CN111095970A

CN111095970A - 通信网络中的网络数据分析

Info

Publication number: CN111095970A
Application number: CN201880060167.3A
Authority: CN
Inventors: 李鸿堃; M·F·斯塔西尼克; R·迪吉洛拉莫; C·M·米拉迪恩
Original assignee: Convida Wireless LLC
Current assignee: Oprah Holdings Ltd
Priority date: 2017-08-11
Filing date: 2018-08-10
Publication date: 2020-05-01
Anticipated expiration: 2038-08-10
Also published as: JP2020530703A; KR20200035146A; WO2019032968A1; EP3659359A1; US11051192B2; US11696158B2; US20200252813A1; CN111095970B; US20210282038A1

Abstract

公开了可以被实现为服务的网络数据分析功能，其在5G核心网络中提供了新的和改进的网络数据分析能力。

Description

通信网络中的网络数据分析

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年8月11日提交的美国临时专利申请No.62/544,399的权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

第三代合作伙伴计划(3GPP)正在设计5G网络，并正在考虑合并网络切片技术。这项技术非常适合5G网络，因为5G用例(例如大规模物联网(IoT)、关键通信和增强的移动宽带)需求非常多样化，有时甚至是极端要求。当前的5G前体系架构利用相对单一的网络和传输框架来容纳各种服务，诸如来自智能电话的移动流量、顶上(over-the-top，OTT)内容、功能电话、数据卡和嵌入式机器对机器(M2M)设备。可以预期的是，当前的体系架构不够灵活且可伸缩性不足，无法当更广泛的业务需求中的每个业务都有其自己的特定性能、可伸缩性和可用性要求集合时高效地支持这些业务。此外，应该使引入新的网络服务更加高效。无论如何，预计在同一运营商网络中若干个用例会同时处于活动状态，因此需要5G网络具有高度的灵活性和可伸缩性。

在3GPP当前正在开发的5G网络体系架构中，网络数据分析(NWDA)被定义为表示运营商管理的网络分析的网络功能。NWDA向策略控制功能(PCF)提供特定于网络切片的网络数据分析。PCF对NWDA的订阅是网络切片级别的，并且不需要NWDA知道使用切片的当前订户。NWDA将特定于切片的网络状态分析信息通知/发布给向其订阅的(一个或多个)PCF。该信息不是特定于订户的。PCF在其策略决策中使用该数据。

同样在3GPP当前正在开发的5G网络体系架构中，已经定义了两种类型的数据存储网络功能(DSF)：(1)结构化DSF，以及(2)非结构化DSF。5G系统体系架构允许任何网络功能将其非结构化数据存储到UDSF中并从UDSF中检索非结构化数据。UDSF属于网络功能所位于的同一公共陆地移动网络(PLMN)。控制平面网络功能(NF)可以共享UDSF来存储它们各自的非结构化数据，或者每个都有其自己的UDSF(例如UDSF可以位于相应的网络功能附近)。UDSF是可选功能，它支持通过任何网络功能存储和检索作为非结构化数据的信息。

5G系统体系架构还允许网络暴露功能(NEF)将结构化数据存储在SDSF中，以供NEF进行内部和外部网络暴露。SDSF属于NEF所位于的同一PLMN。SDSF是可选功能，它支持NEF存储和检索作为结构化数据的信息。

发明内容

当前，NWDA的使用仅限于向PCF提供网络状态(例如拥塞级别)，并且PCF将使用该信息来制定策略决策。但是，为了提供分析，尚不清楚NWDA需要收集哪些信息，它如何收集该信息以及分析信息除特定于切片的拥塞信息之外还包括哪些信息。因此，期望定义由NWDA收集的信息以及NWDA提供的分析的类型。还需要定义用于信息收集的机制。

另外，网络数据分析不仅可以有利于与策略相关的过程，而且可以有利于一些其它重要的网络管理处理，诸如网络功能选择、移动性管理和会话管理。换句话说，NWDA应该能够与PCF以外的一些网络功能交互，以促进这些过程。因此，需要新的接口和方法来定义NWDA如何与其它网络功能以及与SCS/AS交互以提供网络数据分析。这对于IoT应用尤其重要，因为通常会存在大量的IoT设备/连接，这可能产生大量的数据记录。网络数据分析能力可以向网络实体、网络运营商和服务提供商提供关键统计信息，以提高网络运营效率。

针对这些和其它缺点，下文中公开了新型网络数据分析和用于新的NWDA框架的机制，这些使得能够在5G核心网络中实现新的和改进的网络数据分析能力。

根据一方面，公开了用于NWDA从NF和SCS/AS收集各种信息以生成网络数据分析的机制。具体而言，NWDA可以通过使用订阅/通知模型或请求/响应模型来收集信息。

根据另一方面，描述了NWDA可以提供给NF(主要是AMF、SMF、PCF和UPF)和SCS/AS的新型网络数据分析。

根据又一方面，描述了用于SCS/AS从NWDA获得网络数据分析的方法。具体而言，SCS/AS可以通过订阅/通知模型或请求/响应模型从NWDA获得网络数据分析。

根据另一方面，公开了用于NWDA向NRF注册并提供可用类型的数据分析的机制，使得任何NF或SCS/AS都能够通过与NRF的发现处理来发现可用类型的数据分析。

更进一步，描述了用于在DSF处存储网络数据分析的过程。这意味着在5G网络中拆分计算能力和存储能力的想法，这使网络实体能够在不联系NWDA的情况下检索网络数据分析。

此外，还描述了用于基于网络实体的需求执行复合数据分析的方法，并定义了关于针对不同NF的网络数据分析供给的新服务。

提供本发明内容以便以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容既不旨在识别要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制要求保护的主题的范围。此外，要求保护的主题不限于解决在本公开的任何部分中指出的任何或所有缺点的限制。

附图说明

从下面的描述中，可以更详细地理解本发明，该描述是通过示例并结合附图给出的，其中：

图1图示了网络切片的概念；

图2是图示基于5G系统服务的体系架构的框图；

图3是以参考点表示图示非漫游5G系统体系架构的框图；

图4图示了UE触发的服务请求过程；

图7图示了用于来自任何NF的非结构化数据的数据存储体系架构；

图8图示了用于来自NEF的结构化数据的数据存储体系架构；

图9图示了示例通信系统；

图10是被配置用于诸如例如无线传输/接收单元(WTRU)的无线通信的示例装置或设备的框图；

图11是第一示例无线电接入网(RAN)和核心网络的系统图；

图12是第二示例RAN的系统图；

图13是第三示例无线电接入网络RAN的系统图；

图14是第四示例无线电接入网络RAN的系统图；

图15是其中可以实施通信系统的节点的示例计算系统的框图；

图16图示了用于5G网络中的网络数据分析的示例体系架构；

图17图示了NWDA可以通过订阅/通知模型来收集用于分析的信息的机制；

图18图示了用于为5G网络中的数据分析收集信息的另一种方法；

图19图示了用于SCS/AS向NWDA处的某些网络数据分析进行订阅的方法；

图20图示了用于NWDA向NRF注册的方法；

图21图示了用于NWDA更新其向NRF的注册的方法；

图22图示了用于在DSF中存储网络数据分析的方法；

图23图示了用于执行复合数据分析的方法；以及

图24示出了可以由网络运营商、服务或UE使用以在核心网络中配置NWDA服务的示例用户界面。

具体实施方式

以下是在以下描述中可能出现的首字母缩写词列表。除非另有说明，否则本文中使用的首字母缩写词是指下面列出的对应术语：

AMF 接入和移动性管理功能

AS 应用服务器

CM 连接管理

CN 核心网络

CP 控制平面

DL 下行链路

DSF 数据存储网络功能

SDSF 结构化DSF

UDSF 非结构化DSF

HSS 归属订户服务器

IMSI 国际移动订户身份

LTE 长期演进

MM 移动性管理

MME 移动性管理实体

MO 移动发起

MT 移动终止

NAS 非接入层

NEF 网络暴露功能

NF 网络功能

NIDD 非IP数据交付

NRF NF 存储库功能

NWDA 网络数据分析

PCF 策略控制功能

PDN 分组数据网络

PDU 分组数据单元

P-GW PDN 网关

QoS 服务质量

RAN 无线电接入网

RAT 无线电接入技术

SCS 服务能力服务器

SCEF 服务能力暴露功能

SGSN 服务GPRS支持节点

S-GW 服务网关

SMF 会话管理功能

UE 用户装备

UL 上行链路

UPF 用户平面功能

以下术语可以具有以下含义：

“网络功能(NF)”可以是网络中具有定义的功能行为和定义的接口的处理功能。NF或者可以被实现为专用硬件上的网络元件，或者被实现为在专用硬件上运行的软件实例，或者被实现为在适当平台上(例如，在云基础设施上)实例化的虚拟化功能。

“网络切片模板”可以是支持某个(些)应用简档的NW功能集合。

“网络切片实例”可以是NW切片模板的实例化。

“网络数据分析功能(NWDAF)”可以表示运营商管理的网络分析逻辑功能。根据最新版本[9]，NWDAF向PCF提供特定于切片的网络数据分析。NWDAF在网络切片级别为PCF提供网络数据分析，并且不需要NWDAF知道使用切片的当前订户。除了移动核心网络中的PCF之外，NWDAF可能还向网络功能提供其它类型的网络数据分析。

“PDU会话”可以是UE与提供PDU连接服务的数据网络之间的关联。定义了两种类型的PDU会话：(1)IP类型-数据网络是IP类型；以及(2)非IP类型-数据网络是非IP。

“UE能力简档”可以描述UE能够做什么。该简档通常是静态的。例如，UE是否具有中继能力、UE的类别(例如，最大数据速率)、屏幕尺寸、语音能力、IMS能力、GPS能力等。该信息可以保持在UE订阅配置和/或SIM中。

“3GPP CN中的会话管理”是指3GPP CN中的会话管理。在3GPP CN中，会话管理将管理UE和分组数据网络之间的端到端PDN连接(IP或非IP类型)，以通过策略(例如QoS)和实施的计费控制通过核心网络进行数据传输。

示例网络体系架构

第三代合作伙伴计划(3GPP)开发用于蜂窝电信网络技术的技术标准，包括无线电接入、核心运输网络以及服务能力-包括对编解码器、安全性和服务质量的工作。最近的无线电接入技术(RAT)标准包括WCDMA(通常称为3G)、LTE(通常称为4G)和LTE-Advanced标准。3GPP已经开始致力于下一代蜂窝技术的标准化，该技术被称为新无线电(NR)，也被称为“5G”。3GPP NR标准的开发预计将包括下一代无线电接入技术(新RAT)的定义，预计将包括提供低于6GHz的新灵活无线电接入，以及提供6GHz以上的新超移动宽带无线电接入。灵活的无线电接入预计包括6GHz以下新频谱中的新的、非向后兼容的无线电接入，并且预计包括可以在相同频谱中多路复用在一起的不同操作模式，以解决具有不同要求的广泛的3GPPNR用例集合。预计超移动宽带将包括cmWave和mmWave频谱，其将为用于例如室内应用和热点的超移动宽带接入提供机会。特别地，超移动宽带预计将与6GHz以下的灵活无线电接入共享共同的设计框架，具有特定于cmWave和mmWave的设计优化。

网络切片是移动网络运营商可以用来跨移动运营商的网络的固定部分(回程和核心网络)在空中接口后面支持多个“虚拟”网络的机制。这涉及将网络“切片”为多个虚拟网络，以支持不同的无线电接入网(RAN)或跨单个RAN运行的不同服务类型。网络切片使运营商能够创建定制的网络，以针对需要不同要求(例如，在功能、性能和隔离方面)的不同市场场景提供优化的解决方案。图1示出了网络切片的概念体系架构。网络切片实例由网络功能集合和运行这些网络功能的资源组成。不同的阴影用于指示不同的网络切片实例或子网切片实例。子网切片实例包括网络功能集合和运行这些网络功能的资源，但其本身并不是完整的逻辑网络。子网切片实例可以由多个网络切片实例共享。

网络切片使运营商能够创建定制的网络，以针对需要不同要求(例如，在功能、性能和隔离方面)的不同市场场景提供优化的解决方案。但是，在未来的5G网络中支持网络切片存在一些挑战和问题，例如：

·如何在网络切片实例之间实现隔离/分离，以及将需要哪种级别和类型的隔离/分离；

·网络切片实例之间可以如何使用以及使用什么类型的资源和网络功能共享；

·如何使用户装备(UE)能够同时从一个运营商的一个或多个特定网络切片实例获得服务；

·在3GPP范围内关于网络切片的内容(例如，网络切片的创建/组成、修改、删除)；

·哪些网络功能可以包含在特定的网络切片实例中，以及哪些网络功能与网络切片无关；

·用于为UE选择特定网络切片的(一个或多个)过程；

·如何支持网络切片漫游场景；

·如何使运营商能够使用网络切片概念来高效地支持需要类似网络特性的多个第三方(例如，企业、服务提供商、内容提供商等)。

图2示出了控制平面内具有基于服务的接口的非漫游参考体系架构。

图3描绘了非漫游情况下的5G系统体系架构，其使用参考点表示来示出各种网络功能如何彼此交互。注意的是，移动性管理和会话管理功能是分开的。单个N1非接入层(NAS)连接用于注册管理和连接管理(RM/CM)，以及用于UE的与会话管理(SM)相关的消息和过程。单个N1终结点位于接入和移动性管理功能(AMF)中。AMF将与SM相关的NAS信息转发到会话管理功能(SMF)。AMF处理与UE交换的NAS信令的RM/CM部分。SMF处理与UE交换的NAS信令的会话管理部分。

在3GPP当前正在开发的5G网络体系架构中，网络数据分析(NWDA)被定义为表示运营商管理的网络分析的网络功能。NWDA向策略控制功能(PCF)提供特定于网络切片的网络数据分析。PCF对NWDA的订阅是网络切片级别的，并且不需要NWDA知道使用该切片的当前订户。NWDA将特定于切片的网络状态分析信息通知/发布给向其订阅的(一个或多个)PCF。该信息不是特定于订户的。PCF在其策略决策中使用该数据。

Nnwda参考点位于网络数据分析(NWDA)和PCF之间。在一种实现中，PCF可以通过请求/响应模型或订阅/通知模型从NWDA获取分析数据。图4至图6示出了这些消息流。图4图示了NWDA订阅服务。图5图示了Nnwda通知服务，图6图示了NWDA请求/响应流。

同样在3GPP当前正在开发的5G网络体系架构中，已经定义了两种类型的数据存储网络功能(DSF)：(1)结构化DSF，以及(2)非结构化DSF。如图7所示，5G系统体系架构允许任何网络功能将其非结构化数据存储到UDSF中并从UDSF中检索非结构化数据。UDSF属于网络功能所位于的同一公共陆地移动网络(PLMN)。控制平面网络功能(NF)可以共享UDSF来存储它们各自的非结构化数据，或者每个都有其自己的UDSF(例如UDSF可以位于相应的网络功能附近)。UDSF是可选功能，它支持通过任何网络功能存储和检索作为非结构化数据的信息。

如图8所示，5G系统体系架构允许网络暴露功能(NEF)将结构化数据存储在SDSF中，以供NEF进行内部和外部网络暴露。SDSF属于NEF所位于的同一PLMN。SDSF是可选功能，它支持NEF存储和检索作为结构化数据的信息。

3GPP已经识别出新无线电(NR)预计支持的各种用例，从而导致对数据速率、等待时间和移动性的各种用户体验要求。用例包括以下一般类别：增强的移动宽带(例如，密集区域的宽带接入、室内超高宽带接入、人群中的宽带接入、无处不在的50+Mbps、超低成本宽带接入、车载移动宽带)、关键通信、大规模机器类型通信、网络操作(例如，网络切片、路由、迁移和互通、节能)，以及增强的车辆到一切(eV2X)通信。这些类别中的具体服务和应用包括例如监视和传感器网络、设备远程控制、双向远程控制、个人云计算、视频流传输、基于无线云的办公室、第一响应者连接性、汽车电子呼叫(ecall)、灾难警报、实时游戏、多人视频通话、自主驾驶、增强现实、触觉互联网以及虚拟现实，等等。本文考虑全部这些用例以及其它用例。

图9图示了示例通信系统100的一个实施例，其中可以实施本文描述和要求保护的方法和装置。如图所示，示例通信系统100可以包括无线传输/接收单元(WTRU)102a、102b、102c和/或102d(一般或共同地可以称为WTRU 102)、无线电接入网络(RAN)103/104/105/103b/104b/105b、核心网络106/107/109、公共交换电话网(PSTN)108、互联网110，以及其它网络112，但是应认识到的是，所公开的实施例考虑了任意数量的WTRU、基站、网络和/或网络元件。WTRU 102a、102b、102c、102d、102e中的每一个可以是被配置为在无线环境中操作和/或通信的任何类型的装置或设备。虽然每个WTRU 102a、102b、102c、102d、102e在图9-14中被描绘为手持无线通信装置，但是应该理解的是，对于5G无线通信考虑的各种用例，每个WTRU可以包括被配置为传输和/或接收无线信号的任何类型的装置或设备或者实施在其中，仅作为示例，所述装置或设备包括用户装备(UE)、移动站、固定或移动订户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、智能电话、膝上型电脑、平板电脑、上网本、笔记本计算机、个人计算机、无线传感器、消费电子产品、可穿戴设备(诸如智能手表或智能服装)、医疗或电子卫生设备、机器人、工业装备、无人机、运载工具(诸如小汽车、卡车、火车或飞机等)。

通信系统100还可以包括基站114a和基站114b。基站114a可以是被配置为与WTRU102a、102b、102c中的至少一个无线接口的任何类型的设备，以促进接入一个或多个通信网络(诸如核心网络106/107/109、互联网110和/或其它网络112)。基站114b可以是被配置为与RRH(远程无线电头端)118a、118b和/或TRP(传输和接收点)119a、119b中的至少一个有线和/或无线接口的任何类型的设备，以促进接入一个或多个通信网络(诸如核心网络106/107/109、互联网110和/或其它网络112)。RRH 118a、118b可以是被配置为与WTRU 102c中的至少一个无线接口的任何类型的设备，以促进接入一个或多个通信网络(诸如核心网络106/107/109、互联网110和/或其它网络112)。TRP 119a、119b可以是被配置为与WTRU 102d中的至少一个无线接口的任何类型的设备，以促进接入一个或多个通信网络(诸如核心网络106/107/109、互联网110和/或其它网络112)。举例来说，基站114a、114b可以是基站收发信台(BTS)、Node-B、eNode B、归属Node B、归属eNode B、站点控制器、接入点(AP)、无线路由器等。虽然基站114a、114b均都被描绘为单个元件，但是应认识到的是，基站114a、114b可以包括任何数量的互连基站和/或网络元件。

基站114a可以是RAN 103/104/105的一部分，RAN 103/104/105还可以包括其它基站和/或网络元件(未示出)，诸如基站控制器(BSC)、无线电网络控制器(RNC)、中继节点等。基站114b可以是RAN 103b/104b/105b的一部分，RAN 103b/104b/105b还可以包括其它基站和/或网络元件(未示出)，诸如基站控制器(BSC)、无线电网络控制器(RNC)、中继节点等。基站114a可以被配置为在特定地理区域内传输和/或接收无线信号，所述地理区域可以被称为小区(未示出)。基站114b可以被配置为在特定地理区域内传输和/或接收有线和/或无线信号，所述地理区域可以被称为小区(未示出)。可以将小区进一步划分为小区扇区。例如，与基站114a相关联的小区可以被划分为三个扇区。因此，在实施例中，基站114a可以包括三个收发器，例如，小区的每个扇区一个收发器。在实施例中，基站114a可以采用多输入多输出(MIMO)技术，因此可以为小区的每个扇区使用多个收发器。

基站114a可以通过空中接口115/116/117与WTRU 102a、102b、102c中的一个或多个通信，空中接口115/116/117可以是任何合适的无线通信链路(例如，射频(RF)、微波、红外(IR)、紫外(UV)、可见光、cmWave、mmWave等)。可以使用任何合适的无线电接入技术(RAT)来建立空中接口115/116/117。

基站114b可以通过有线或空中接口115b/116b/117b与RRH 118a、118b和/或TRP119a、119b中的一个或多个通信，空中接口115b/116b/117b可以是任何合适的有线(例如，电缆、光纤等)或无线通信链路(例如，射频(RF)、微波、红外(IR)、紫外(UV)、可见光、cmWave、mmWave等)。可以使用任何合适的无线电接入技术(RAT)来建立空中接口115b/116b/117b。

RRH 118a、118b和/或TRP 119a、119b可以通过空中接口115c/116c/117c与WTRU102c、102d中的一个或多个通信，空中接口115c/116c/117c可以是任何合适的无线通信链路(例如，射频(RF)、微波、红外(IR)、紫外(UV)、可见光、cmWave、mmWave等)。可以使用任何合适的无线电接入技术(RAT)来建立空中接口115c/116c/117c。

更具体而言，如上所述，通信系统100可以是多址系统，并且可以采用一种或多种信道接入方案，诸如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA等。例如，RAN 103/104/105中的基站114a与WTRU 102a、102b、102c或者RAN 103b/104b/105b中的RRH 118a、118b和TRP 119a、119b与WTRU 102c、102d可以实现无线电技术，诸如通用移动电信系统(UMTS)地面无线电接入(UTRA)，其可以使用宽带CDMA(WCDMA)分别建立空中接口115/116/117或115c/116c/117c。WCDMA可以包括诸如高速分组接入(HSPA)和/或演进HSPA(HSPA+)之类的通信协议。HSPA可以包括高速下行链路分组接入(HSDPA)和/或高速上行链路分组接入(HSUPA)。

在实施例中，基站114a与WTRU 102a、102b、102c或者RAN 103b/104b/105b中的RRH118a、118b和TRP 119a、119b与WTRU 102c、102d可以实现无线电技术，诸如演进的UMTS地面无线电接入(E-UTRA)，其可以使用长期演进(LTE)和/或LTE-Advance(LTE-A)分别建立空中接口115/116/117或115c/116c/117c。将来，空中接口115/116/117可以实现3GPP NR技术。

在实施例中，RAN 103/104/105中的基站114a与WTRU 102a、102b、102c或者RAN103b/104b/105b中的RRH 118a、118b和TRP 119a、119b与WTRU 102c、102d可以实现无线电技术，诸如IEEE802.16(例如，全球微波接入互操作性(WiMAX))、CDMA2000、CDMA2000 1X、CDMA2000 EV-DO、临时标准2000(IS-2000)、临时标准95(IS-95)、临时标准856(IS-856)、全球移动通信系统(GSM)、用于GSM演进的增强数据速率(EDGE)、GSM EDGE(GERAN)等。

图9中的基站114c可以是例如无线路由器、归属Node B、归属eNode B或接入点，并且可以利用任何合适的RAT来促进局部区域(诸如商业地点、家、运载工具、校园等)中的无线连接性。在实施例中，基站114c和WTRU 102e可以实现诸如IEEE 802.11之类的无线电技术以建立无线局域网(WLAN)。在实施例中，基站114c和WTRU 102d可以实现诸如IEEE802.15之类的无线电技术以建立无线个域网(WPAN)。在又一个实施例中，基站114c和WTRU102e可以利用基于蜂窝的RAT(例如，WCDMA、CDMA2000、GSM、LTE、LTE-A等)来建立微微小区或毫微微小区。如图9中所示，基站114b可以具有到互联网110的直接连接。因此，可以不要求基站114c经由核心网络106/107/109访问互联网110。

RAN 103/104/105和/或RAN 103b/104b/105b可以与核心网络106/107/109通信，核心网络106/107/109可以是被配置为向WTRU 102a、102b、102c、102d中的一个或多个提供语音、数据、应用和/或互联网协议语音(VoIP)服务的任何类型的网络。例如，核心网络106/107/109可以提供呼叫控制、计费服务、基于移动位置的服务、预付费呼叫、互联网连接性、视频分发等，和/或执行高级安全功能(诸如用户认证)。

虽然未在图9中示出，但是应认识到的是，RAN 103/104/105和/或RAN 103b/104b/105b和/或核心网络106/107/109可以与采用与RAN 103/104/105和/或RAN 103b/104b/105b相同的RAT或不同RAT的其它RAN直接或间接通信。例如，除了连接到可以利用E-UTRA无线电技术的RAN 103/104/105和/或RAN 103b/104b/105b之外，核心网络106/107/109还可以与采用GSM无线电技术的另一个RAN(未示出)通信。

核心网络106/107/109还可以用作WTRU 102a、102b、102c、102d、102e的网关，以接入PSTN 108、互联网110和/或其它网络112。PSTN 108可以包括提供普通老式电话服务(POTS)的电路交换电话网络。互联网110可以包括使用常见通信协议的互连的计算机网络和设备的全球系统，所述通信协议诸如TCP/IP互联网协议套件中的传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)和互联网协议(IP)。网络112可以包括由其它服务提供商拥有和/或操作的有线或无线通信网络。例如，网络112可以包括连接到一个或多个RAN的另一个核心网络，这一个或多个RAN可以采用与RAN 103/104/105和/或RAN 103b/104b/105b相同的RAT或不同的RAT。

通信系统100中的WTRU 102a、102b、102c、102d中的一些或全部可以包括多模能力，例如，WTRU 102a、102b、102c、102d和102e可以包括用于通过不同无线链路与不同无线网络通信的多个收发器。例如，图9中所示的WTRU 102e可以被配置为与可以采用基于蜂窝的无线电技术的基站114a通信，并且与可以采用IEEE 802无线电技术的基站114c通信。

图10是根据本文所示的实施例的被配置用于无线通信的示例装置或设备(诸如，例如WTRU 102)的框图。如图10中所示，示例WTRU 102可以包括处理器118、收发器120、传输/接收元件122、扬声器/麦克风124、小键盘126、显示器/触摸板/指示器128、不可移除存储器130、可移除存储器132、电源134、全球定位系统(GPS)芯片组136，以及其它外围设备138。应认识到的是，WTRU 102可以包括前述元件的任何子组合，同时保持与实施例一致。而且，实施例考虑了基站114a和114b，和/或基站114a和114b可以表示的节点(诸如但不限于收发器站(BTS)、Node-B、站点控制器、接入点(AP)、归属node-B、演进的归属node-B(eNodeB)、归属演进node-B(HeNB)、归属演进node-B网关和代理节点等)，可以包括图10中描绘并在本文描述的元件中的一些或全部。

处理器118可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任何其它类型的集成电路(IC)、状态机等。处理器118可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理和/或使WTRU 102能够在无线环境中操作的任何其它功能。处理器118可以耦合到收发器120，收发器120可以耦合到传输/接收元件122。虽然图10将处理器118和收发器120描绘为分开的部件，但应认识到的是，处理器118和收发器120可以一起集成在电子封装或芯片中。

传输/接收元件122可以被配置为通过空中接口115/116/117向基站(例如，基站114a)传输信号或从基站(例如，基站114a)接收信号。例如，在实施例中，传输/接收元件122可以是被配置为传输和/或接收RF信号的天线。在实施例中，传输/接收元件122可以是发射器/检测器，其被配置为例如传输和/或接收IR、UV或可见光信号。在又一个实施例中，传输/接收元件122可以被配置为传输和接收RF和光信号。应该认识到的是，传输/接收元件122可以被配置为传输和/或接收无线信号的任意组合。

此外，虽然传输/接收元件122在图10中被描绘为单个元件，但是WTRU 102可以包括任何数量的传输/接收元件122。更具体而言，WTRU 102可以采用MIMO技术。因此，在实施例中，WTRU 102可以包括两个或更多个传输/接收元件122(例如，多个天线)，用于通过空中接口115/116/117传输和接收无线信号。

收发器120可以被配置为调制将由传输/接收元件122传输的信号并且解调由传输/接收元件122接收的信号。如上所述，WTRU 102可以具有多模能力。因此，例如，收发器120可以包括多个收发器，用于使WTRU 102能够经由多个RAT(诸如，UTRA和IEEE 802.11)通信。

WTRU 102的处理器118可以耦合到扬声器/麦克风124、小键盘126和/或显示器/触摸板/指示器128(例如，液晶显示器(LCD)显示单元或有机发光二极管(OLED)显示单元)，并且可以从其接收用户输入数据。处理器118还可以将用户数据输出到扬声器/麦克风124、小键盘126和/或显示器/触摸板/指示器128。此外，处理器118可以从任何类型的合适存储器(诸如不可移除存储器130和/或可移除存储器132)存取信息并在其中存储数据。不可移除存储器130可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘或任何其它类型的存储器存储设备。可移除存储器132可以包括订户身份模块(SIM)卡、记忆棒、安全数字(SD)存储卡等。在实施例中，处理器118可以从不是物理地位于WTRU 102上(诸如在服务器或家用计算机(未示出)上)的存储器中存取信息，并将数据存储在其中。

处理器118可以从电源134接收电力，并且可以被配置为向WTRU 102中的其它部件分配电力和/或对其进行控制。电源134可以是用于为WTRU 102供电的任何合适的设备。例如，电源134可以包括一个或多个干电池、太阳能电池、燃料电池等。

处理器118还可以耦合到GPS芯片组136，该GPS芯片组136可以被配置为提供关于WTRU 102的当前位置的位置信息(例如，经度和纬度)。除了或代替来自GPS芯片组136的信息，WTRU 102可以通过空中接口115/116/117从基站(例如，基站114a、114b)接收位置信息和/或基于从附近的两个或更多个基站接收的信号的定时确定其位置。应认识到的是，WTRU102可以通过任何合适的位置确定方法获取位置信息，同时保持与实施例一致。

处理器118还可以耦合到其它外围设备138，外围设备138可以包括提供附加特征、功能和/或有线或无线连接性的一个或多个软件和/或硬件模块。例如，外围设备138可以包括各种传感器，诸如加速度计、生物识别(例如，指纹)传感器、电子罗盘、卫星收发器、数码相机(用于照片或视频)、通用串行总线(USB)端口或其它互连接口、振动设备、电视收发器、免提耳机、

模块、调频(FM)无线电单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏播放器模块、互联网浏览器等。

WTRU 102可以在其它装置或设备中实施，该其它装置或设备诸如传感器、消费电子产品、可穿戴设备(诸如智能手表或智能服装)、医疗或电子卫生设备、机器人、工业装备、无人机、运载工具(诸如小汽车、卡车、火车或飞机等)。WTRU 102可以经由一个或多个互连接口(诸如可以包括外围设备138之一的互连接口)连接到这种装置或设备的其它部件、模块或系统。

图11是根据实施例的RAN 103和核心网络106的系统图。如上所述，RAN 103可以采用UTRA无线电技术通过空中接口115与WTRU 102a、102b和102c通信。RAN 103还可以与核心网络106通信。如图11中所示，RAN 103可以包括Node-B 140a、140b、140c，每个节点可以包括一个或多个收发器，用于通过空中接口115与WTRU 102a、102b、102c通信。Node-B 140a、140b、140c可以各自与RAN 103内的特定小区(未示出)相关联。RAN 103还可以包括RNC142a、142b。应认识到的是，RAN 103可以包括任何数量的Node-B和RNC，同时保持与实施例一致。

如图11所示，Node-B 140a、140b可以与RNC 142a通信。此外，Node-B 140c可以与RNC 142b通信。Node-B 140a、140b、140c可以经由Iub接口与相应的RNC 142a、142b通信。RNC 142a、142b可以经由Iur接口彼此通信。RNC 142a、142b中的每一个可以被配置为控制与其连接的相应Node-B 140a、140b、140c。此外，RNC 142a、142b中的每一个可以被配置为执行或支持其它功能，诸如外环功率控制、负载控制、准入控制、分组调度、移交控制、宏分集、安全功能、数据加密等。

图11中所示的核心网络106可以包括媒体网关(MGW)144、移动交换中心(MSC)146、服务GPRS支持节点(SGSN)148和/或网关GPRS支持节点(GGSN)150。虽然前述元件中的每一个被描绘为核心网络106的一部分，但是应认识到的是，这些元件中的任何一个都可以被除核心网络运营商之外的实体拥有和/或操作。

RAN 103中的RNC 142a可以经由IuCS接口连接到核心网络106中的MSC 146。MSC146可以连接到MGW 144。MSC 146和MGW 144可以向WTRU 102a、102b、102c提供对电路交换网络(诸如PSTN 108)的接入，以促进WTRU 102a、102b、102c与传统的陆线通信设备之间的通信。

RAN 103中的RNC 142a还可以经由IuPS接口连接到核心网络106中的SGSN 148。SGSN 148可以连接到GGSN 150。SGSN 148和GGSN 150可以向WTRU 102a、102b、102c提供对分组交换网络(诸如互联网110)的接入，以促进WTRU 102a、102b、102c与启用IP的设备之间的通信。

如上所述，核心网络106还可以连接到网络112，网络112可以包括由其它服务提供商拥有和/或运营的其它有线或无线网。

图12是根据实施例的RAN 104和核心网络107的系统图。如上所述，RAN 104可以采用E-UTRA无线电技术通过空中接口116与WTRU 102a、102b和102c通信。RAN 104还可以与核心网络107通信。

RAN 104可以包括eNode-B 160a、160b、160c，但是应认识到的是，RAN 104可以包括任何数量的eNode-B，同时保持与实施例一致。eNode-B 160a、160b、160c可以各自包括一个或多个收发器，用于通过空中接口116与WTRU 102a、102b、102c通信。在实施例中，eNode-B 160a、160b、160c可以实现MIMO技术。因此，eNode-B 160a例如可以使用多个天线来向WTRU 102a传输无线信号并从WTRU 102a接收无线信号。

eNode-B 160a、160b和160c中的每一个可以与特定小区(未示出)相关联，并且可以被配置为处理无线电资源管理决定、移交决定、上行链路和/或下行链路中用户的调度等。如图12中所示，eNode-B 160a、160b、160c可以通过X2接口彼此通信。

图12中所示的核心网络107可以包括移动性管理网关(MME)162、服务网关164和分组数据网络(PDN)网关166。虽然前述元件中的每一个都被描绘为核心网络107的一部分，但是应认识到的是，这些元件中的任何一个都可以被除核心网络运营商之外的实体拥有和/或操作。

MME 162可以经由S1接口连接到RAN 104中的eNode-B 160a、160b和160c中的每一个，并且可以用作控制节点。例如，MME 162可以负责认证WTRU 102a、102b、102c的用户、承载激活/停用，在WTRU 102a、102b、102c的初始附连期间选择特定的服务网关等。MME 162还可以提供用于在RAN 104与采用其它无线电技术(诸如GSM或WCDMA)的其它RAN(未示出)之间进行切换的控制平面功能。

服务网关164可以经由S1接口连接到RAN 104中的eNode-B 160a、160b和160c中的每一个。服务网关164一般可以向/从WTRU 102a、102b、102c路由和转发用户数据分组。服务网关164还可以执行其它功能，诸如在eNode B间移交期间锚定用户平面，当下行链路数据可用于WTRU 102a、102b、102c时触发寻呼，管理和存储WTRU 102a、102b、102c的上下文，等等。

服务网关164还可以连接到PDN网关166，PDN网关166可以向WTRU 102a、102b、102c提供对分组交换网络(诸如互联网110)的接入，以促进WTRU 102a、102b、102c与启用IP的设备之间的通信。

核心网络107可以促进与其它网络的通信。例如，核心网络107可以向WTRU 102a、102b、102c提供对电路交换网络(诸如PSTN 108)的接入，以促进WTRU 102a、102b、102c与传统陆线通信设备之间的通信。例如，核心网络107可以包括用作核心网络107和PSTN 108之间的接口的IP网关(例如，IP多媒体子系统(IMS)服务器)或者可以与其通信。此外，核心网络107可以向WTRU 102a、102b、102c提供对网络112的接入，网络112可以包括被其它服务提供商拥有和/或操作的其它有线或无线网络。

图13是根据实施例的RAN 105和核心网络109的系统图。RAN 105可以是接入服务网络(ASN)，其采用IEEE 802.16无线电技术通过空中接口117与WTRU 102a、102b和102c通信。如下面进一步讨论的，WTRU 102a、102b、102c、RAN 105和核心网络109的不同功能实体之间的通信链路可以被定义为参考点。

如图13中所示，RAN 105可以包括基站180a、180b、180c和ASN网关182，但是应认识到的是，RAN 105可以包括任意数量的基站和ASN网关，同时保持与实施例一致。基站180a、180b、180c可以各自与RAN 105中的特定小区相关联，并且可以包括一个或多个收发器，用于通过空中接口117与WTRU 102a、102b、102c通信。在实施例中，基站180a、180b、180c可以实现MIMO技术。因此，基站180a例如可以使用多个天线来向WTRU 102a传输无线信号，并从WTRU 102a接收无线信号。基站180a、180b、180c还可以提供移动性管理功能，诸如移交触发、隧道建立、无线电资源管理、流量分类、服务质量(QoS)策略实施等。ASN网关182可以用作流量聚合点，并且可以负责寻呼、订户简档的高速缓存、到核心网络109的路由等。

WTRU 102a、102b、102c与RAN 105之间的空中接口117可以被定义为实现IEEE802.16规范的R1参考点。此外，WTRU 102a、102b和102c中的每一个可以与核心网络109建立逻辑接口(未示出)。WTRU 102a、102b、102c与核心网络109之间的逻辑接口可以被定义为R2参考点，其可以被用于认证、授权、IP主机配置管理和/或移动性管理。

基站180a、180b和180c中的每一个之间的通信链路可以被定义为R8参考点，其包括用于促进基站之间的WTRU移交和数据传送的协议。基站180a、180b、180c和ASN网关182之间的通信链路可以被定义为R6参考点。R6参考点可以包括用于基于与WTRU 102a、102b、102c中的每一个相关联的移动性事件来促进移动性管理的协议。

如图13中所示，RAN 105可以连接到核心网络109。RAN 105和核心网络109之间的通信链路可以被定义为R3参考点，R3参考点包括用于例如促进数据传送和移动性管理能力的协议。核心网络109可以包括移动IP归属代理(MIP-HA)184、认证、授权、计费(AAA)服务器186和网关188。虽然前述元件中的每一个被描绘为核心网络109的一部分，但是应认识到的是，这些元件中的任何一个可以被除核心网络运营商之外的实体拥有和/或操作。

MIP-HA可以负责IP地址管理，并且可以使WTRU 102a、102b和102c能够在不同ASN和/或不同核心网络之间漫游。MIP-HA 184可以向WTRU 102a、102b、102c提供对分组交换网络(诸如互联网110)的接入，以促进WTRU 102a、102b、102c与启用IP的设备之间的通信。AAA服务器186可以负责用户认证和支持用户服务。网关188可以促进与其它网络的互通。例如，网关188可以向WTRU 102a、102b、102c提供对电路交换网络(诸如PSTN 108)的接入，以促进WTRU 102a、102b、102c与传统陆线通信设备之间的通信。此外，网关188可以向WTRU 102a、102b、102c提供对网络112的接入，网络112可以包括被其它服务提供商拥有和/或操作的其它有线或无线网络。

虽然未在图13中示出，但是应认识到的是，RAN 105可以连接到其它ASN，并且核心网络109可以连接到其它核心网络。RAN 105与其它ASN之间的通信链路可以被定义为R4参考点，R4参考点可以包括用于协调RAN 105与其它ASN之间的WTRU 102a、102b、102c的移动性的协议。核心网络109和其它核心网络之间的通信链路可以被定义为R5参考点，R5参考点可以包括用于促进归属核心网络和被访问核心网络之间的互通的协议。

本文描述并在图9-14中示出的核心网络实体通过在某些现有3GPP规范中给予那些实体的名称来识别，但是应认识到的是，在将来，那些实体和功能可以通过其它名称来识别，并且某些实体或功能可以在3GPP发布的未来规范(包括未来的3GPP NR规范)中被组合。因此，图9-14中描述和示出的特定网络实体和功能仅作为示例提供，并且应理解的是，本文公开并要求保护的主题可以在任何类似的通信系统中实施或实现，无论是目前定义的还是将来定义的通信系统。

图14中所示的5G核心网络170可以包括接入和移动性管理功能(AMF)172、会话管理功能(SMF)174、用户平面功能(UPF)176、用户数据管理功能(UDM)178、认证服务器功能(AUSF)180、网络暴露功能(NEF)、策略控制功能(PCF)184、非3GPP互通功能(N3IWF)192和应用功能(AF)188。虽然将每个前述元素描绘为5G核心网络170的一部分，但是将认识到的是，这些元素中的任何一个都可以由核心网络运营商以外的实体拥有和/或操作。还应当认识到的是，5G核心网络可以不由所有这些元素组成、可以由附加元素组成，并且可以由这些元素中的每个元素的多个实例组成。图14示出了网络功能直接彼此连接，但是，应当认识到的是，它们可以经由诸如直径路由代理或消息总线之类的路由代理进行通信。

AMF 172可以经由N2接口连接到RAN103/104/105/103b/104b/105b中的每一个，并且可以用作控制节点。例如，AMF 172可以负责注册管理、连接管理、可达性管理、接入认证、接入授权。AMF 172一般可以路由和向/从WTRU 102a、102b、102c转发NAS分组。

SMF 174可以经由N11接口连接到AMF 172，可以经由N7接口连接到PCF 184，并且可以经由N4接口连接到UPF 176。SMF 174可以用作控制节点。例如，SMF 174可以负责会话管理、WTRU 102a、102b、102c IP地址分配和管理以及UPF 176中的业务转向规则的配置，以及下行链路数据通知的生成。

SMF 174还可以连接到UPF 176，UPF 176可以向WTRU 102a、102b、102c提供对数据网络(DN)190(诸如互联网110)的访问，以促进WTRU 102a、102b、102c与启用IP的设备之间的通信。SMF 174可以经由N4接口在UPF 176中管理和配置业务转向规则。UPF 176可以负责将分组数据单元(PDU)会话与数据网络互连、分组路由和转发、策略规则强制实施、用户平面业务的服务处置的质量以及下行链路分组缓冲。

AMF 172也可以经由N2接口连接到N3IWF 192。N3IWF经由未由3GPP定义的无线电接口技术来促进WTRU 102a、102b、102c与5G核心网络170之间的连接。

PCF 184可以经由N7接口连接到SMF 174，经由N15接口连接到AMF 172，并且经由N5接口连接到应用功能(AF)188。PCF 184可以提供策略规则以控制诸如AMF 172和SMF 174之类的平面节点，从而允许控制平面节点强制实施这些规则。

UDM 178充当用于认证证书和订阅信息的储存库。UDM可以连接到其它功能，诸如AMF 172、SMF 174和AUSF 180。

AUSF 180执行与认证相关的操作，并经由N13接口连接到UDM 178，并经由N12接口连接到AMF 172。

NEF公开了5G核心网络170中的能力和服务。NEF可以经由接口连接到AF 188，并且可以连接到其它控制平面和用户平面功能(180、178、172、172、184、176和N3IWF)，以便暴露5G核心网络170的功能和服务。

5G核心网络170可以促进与其它网络的通信。例如，核心网络170可以包括用作5G核心网络170和PSTN 108之间的接口的IP网关(例如，IP多媒体子系统(IMS)服务器)，或者可以与之通信。例如，核心网络170可以包括经由短消息服务促进通信的短消息服务(SMS)服务中心，或者与之通信。例如，5G核心网络170可以促进WTRU 102a、102b、102c与服务器之间的非IP数据分组的交换。此外，核心网络170可以向WTRU 102a、102b、102c提供对网络112的接入，网络112可以包括由其它服务提供商拥有和/或操作的其它有线或无线网络。

图15是示例性计算系统90的框图，其中可以实施本文中图示或描述的通信网络的一个或多个装置，诸如RAN103/104/105、核心网络106/107/109、PSTN 108、互联网110或其它网络112中的某些节点或功能实体。

计算系统90可以包括计算机或服务器，并且可以主要由计算机可读指令控制，计算机可读指令可以是软件的形式，无论在哪里，或以任何方式存储或访问此类软件。这种计算机可读指令可以在处理器91内执行，以使计算系统90工作。处理器91可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任何其它类型的集成电路(IC)、状态机等。处理器91可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理，和/或使计算系统90能够在通信网络中操作的任何其它功能。协处理器81是与主处理器91不同的可选处理器，其可以执行附加功能或辅助处理器91。处理器91和/或协处理器81可以接收、生成和处理与本文公开的方法和装置相关的数据。

在操作中，处理器91获取、解码并执行指令，并经由计算系统的主数据传送路径，系统总线80，向其它资源传送信息和从其它资源传送信息。这种系统总线连接计算系统90中的部件并定义用于数据交换的介质。系统总线80通常包括用于发送数据的数据线、用于发送地址的地址线，以及用于发送中断和用于操作系统总线的控制线。这种系统总线80的示例是PCI(外围部件互连)总线。

耦合到系统总线80的存储器包括随机存取存储器(RAM)82和只读存储器(ROM)93。这种存储器包括允许存储和检索信息的电路系统。ROM 93一般包含不容易被修改的存储数据。存储在RAM 82中的数据可以由处理器91或其它硬件设备读取或改变。对RAM 82和/或ROM 93的存取可以由存储器控制器92控制。存储器控制器92可以提供地址翻译功能，该地址翻译功能在执行指令时将虚拟地址翻译成物理地址。存储器控制器92还可以提供存储器保护功能，该功能隔离系统内的进程并将系统进程与用户进程隔离。因此，以第一模式运行的程序只能访问由其自己的进程虚拟地址空间映射的存储器；除非已设置进程之间的存储器共享，否则它无法访问另一个进程的虚拟地址空间内的存储器。

此外，计算系统90可以包含外围设备控制器83，外围设备控制器83负责将来自处理器91的指令传送到外围设备，诸如打印机94、键盘84、鼠标95和盘驱动器85。

由显示器控制器96控制的显示器86被用于显示由计算系统90生成的视觉输出。这种视觉输出可以包括文本、图形、动画图形和视频。可以以图形用户界面(GUI)的形式提供视觉输出。显示器86可以用基于CRT的视频显示器、基于LCD的平板显示器、基于气体等离子的平板显示器或触摸板来实现。显示器控制器96包括生成被发送到显示器86的视频信号所需的电子部件。

另外，计算系统90可以包含通信电路系统，诸如网络适配器97，其可以被用于将计算系统90连接到外部通信网络(诸如图9-14的RAN 103/104/105、核心网络106/107/109、PSTN 108、互联网110或其它网络112)，以使计算系统90能够与那些网络的其它节点或功能实体通信。单独地或者与处理器91组合，通信电路系统可以被用于执行本文描述的某些装置、节点或功能实体的传输和接收步骤。

应该理解的是，本文描述的装置、系统、方法和处理中的任何一个或全部可以以存储在计算机可读存储介质上的计算机可执行指令(例如，程序代码)的形式实施，该指令在由处理器(诸如处理器118或91)执行时使处理器执行和/或实现本文描述的系统、方法和处理。具体而言，本文描述的任何步骤、操作或功能可以以在被配置用于无线和/或有线网络通信的装置或计算系统的处理器上执行的这种计算机可执行指令的形式实现。计算机可读存储介质包括以用于存储信息的任何非瞬态(例如，有形或物理)方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质，但是这种计算机可读存储介质不包括信号。计算机可读存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字通用盘(DVD)或其它光盘存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其它磁存储设备，或者可以用于存储期望信息并且可以由计算系统访问的任何其它有形或物理介质。

在可能有助于图示本文描述的方法和装置的一个示例场景中，M2M服务提供商可以将多个传感器和相机放置在制造工厂内。一些传感器和相机可以用于监视工厂中的实时制造活动，而其它传感器可以用于基于M2M服务器的请求执行测量。

通过由5G核心网络供给的网络数据分析(NWDA)功能，M2M服务器(即，SCS/AS)可以提供一些信息，使得NWDA能够向PCF和其它网络功能提供更准确且更丰富的信息。例如，M2M服务器可以向NWDA通知工厂内的所有传感器将仅发送不频繁的小数据，并且该数据仅是从传感器到M2M服务器的移动起源的(即，上行链路链路)。下行链路数据将仅基于组。换句话说，M2M服务器始终将移动终止的数据广播到一组传感器。更具体而言，在这种情况下，M2M服务器甚至可以提供一些参数，诸如移动发起的小数据的估计频率以及移动终止的群组通信的群组大小。将该信息与NWDA处的网络切片拥塞级别组合可以帮助网络切片分配和会话管理处理。

作为另一个示例，关于使用相机的应用，M2M服务器可以将用于传输视频流所需的QoS通知给NWDA，并且不需要移动性支持。该信息还有助于网络切片分配以及移动性管理。

此外，M2M服务器可以在NWDA订阅一些事件和统计信息，使得在发生订阅的事件时它将被通知并采取对应的动作。例如，M2M服务器可以订阅与传感器报告应用的会话级别拥塞相关的事件。如果会话级别拥塞在一段时间内超过某个阈值，则NWDA将通知M2M服务器，该服务器可以开始与一些网络实体合作以缓解拥塞，诸如增加现有会话的容量或建立新的会话。

作为另一个示例，M2M服务器还可以订阅在应用级别视频数据在一段时间内传输超过某个数据速率时触发的事件，例如，太多的相机同时发送数据。在这种情况下，M2M服务器可以分配更多资源来处理视频数据或调度相机以在不同的时间间隔流传输数据。

作为另一个示例，M2M服务器可以订阅当任何UE(例如，传感器或相机)长时间处于连接状态而没有发送/接收数据时触发的事件。在这种情况下，M2M服务器可以请求网络实体为UE调整休眠周期。

M2M服务器还可能对以下事件感兴趣：服务于向服务器注册的UE的网络切片在连接总数或流量总量方面变得过载。因此，M2M服务器可以请求附加的网络切片或该网络切片内更多的网络资源，以获得更好的服务质量。

作为又一个示例，M2M服务器可能对事件的某种组合感兴趣，这仅在核心网络或NWDA内是已知的。例如，如果UE集合在某个地理区域(例如，注册区域或跟踪区域)中，并且如果这些UE中的任何UE正在使用经历沉重负载的UPF，那么M2M服务器可能想要知道该UE集合的平均上行链路数据速率。地理区域信息可能来自AMF，而上行链路数据速率和UPF负载信息可能来自SMF/UPF。在这种情况下，NWDA是知道这两个信息的网络实体，因此能够为M2M服务器生成期望的网络数据分析。

当前，NWDA的使用仅限于向PCF提供网络状态(例如，拥塞级别)，并且PCF将使用该信息来制定策略决策。但是，为了提供分析，尚不清楚NWDA需要收集哪些信息、它如何收集该信息以及分析信息除特定于切片的拥塞信息之外还包括哪些信息。因此，期望定义由NWDA收集的信息以及NWDA提供的分析的类型。还需要定义用于信息收集的机制。

另外，网络数据分析不仅可以受益于与策略相关的过程，而且可以受益于一些其它重要的网络管理处理，诸如网络功能选择、移动性管理和会话管理。换句话说，NWDA应该能够与PCF以外的一些网络功能交互，以促进这些过程。因此，需要新的接口和方法来定义NWDA如何与其它网络功能以及与SCS/AS交互以提供网络数据分析。这对于IoT应用尤其重要，因为通常会存在大量的IoT设备/连接，这可能产生大量的数据记录。网络数据分析能力可以向网络实体、网络运营商和服务提供商提供关键统计信息，以提高网络运营效率。

图16示出了支持网络数据分析功能的体系架构的一个实施例。NWDA和AMF之间的接口(SMF、DSF、NEF和UPF)在下文中定义。NWDA在本文中也可以称为网络数据分析功能(NWDAF)。

收集用于分析的信息的方法

在下文中公开的是NWDA可以通过其收集信息以生成网络数据分析的方法。涉及的网络实体可能包括5G核心网络和SCS/AS中的NF。当NWDA从SCS/AS提取某些信息时，或者当SCS/AS从NWDA获得信息时，NEF可以用作中间节点。

在一个实施例中，NWDA可以使用以下两种模型之一从不同的网络实体检索信息：(1)订阅和通知模型，其中NWDA在网络实体处订阅某些事件，并在事件发生时获得通知；或者(2)请求和响应模型，其中NWDA向网络实体发送请求消息以查询信息，并相应地获得响应。

图17图示了一种方法的一个实施例，NWDA通过该方法通过订阅/通知模型来收集用于分析的信息。在这个实施例中，为了在SCS/AS处进行订阅，NEF被用作消息转发的中间实体。图17的方法可以由以下中的一个或多个事件触发：

1.NWDA可以向NRF订阅在某些NF类型连接到切片时被通知。例如，NWDA可能始终想要来自AMF(或PCF或DSF或SMF或UPF或NEF/SCS/AS)的某种类型的信息。订阅可以取决于支持某些特征的NF；例如，订阅可以被配置为仅在NF支持收集和共享某些分析信息的情况下将通知发送到NWDA。当NWDA接收到NF可用的通知时，NWDA可以使用图17的方法来订阅来自NF的某些信息。

2.NWDA可以从图形用户界面(GUI)、运行和管理(O&M)系统或NEF接收指示其开始收集某些类型的信息或生成某些类型的分析信息的配置命令。

3.NWDA可以从PCF接收更新后的策略信息。更新后的策略可以指示NWDA应该开始收集某些类型的信息或生成某些类型的分析信息。

4.NWDA算法可以确定为了提供所需的信息，例如，获得更高级别的准确性，需要附加信息。

5.NWDA从NEF接收对新分析功能的外部请求。

6.NWDA可以通过AMF或网络切片选择功能(NSSF)被通知创建新的网络切片或更新现有网络切片的配置。

参考图17，在步骤1中，NWDA向NF发送订阅请求以订阅某些事件。NF可以是DSF、AMF、SMF或UPF。在请求中，NWDA可以使用期望的参数指示不同类型的订阅事件。在一个实施例中，NWDA可以在SMF处订阅以下事件：

1.SMF使用以下信息创建了新的PDU会话：

a.PDU会话的类型，例如，IP或非IP(即非结构化)

b.会话ID

c.QoS参数，诸如保证流比特率(GFBR)、最大流比特率(MFBR)和每个会话聚合的最大比特率(会话-AMBR)

2.现有的PDU会话被移除

3.新的QoS流被插入到现有PDU会话中，其中包括QoS流ID和会话ID

4.从PDU会话中移除了现有的QoS流

5.在H-PLMN(或V-PLMN)中建立到SMF的连接(即，N16连接)，用于归属路由的漫游场景

6.由于超时阈值或存储空间有限，在SMF处缓冲的下行链路数据被丢弃。这可以是每个会话、每个UE或每个SMF

7.选择SMF作为中间SMF，用于处理本地数据网络的会话管理

8.在SMF的管理下，将UPF重新分配给PDU会话

9.SMF支持的(IP类型和/或非IP类型)会话总数超过某个阈值

10.由SMF管理的会话的总预期的或观察到的(保证的)数据速率超过某个阈值

11.连接尝试被拒绝或失败的总数或比率超过阈值。如果具有特定原因值的被拒绝或失败的连接尝试的总数或比率超过阈值，那么这可能进一步要求发出通知。

12.计算资源低下

13.SMF正在管理的UPF的数量超过某个阈值。

14.在SMF处缓存的下行链路数据量超过某个阈值。或者分配给下行链路数据缓冲的存储器的利用率超过某个阈值。

利用来自SMF的事件信息，NWDA可以能够跟踪不同的统计信息，诸如SMF的负载和下行链路数据存储。该统计信息可以提供给AMF，并且由AMF在选择SMF时使用，或者由另一个SMF在漫游场景中使用。AMF可以在PDU会话建立过程期间从NWDA读取该信息，并使用它来选择SMF。此外，NWDA可以将该SMF负载平衡统计信息与网络切片信息组合。例如，可能存在3个PDU会话，每个会话具有由网络切片中的SMF管理的保证比特率2GB/s，使得统计信息可以用于选择网络切片或决定是否创建新的网络切片。

如果NWDA检测到与失败的连接尝试或导致错误的连接尝试的数量相关的条件，那么它可能指示拒绝服务形式的攻击，并且NWDA可以向网络管理员发送通知，或指示SMF拒绝所有新连接、属于某个类别或来自某些用户的所有新连接、或仅在新连接属于某个类别或来自某些用户时才允许这些新连接。

在一个实施例中，NWDA可以在AMF处订阅以下事件：

1.在AMF处创建了新的NAS连接

2.在AMF处禁用了现有的NAS连接

3.在AMF处通过控制平面为小数据服务创建了新的PDU会话

4.对于小数据服务，在AMF处禁用了通过控制平面的现有PDU会话

5.非3GPP接入用于连接到5G核心网络，即，在AMF和非3GPP互通功能(N3IWF)之间建立了连接

6.由AMF支持的已连接的UE的总数超过某个阈值

7.连接尝试被拒绝或失败的总数或比率超过阈值。如果具有特定原因值的被拒绝或失败的连接尝试的总数或比率超过阈值，那么这可能进一步要求发出通知。

8.计算资源低下。

9.AMF正在用作公共NF的网络切片的数量超过某个阈值

10.AMF正在管理的SMF的数量超过某个阈值。

11.AMF正在服务的非3GPP接入节点的数量超过某个阈值。

12.通过AMF进行非IP数据传递的会话的数量超过某个阈值。

13.处于空闲状态的UE的活动注册的数量超过某个阈值。

给定这些事件和来自AMF的信息，NWDA能够跟踪AMF的工作负载统计信息，包括NAS信令、通过控制平面的PDU会话以及经由N3IWF进行的非3GPP接入信令。

如果NWDA检测到与失败的连接尝试或导致错误的连接尝试的数量相关的条件，那么它可能指示拒绝服务形式的攻击，并且NWDA可以向网络管理员发送通知，或指示AMF拒绝所有新连接、属于某个类别或来自某些用户的所有新连接、或仅在新连接属于某个类别或来自某些用户时才允许这些新连接。

在一个实施例中，NWDA可以在UPF处订阅以下事件：

1.在UPF处缓存的DL数据由于超时阈值或存储空间有限而被丢弃。这可以是每个会话、每个UE或每个UPF。

2.选择UPF作为本地数据网络的上行链路分类器或多归属PDU会话的分支点。UPF负责路由流量。

3.在H-PLMN(或V-PLMN)中建立到UPF的连接(即，N9连接)，用于归属路由的漫游场景。

4.UPF经由3GPP接入或非3GPP接入(即，通过N3IWF)用作锚点。

5.UPF对特定流量强制执行策略规则，包括发起流量的SCS/AS的信息以及强制执行了哪个特定规则。

6.由UPF支持的已连接的UE的总数超过某个阈值。

8.计算资源低下

9.UPF正在管理的会话的总数超过某个阈值。

10.UPF正在管理的会话的总(保证)数据速率超过某个阈值。

11.在SMF处缓存的下行链路数据量超过某个阈值。或者分配给下行链路数据缓冲的存储器的利用率超过某个阈值。

12.在预配置的时间段期间没有任何流量的会话数量超过某个阈值

给定来自UPF的这些信息，NWDA能够通过用户平面跟踪流量统计信息。例如，它可以跟踪通过UPF的流量的多少百分比是用于漫游场景、用于非3GPP接入，或者用于本地数据网络。

如果NWDA检测到与失败的连接尝试或导致错误的连接尝试的数量相关的条件，那么它可能指示拒绝服务形式的攻击，并且NWDA可以向网络管理员发送通知，或指示UPF拒绝所有新连接、属于某个类别或来自某些用户的所有新连接、或仅在新连接属于某个类别或来自某些用户时才允许这些新连接。

在一个实施例中，NWDA可以在PCF处订阅以下事件：

1.添加了新的计费模型/方法，或更新了现有的计费模型/方法

2.位置相关的策略被更新

3.应用功能(AF)请求添加或更新某个与应用相关的流量路由策略

4.QoS控制策略被更新

5.被更新的策略

6.存储的策略的数量超过阈值。

7.存储策略所需的存储空间超过阈值

8.通知存储的策略的数量超过阈值，或存储策略所需的存储空间量超过阈值，然后NWDA可以向协调系统发送指示以指示分配给PCF的存储空间需要相应地向上或向下缩放。

再次参考图17，在步骤2中，目标NF发送响应消息以确认订阅。

接下来，如步骤3中所示，随着时间的推移，当发生订阅事件时，NF发送通知消息以指示事件的类型和NF身份。还可以提供一些更多的信息来与事件相关联。因此，NWDA能够分析数据并生成不同级别的统计信息，诸如每个连接(例如，PDU会话或NAS连接)、每个切片、每个NF或每个UE的统计信息。

如步骤4a-4b中所示，为了在SCS/AS处订阅一些事件，NWDA可以将订阅请求发送到NEF，NEF将该请求转发到目标SCS/AS。在一个实施例中，NWDA可以在SCS/AS处订阅以下事件：

1.SCS/AS已使用事件类型在网络实体处针对事件监视订阅或取消订阅某些事件。

2.SCS/AS使用MBMS成功执行组消息传递，其中具有UE的数量和每个UE的设备类型。

3.SCS/AS更改通信模式的一个或多个参数。

4.SCS/AS成功配置与网络实体的后台数据传输

5.SCA/AS使用核心网络中的应用触发服务在UE上触发应用

6.SCS/AS更新任何孪生需求或策略以减少控制信令

接下来，如步骤5a-5b中所示，SCS/AS返回响应以确认订阅。

在步骤6中，当订阅事件发生时，SCS/AS将事件类型和一些相关信息通知给NWDA。在这个示例中，NEF用作中间转发节点。

一旦NWDA获得关于订阅的事件和相关信息的发生的通知，NWDA就可以触发数据分析处理以更新可能受新信息影响的统计信息。替代地，NWDA可以定期地执行数据分析处理以基于在过去时间段期间接收到的信息来更新统计信息。

图18示出了一种方法，NWDA通过该方法通过发送请求和接收响应消息来收集用于数据分析的信息。与订阅/通知模型相比，请求/响应模型更像是一次性信息收集。为了从SCS/AS获得信息，NEF可以是用于消息转发的中间实体。

参考图18，在步骤1中，NWDA将请求消息发送到目标NF。在一个实施例中，NWDA可以从SMF请求以下信息中的一项或多项：

1.SMF正在管理的活动PDU会话的数量。具体而言，IP类型的数量和非IP类型的数量。

2.保证比特率(GBR)的PDU会话的数量，以及这些会话中的每个会话的最大保证比特率。

3.SMF正在管理的UPF的数量，包括UPF分别作为锚点、分支点或上行链路分类器。

4.SMF具有用于归属路由的漫游场景的与另一个SMF的N16连接的数量

5.在SMF处缓冲的下行链路数据量用于多少个UE或用于多少个会话

NWDA可以从AMF请求以下信息：

1.AMF正在管理的SMF的数量。

2.在AMF是公共NF的情况下，共享AMF的网络切片的数量

3.AMF维持的活动NAS连接的数量

4.没有NAS连接的活动注册的数量

5.分别与5G RAN节点和4G LTE RAN节点的连接的数量

6.与N3IWF的N2连接的数量，即，非3GPP接入节点的数量

7.通过AMF用于NIDD的会话的数量(如果有的话)

8.在仅移动发起的模式下或仅移动启动的连接模式下，由AMF管理的UE的数量

9.UE的3GPP接入或非3GPP接入的连接质量。这可以由RAN提供给AMF，而不一定提供给特定UE。

NWDA可以从UPF请求以下信息：

1.UPF分别用作锚点、分支点或上行链路分类器的PDU会话的数量。

2.在UPF处缓存的下行链路数据量用于多少个UE或多少个会话

3.UPF具有用于归属路由的漫游场景的与另一个UPF的N9连接的数量

4.与N3IWF的N3连接的数量，即，非3GPP接入节点的数量

5.由于策略规则强制执行而被拒绝的流量的量

6.连接到UPF的应用服务器或AF(即，N6连接)的数量

7.由AF影响的路由到本地数据网络的流量的量

NWDA可以从PCF请求以下信息：

1.由应用功能(AF)和SCS/AS配置的策略的数量。

2.动态配置的规则的数量

3.允许网络切片服务的UE的最大数量

仍然参考图18，在步骤2中，NF在接收到请求后，将包括所请求的信息的响应消息返回给NWDA用于进一步处理。

如在步骤3a-3b中所示，NWDA经由NEF向SCS/AS发送请求以获得期望的信息。在一个实施例中，NWDA可以从SCS/AS请求以下信息：

1.SCS/AS订阅用于监视的事件的数量

2.通过核心网络连接到SCS/AS的SCS/AS管理下的外部组的数量以及组的大小

3.SCS/AS为核心网络实体中的下行链路数据存储请求的存储器量

4.由SCS/AS支持的流量模式，诸如非IP数据、仅UL等。注意的是，这些流量模式信息也可以由其它NF(诸如SMF和NEF)提供给NWDA。

5.可以应用于由SAS/AS支持的服务/设备的孪生信息。具体而言，孪生要求或策略可以是根据移动性模式(例如，在同一跟踪区域中固定)、流量模式(例如，经由控制平面的少量不频繁数据)、应用/服务信息、或可以用于确定设备或应用是否可以彼此链接的设备简档。

如在步骤4a-4b中所示，SCS/AS经由NEF将响应消息返回给NWDA。在一个实施例中，SCS/AS可能将数据集的引用(例如，URI)发回给NWDA。该引用可以用于访问与本体(即，词汇)相关联的并且维护在核心网络(例如，DSF)内或外部位置中的数据集。NWDA可以检索数据并执行分析。类似地，NF也可以向NWDA发送这样的引用，而不是直接发送数据。

注意的是，NF和SCS/AS可能在NWDA处订阅网络数据分析信息。换句话说，一旦信息更新就可以发出通知。

供给统计信息的方法

在下文中公开的是可以由SCS/AS和NF所请求，或者由NWDA预先供给的新型的数据分析。还公开了SCS/AS如何可以经由NEF从NWDA获得数据分析的方法。

除了PCF之外，本文描述的NWDA可以向其它NF提供新型的网络数据分析，主要是接入和移动性管理功能(AMF)、会话管理功能(SMF)和用户平面功能(UPF)。

在一个实施例中，NWDA可以向AMF提供以下网络数据分析：

1.网络切片中SMF的平均数量以及这些SMF的利用率

2.连接到网络切片的UE的平均数量

3.网络切片内由PDU会话承载的平均数据速率

4.AMF正在用作公共NF的网络切片的平均数量

5.AMF用于非IP数据传递的PDU会话的平均数量

6.不需要移动性管理的UE的百分比，即，这些UE是固定的。

7.AMF或网络切片下不同级别的移动性数量

8.被连接到AMF的RAN节点丢弃的连接的数量

9.AMF涉及的成功或不成功切换的数量

NWDA可以向SMF提供以下网络数据分析：

1.由SMF管理的PDU会话的平均数量

2.PDU会话中的QoS流的平均数量

3.保证比特率，分别具有UL和DL的平均保证流比特率和最大流比特率的PDU会话的百分比。

4.非IP(非结构化)类型的PDU会话的百分比，即，通过AMF-NEF路径的数量。

5.PDU会话用于承载流量的平均利用率

6.应用反射式QoS方案的PDU会话的百分比

7.具有UL分类器或分支点的PDU会话的百分比

NWDA可以向UPF提供以下网络数据分析：

1.由于执行策略规则而被拒绝的流量的百分比

2.每个会话、或锚定在UPF处的会话的利用率

3.由作为分支点的UPF路由到本地数据网络的流量的百分比

4.路由到H-PLMN或V-PLMN中的另一个UPF用于归属路由的漫游的流量的量

5.在UPF处用于下行链路数据存储的存储器的利用率

NWDA可以向PCF提供以下网络数据分析：

1.由网络切片管理的PDU会话的平均数量

2.网络切片下的平均保证比特率

3.连接到每个网络切片的UE的数量

4.每个网络切片下QoS级别的数量

注意的是，以上信息可以是每个NF、每个连接(例如，PDU会话、NAS连接)、每个网络切片或每个PLMN，同时NWDA也可能生成某些特定于UE的分析。该信息可以是每个特定区域/位置的，例如，注册区域/服务区域内的保证数据速率的总数，或者该信息可以是每一组NF/UE的。此外，基于实时网络统计信息，诸如以上信息，NWDA可以为NF提供一些操作指导和/或规则。例如，NWDA可以生成网络性能指标，其指示锚定在UPF处的某个PDU会话接近过载，并且NWDA可以向SMF发送消息以在创建具有高数据速率或大量流量的PDU会话时不选择UPF。作为另一个示例，NWDA可以通知NSSF和AMF选择服务那些漫游的UE的网络切片实例，因为其具有尚未使用的较多移动性管理能力。操作指南和规则可能比在PCF处维护的策略更具动态性，并且与PCF中的策略相比可能更频繁地更改。

在生成上述任何信息之后，NWDA可以将信息发送到GUI、向其它NF通知数据可用，或者向管理与协调系统发送请求以请求按比例放大或缩小NF部分。放大或缩小NF可能需要请求为NF分配更多的资源，或者允许NF例如通过支持更多的连接来分配更多的网络资源。

利用NWDA处可用的不同分析数据，SCS/AS(例如，M2M服务器)可以订阅与一些类型的统计信息相关的一些事件，使得在发生订阅事件时通知SCS/AS改善服务供给。具体而言，可以经由NWDA与SCS/AS之间的NEF发送订阅和通知消息。图19图示了该方法的一个实施例。

如图所示，在步骤1中，SCS/AS向NWDA发送请求消息以订阅某些事件。特别地，SCS/AS可能对以下网络数据分析感兴趣：

1.PDU会话用于从/向SCS/AS传输应用数据的利用率

2.获得的用于从/向SCS/AS传输数据的QoS参数；对于源自特定SCS/AS或IP地址或指向特定UE或IP地址的分组，获得的QoS可能包括平均观察到的延迟或最差观察到的延迟的指示。

3.SCS/AS可能会对事件和信息的组合感兴趣，这仅是NWDA从不同网络实体知道的。例如，SCS/AS可以订阅这样的事件：对于位于地理区域(例如，跟踪区域或注册区域)内的UE，总的聚合的上行链路数据速率超过某个阈值。聚合的速率来自SMF/UPF，而位置信息来自AMF。

4.已注册到SCS/AS的正在漫游的UE的数量

5.服务注册到SCS/AS的UE的QoS级别的数量，以及映射到每个QoS级别的流量的百分比

6.定期进入省电模式的UE的百分比以及平均占空比

在步骤2中，NWDA返回响应消息以确认订阅。

如在步骤3中所示，此后的某个时间点，当事件发生或订阅的信息被更新时，NWDA向SCS/AS发送包含订阅的信息或更新后的信息的通知。

在另一个实施例中，可以采用请求/响应模型来代替订阅模型。在该替代实施例中，该方法可以类似于图18中所示的方法，其中SCS/AS将请求消息发送到NEF，NEF将消息转发到NWDA以获得期望的分析信息。替代地，NEF可以表示SCS/AS执行订阅。

在其中分组延迟需要保持最小的场景中，获得的QoS信息可能对SCS/AS有用。当观察到延迟增加时，可能期望触发从更远的UPF到更接近UE或UE与之通信的服务器的UPF的更改。UPF的这种更改可以由NWDA触发，或者由来自SCS/AS的经由NEF路由的请求触发。

NWDA与NF存储库功能(NRF)的交互

根据本文公开的另一方面，在网络配置阶段期间，NWDA可以向NRF注册并提供可用类型的数据分析，使得任何网络功能能够通过与NRF的发现处理来发现哪些类型的数据分析可用。

这种方法可能带来的好处是，即使在不同的PLMN中，任何NF都可以快速找出可用类型的网络数据分析，而无需与NWDA直接通信。与NRF的发现接口或API可以是统一的，并且适用于所有网络实体。

图20图示了一种方法的一个实施例，NWDA可以通过该方法向NRF注册，包括提供用于发现的特定信息。

如图所示，在步骤1中，NWDA向NRF发送注册请求，以声明网络数据分析可用作核心网络中的网络服务。在一个实施例中，请求可以包括以下信息：

1.NWDA的ID，例如，NWDA的IP地址

2.允许访问网络数据分析服务的网络实体的类型(例如，AMF、SMF或SCS/AS)

3.NWDA可以提供的网络数据分析的类型。例如，上面讨论的网络数据分析信息。

4.访问上述某些类型的网络数据分析的条件。NWDA可能会对访问某些类型的数据分析施加某些限制。作为一个示例，特定于切片的网络数据分析不仅可用于PCF，而且可用于AMF。但是，限制可能是这些NF必须位于H-PLMN中。另一个示例是SMF的负载平衡统计信息可能对H-PLMN和V-PLMN中的任何AMF都可用，但是V-PLMN中AMF的负载平衡统计信息可能仅针对每个SMF，而并非针对每个会话/UE。

5.NWDA存储网络数据分析的位置。NWDA可以将数据分析存储在数据存储功能中。作为一个示例，位置信息可以被表示为用于访问DSF以检索分析数据的URI。

接下来，在步骤2中，NRF将响应消息发送到NWDA，以指示注册请求是否被接受。

通过将NWDA注册到NRF，其它NF和SCS/AS能够发现哪些类型的网络数据分析可用。这可以通过执行NF发现过程发现NWDA和可用类型的网络数据分析来完成。

根据另一方面，如果NWDA提供新类型的网络数据分析或中止某种类型的网络数据分析，那么NWDA也可以更新其与NRF一起提供的网络数据分析的类型。NWDA也可能会在数据分析供给上添加或移除某些条件。

在一个实施例中，更新过程可以由以下事件之一触发：

1.新的NF在核心网络中注册，并且因此一些新类型的数据对NWDA可用，以生成某种新类型的网络数据分析。

2.新的SCS/AS注册、提供一些新类型的数据，并从NWDA要求新类型的统计信息。

3.网络运营商配置关于网络数据分析供给的一些新策略，例如，由于运营商之间新的合作关系，新的服务提供商(即，SCS/AS)被允许检索数据分析，或另一个PLMN中的NF被允许检索数据分析。

图21图示了一种方法的实施例，NWDA可以通过该方法更新可用类型的数据分析、对数据分析供给的限制或两者。

在步骤1中，NWDA向NRF发送更新请求。在请求消息中，NWDA可以指示它是否想要添加、移除或修改某种类型的网络数据分析，或与访问某种类型的数据分析相关联的一些条件。

在步骤2中，NRF确认对NWDA的更新操作。

类似于图20中所示的方法，NF也可能在向NRF注册时为网络数据分析提供可用类型的事件和信息(例如，上面提到的那些)，使得NWDA可以在向NRF注册时获得该信息。

此外，当NF被实例化时，它将向NRF注册。因此，NF将知道存在NWDA，以及NWDA感兴趣的事件和信息。因此，NF可以在某个时间或定期发送信息。

在DSF中存储网络数据分析

根据本文公开的另一方面，NWDA可以将分析数据存储在网络的数据存储功能(DSF)中，使得其它NF和SCS/AS可以从DSF检索分析数据，而不是从NWDA本身获得分析数据。在提出的5G核心网络中，基于将计算能力与存储能力分开的概念来定义数据存储功能(DSF)，以便实现基于服务的体系架构。如以上作为背景技术所提到的，3GPP当前定义了结构化DSF(SDSF)和非结构化DSF(UDSF)。下文中描述的方法可以被认为是用于NF和SCS/AS访问网络数据分析的补充方法。

通过将分析数据单独存储在DSF中，对分析数据感兴趣的任何NF或AS不需要直接与NWDA进行交互。只要它们被允许这样做，它们就可以直接从DSF检索分析数据。如果在UE中运行的管理应用想要一些分析数据，那么这对于漫游场景尤为方便。此外，可以将网络数据分析作为服务提供，并且外部实体可以直接从DSF获得数据，而无需了解或联系核心网络中的NWDA。

图22图示了在DSF中存储网络数据分析的方法的一个实施例。如图所示，在步骤1中，在执行网络数据分析之后，NWDA可以向DSF发送请求以存储所生成的分析数据。

接下来，在步骤2中，DSF可以验证数据存储请求并存储数据内容。响应可以与标识符(ID)一起返回，该标识符(ID)诸如所存储的数据内容的统一资源指示符(URI)或统一资源定位符(URL)。此ID可以帮助访问数据，因为在DSF处可能存储有来自不同数据提供商的大量数据。

在步骤3中，在接收到响应后，NWDA可以向一些NF和/或SCS/AS通知新的网络数据分析，并且可以提供用于访问DSF中的数据的ID。NF或SCS/AS可以使用该ID从DSF获得数据分析。

如图4a-4b中所示，NF和/或SCS/AS可以向DSF发送请求以检索新的数据分析。替代地，NF和/或SCS/AS也可以订阅以获得关于分析数据的更新。请求消息可以包含以下信息：

1.DSF中存储的网络数据分析的ID

2.用于指示数据分析提供商的NWDA ID

如在步骤5中所示，DSF在接收到请求后，可以验证是否允许请求者访问目标网络数据分析。如果DSF没有这样做的能力或没有足够的信息来进行访问控制验证，那么DSF可以求助于NWDA或UDM寻求帮助。

在步骤6中，如果通过了访问控制检查，那么DSF将包括期望的网络数据分析的响应返回到发出请求的NF和/或SCS/AS。

如步骤7中所示，有时，NWDA可能基于它收集的最新信息来生成新的统计信息，并且NWDA可以向DSF发送更新请求。

在步骤8中，DSF相应地更新数据集并返回响应以进行确认。

在步骤9中，如果先前进行了订阅或者响应于对检索DSF中的最新网络数据分析的请求，那么DSF可以向感兴趣的NF和/或SCS/AS通知分析更新。替代地，NWDA可以直接将通知发出到NF或SCS/AS。

创建复合数据分析

根据又一方面，在一些情况下，网络实体、SCS/AS或UE可能想要通过将已经支持的数据分析链接或缝合在一起来请求NWDA执行增强的数据分析。在网络可能不想要将各个数据分析暴露给SCS/AS，但可以暴露链接的信息的情况下，这可能非常有用。例如，运营商可能不想暴露其UE的位置，但是可能愿意监视这些UE的位置，并在UE处于某个位置并且其中一个具有流过某个UPF的上行链路流量时向SCS/AS发送通知。

图23图示了用于根据请求提供复合数据分析的方法的一个实施例。

如步骤1中所示，网络实体(例如，NF、SCS/AS或UE)发现网络提供的数据分析。实体可以向NRF发送发现请求，以找出NWDA能够提供哪些类型的分析。

在步骤2中，网络以所支持的数据分析列表作为响应，例如数据分析1(DA1)、DA2、DA3等。

在步骤3中，网络实体(例如，NF、SCS/AS或UE)例如使用If/Then构造和布尔逻辑来创建复合数据分析逻辑。例如，复合数据分析逻辑可以具有以下形式：DA3 If(DA1>thresh1)AND(DA2＝＝Level1)。

在步骤4中，经由分析请求消息将新的复合数据分析逻辑的定义发送到NWDA。

在步骤5中，NWDA执行所请求的数据分析，并且在步骤6中，NWDA将分析结果返回给网络实体。

在步骤7中，NWDA使用提供的新复合数据分析更新NRF，使得可以在发现过程中暴露此新复合数据分析。

在步骤8中，NRF可以返回响应以确认更新。

如以上讨论的，NWDA可以提供网络数据分析作为对NF和SCS/AS的服务。此类服务的示例定义可以在表1中列出。

表1：由NWDA提供的服务

同样如以上所讨论的，NWDA可以获得用于生成网络数据分析的各种信息。特定于AMF，该新服务的示例定义可以在表2中列出。注意的是，可以为SMF、UPF和其它NF定义类似的服务，以进行网络数据分析。

表2：由NWDA提供的服务

执行图16-23中所示步骤的每个实体(诸如NWDA、NF、AMF、SMF、NRF、UPF、SCS/AS、NEF、NRF、DSF、PCF等)可以是可以以存储在诸如图10或图15所示的被配置用于无线和/或网络通信的装置或计算机系统的存储器中并在装置或计算机系统的处理器上执行的软件(即计算机可执行指令)的形式实现的逻辑实体。即，可以以存储在装置(诸如图10或图15所示的装置或计算机系统)的存储器中的软件(即，计算机可执行指令)的形式来实现图17-23所示的(一个或多个)方法，其中计算机可执行指令在由装置的处理器执行时执行图17-23所示的步骤。还应理解的是，图17-23所示的功能可以被实现为虚拟化网络功能集。网络功能不一定必须直接通信，而是可以经由转发或路由功能进行通信。还应该理解的是，图17-23中所示的任何传输和接收步骤都可以在装置的处理器及其执行的计算机可执行指令(例如，软件)的控制下由装置/实体的通信电路系统执行。

根据又一个方面，例如，网络运营商(即，移动核心网络的提供商)、服务提供商(即，SCS/AS)和/或UE可以被配备为配置本文所述的网络数据分析功能，以便指定实体可能希望订阅或提供的事件和分析的类型。图24图示了可以由网络运营商、服务提供商或UE使用或由其显示的用户界面的一个示例，以使本文所述的NWDA服务能够在核心网络中进行配置。例如，在图16-23中所示的任何逻辑实体处，图24中所示的图形用户界面可以被显示在显示器上，诸如实现该逻辑实体的装置的图10的显示器128或图15的显示器86上。

本文描述的各方面的图示旨在提供对各个方面的结构和操作的一般理解。这些图示并不旨在用作对利用本文描述的结构或方法的装置和系统的所有元件和特征的完整描述。在回顾本公开之后，许多其它方面对于本领域技术人员而言可以是显而易见的。可以利用本公开的其它方面并且从本公开导出其它方面，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑上的替换和改变。因而，本公开和附图应被认为是说明性而非限制性的。

提供对这些方面的描述以使得能够做出或使用这些方面。对这些方面的各种修改将是显而易见的，并且在不脱离本公开的范围的情况下，本文中定义的一般原理可以应用于其它方面。因此，本公开不旨在限于本文中所示出的方面，而是应当被赋予与如以下权利要求书所定义的原理和新颖特征一致的最广可能范围。

Claims

1.一种连接到移动网络的网络装置，所述网络装置包括一个或多个处理器和存储器，所述存储器存储可执行指令，所述可执行指令在由所述处理执行时使所述网络装置执行包括以下的操作：

使用请求/响应模型或订阅模型之一向移动网络中的多个其它网络装置发送提供由所述多个其它网络装置中的每个其它网络装置维护或监视的移动网络状态数据的请求；

从所述多个其它网络装置中的每个其它网络装置接收响应或通知之一，每个响应或通知包括从所述其它网络装置请求的移动网络状态数据；以及

根据接收到的网络状态数据，生成网络统计信息。

2.如权利要求1所述的网络装置，其中所述指令还使所述网络装置将所生成的网络统计信息发送到接入和移动性管理功能(AMF)、会话管理功能(SMF)、用户平面功能(UPF)或策略控制功能(PCF)之一。

3.如权利要求1所述的网络装置，其中所述指令还使所述网络装置执行包括以下的操作：

向所述移动网络的网络存储库功能(NRF)发送向NRF注册的请求，所述请求向所述NRF指示所述网络装置的网络数据分析能力，并且识别由所述网络装置生成的一种或多种类型的网络统计信息；以及

从所述NRF接收对注册请求的响应。

4.如权利要求1所述的网络装置，其中所述指令还使所述网络装置执行包括以下的操作：

在移动网络的数据存储功能(DSF)处存储所生成的统计信息的至少一部分；

获得与存储在DSF处的所生成的统计信息的所述至少一部分相关联的标识符(ID)；

从移动网络的另一个网络装置接收对所生成的统计信息的所述至少一部分的请求；以及

向发出请求的网络装置返回与所生成的统计信息的所请求的至少一部分相关联的标识符，从而所述发出请求的网络装置能够使用所述标识符直接从DSF获得所生成的统计信息的所述至少一部分。

5.如权利要求1所述的网络装置，其中所请求的网络状态数据包括以下中的一项或多项：(1)指示被拒绝或失败的连接尝试的总数量或比率达到或超过阈值的信息；(2)指示会话管理功能(SMF)处的QoS供给参数的信息；(3)指示为SMF处的下行链路数据缓冲分配的存储器的利用率达到或超过阈值的信息；(4)指示接入和移动性管理功能(AMF)正在用作公共网络功能(NF)的网络切片的数量达到或超过阈值的信息；(5)指示连接到AMF或用户平面功能(UPF)的非3GPP接入节点的数量的信息；(6)指示由于UPF处的策略规则强制执行而被拒绝的流量的量的信息；以及(7)来自服务能力服务器或应用服务器(SCS/AS)的通信模式、流量模式和移动性模式信息。

6.如权利要求1所述的网络装置，其中所生成的网络统计信息包括以下中的一项或多项：(1)在接入和移动性管理功能(AMF)或网络切片下的不同级别的移动性的数量；(2)AMF正在用作公共网络功能(NF)的网络切片的平均数量；(3)非IP类型的分组数据单元(PDU)会话的百分比；(4)通过AMF网络暴露功能(NEF)路径的PDU会话的数量；(5)应用反射式QoS方案的PDU会话的百分比；以及(6)具有UL分类器或分支点的PDU会话的百分比。

7.如权利要求1所述的网络装置，其中所生成的网络统计信息是按每个用户装备(UE)、每个UE组、每个网络切片、每个分组数据单元(PDU)连接、每个应用服务器(AS)或每个区域生成的。

8.如权利要求1所述的网络装置，其中由所述网络装置接收的所述移动网络状态数据是按每个用户装备(UE)、每个UE组、每个网络切片、每个分组数据单元(PDU)连接、每个应用服务器(AS)或每个区域接收的。

9.如权利要求1所述的网络装置，其中所述指令还使所述网络装置基于接收到的网络状态数据来生成网络操作指南和规则。

10.如权利要求9所述的网络装置，其中所述指令还使所述网络装置将所生成的网络操作指南和规则发送到接入和移动性管理功能(AMF)、会话管理功能(SMF)、用户平面功能(UPF)或策略控制功能(PCF)之一。

11.一种方法，包括：

根据接收到的网络状态数据，生成网络统计信息。

12.如权利要求11所述的方法，还包括将所生成的网络统计信息发送到接入和移动性管理功能(AMF)、会话管理功能(SMF)、用户平面功能(UPF)或策略控制功能(PCF)之一。

13.如权利要求11所述的方法，还包括：

向所述移动网络的网络存储库功能(NRF)发送向NRF注册的请求，所述请求向所述NRF指示网络数据分析能力，并且识别一种或多种类型的生成的网络统计信息；以及

从所述NRF接收对注册请求的响应。

14.如权利要求11所述的方法，还包括：

15.如权利要求11所述的方法，其中所请求的网络状态数据包括以下中的一项或多项：(1)指示被拒绝或失败的连接尝试的总数量或比率达到或超过阈值的信息；(2)指示会话管理功能(SMF)处的QoS供给参数的信息；(3)指示为SMF处的下行链路数据缓冲分配的存储器的利用率达到或超过阈值的信息；(4)指示接入和移动性管理功能(AMF)正在用作公共网络功能(NF)的网络切片的数量达到或超过阈值的信息；(5)指示连接到AMF或用户平面功能(UPF)的非3GPP接入节点的数量的信息；(6)指示由于UPF处的策略规则强制执行而被拒绝的流量的量的信息；以及(7)来自服务能力服务器或应用服务器(SCS/AS)的通信模式、流量模式和移动性模式信息。

16.如权利要求11所述的方法，其中所生成的网络统计信息包括以下中的一项或多项：(1)在接入和移动性管理功能(AMF)或网络切片下的不同级别的移动性的数量；(2)AMF正在用作公共网络功能(NF)的网络切片的平均数量；(3)非IP类型的分组数据单元(PDU)会话的百分比；(4)通过AMF网络暴露功能(NEF)路径的PDU会话的数量；(5)应用反射式QoS方案的PDU会话的百分比；以及(6)具有UL分类器或分支点的PDU会话的百分比。

17.如权利要求11所述的方法，其中所生成的网络统计信息是按每个用户装备(UE)、每个UE组、每个网络切片、每个分组数据单元(PDU)连接、每个应用服务器(AS)或每个区域生成的。

18.如权利要求11所述的方法，其中由所述网络装置接收的所述移动网络状态数据是按每个用户装备(UE)、每个UE组、每个网络切片、每个分组数据单元(PDU)连接、每个应用服务器(AS)或每个区域接收的。

19.如权利要求11所述的方法，还包括基于接收到的网络状态数据来生成网络操作指南和规则。

20.如权利要求19所述的方法，还包括将所生成的网络操作指南和规则发送到接入和移动性管理功能(AMF)、会话管理功能(SMF)、用户平面功能(UPF)或策略控制功能(PCF)之一。