CN111405612B - 根据网络传输质量发现网络功能nf的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种根据网络传输质量发现网络功能NF的方法，其特征在于，包括以下步骤：确定网络功能NF的第一网络传输质量参数和第二网络传输质量参数；根据第一网络传输质量参数和第二网络传输质量参数，确定网络功能NF的最终网络传输质量参数。根据网络传输质量参数发现网络功能NF。本发明的根据网络传输质量发现网络功能NF的方法，基于不同网络功能NF的应用场景需求，在NF发现过程中，根据每个NF所处网络的传输质量选择出更适合的NF，可以保证NRF发现选择到的NF符合不同服务的网络传输质量需求。

Description

根据网络传输质量发现网络功能NF的方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，更具体地，涉及一种NRF网络传输质量参数发现网络功能NF的方法。

背景技术

第五代移动通信系统(the fifth generation，5G)的系统架构是基于服务的(service based architecture，SBA)，系统架构中的元素被定义为一些由服务组成的网络功能(Network Function，NF)，每个NF都通过服务化接口对外提供服务，并允许其他NF访问或调用自身的服务。所有NF都通过网络功能存储功能(NF repository function，NRF)实现自动化的管理。每个NF启动时，必须在NRF进行注册登记(NFRegister)才能提供服务，某个NF要让其他NF提供服务，必须先通过NRF进行服务发现(NFDiscover)。提供服务的NF被称作“NF服务提供者”，访问或调用服务的NF被称作“NF服务使用者”。

根据NF发现的过程，为表述方便和清楚，以下亦将NF服务使用者称为“请求方NF”。

在5G核心网(以下简称：5GC)中，同种NF可能有多个部署，包括在各种硬件逻辑和虚拟硬件平台。NRF需要选择一个最佳的NF返回给NF服务使用者。现有技术中，通常都是根据NF类型、服务名称、PLMN、NF优先级、容量情况和负载情况等参数综合判断返回一个NF。公开号为CN110121194A，发明名称为“信息传输方法及装置、计算机存储介质”的中国专利申请，给出了一种根据NF实体负荷信息选择出更好的NF实体建立会话和服务，避免网络资源分配不均衡的方法。

在3GPP规范中，不同的网络可以有不同的切片。目前，23501-g20规范中定义了四种标准切片：eMBB(增强移动宽带)、URLLC(超高可靠超低时延通信)、MIoT(大连接物联网，针对大规模物联网业务)、V2X(车联网)。这四种标准切片的网络应用场景不同，对网络传输质量的要求也有很大差异。仅仅根据上述方法发现网络功能NF，不能保证所选择的NF服务提供者的网络传输质量符合NF服务请求者的需求。

发明内容

因此，发明人提出一种NRF根据网络传输质量发现网络功能NF的方法。

具体地，一种NRF根据网络传输质量优选网元的方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定网络功能NF的网络传输质量参数；

根据网络传输质量参数发现网络功能NF。

进一步地，确定网络功能NF的网络传输质量参数，具体包括：

确定网络功能NF的第一网络传输质量参数；

确定网络功能NF的第二网络传输质量参数；

根据第一网络传输质量参数和第二网络传输质量参数，确定网络功能NF的最终网络传输质量参数。

其中，所述第一网络传输质量参数和第二网络传输质量参数包括但不限于，网络时延、丢包率和网络抖动。

进一步地，确定网络功能NF的第一网络传输质量参数，具体包括：

在NF向网络存储功能NRF注册时，NRF检测并记录NF的网络传输质量参数作为第一网络传输质量参数。

优选地，确定网络功能NF的第一网络传输质量参数，还可以包括：

在NF完成注册后，NRF定期检测并记录NF的网络传输质量参数作为第一网络传输质量参数。

进一步地，确定网络功能NF的第二网络传输质量参数，具体包括：

在请求方NF向网络存储功能NRF请求发现NF时，NRF检测并记录请求方NF的网络传输质量参数作为请求方NF的第二网络传输质量参数；

在请求方NF向网络存储功能NRF请求发现NF时，NRF根据NF发现请求，确定符合条件的待选NF，检测并记录待选NF的网络传输质量参数作为待选NF的第二网络传输质量参数。

进一步地，确定网络功能NF的最终网络传输质量参数，具体包括：

确定NF的最终网络时延。所述最终网络时延为第一网络传输质量参数中的网络时延和第二网络传输质量参数中的网络时延的加权平均值；

确定NF的最终网络质量。所述最终网络质量为第一网络传输质量参数中除网络时延以外的其他网络质量参数和第二网络传输质量参数中除网络时延以外的其他网络质量参数的加权平均值。

进一步地，所述最终网络时延为第一网络传输质量参数中的网络时延和第二网络传输质量参数中的网络时延的加权平均值，具体公式为：

FD＝(f1*ID+f2*SD)/2。

其中，ID表示NF的第一网络传输质量参数中的网络时延，SD表示NF的第二网络传输质量参数中的网络时延；f1、f2表示权值；FD表示NF的最终网络时延。

进一步地，所述最终网络质量为第一网络传输质量参数中除网络时延以外的其他网络质量参数和第二网络传输质量参数中除网络时延以外的其他网络质量参数的加权平均值之和，具体公式为：

NQ＝(f1*IL+f2*SL)/2+(f1*IJ+f2*SJ)/2+…+(f1*IO+f2*SO)/2。

其中，

IL表示NF的第一网络传输质量参数中的丢包率，SL表示NF的第二网络传输质量参数中的丢包率；

IJ表示NF的第一网络传输质量参数中的网络抖动，SJ表示NF的第二网络传输质量参数中的网络抖动；

IO表示NF的第一网络传输质量参数中的其他参数，SO表示NF的第二网络传输质量参数中的其他参数；

f1、f2表示权值；

NQ表示最终网络质量。

优选地，确定NF的最终网络时延，还包括：

确定NF的时延等级。所述时延等级，根据NF的最终网络时延和不同标准切片的网络需求划分，针对不同业务切片，赋予不同时延等级，不同时延等级对应不同的时延范围。

进一步地，根据网络传输质量参数发现网络功能NF，具体包括：

NRF根据请求方NF携带的查询参数，匹配确定待选NF列表；

NRF根据待选NF的时延等级，选择时延等级最高的NF作为候选NF；

NRF判断候选NF的最终网络质量和请求方NF的最终网络质量的差之绝对值，选择绝对值最小的候选NF作为被发现网络功能NF。

本发明的有益效果如下：

与现有技术相比，本发明的所述的根据网络传输质量发现网络功能NF的方法，基于不同网络功能NF的应用场景需求，在NF发现过程中，根据每个NF所处网络的传输质量选择出更适合的NF，可以保证NRF发现选择到的NF符合不同服务的网络传输质量需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请涉及的根据网络传输质量发现网络功能NF的方法在NF向NRF注册时的信息流程图。

图2为本申请涉及的根据网络传输质量发现网络功能NF的方法在NF向NRF请求发现网元时的信息流程图。

图3为本申请涉及的根据网络传输质量发现网络功能NF的方法中的确定最终网络传输质量参数的算法流程图。

图4为本申请涉及的根据网络传输质量发现网络功能NF的方法中NRF根据网络传输质量发现NF的算法流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请的具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请关注的是一种根据网络传输质量发现网络功能NF的方法。本申请的基本思想是，在NF向NRF注册时，NRF检测并记录其第一网络传输质量参数；在请求方NF向NRF请求发现NF时，NRF检测并记录请求方NF和待选NF的第二网络传输质量参数；并根据检测的结果，确定NF的最终网络传输质量参数。根据最终网络传输质量参数，优选匹配的请求方NF和待选NF进行通信。具体实施方法如下：

步骤S1：确定NF的网络传输质量参数；具体包括：

步骤S101、确定网络功能NF的第一网络传输质量参数，具体地，在NF向网络存储功能NRF注册时，NRF检测并记录NF的网络传输质量参数作为第一网络传输质量参数。

下面结合NF向NRF注册的流程，具体描述本实施例中，确定NF的第一网络传输质量参数的方法。

参见图1，在NF向NRF注册时，NF向NRF发起功能实体管理注册服务请求(Nnrf_NFManagment Register request)；

NRF除了对注册NF执行3GPP规范中所规定的操作外，还要对其进行网络传输质量检测。具体地，NRF向NF发送网络传输质量检测指令，检测NF的当前时延和NF所在网络的丢包率和网络抖动情况；

NRF存储NF的网络传输质量检测结果，即其时延、丢包率和网络抖动；

NRF完成注册，反馈功能实体管理注册服务响应给NF。

作为一种优选的实施例，在NF完成注册后，NRF定期检测并记录NF的网络传输质量参数作为第一网络传输质量参数。

通过定期检测并记录NF的网络传输质量参数，并根据检测结果将其更新至第一网络传输质量参数，从而保证NF的第一网络传输质量参数可以根据网络变化情况定期更新。

步骤S102、确定NF的第二网络传输质量参数；具体包括：

在请求NF方向网络存储功能NRF请求发现NF时，NRF检测并记录请求方NF的网络传输质量参数作为请求方NF的第二网络传输质量参数。

参见图2，请求方NF向NRF发送功能实体发现服务请求；请求中携带下表1中的必选属性和表2中的可选属性，用于选择符合条件的目标NF：

表1 NF发现请求携带的必选属性

表2 NF发现请求携带的可选属性

NRF再次检测并记录请求方NF的网络传输质量参数作为请求方NF的第二网络传输质量参数。检测方法和内容如前所述。

在请求方NF向网络存储功能NRF请求发现NF时，NRF根据NF发现请求，确定符合条件的待选NF，检测并记录待选NF的网络传输质量参数作为待选NF的第二网络传输质量参数。

具体地，参见表1、表2和图2，NRF根据请求方NF的携带的选择参数匹配待选的NF，然后检测并记录符合要求的所有待选NF的网络传输质量参数作为待选NF的第二网络传输质量参数。检测方法和内容如前所述。

步骤S103、根据第一网络传输质量参数和第二网络传输质量参数，确定网络功能NF的最终网络传输质量参数。具体包括：确定NF的最终网络时延和确定NF的最终网络质量。

下面结合附图3，详细说明确定NF的最终网络传输质量参数的算法。

根据前述步骤S101、步骤S102，获取NF的第一网络传输质量参数和第二网络传输质量参数，并计算NF的最终网络时延和NF的最终网络质量，存储在NRF。内容如下：

表3 NRF存储网络传输质量参数

计算最终网络时延的具体公式为：

FD＝(f1*ID+f2*SD)/2。

其中，ID表示NF的第一网络传输质量参数中的网络时延，SD表示NF的第二网络传输质量参数中的网络时延；f1、f2表示权值；FD表示NF的最终网络时延。

根据最终网络时延确定NF的时延等级DL。所述时延等级，根据NF的最终网络时延和不同标准切片的网络需求划分，针对不同业务切片，赋予不同时延等级，不同时延等级对应不同的时延范围。例如：针对URLLC业务切片的设置为最高时延等级，并给定其范围值(如0-5ms)，针对eMBB设定为次一级的时延等级和对应范围值，依此类推，最高给定8个等级。等级和范围值可以在NRF进行设置，可以定制化配置。

计算最终网络质量的具体公式为：

NQ＝(f1*IL+f2*SL)/2+(f1*IJ+f2*SJ)/2+…+(f1*IO+f2*SO)/2。

其中，

IL表示NF的第一网络传输质量参数中的丢包率，SL表示NF的第二网络传输质量参数中的丢包率；

IJ表示NF的第一网络传输质量参数中的网络抖动，SJ表示NF的第二网络传输质量参数中的网络抖动；

IO表示NF的第一网络传输质量参数中的其他参数，SO表示NF的第二网络传输质量参数中的其他参数；

f1、f2表示权值；

NQ表示最终网络质量。

步骤S2：根据网络传输质量参数发现网络功能NF。

步骤S201、NRF根据请求方NF携带的查询参数，匹配确定待选NF列表；

NRF根据请求方NF的查询参数query parameter，执行F(queryparameter)算法，将参数一一匹配，选择负载小于50％的目标NF取其交集得到待选NF列表。匹配算法为：

F(queryparameter)＝(nftype＝＝querynftype)∩(service name＝＝queryservice name)∩(snssai＝＝query snssai)∩(load<50％)∩…

然后判断待选NF列表是否为空集。若为空，则终止；若为否，执行步骤S202。

步骤S202、根据待选NF的时延等级，选择时延等级最高的NF作为候选NF；

若候选NF的数目大于1，则执行步骤S203；若为否，则选择该候选NF作为被发现网络功能NF；

步骤S203、判断候选NF的最终网络质量和请求方NF的最终网络质量的差之绝对值，选择绝对值最小的候选NF作为被发现网络功能NF。

当存在多个时延等级相同的候选NF时，NRF计算出所有候选NF的最终网络质量，并将每一个候选NF的最终网络质量与请求方NF的最终网络质量求差并取绝对值。绝对值越小，代表该候选NF与请求方NF的网络传输质量环境约接近，优先选择该候选NF作为被发现网络功能NF。

具体计算公式为：Min(|ti|＝|NQi-NQj|)(i＝0，1，2…；j＝0，1，2…)。

其中NQi表示不同请求方NF的最终网络质量，NQj表示不同候选NF的最终网络质量。

综上，本专利提出一种方法，实现NRF根据网络传输质量发现网络功能NF。与现有技术相比，该方法基于不同网络功能NF的应用场景需求，在NF发现过程中，根据每个NF所处网络的传输质量选择出更适合的NF，可以保证NRF发现选择到的NF符合不同服务的网络传输质量需求。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种根据网络传输质量发现网络功能NF的方法，其特征在于，包括：

确定网络功能NF的网络传输质量参数；

根据网络传输质量参数发现网络功能NF；

所述确定网络功能NF的网络传输质量参数，具体包括：

确定网络功能NF的第一网络传输质量参数；

确定网络功能NF的第二网络传输质量参数；

根据第一网络传输质量参数和第二网络传输质量参数，确定网络功能NF的最终网络传输质量参数；

其中，所述第一网络传输质量参数和第二网络传输质量参数包括网络时延、丢包率和网络抖动；

其中，确定网络功能NF的第一网络传输质量参数，具体包括：

在NF向网络存储功能NRF注册时，NRF检测并记录NF的网络传输质量参数作为第一网络传输质量参数；

其中，确定网络功能NF的第二网络传输质量参数，具体包括：

在请求方NF向网络存储功能NRF请求发现NF时，NRF检测并记录请求方NF的网络传输质量参数作为请求方NF的第二网络传输质量参数；

在请求方NF向网络存储功能NRF请求发现NF时，NRF根据NF发现请求，确定符合条件的待选NF，检测并记录待选NF的网络传输质量参数作为待选NF的第二网络传输质量参数。

2.根据权利要求1所述的根据网络传输质量发现网络功能NF的方法，其特征在于，确定网络功能NF的第一网络传输质量参数，还可以包括：

在NF完成注册后，NRF定期检测并记录NF的网络传输质量参数作为第一网络传输质量参数。

3.根据权利要求1所述的根据网络传输质量发现网络功能NF的方法，其特征在于，确定网络功能NF的最终网络传输质量参数，具体包括：

确定NF的最终网络时延， 所述最终网络时延为第一网络传输质量参数中的网络时延和第二网络传输质量参数中的网络时延的加权平均值；

确定NF的最终网络质量， 所述最终网络质量为第一网络传输质量参数中除网络时延以外的其他网络质量参数和第二网络传输质量参数中除网络时延以外的其他网络质量参数的加权平均值。

4.根据权利要求3所述的根据网络传输质量发现网络功能NF的方法，其特征在于，所述最终网络时延为第一网络传输质量参数中的网络时延和第二网络传输质量参数中的网络时延的加权平均值，具体公式为：

FD＝(f1*ID+f2*SD)/2，

其中，ID表示NF的第一网络传输质量参数中的网络时延，SD表示NF的第二网络传输质量参数中的网络时延；f1、f2表示权值；FD表示NF的最终网络时延。

5.根据权利要求3所述的根据网络传输质量发现网络功能NF的方法，其特征在于，所述最终网络质量为第一网络传输质量参数中除网络时延以外的其他网络质量参数和第二网络传输质量参数中除网络时延以外的其他网络质量参数的加权平均值之和，具体公式为：

NQ＝(f1*IL+f2*SL)/2+(f1*IJ+f2*SJ)/2+…+(f1*IO+f2*SO)/2，

其中，

IL表示NF的第一网络传输质量参数中的丢包率，SL表示NF的第二网络传输质量参数中的丢包率；

IJ表示NF的第一网络传输质量参数中的网络抖动，SJ表示NF的第二网络传输质量参数中的网络抖动；

IO表示NF的第一网络传输质量参数中的其他参数，SO表示NF的第二网络传输质量参数中的其他参数；

f1、f2表示权值；

NQ表示最终网络质量。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的根据网络传输质量发现网络功能NF的方法，其特征在于，确定NF的最终网络时延，还包括：

确定NF的时延等级， 所述时延等级，根据NF的最终网络时延和不同标准切片的网络需求划分，针对不同业务切片，赋予不同时延等级，不同时延等级对应不同的时延范围。

7.根据权利要求6所述的根据网络传输质量发现网络功能NF的方法，其特征在于，根据网络传输质量参数发现网络功能NF，具体包括：

NRF根据请求方NF携带的查询参数，匹配确定待选NF列表；

NRF根据待选NF的时延等级，选择时延等级最高的NF作为候选NF；

NRF判断候选NF的最终网络质量和请求方NF的最终网络质量的差之绝对值，选择绝对值最小的候选NF作为被发现网络功能NF。

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