CN112154629A - 用于交换用于分析的网络切片实例数据的控制面实体和管理面实体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在包括网络切片(NS)和/或网络子切片(NSS)的5G网络中针对严格端到端(E2E)性能要求的E2E服务质量(QoS)监测。为了改进监测，本发明提供了用于从管理面实体获得用于分析的NS实例(NSI)数据的控制面实体，以及用于向控制面实体提供NSI数据的管理面实体。该控制面实体用于从管理面实体请求NSI拓扑信息，获得至少一个第一组关键性能指标(KPI)和/或至少一组测量，以及基于请求的NSI拓扑信息和获得的第一组KPI和/或一组测量生成用于分析的数据。该管理面实体用于收集或请求与将NSI的实体从接入网(AN)连接至到数据网(DN)的终端点的链路相关的第一组测量和与NSI的虚拟化网络功能(NF)有关的信息，和/或从用户面功能(UPF)收集与UPF相关的第二组测量，和/或从AN收集与AN相关的第三组测量，以及将第一组测量、第二组测量、和/或第三组测量开放给上述控制面实体。

Description

用于交换用于分析的网络切片实例数据的控制面实体和管理 面实体
技术领域
本发明通常涉及5G网络中，特别是在存在一个或多个网络切片(network slice，NS)和/或一个或多个网络子切片(network sub slice，NSS)的情况下，端到端(end-to-end，E2E)性能管理和E2E服务质量(quality of service，QoS)监测。具体地，本发明涉及在控制面(control plane，CP)和管理面(management plane，MP)之间交换(即，收集和提供)NS实例(NS instance，NSI)数据，特别是用于分析的NSI数据。
为此，本发明一方面提出了用于从管理面实体获得用于分析的NSI数据的控制面实体，另一方面提出了用于向控制面实体提供NSI数据(特别是用于分析的NSI数据)的管理面实体。此外，本发明还提出了对应的收集方法和提供方法。
背景技术
5G网络将支持网络切片，其中，诸如超可靠低时延通信(ultra-reliable lowlatency communication，URLLC)的一些NS将具有非常严格的E2E性能要求。因此，应密切监测E2E QoS。然而，对于5G场景，还未决定可以例如从接入网(access network，AN)和核心网(core network，CN)提供哪些类型的关键性能指标(key performance indicator，KPI)和测量以便实现这样的E2E QoS监测，以保证严格的E2E性能要求。
此外，对于5G场景，以下问题也仍未解决：将对测量执行分析的CN处的功能如何能够实际接收这些测量(特别是考虑到NS和/或NSSI的存在)。
此外，对于现有的5G场景，以下问题也仍未解决：哪种聚合值(不管是总和、中值、还是平均值)可以有助于识别具有非常严格的E2E时延性能要求的5G场景中的情况，例如用于远程驾驶的车联网(vehicle-to-anything，V2X)通信，该V2X通信需要的E2E时延为5ms。
定义了AN的测量、CN的测量、以及一些KPI的当前3GPP EPC规范(3GPP TS32.425V14.1.0、3GPP TS 32.426V14.0.0、3GPP TS 32.451V14.0.0、3GPP TS32.455V14.0.0)基于演进分组核心(evolve packet core，EPC)实体和与这些实体如何执行过程有关的测量(例如，附着请求(attached request)的数量)。然而，上述规范未提供需要的测量或KPI，需要这些测量或KPI以便计算和开放E2E性能度量的KPI(与时延有关的测量只存在于无线接入网(radio access network，RAN)实体(eNodeB)的下行链路(downlink，DL))。
在ES 2348308 T3中，在端点(即用户设备(user equipment，UE)或数据网(datanetwork，DN)/网关)处测量E2E性能度量。然而，未定义哪些测量是检查所定义的QoS配置文件所需要的。而且，未定义系统来测量与E2E会话相关的系统的实体。
在US 7328262 B2中，用户体验测量与监测RAN QoS和故障以及检测CP过程(例如附着或承载修改过程)中影响用户体验的故障有关。然而，未着眼于提供能够确定移动网络中E2E性能度量的贡献者的测量。
在US 9424121 B2中，收集了KPI并将其用于KPI劣化的根本原因分析(root causeanalysis，RCA)。然而，未说明用于将关键质量指标(key quality indicator，KQI)和KPI开放给移动网络上的功能的机制，移动网络上的功能可以使用这种开放的信息执行分析。
在WO 205139732A1中，定义了一种用于配置需要收集的内容以及在何处收集(即在何处定义了探测器(probe))的系统。然后，基于这些定义的探测器收集数据，并且可以移动探测器。然而，未着眼于测量CN和AN的QoS度量以便确定与移动网络中的E2E时延相关的测量。
发明内容
针对上述挑战，本发明旨在改进现有的5G场景和方法。本发明的目的是能够收集和分析信息，以便特别是在存在NSI和/或NSSI的情况下，监测移动网络的E2E QoS。特别地，因此应更好地实现具有高E2E性能要求的NS。本发明的一个目标是提供细粒度信息(finergrain information)，例如与NS的给定UP分段对E2E性能具有多大贡献有关的信息。本发明还旨在定义测量和KPI，上述测量和KPI实现改进的E2E QoS监测以满足严格的E2E性能要求。
通过在所附独立权利要求中提供的解决方案来实现本发明的目的。在从属权利要求中还定义了本发明的有利的实施方式。
特别地，本发明提出了用于收集用于分析的NSI数据的控制面实体和用于提供NSI数据的管理面实体。因此，本发明的一个主要思想是对可以在控制面实体和管理面实体之间执行的数据收集方法提供不同选项。本发明另一主要思想是针对信息收集的不同级别(NS级别、NSS级别、用户面网络功能(user plane network function，UPF)级别、网络功能(network function，NF)级别、AN级别、传输网络(transport network，TN)级别、和/或虚拟化级别)而设计的性能测量和KPI的类型。
本发明的第一方面提供了一种用于从管理面实体获得用于分析的NSI数据的控制面实体，该控制面实体用于从管理面实体请求NSI拓扑信息，获得至少一个第一组KPI和/或至少一组测量，以及基于请求的NSI拓扑信息和获得的第一组KPI和/或一组测量来生成用于分析的数据。
通过请求的拓扑信息和获得的(即，接收的和/或计算的)KPI和/或测量，控制面实体能够生成用于分析的数据，该数据实现改进的E2E QoS监测，以在存在NS和/或NSSI的情况下实现更高的E2E性能。
在第一方面的实施方式中，上述控制面实体用于从管理面实体接收上述至少一个第一组KPI和/或一组测量。
该实施方式提供了数据收集的一个选项，在该选项中，上述控制面实体不必计算任何KPI，但是被提供了获取用于分析的数据所需的所有信息。
在第一方面的其他实施方式中，接收的上述至少一个第一组KPI包括：上述NSI的每个单独实体的一组KPI，以及至少一个网络子切片实例(network sub slice instance，NSSI)的每个路径的一组KPI。
这些类型的KPI提供了NSI和/或NSSI的更细的信息，从而实现更好的E2E QoS监测。
在第一方面的其他实施方式中，上述控制面实体还用于基于NSI拓扑信息和接收的第一组KPI和/或接收的一组测量来计算至少一个第二组KPI。
因此，在该实施方式中，上述控制面实体能够计算至少一些需要的KPI，这些KPI允许控制面实体改进其E2E QoS监测。从而，获得的NSI拓扑信息支持控制面实体计算用于改进监测的细粒度KPI信息。
在第一方面的其他实施方式中，计算的至少一个第二组KPI包括：NSI的每个路径的一组KPI、针对NSI的每个路径的每个NSI实体的时延百分点影响的一组KPI、以及针对NSI的每个路径的时延百分点影响的一组KPI。
这些类型的KPI提供了与NSI和/或NSSI有关的更细的信息，从而提供更好的QoS监测。特别地，这些KPI可以确保对URLLC的QoS监测。
在第一方面的其他实施方式中，上述控制面实体还用于从管理面实体请求与UPF和/或AN有关的信息。
因此，可以收集和分析AN和UPF(NF)状态之外的信息，以便监测E2E QoS。
在第一方面的其他实施方式中，上述控制面实体还用于从管理面实体接收与将NSI的实体从AN连接至到DN的终端点的链路相关的第一组测量。
与连接NSI的实体的链路相关的测量允许控制面实体更好地监测E2E QoS。特别地，控制面实体可以确定每个链路如何影响E2E性能。
在第一方面的其他实施方式中，上述控制面实体还用于从UPF直接收集与UPF相关的第二组测量，和/或从AN直接收集与AN相关的第三组测量。
使控制面实体能够直接收集测量允许控制面实体更快地获得所需的测量，以便计算KPI，从而监测E2E QoS的性能。
在第一方面的其他实施方式中，上述控制面实体还用于基于NSI拓扑信息、接收的第一组测量、和/或直接收集的第二组测量和/或第三组测量来计算多组KPI。
在第一方面的其他实施方式中，上述多组KPI包括：NSI的每个单独实体的一组KPI、NSSI的每个路径的一组KPI、NSI的每个路径的一组KPI、针对NSI的每个路径的每个NSI实体的时延百分点影响的一组KPI、以及针对NSI的每个路径的时延百分点影响的一组KPI。
这些类型的KPI为控制面实体提供了很详细的信息，以便针对高性能要求可靠地实现E2E QoS监测。
在第一方面的其他限制中，上述控制面实体包括网络数据分析功能(networkdata analytics function，NWDAF)，其中，该NWDAF用于经由第一接口消费来自上述管理面实体的NS管理功能的服务，并且该NWDAF用于经由第二接口消费来自上述管理面实体的NSS管理功能的服务。
这提供了上述控制面实体(具体地，在5GS架构中)的一种实施方式。
本发明的第二方面提供了一种用于向控制面实体提供NSI数据的管理面实体，该管理面实体用于：特别地，从虚拟化和/或TN管理实体收集或请求与将NSI的实体从AN连接至到DN的终端点的链路相关的第一组测量和与NSI的虚拟化NF有关的信息，和/或从UPF收集与UPF相关的第二组测量，和/或从AN收集与AN相关的第三组测量，以及将上述第一组测量、第二组测量、以及第三组测量开放给上述控制面实体。
因为上述管理面实体将各种测量和/或KPI开放给上述控制面实体，所以控制面实体能够实现改进的E2E QoS监测，这使得特别是在存在NSI和/或NSSI的情况下，能够实现更高的E2E性能。
在第二方面的实施方式中，上述管理面实体还用于基于收集的至少一组测量来计算多组KPI，特别是计算该管理面实体的NSS管理功能中的至少一个第一组KPI，以及计算该管理面实体的NS管理功能中的至少一个第二组KPI。
因此，上述管理面实体可能已经计算了至少一些KPI，然后该管理面实体向上述控制面实体提供这些KPI以生成用于分析的数据。
在第二方面的其他实施方式中，上述管理面实体还用于将所有组测量和/或所有组KPI开放给上述控制面实体，和/或将一组或多组测量和/或一组或多组KPI开放给上述控制面实体，特别地，由上述NS管理功能经由第一接口开放给上述控制面实体和/或由上述NSS管理功能经由第二接口开放给上述控制面实体。
因此，上述控制面实体获知相关的测量和/或KPI，这允许该控制面实体生成用于分析的数据，以改进E2E QoS监测。
在第二方面的其他实施方式中，上述多组KPI包括：NSI的每个单独实体的一组KPI、NSSI的每个路径的一组KPI、NSI的每个路径的一组KPI、针对NSI的每个路径的每个NSI实体的时延百分点影响的一组KPI、和/或针对NSI的每个路径的时延百分点影响的一组KPI。
这些KPI向上述控制面实体提供细粒度信息以监测NSI和/或NSSI的E2E性能。
本发明的第三方面提供了一种用于从管理面实体获得用于分析的网络切片实例(network slice instance，NSI)数据的方法，该方法包括从管理面实体请求NSI拓扑信息，获得至少一个第一组第一组关键性能指标(KPI)和/或至少一组测量，以及基于请求的上述NSI拓扑信息和获得的上述第一组KPI和/或一组测量来生成用于分析的数据。
还可以通过与第一方面的控制面实体的实施方式对应的实施方式发展第三方面的方法。因此，第三方面的方法分别实现了第一方面的控制面实体以及该控制面实体的实施方式的所有优点和效果。
本发明的第四方面提供了一种用于向控制面实体提供网络切片实例(NSI)数据的方法，该方法包括：特别地，从虚拟化和/或传输网络管理实体收集或请求与将NSI的实体从接入网(AN)连接至到数据网(DN)的终端点的链路相关的第一组测量和与NSI的虚拟化NF有关的信息，和/或从UPF收集与UPF相关的第二组测量和/或从AN收集与AN相关的第三组测量，以及将第一组测量、第二组测量、和/或第三组测量开放给上述控制面实体。
还可以通过与第二方面的管理面实体的实施方式对应的实施方式发展第四方面的方法。因此，第四方面的方法分别实现了第二方面的管理面实体以及该管理面实体的实施方式的所有优点和效果。
应注意，在本申请中描述的所有设备、元件、单元、以及装置可以在软件元件或硬件元件或其任何组合中实现。由本申请中描述的各种实体执行的所有步骤以及描述为由各种实体执行的功能旨在意味着：各个实体适于或用于执行各个步骤和功能。即使在以下对具体实施例的描述中，将由外部实体执行的具体功能或步骤没有反映在执行该具体步骤或功能的该实体的具体详细的元件的描述中，本领域技术人员应清楚，这些方法和功能可以在相应的软件元件或硬件元件或其任何组合中实现。
附图说明
本发明的上述方面和实施方式将在以下关于附图的具体实施例的描述中进行阐述，在附图中：
图1示出了根据本发明实施例的控制面实体。
图2示出了根据本发明实施例的管理面实体。
图3示出了根据本发明实施例的由控制面实体和管理面实体执行的数据收集的第一选项。
图4示出了根据本发明实施例的由控制面实体和管理面实体执行的数据收集的第二选项。
图5示出了根据本发明实施例的由控制面实体和管理面实体执行的数据收集的第三选项。
图6在(a)中示出了属于NSI的实体、NSSI的示例、以及该NSI内可能的路径的示例的图示，在(b)中示出了NSI的路径。
图7示出了根据本发明实施例的用于5GS架构的控制面实体和管理面实体。
图8示出了接入网中的测量点。
图9在(a)中示出了PDU会话的测量点，在(b)中示出了非结构化非3GPP接入的测量点。
图10示出了根据本发明实施例的NSI数据收集方法。
图11示出了根据本发明实施例的NSI数据提供方法。
具体实施方式
图1示出了根据本发明实施例的控制面实体100。特别地，控制面实体100适合用于从管理面实体110获得用于分析的数据105。控制面实体100位于控制面中，管理面实体110位于管理面中。控制面实体100可以是NWDAF，并且可以通过一个或多个处理器和/或通过在计算设备上运行的软件来实现。管理面实体110可以分别包括NS管理功能和NSS管理功能，并且可以通过一个或多个处理器和/或通过在计算设备上运行的软件来实现。
控制面实体100用于从管理面实体110请求NSI拓扑信息102，并且还用于获得至少一个第一组KPI 103和/或至少一组测量104。特别地，KPI 103可以由控制面实体100计算和/或可以从管理面实体110接收。上述一组测量104可以从管理面实体110接收和/或可以直接从UPF和/或AN接收(稍后阐述)。
获得的KPI 103可以包括NSI的每个单独实体的KPI 103、NSSI的每个路径的KPI103、NSI的每个路径的KPI 103、针对NSI的每个路径的每个NSI实体的时延百分点影响(latency percentile impact)的KPI 103、和/或针对NSI的每个路径的时延百分点影响的KPI 103。获得的测量104可以包括与将NSI的实体从AN连接至到DN的终端点的链路相关的测量104、与UPF相关的测量、和/或与AN相关的测量。下面将给出关于KPI 103和测量104的更多细节。
控制面实体100还用于基于请求的上述NSI拓扑信息102和获得的第一组KPI 103和/或一组测量104来生成用于分析的数据105。
图2示出了根据本发明实施例的管理面实体110。特别地，管理面实体110适合用于向控制面实体100提供NSI数据。图2的管理面实体110可以是图1中已经示出的管理面实体110，类似的，图2中示出的控制面实体100可以是图1中已经示出的控制面实体100。
管理面实体110用于：特别地，从虚拟化和/或TN管理实体200收集或请求与将NSI的实体从AN 202连接至到DN 600(见图6)的终端点的链路相关的第一组测量104和与NSI的虚拟化NF有关的信息，和/或从UPF 201收集与UPF 201相关的第二组测量104和/或从AN202收集与AN 202相关的第三组测量104。
因此，上述测量104可以是如上文参照图1的控制面实体100所描述的那样。管理面实体110还用于将第一组测量104、第二组测量104、和/或第三组测量104开放给控制面实体100。
管理面实体110还可以用于基于收集的至少一组测量104来计算多组KPI 103。在这种情况下，管理面实体100用于将所有组测量104和/或所有组KPI 103开放给控制面实体100，和/或将一组或多组测量104和/或一组或多组KPI 103开放给控制面实体100。注意，KPI 103可以与上文参照图1的控制面实体100所描述的KPI相同。
图3至图5示出了根据本发明实施例的由控制面实体100和管理面实体110执行的数据收集的不同选项。控制面实体100从而建立在图1所示的控制面实体100的基础上，管理面实体110建立在图2所示的管理面实体110的基础上。因此，这些图中的相同元件分别用相同的参考符号标记并且具备相同的功能。
下面分别参照图3、图4、以及图5阐述数据收集的三个选项，并阐述针对信息收集的不同级别(NS级别、NSS级别、UPF/AN/TN/虚拟化级别)设计的性能测量104和KPI 103的类型。在简要描述了数据收集的三个选项之后，将更详细地阐述不同组测量104(或称为不同的测量集合)(M1至M3)和不同组KPI103(或称为不同的KPI集合)(K1至K5)。此外，随后将更详细地描述所涉及的实体之间的接口。
图3示出了数据收集的第一选项。特别地，图3的第一选项包括直接收集NSI信息和间接收集NSSI和UPF/NF/NE(网络实体(network entity))信息。图3示出了与该第一选项相关联的实体和接口，并在下文描述了与该第一选项相关联的优选步骤。
●步骤0：控制面实体100(这里称为“分析功能”)注册以从位于管理面310中的管理面实体110的NS管理功能110a接收拓扑信息102、KPI 103、和/或测量104。
●步骤1：管理面实体110的NSS管理功能110b直接收集与UPF 201(NF)和AN 202相关的测量集合M1和M2。
●步骤2：MSS管理功能110b从虚拟化和TN管理功能200直接收集测量集合M3，或从这些功能200请求这样的信息。
●步骤3：NSS管理功能110b计算KPI 103的集合K1和K2。
●步骤4：NSS管理功能110b将与UPF 201和AN 202有关的测量集合M1和M2以及KPI103的集合K1和K2开放给NS管理功能110a。
●步骤5：NS管理功能110a计算KPI 103的其余集合K3至K5。
●步骤6：NS管理功能110a将所有测量104的集合和KPI 103的集合开放给分析功能100。
图4示出了数据收集的第二选项。特别地，图4的第二选项包括直接收集NSI和NSSI信息以及间接收集NF/AN/TN/虚拟化信息。图4示出了与该第二选项相关联的实体和接口，并在下文描述了与该第二选项相关联的优选步骤。
●步骤0：分析功能(控制面实体100)经由管理面实体110和控制面实体100之间的第一接口300(称为接口NA_NSI)请求例如关于与NSI相关联的NSSI的拓扑信息102。
●步骤1：分析功能100注册以从与请求的NSI相关联的管理面实体110的NSS管理功能110b接收KPI 103和/或测量104。
●步骤2：NSS管理功能110b直接收集与UPF 201和AN 202相关的测量集合M1和M2。
●步骤3：NSS管理功能110b从虚拟化和TN管理功能200直接收集测量集合M3或从这些功能200请求这样的信息。
●步骤4：NSS管理功能110b计算KPI 103的集合K1和K2。
●步骤5：NSS管理功能110b经由管理面实体110和控制面实体100之间的第二接口400(称为接口NA_NSSI)将来自M1、M2、以及M3的测量104与K1和K2相关的KPI 103开放给分析功能100。
●步骤6：分析功能100通过来自NS管理功能110a和NSS管理功能110b的信息计算KPI 103的其余集合K3至K5。
图5示出了数据收集的第三选项。特别地，图5的第三选项包括直接收集NSI、NSSI、以及NF AN/TN/虚拟化信息。图5示出了与该第三选项相关联的实体和接口，并在下文描述了与该第三选项相关联的优选步骤。
●步骤0：分析功能(控制面实体100)经由第一接口300(NA_NSI)从NS管理功能110a请求关于NSSI的信息和例如与NSI内的路径相关联的拓扑信息102。
●步骤1：分析功能100经由第二接口400(NA_NSSI)请求关于与NSSI相关联的UPF201和AN 202的信息。
●步骤2：分析功能100经由第二接口400(NA_NSSI)注册以从NSS管理功能110b接收来自集合M3的测量104。
●步骤3：分析功能100从UPF 201(经由控制面实体100和UPF 201之间的第三接口500，称为NA_NF)和AN 202(经由控制面实体100和AN 202之间的第四接口501，称为接口NA_ANem)直接收集与UPF 201和AN 202相关的测量104的集合M1和M2。
●步骤4：NSS管理功能110b从虚拟化和TN管理功能200直接收集测量104的集合M3或从这些功能200请求这样的信息。
●步骤5：NSS管理功能110b经由第二接口400(NA_NSSI)将来自集合M3的测量104开放给分析功能100。
●步骤5：分析功能100通过来自NS管理功能110a和NSS管理功能110b的信息计算KPI 103的所有集合K1至K5。
总之，数据收集的上述选项包括：直接收集NSI信息，间接收集NSSI和NF/AN/TN/虚拟化信息；直接收集NSI和NSSI信息，间接收集NF/AN/TN/虚拟化信息；以及直接收集NSI、NSSI、以及NF/AN/TN/虚拟化信息。
接下来，更详细地描述上述第一接口300(NA_NSI)、第二接口400(NA_NSSI)、第三接口500(NA_NF)、以及第四接口501(NA_ANem)。
第一接口300在管理面实体110的NS管理功能110a和控制面实体100之间。经由该接口300，NSI允许消费者(诸如NWDAF 700(见图7)，NWDAF 700是控制面实体100)针对数据收集的第一选项和第二选项配置集合M1、M2、以及M3中的测量104的包类型、百分点、以及周期性。对于数据收集的第三选项，上述配置只对集合M3的测量104来说是需要的。取决于数据收集方法的选项，第一接口300将向控制面实体100开放不同的信息。例如，与NSI相关联的NSSI、和/或KPI103和测量104、和/或NSI拓扑信息102。
第二接口400在管理面实体110的NSS管理功能110b和控制面实体100之间。经由该第二接口400，开放了来自集合M1、M2、以及M3的测量104和来自KPI 103的集合K1和K2的与AN 202和UPF 201相关的KPI 103。
第三接口500在控制面实体100和一个或多个UPF 201之间。经由该第三接口500，将与集合M2相关的测量开放给控制面实体100。
第四接口501在控制面实体和AN 202之间。经由该第四接口501，将与集合M1相关的测量104开放给根据数据收集方法的选项使用的控制面实体100和/或NSSI管理功能110b和/或UPF 201和AN 201(AN EM)。
接下来，更详细地描述上述测量104的集合。测量104的集合通常可以与AN 202、UPF202、以及NSI的数据链路相关。测量104的类型例如是：处理/链路时延、包时延变化(packet delay variation，PDV)、吞吐量、和/或错误率。对于所有类型的测量104，可以收集以下统计值：平均值、最大值、最小值、方差、和/或百分点(该百分点是可配置的参数)。可以以NSI中的数据流的QoS限定符(qualifier)和/或包类型为粒度(granularity)收集这些测量104。分别收集上行链路(uplink，UL)和下行链路(downlink，DL)的所有测量。
集合M1涉及来自AN 202的测量104。集合M2涉及来自一个或多个UPF 201的测量104。集合M3涉及来自链路的测量104，该链路将NSI的实体从AN 202连接至到DN的终端点。
接下来，更详细地描述上述KPI 103的集合。KPI 103的集合可以与构成NSI的实体(例如UPF 201、AN 202、以及NSI的每个数据链路)的单独性能、NSSI级别的聚合信息、以及NSI级别的聚合信息相关。可以分别计算UL和DL的所有KPI 103。针对本发明中考虑的所有类型的测量104计算KPI的集合K1、K2、以及K3。KPI的集合K4和K5具体与时延相关。
集合K1涉及NSI的每个单独实体的KPI 103。该集合用于确定NSI的单独实体的平均数中百分点的影响，可以根据以下公式计算：
[Type-of-measurement]PercentileExceedingAvg＝(1–([type-of-measurement])Avg/[type-of-measurement]Percentile))*100
([测量类型]超过平均值的百分点＝(1–([测量类型])平均值/[测量类型]百分点))*100)
集合K2涉及NSSI的每个路径的KPI 103。定义该集合以确定每个NSSI内的实体的性能，其中，考虑了如图6(a)所示的不同路径。下面讨论集合M3中定义的KPI 103的类型。
与NSI路径内的NSSI的平均时延相关联的KPI 103是NSSI路径的贡献者的和。例如，参照图6(a)，与NNSI#2相关的NSI路径Z的平均时延通过如下计算：UPF#b和UPF#c的平均处理时延的和加上l4和l6的平均时延。
与NSI路径内的NSSI的吞吐量或包时延变化(PDV)或错误率相关联的KPI 103可以被配置为基于在NSI路径的一个实体中观察到的最高值或最低值。例如，参照图6(a)，在NSSI#2上，NSI路径Z的吞吐量的百分点KPI 103可以考虑UPF#b或UPF#c或l4或l6的最低百分点值(percentilevalue，或称为百分点数)或最高百分点值。
集合K3涉及NSI的每个路径的KPI 103。这些KPI 103用于标识NSI的每个路径的给定类型的测量的E2E性能。图6(b)示出了与该集合中定义的E2E KPI 103相关的NSI路径的示例。如上所述，对于集合K2，可以将每个NSI时延的平均时延KPI 103计算为NSI路径中每个贡献实体的平均时延值的和。每个NSI路径的吞吐量或PDV或错误率可以被配置为基于在NSI路径的一个实体中针对这种类型的测量104所观察到的最高值或最低值。
集合K4涉及针对NSI的每个路径的每个NSI实体的时延百分点影响的KPI 103。在该集合中定义的KPI 103的目标为能够标识NSI路径的不同NSSI中的实体的时延百分点是如何影响NSI路径的平均E2E时延的。例如，考虑图6(b)中示出的NSI路径#2，为了标识NSI路径中AN时延百分点的影响，可以使用以下公式：
ANPercentileULProcDelayImpactOnULE2EAvgLatency:ANPercentileULProcDelay+L1AverageULDelay+PerPathUFPAverageULProcDelay+L4AverageULDelay+L5AverageULDelay
(AN百分点UL处理时延对UL E2E平均时延的影响：AN百分点UL处理时延+L1的平均UL时延+每个路径的UPF的平均UL处理时延+L4的平均UL时延+L5的平均UL时延)
集合K5涉及针对NSI的每个路径的时延百分点影响的KPI 103。在该集合中定义的KPI103的目标为标识NSI路径中的实体之一的百分点值超过NSI路径的平均E2E时延多少。例如，为了确定NSI路径#2的E2E平均时延中AN 202处理时延百分点的影响，可以使用以下公式：
ANPercentileExceedingE2EAvgLatency＝(1–PerNSIPathE2EAvgLatency/ANProcessingLatencyPercentile))*100
(超过E2E平均时延的AN百分点＝(1–每个NSI路径的E2E平均时延/AN处理时延百分点))*100)
NS管理功能110a、NSS管理功能110a、UPF 201、AN 202、和/或TN EM/虚拟化EM中的服务被本发明中提出的接口用于数据收集。然而，被允许检索这些服务开放的测量104和KPI 103的任何其他实体(例如，管理面310内的某个其他功能)也可以消费这些服务。
图7示出了在特定实施方式中根据本发明实施例的控制面实体100和管理面实体110。上述实施方式基于3GPP TS28.x系列中定义的5GS管理解决方案和TS23.501中定义的5G核心网的3GPP架构的架构和功能。5GS核心网架构的关键要素(5G管理功能)以及本实施例对这些功能和架构扩展的指示在图7中示出。在图7中，无论将使用的数据收集选项是什么，所有的扩展和接口都将被指明。例如，如果使用数据收集的第一选项，则不需要分别使用第二接口400(NA_NSSI)、第三接口500(NA_NF)、以及第四接口501(NA_ANem)。然而，为了简化表示，上述5GS被示为支持数据收集的所有三个选项的情况。
下面的功能和接口参照图7如下实现：
■根据数据收集的不同选项的步骤用如上所述的控制面实体100(分析功能)的功能扩展NWDAF 700。
●扩展3GPP 5G管理架构(管理面实体110)的NS管理功能110a和NSS管理功能110b，以执行上述数据收集的不同选项中定义的步骤。
●根据3GPP，所有与TN和虚拟化200相关的问题将由ETSI MANO框架来处理。因此，扩展了MANO的KPI 103，以便提供测量104的集合M3。
●还更新了NSS管理功能110b和MANO之间的接口，以使得能够将如何收集测量104的集合M3参数化(例如，应该使用哪个百分点，即90％百分点或99％百分点)，并且允许实际收集测量104的集合M3。
●分别在NWDAF 700和管理面实体110的NS管理功能110a之间定义第一接口300(NA_NSI)，在NWDAF 700和管理面实体110的NSS管理功能110b之间定义第二接口400(NA_NSSI)。
●对于第三接口500(NA_NF)，可能有两个备选方案：
a)NWDAF 700可以间接访问UPF 201的测量104。在这种情况下，由会话管理功能(session management function，SMF)开放的基于服务的架构(servicebasedarchitecture，SBA)接口可以被扩展，以支持为NA_NF 500和NWDAF 700访问SMF服务以收集测量104的集合M2而定义的功能。这还意味着SMF是负责经由N4接口的扩展从UPF201直接收集测量104以支持收集集合M2中的测量104的实体。
b)NWDAF 700可以直接访问UPF 201的测量104。在这种情况下，NA_NF 500是NWDAF700和UPF 201之间的新接口。建议在UPF 201中定义开放集合M2中的测量104的SBA服务。在这种情况下，NWDAF 700向UPF 201注册服务以便获得与测量104有关的通知。
对于第四接口501(NA_ANem)，也存在与上面针对第三接口500列出的相同的两个选项。即，NWDAF 700可以使用接入管理功能(access management function，AMF)作为信息的中继来间接访问集合M1的测量104。或者，NWDAF 700可以直接访问AN 202的测量104。上面讨论的与SBA服务扩展有关(但现在与AMF和AN 202相关)的相同考虑也适用于第四接口501的这两个可能的实施方式。
对于测量104的集合M1和M2的数据收集，可以定义图7中示出的3GPP 5G架构的实体的精确点(在该精确点收集数据)。
在这方面，图8示出了AN 202中的测量点。对于UL，AN 202的测量104的集合M1将考虑由物理(physical，PHY)级别和SDAP/PDCP处理的包，对于DL，反之亦然。
对于UPF 201的测量104的集合M2，存在同样考虑在UPF 201中建立的会话类型的两个不同的测量点。这是参照图9示出和阐述的，图9在(a)中示出了PDU会话的测量点，在(b)中示出了非结构化非3GPP接入的测量点。
●对于协议数据单元(protocol data unit，PDU)会话，图9(a)示出了协议栈和测量点。此外，可以存在UPF 201的不同部署：
a)在第一种情况下，在NSI路径中只有一个N9接口，即，在AN 200和DN 600之间只有一个UPF 201。在这种情况下，上述测量涉及这样的UPF 201的到N3和N6的网络L1。
b)在第二种情况下，在AN 202和DN 600之间存在UPF 201链。在这种情况下，有三个测量点。第一，对于连接到AN 202的UPF 201，测量点在N3和N9的L1处。第二，对于仅通过N9接口连接的UPF 201，测量104将在链接到NSI路径的不同UPF 201的N9的L1中完成。第三，对于连接到N6和另一UPF 201(针对给定的NSI路径)的UPF 201，测量点是来自N9和N6的L1。
●对于非结构化非3GPP接入的UP协议栈，在图9(b)中示出了测量点。在这种情况下，上述测量104在N3栈、N9栈的网络接口的入口点处执行。与链接UPF 201有关的同一问题适用于非结构化非3GPP接入的测量104。
图10示出了根据本发明实施例的方法1000。特别地，该方法用于从管理面实体110获得用于分析的NSI数据105。可以由如图1所示的控制面实体100来执行方法1000。
方法100包括步骤1001：从管理面实体110请求NSI拓扑信息102。此外，包括步骤1002：获得至少一个第一组第一组KPI 103和/或至少一组测量104。此外，包括步骤1003：基于请求的NSI拓扑信息102和获得的第一组KPI 103和/或一组测量104来生成用于分析的数据105。
图11示出了根据本发明实施例的方法1100。特别地，该方法用于向控制面实体100提供NSI数据。可以由如图2所示的管理面实体110来执行方法1100。
方法1100可以包括步骤1101a：特别地，从虚拟化和/或TN管理实体200收集或请求与将NSI的实体从AN 202连接至到DN 600的终端点的链路相关的第一组测量104和与NSI的虚拟化NF有关的信息。可选地或附加地，方法1100可以包括步骤1101b：从UPF 201收集与UPF 201相关的第二组测量104。可选地或附加地，方法1100可以包括步骤1101c：从AN 202收集与AN 202相关的第三组测量104。
方法1100还包括步骤1102：将第一组测量104、第二组测量104、和/或第三组测量104开放给控制面实体100。
本方面提供的由控制面实体100和管理面实体110分别实现的主要优点是：
●本发明使得能够收集和分析AN 202和NF 201状态之外的信息，以便确定移动网络的E2E QoS。
●本发明使5GS能够具有更多细粒度信息，该信息与网络切片(network slice，NS)的每个用户面(user plane)分段对E2E性能的贡献有关(例如，网络的每个分段的时延对包时延预算(packet delay budget，PDB)的贡献)。
■本发明使5GS能够使用定义的测量104和KPI 103作为信息源，用于开发动态适应5GS的解决方案，以确保满足E2E QoS要求。
●本发明实现了对超可靠低时延通信(URLLC)的E2E QoS保证，具体而言：
●因为除了E2E时延之外，URLLC还需要99.99xxx％的可靠度，所以E2E时延的保证不仅仅需要适用于平均性能范围的用户。这意味着仅仅标识平均的E2E时延是不够的，还需要观察99百分点中的用户的E2E时延。只有满足了平均值和99百分点，才有可能指示URLLC的E2E时延是如何提供的。
●用于检测影响E2E时延的情况的测量需要考虑将PDB分解为AN 202、CN UP链路传输时间以及UPF 201处理时间。
■使用精确的测量，运营商可以准确地检测URLLC的E2E时延中的问题发生在哪里，并且可以相应地调整网络。例如，如果平均E2E时延不在PDB内，则这意味着运营商需要重新评估NSI的供应。如果只有百分点E2E时延不在PDB内，则这意味着运营商需要进一步调查该范围内用户的问题发生在哪里。
已经结合作为示例和实施方式的各种实施例描述了本发明。然而，通过对附图、本公开、以及独立权利要求的研究，实践要求保护的发明的本领域技术人员可以理解和实现其他变型。在独立权利要求以及说明书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其他元件可以实现权利要求中所述的若干实体或项目的功能。特定措施记载在相互不同的从属权利要求中这一事实并不表示这些措施的组合不能有利地使用。

Claims (17)

1.一种控制面实体(100)，用于从管理面实体(110)获得用于分析的网络切片实例(NSI)数据(105)，所述控制面实体(100)用于：
从所述管理面实体(110)请求NSI拓扑信息(102)，以及
获得至少一个第一组关键性能指标(KPI)(103)和/或至少一组测量(104)，
基于请求的所述NSI拓扑信息(102)和获得的所述第一组KPI(103)和/或一组测量(104)来生成用于分析的所述数据(105)。
2.根据权利要求1所述的控制面实体(100)，用于：
从所述管理面实体(110)接收所述至少一个第一组KPI(103)和/或一组测量(104)。
3.根据权利要求2所述的控制面实体(100)，其中，接收的所述至少一个第一组KPI(103)包括：
-所述NSI的每个单独实体的一组KPI(103)，以及
-至少一个网络子切片实例(NSSI)的每个路径的一组KPI(103)。
4.根据权利要求2或3所述的控制面实体(100)，还用于：
基于所述NSI拓扑信息(102)和接收的所述第一组KPI(103)和/或接收的所述一组测量(104)来计算至少一个第二组KPI(103)。
5.根据权利要求4所述的控制面实体(100)，其中，计算的所述至少一个第二组KPI(103)包括：
-NSI的每个路径的一组KPI(103)
-针对NSI的每个路径的每个NSI实体的时延百分点影响的一组KPI(103)，以及
-针对NSI的每个路径的时延百分点影响的一组KPI(103)。
6.根据权利要求1所述的控制面实体(100)，还用于：
从所述管理面实体(110)请求与用户面网络功能(UPF)(201)和/或接入网(AN)(202)有关的信息。
7.根据权利要求6所述的控制面实体(100)，还用于：
从所述管理面实体(110)接收与将所述NSI的实体从AN(202)连接至到数据网(DN)(600)的终端点的链路相关的第一组测量(104)。
8.根据权利要求7所述的控制面实体(100)，还用于：
从所述UPF(201)直接收集与UPF(201)相关的第二组测量(104)，和/或
从所述AN(202)直接收集与AN(202)相关的第三组测量(104)。
9.根据权利要求8所述的控制面实体(100)，还用于：
基于所述NSI拓扑信息(102)、接收的所述第一组测量(104)、和/或直接收集的所述第二组测量(104)和/或第三组测量(104)来计算多组KPI(103)。
10.根据权利要求9所述的控制面实体(100)，其中，所述多组KPI(103)包括：
-NSI的每个单独实体的一组KPI(103)，
-NSSI的每个路径的一组KPI(103)，
-NSI的每个路径的一组KPI(103)
-针对NSI的每个路径的每个NSI实体的时延百分点影响的一组KPI(103)，以及
-针对NSI的每个路径的时延百分点影响的一组KPI(103)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的控制面实体(100)，包括：
网络数据分析功能(NWDAF)(700)，其中：
所述NWDAF(700)用于经由第一接口(300)消费来自所述管理面实体(110)的网络切片(NS)管理功能(110a)的服务，以及
所述NWDAF(700)用于经由第二接口(400)消费来自所述管理面实体(110)的网络子切片(NSS)管理功能(110b)的服务。
12.一种管理面实体(110)，用于向控制面实体(100)提供网络切片实例(NSI)数据，所述管理面实体(110)用于：
特别地，从虚拟化和/或传输网络管理实体(200)收集或请求与将NSI的实体从接入网(AN)(202)连接至到数据网(DN)(600)的终端点的链路相关的第一组测量(104)和与NSI的虚拟化NF有关的信息，和/或
从用户面功能(UPF)(201)收集与所述UPF(201)相关的第二组测量(104)和/或
从所述AN(202)收集与AN(202)相关的第三组测量(104)，以及
将所述第一组测量(104)、所述第二组测量(104)、和/或所述第三组测量(104)开放给所述控制面实体(100)。
13.根据权利要求12所述的管理面实体(110)，还用于：
基于收集的至少一组测量(104)来计算多组关键性能指标(KPI)(103)，特别地
计算所述管理面实体(100)的网络子切片(NSS)管理功能(110b)中的至少一个第一组KPI(103)，以及
计算所述管理面实体(110)的网络切片(NS)管理功能(110a)中的至少一个第二组KPI(103)。
14.根据权利要求13所述的管理面实体(110)，还用于：
将所有组测量(104)和/或所有组KPI(103)开放给所述控制面实体(100)，和/或
将一组或多组测量(104)和/或一组或多组KPI(103)开放给所述控制面实体(100)，
特别地，由所述NS管理功能(110a)经由第一接口(300)开放给所述控制面实体(100)和/或由所述NSS管理功能(110b)经由第二接口开放给所述控制面实体(100)。
15.根据权利要求13或14所述的管理面实体(110)，其中，所述多组KPI(103)包括：
-NSI的每个单独实体的一组KPI(103)，
-网络子切片实例(NSSI)的每个路径的一组KPI(103)，
-NSI的每个路径的一组KPI(103)，
-针对NSI的每个路径的每个NSI实体的时延百分点影响的一组KPI(103)，和/或
-针对NSI的每个路径的时延百分点影响的一组KPI(103)。
16.一种方法(1000)，用于从管理面实体(110)获得用于分析的网络切片实例(NSI)数据(105)，所述方法(1000)包括：
从所述管理面实体(110)请求(1001)NSI拓扑信息(102)，以及
获得(1002)至少一个第一组第一组关键性能指标(KPI)(103)和/或至少一组测量(104)，以及
基于请求的所述NSI拓扑信息(102)和获得的所述第一组KPI(103)和/或一组测量(104)来生成(1003)用于分析的所述数据(105)。
17.一种方法(1100)，用于向控制面实体(100)提供网络切片实例(NSI)数据，所述方法(1100)包括：
特别地，从虚拟化和/或传输网络管理实体(200)收集或请求(1101a)与将NSI的实体从接入网(AN)(202)连接至到数据网(DN)(600)的终端点的链路相关的第一组测量(104)和与NSI的虚拟化NF有关的信息，和/或
从用户面功能(UPF)(201)收集(1101b)与所述UPF(201)相关的第二组测量(104)和/或
从所述AN(202)收集(1101c)与AN(202)相关的第三组测量(104)，以及
将所述第一组测量(104)、所述第二组测量(104)、和/或所述第三组测量(104)开放(1102)给所述控制面实体(100)。
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