及服务质量参数,确定提供所述预定业务的服务质量性能指标信息。
进一步地,获取终端的订阅信息的步骤包括:
响应所述接入请求,向归属签约用户服务器发送第一请求信息;
接收所述归属签约用户服务器根据所述第一请求信息,反馈的所述终端的订阅信息。
进一步地,获取所述预定业务的当前服务提供端的策略信息的步骤包括:
根据所述接入请求中的终端请求的业务类型信息,向所述预定业务的当前服务提供端发送第二请求信息;
接收所述预定业务的当前服务提供端根据所述第二请求信息,反馈的策略信息。
进一步地,当所述接入请求中包含所述预定业务所需的服务质量参数时,获取所述预定业务所需的服务质量参数的步骤包括:
在所述接入请求中直接获取所述预定业务所需的服务质量参数;
当所述接入请求中不包含所述预定业务所需的服务质量参数时,获取所述预定业务所需的服务质量参数的步骤包括:
响应所述接入请求,获取核心网中的所述预定业务所需的服务质量参数。
进一步地,所述选择与所述服务质量性能指标信息相匹配的网络分片接入所述预定业务的步骤包括:
将所述服务质量性能指标信息分别与核心网中每个网络分片所能保障的服务质量指标进行比较,为终端选择一个相匹配的网络分片接入所述预定业务。
本发明实施例提供一种网络分片选择装置,包括:
确定模块,用于接收终端进行预定业务的接入请求,确定提供所述预定业务的服务质量性能指标信息;
选择模块,用于选择与所述服务质量性能指标信息相匹配的网络分片接入所述预定业务。
进一步地,所述确定模块包括:
接收单元,用于接收终端发送的进行预定业务的接入请求;
获取单元,用于响应所述接入请求,分别获取终端的订阅信息、所述预定业务的当前服务提供端的策略信息、所述预定业务的业务类型信息以及所述预定业务所需的服务质量参数;
确定单元,用于根据所述订阅信息、策略信息、业务类型信息以及服务质量参数,确定提供所述预定业务的服务质量性能指标信息。
进一步地,所述获取单元获取终端的订阅信息的方式包括:
响应所述接入请求,向归属签约用户服务器发送第一请求信息;
接收所述归属签约用户服务器根据所述第一请求信息,反馈的所述终端的订阅信息。
进一步地,所述获取单元获取所述预定业务的当前服务提供端的策略信息的方式包括:
根据所述接入请求中的终端请求的业务类型信息,向所述预定业务的当前服务提供端发送第二请求信息;
接收所述预定业务的当前服务提供端根据所述第二请求信息,反馈的策略信息。
进一步地,当所述接入请求中包含所述预定业务所需的服务质量参数时,所述获取单元获取所述预定业务所需的服务质量参数的方式包括:
在所述接入请求中直接获取所述预定业务所需的服务质量参数;
当所述接入请求中不包含所述预定业务所需的服务质量参数时,所述获取单元获取所述预定业务所需的服务质量参数的方式包括:
响应所述接入请求,获取核心网中的所述预定业务所需的服务质量参数。
进一步地,所述选择模块用于:
将所述服务质量性能指标信息分别与核心网中每个网络分片所能保障的服务质量指标进行比较,为终端选择一个相匹配的网络分片接入所述预定业务。
本发明的有益效果是:
上述方案,利用服务质量性能指标信息为终端选择合适的网络分片,通过此种方式选择的网络分片可以较好的满足终端业务的服务质量需求,保证了终端通信的稳定性。
附图说明
图1表示5G网络中基于网络分片的服务提供示意图;
图2表示EPS中用户触发网络发起的应用的QoS承载的建立流程示意图;
图3表示本发明实施例一的网络分片选择方法的流程示意图;
图4表示本发明实施例二的网络分片选择方法的流程示意图;
图5表示实施例二的网络分片选择方法所应用的基于网络分片的网络架构示意图;
图6表示本发明实施例二的网络分片选择方法的详细流程示意图;
图7表示本发明实施例三的网络分片选择装置的模块示意图;
图8表示本发明实施例四的网络分片选择装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明针对现有的4G EPS承载的方法无法直接应用于5G网络,使得在5G网络中不能较好的为终端进行网络分片的选择,无法保证终端顺利进行数据业务的问题,提供一种网络分片选择方法及装置。
实施例一
如图3所示,本发明实施例的网络分片选择方法,应用于一网络分片选择装置,包括:
步骤31,接收终端进行预定业务的接入请求,确定提供所述预定业务的服务质量性能指标信息(即QoS性能指标信息);
该步骤31主要实现的是,在终端触发进行预定业务的接入请求时,网络分片选择装置为终端请求的预定业务制定合适的QoS性能指标,需要说明的是,该预定业务可以为视频通话(Video Call)的应用服务、视频点播业务等。
步骤32,选择与所述服务质量性能指标信息相匹配的网络分片接入所述预定业务。
需要说明的是,每个网络分片中都预先配置有可以为终端的业务保障的QoS性能指标,当获取预定业务的QoS性能指标信息时,将该QoS性能指标信息与每个网络分片所保障的QoS性能指标进行比较,即可选择出满足该QoS性能指标信息的网络分片,从而通过该网路分片为终端提供预定业务服务。
本发明实施例,利用QoS性能指标信息为终端选择合适的网络分片,通过此种方式选择的网络分片可以较好的满足终端业务的QoS需求,保证了终端通信的稳定性。
实施例二
如图4所示,本发明实施例的网络分片选择方法,应用于一网络分片选择装置,包括:
步骤41,接收终端发送的进行预定业务的接入请求;
终端在进行预定业务时,首先需要向网络侧进行预定业务的请求,本实施例中通过终端发送接入请求的方式进行预定业务的服务请求。
步骤42,响应所述接入请求,分别获取终端的订阅信息、所述预定业务的当前服务提供端的策略信息、所述预定业务的业务类型信息以及所述预定业务所需的服务质量参数(即QoS参数);
步骤43,根据所述订阅信息、策略信息、业务类型信息以及服务质量参数,确定提供所述预定业务的服务质量性能指标信息;
本实施例中主要是通过订阅信息(即终端与运营商的签约信息)、策略信息(即服务提供者与运营商的签约信息以及服务提供者与终端用户的签约信息)、业务类型信息以及QoS参数来制定可以为终端的预定业务所能提供的QoS性能指标信息,结合这四者可以制定出较为准确的QoS性能指标信息,可以更为精确的为终端进行网络分片的选择。
步骤44,选择与所述服务质量性能指标信息相匹配的网络分片接入所述预定业务。
可选地,步骤42中的获取终端的订阅信息的方式包括:
响应所述接入请求,向归属签约用户服务器(HSS)发送第一请求信息;
接收HSS根据所述第一请求信息,反馈的所述终端的订阅信息。
需要说明的是,HSS通常位于运营商网络侧,存储有各个终端与运营商的订阅信息,在网络分片选择装置需要获取该订阅信息时,只需向HSS发送请求消息即可。
可选地,步骤42中的获取所述预定业务的当前服务提供端的策略信息的方式包括:
根据所述接入请求中的终端请求的业务类型信息,向所述预定业务的当前服务提供端发送第二请求信息;
接收所述预定业务的当前服务提供端根据所述第二请求信息,反馈的策略信息。
需要说明的是,终端的接入请求中通常会包含终端请求的业务类型信息,网络分片选择装置根据该业务类型信息,向提供该业务服务的当前服务提供端(即服务提供者)发送请求消息,以获取服务提供者侧的策略信息。
需要说明的是,终端在发送接入请求时,当终端在网络侧获取到预定业务所需的QoS参数时,可以将该QoS参数携带在接入请求中一同发送给网络分片选择装置,网络分片选择装置直接在该接入请求中提取该QoS参数即可;当终端未在网络侧获取到预定业务所需的QoS参数或者未在接入请求中携带QoS参数时,网络分片选择装置在接收到终端的接入请求时,需要从网络侧(主要指的是核心网侧的IMS服务器)获取所述预定业务所需的QoS参数。
可选地,步骤44的具体实现方式为:
将所述QoS性能指标信息分别与核心网中每个网络分片所能保障的QoS指标进行比较,为终端选择一个相匹配的网络分片接入所述预定业务。
需要说明的是,如图5所示,本实施例中的核心网是由支持不同业务的网络分片组成,每个网络分片在划分时出网络功能特性不同外,所支持的网络性能也不相同,例如,每个网络分片能够保证一定的GBR、聚合最大比特率(Aggregate Maximum Bit Rate,AMBR)、最大时延、包损失率等参数,主要由核心网的软件定义网络(SDN)控制器负责保障每个网络分片中的QoS指标。不同的终端可以接入到提供不同业务的网络分片中获得不同类型的服务,网络分片选择实体根据用户提供的信息以及从网络侧获得的信息,为用户选择业务相匹配的网络分片。例如,当终端的接入请求中携带有业务所需的QoS参数时,网络分片选择实体在接收到该接入请求时,需要分别从HSS和服务提供者处获取订阅信息和策略信息,在进行网络分片选择时,会同时考虑终端的业务所需的QoS参数、订阅信息和服务提供者的策略信息,制定出可以为终端的业务提供的QoS性能指标信息,然后网络分片选择实体再根据当前网络中各网络分片所能够保障的QoS指标,为用户确定一个与制定的用户业务QoS性能指标信息匹配的网络分片,通过该网络分片为终端进行连网服务。
需要说明的是,终端的接入请求中通常会包含终端类型信息,网络分片选择装置在接收到终端的接入请求会首先根据终端类型,进行网络分片类型的选择,选择出适合该终端类型的网络分片,然后在依据得到的服务质量性能指标信息在选择出的网络分片中选取一个最优的网络分片为终端提供服务。
如图6所示,本发明实施例的网络分片选择方法的详细流程为:
步骤6.1、终端在进行某一业务时,向网络分片选择实体(即上述的网络分片选择装置)发送接入请求,该接入请求中通常包含终端类型信息、终端请求的业务类型信息和终端进行该业务所需的QoS参数;
步骤6.2、网络分片选择实体从HSS处获取终端的订阅信息;
步骤6.3、网络分片选择实体从服务提供者处获取该业务的当前服务提供者的策略信息;
步骤6.4、网络分片选择实体根据终端类型信息、业务类型信息、订阅信息、策略信息以及QoS参数为终端确定预接入的网络分片;
步骤6.5、终端接入到基于QoS指标确定的网络分片中,进行业务数据的传输。
在实际应用中,对本发明实施例的网络分片选择方法进行举例说明如下:
假定当前的网络中存在四种业务类型的核心网分片,即Slice1、Slice2、Slice3和Slice4。其中Slice1的分片能够保障终端类型为加强型移动宽带(eMBB)的QoS指标:丢包率为0.000001、时延为300ms、AMBR为0.5Mbps;Slice2的分片能够保障eMBB终端的QoS指标:丢包率为0.0001、时延为100ms、GBR为0.5Mbps;Slice3的分片保障eMBB终端的QoS指标:丢包率为0.000001、时延为300ms、GBR为1Mbps;Slice4的分片能够保障CritCom终端的QoS指标:丢包率为0.0000001、时延为10ms。
一、当eMBB终端请求Video Call业务的过程
A1、终端类型为eMBB的终端请求接入到网络中,获得Video Call的应用服务,终端发送的接入请求中携带终端类型eMBB、业务类型Video Call以及用户请求的业务的QoS参数,包括:丢包率为0.0001、时延为150ms、GBR为0.5Mbps等具体的QoS参数。
A2、终端的接入请求发送到网络的网络分片选择实体,网络分片选择实体向HSS请求订阅信息,向Video Call服务提供者获得当前服务提供者对该eMBB终端当前的策略。
A3、网络分片选择实体综合上述信息确定为终端该业务提供的QoS性能指标信息是:丢包率为0.0001、时延为150ms、GBR为0.5Mbps。
A4、网络分片选择实体结合当前核心网中各网络分片能够保障的QoS指标以及要为该业务保障的QoS性能指标信息,为终端的Video Call业务请求选择一个与之匹配的网络分片为Slice2。
A5、为终端的业务指定网络分片Slice2,Video Call业务的数据流通过Slice2进行传输。
二、eMBB终端请求Netflix的视频点播(VoD)业务的过程
B1、一个终端用户希望访问Netflix的VoD业务,向网络发送接入请求,该接入请求中携带终端的终端类型信息以及业务类型信息。
B2、终端的接入请求发送到网络的网络分片选择实体,网络分片选择实体向HSS请求用户订阅信息,向Netflix获得当前服务提供者对该eMBB终端当前的策略信息,向网络侧获得终端请求的业务的QoS指标参数包括:丢包率为0.00001、时延为300ms、GBR为0.5Mbps。
B3、网络分片选择实体综合上述信息确定为终端该业务提供的QoS性能指标信息是:丢包率为0.00001、时延为300ms、GBR为1Mbps。
B4、网络分片选择实体结合当前核心网中各网络分片能够保障的QoS指标以及要为该业务保障的QoS性能指标信息,为终端的Netflix VoD业务选择一个与之匹配的网络分片Slice3。
B5、为终端的Netflix VoD业务指定网络分片Slice3,Netflix VoD业务的数据流通过Slice3进行传输。
需要说明的是,本发明实施例中,通过结合终端的订阅信息、服务提供者的策略信息以及终端进行业务所需的QoS参数,为终端进行网络分片的选择,此种方式可以较好的满足终端的QoS需求,保证了终端通信的稳定性。
实施例三
如图7所示,本发明实施例提供一种网络分片选择装置70,包括:
确定模块71,用于接收终端进行预定业务的接入请求,确定提供所述预定业务的服务质量性能指标信息;
选择模块72,用于选择与所述服务质量性能指标信息相匹配的网络分片接入所述预定业务。
可选地,所述确定模块71包括:
接收单元,用于接收终端发送的进行预定业务的接入请求;
获取单元,用于响应所述接入请求,分别获取终端的订阅信息、所述预定业务的当前服务提供端的策略信息、所述预定业务的业务类型信息以及所述预定业务所需的服务质量参数;
确定单元,用于根据所述订阅信息、策略信息、业务类型信息以及服务质量参数,确定提供所述预定业务的服务质量性能指标信息。
具体地,所述获取单元获取终端的订阅信息的方式包括:
响应所述接入请求,向归属签约用户服务器发送第一请求信息;
接收所述归属签约用户服务器根据所述第一请求信息,反馈的所述终端的订阅信息。
具体地,所述获取单元获取所述预定业务的当前服务提供端的策略信息的方式包括:
根据所述接入请求中的终端请求的业务类型信息,向所述预定业务的当前服务提供端发送第二请求信息;
接收所述预定业务的当前服务提供端根据所述第二请求信息,反馈的策略信息。
可选地,当所述接入请求中包含所述预定业务所需的服务质量参数时,所述获取单元获取所述预定业务所需的服务质量参数的方式包括:
在所述接入请求中直接获取所述预定业务所需的服务质量参数;
当所述接入请求中不包含所述预定业务所需的服务质量参数时,所述获取单元获取所述预定业务所需的服务质量参数的方式包括:
响应所述接入请求,获取核心网中的所述预定业务所需的服务质量参数。
可选地,所述选择模块72用于:
将所述服务质量性能指标信息分别与核心网中每个网络分片所能保障的服务质量指标进行比较,为终端选择一个相匹配的网络分片接入所述预定业务。
该网络分片选择装置70可以设置于接入网侧,也可以设置于核心网侧,还可以独立于接入网和核心网单独设置。
需要说明的是,该装置的实施例是与上述方法实施例一一对应的装置,上述方法实施例中所有实现方式均适用于该装置的实施例中,也能达到相同的技术效果。
实施例四
如图8所示,本实施例提供一种网络分片选择装置,包括:
处理器81;以及通过总线接口82与所述处理器81相连接的存储器83,所述存储器83用于存储所述处理器81在执行操作时所使用的程序和数据,当处理器81调用并执行所述存储器83中所存储的程序和数据时,执行下列过程:
接收终端进行预定业务的接入请求,确定提供所述预定业务的服务质量性能指标信息;
选择与所述服务质量性能指标信息相匹配的网络分片接入所述预定业务。
需要说明的是,在图8中,总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥,具体由处理器81代表的一个或多个处理器和存储器83代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起,这些都是本领域所公知的,因此,本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。处理器81负责管理总线架构和通常的处理,存储器83可以存储处理器81在执行操作时所使用的数据。
本领域技术人员可以理解,实现上述实施例的全部或者部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过计算机程序来指示相关的硬件来完成,所述计算机程序包括执行上述方法的部分或者全部步骤的指令;且该计算机程序可以存储于一可读存储介质中,存储介质可以是任何形式的存储介质。
以上所述的是本发明的优选实施方式,应当指出对于本技术领域的普通人员来说,在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。