CN112449398B - 一种路径选择方法和核心网设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了一种路径选择方法和核心网设备，涉及通信技术领域，解决了核心网如何根据UPF的实际运行状态，确定通过该UPF建立UE与AF之间的通信链路，从而保证该通信链路的传输时延最短的问题。该方法包括，核心网设备接收到UE发送的PDU会话请求时，获取UE的业务转接点列表；核心网设备根据UE的第一位置信息、业务转接点的第二位置信息和指定AF的第三位置信息，确定UE的数据途经业务转接点传输至指定AF的每条通信链路的传输距离；核心网设备根据传输距离和业务转接点的性能指标，确定最短传输距离，并建立UE与指定AF的通信链路。

Description

一种路径选择方法和核心网设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种路径选择方法和核心网设备。
背景技术
第五代移动通信技术(英文全称：5th-generation，简称：5G)网络架构中，边缘计算技术使运营商和第三方服务可以部署到靠近用户设备(英文全称：user equipment，简称：UE)的接入访问点，从而减少端到端时延和传输网络负载，实现更加高效的服务交付。其实现原理为5G核心网选择靠近UE的用户面功能实体(英文全称：user planefunction，简称：UPF)，并在UPF上通过N6接口将业务流量定向到本地数据网络。
现有技术中，如图1所示边缘计算技术在链接建立之前，核心网选择距离UE最近的UPF，之后建立被选择的UPF和UE之间的通信链路；但是由于端到端时延并不仅仅计算从UE到UPF的时延，数据由UE传输至UPF后还需要传输到应用功能(英文全称：ApplicationFunction，简称：AF)；由于核心网建立UE与AF之间的通信链路时，核心网会选择距离UE最近的UPF，并通过该UPF建立UE与AF之间的通信链路，导致同一UPF服务的用户较多时，容易产生网络拥堵导致用户的体验较差；同时，当AF位于运营商网络内，或者网络外时，此时核心网并不能确定选定的UPF与AF之间实际的传输距离是否是最短的，从而核心网无法保证通过该UPF建立UE与AF之间的通信链路的总传输距离最短，进而无法保证通信链路的传输时延最短。
由上述方案可知，核心网如何根据UPF的实际运行状态，确定通过该UPF建立UE与AF之间的通信链路，从而保证该通信链路的传输时延最短成为了一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种路径选择方法和核心网设备，解决了核心网如何根据UPF的实际运行状态，确定通过该UPF建立UE与AF之间的通信链路，从而保证该通信链路的传输时延最短的问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明的实施例提供一种路径选择方法，包括：核心网设备接收到UE发送的PDU会话请求时，获取UE的业务转接点列表；其中，PDU会话请求用于指示核心网建立UE与指定AF的通信链路，业务转接点列表包括至少一个业务转接点；核心网设备根据UE的第一位置信息、业务转接点的第二位置信息和指定AF的第三位置信息，确定UE的数据途经业务转接点传输至指定AF的每条通信链路的传输距离；核心网设备根据传输距离和业务转接点的性能指标，确定最短传输距离，并建立UE与指定AF的通信链路；其中，性能指标用于指示业务转接点当前的运行状态，通信链路为最短传输距离对应的通信链路。
本发明的实施例提供的路径选择方法，核心网设备通过结合从UE获取的业务转接点列表中每个业务转接点的性能指标，以及UE的数据途经业务转接点传输至指定AF的每条通信链路的传输距离，确定最短传输距离，并建立UE与指定AF的通信链路，从而使得UE与指定AF直接的通信链路的总传输距离最短，保证了用户的体验。
第二方面，本发明的实施例提供一种核心网设备，包括：获取单元，用于处理单元确定接收到UE发送的PDU会话请求时，获取UE的业务转接点列表；其中，PDU会话请求用于指示核心网建立UE与指定AF的通信链路，业务转接点列表包括至少一个业务转接点；处理单元，用于根据获取单元获取的UE的第一位置信息、获取单元获取的业务转接点的第二位置信息和获取单元获取的指定AF的第三位置信息，确定UE的数据途经业务转接点传输至指定AF的每条通信链路的传输距离；处理单元，还用于根据传输距离和获取单元获取的业务转接点的性能指标，确定最短传输距离，并建立UE与指定AF的通信链路；其中，性能指标用于指示业务转接点当前的运行状态，通信链路为最短传输距离对应的通信链路。
第三方面，本发明的实施例提供一种核心网设备，包括：通信接口、处理器、存储器、总线；存储器用于存储计算机执行指令，处理器与存储器通过总线连接，当核心网设备运行时，处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以使核心网设备执行如上述第一方面提供的方法。
第四方面，本发明的实施例提供一种计算机存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上述第一方面提供的方法。
可以理解地，上述提供的任一种核心网设备用于执行上文所提供的第一方面对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文第一方面的方法以及下文具体实施方式中对应的方案的有益效果，此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例提供的数据传输方法的网络架构图；
图2为现有技术中PDU会话建立流程示意图；
图3为本发明的实施例提供的数据传输方法的流程示意图之一；
图4为本发明的实施例提供的数据传输方法的流程示意图之二；
图5为本发明的实施例提供的数据传输方法的流程示意图之三；
图6为本发明的实施例提供的数据传输方法的流程示意图之四；
图7为本发明的实施例提供的数据传输方法的通信链路的结构示意图；
图8为本发明的实施例提供的数据传输方法的流程示意图之五；
图9为本发明的实施例提供的核心网设备的结构示意图之一；
图10为本发明的实施例提供的核心网设备的结构示意图之二。
附图标记：
核心网设备-10；
获取单元-101；处理单元-102。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。
在本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本发明实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个网络是指两个或两个以上的网络。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本文中符号“/”表示关联对象是或者的关系，例如A/B表示A或者B。
本发明实施例中的UE可以为智能移动终端、无人机(英文全称：unmanned aerialvehicle/drones，简称：UAV)或者智能汽车。该智能移动终端为具有操作系统的移动终端。该智能移动终端可以为：智能手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(英文全称：ultra-mobile personal computer，简称：UMPC)、上网本、个人数字助理(英文全称：personal digital assistant，简称：PDA)、智能手表、智能手环等终端设备，或者该智能移动终端还可以为其他类型的智能移动终端，本发明实施例不作具体限制。
需要说明的是，在实际的应用中UE包括全球定位系统(英文全称：globalpositioning system，GPS)定位装置，第三代合作伙伴计划(英文全称：3rd generationpartnership project，3GPP)无线传送装置，路径存储装置；其中，UE通过3GPP无线传送装置将GPS定位装置获得的位置信息发送给核心网设备，UE通过3GPP无线传送装置将UAV的行驶路径信息发送给核心网设备。UE通过3GPP无线传送装置，建立与核心网设备的通信链路，包括通过承载方式传输地理位置和飞行路径，或者通过控制面消息传输。UE通过3GPP无线传送装置，返回核心网设备的查询请求，支持返回失败原因码，对于成功查询返回编码后的实际内容，包括行驶速度以及行驶路线。
本发明的实施例提供的数据传输方法应用于如图1所示的网络架构，包括：UE、无线电接入网(英文全称：radio access network，简称：RAN)、访问和移动性管理功能实体(英文全称：access and mobility management function，简称：AMF)、会话管理功能实体(英文全称：session management function，简称：SMF)、策略控制功能实体(英文全称：policy control function，简称：PCF)、归属签约用户服务器(英文全称：unified datamanagement，简称：UDM)、目标网络(英文全称：destination network，简称：DN)、UPF和AF；其中，RAN包括，基站(英文全称：evolved node B，简称：eNodeB)；如图2所示UE建立协议数据单元(英文全称：Protocol Data Unit，简称：PDU)会话时，第一步、UE向AMF发送NAS消息，携带PDU会话建立请求；第二步、AMF基于请求类型、NSSAI等信息进行SMF选择；第三步、AMF向SMF发送PDU会话建立上下文请求；第四步、SMF调用(用户数据库注册)Nudm_UECM_Registration针对该PDU Session在UDM中注册；第五步、SMF向AMF返回(PDU会话上下文创建反馈)Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Response携带Cause和(会话管理上下文ID)SM Context ID；第六步、SMF执行PCF选择功能；第七步、SMF执行(会话管理策略建立)Session Management Policy Establishment流程，为PDU会话获取默认PCC规则；第八步、SMF为PDU会话选择SSC Mode，执行UPF选择，并为UE分配IPv6前缀；第九步、SMF向UPF发送(N4接口会话建立请求)N4 Session Establishment Request消息；第十步、UPF向SMF响应(N4接口会话建立响应)N4 Session Establishment Response消息；第十一步、SMF向AMF发起(通信N1N2消息传输)Namf_Communication_N1N2MessageTransfer，携带分配的IP地址，QoS信息，以及(PDU会话建立接受)PDU Session Establishment Accept；第十二步、AMF向RAN发送(N2接口PDU会话请求)N2 PDU Session Request，携带(PDU会话建立接受)PDUSession Establishment Accept；第十三步、RAN向UE转发NAS消息；第十四步、RAN向AMF发送(N2接口PDU会话响应)N2 PDU Session Response，携带(接入网络通道信息)AN TunnelInfo；第十五步、AMF向SMF发送(PDU会话内容更新请求)Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Request；第十六步、SMF向UPF发送(N4承载修改)N4 SessionModification，提供AN tunnel info；第十七步、UPF向SMF返回(N4承载修改响应)N4Session Modification Response；第十八步、SMF向AMF发送(PDU会话内容更新响应)Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Response(Cause)；第十九步、SMF通过UPF向UE发送(IPv6路由广播)IPv6 Router Advertisement，从而建立UE与AF的PDU会话。
其中，当执行到在第八步、会话管理功能实体(英文全称：session managementfunction，简称：SMF)为PDU会话选择会话和服务连续模式(英文全称：Session andService Continuity Mode，简称：SSC Mode)，执行UPF选择，并为UE分配IPv6(internetprotocol version 6)前缀的时候，核心网选择一个就近的UPF为UE提供业务；然而，由于端到端时延并不仅仅计算从UE到UPF的时延，数据由UE传输至UPF后还需要传输到AF；由于核心网建立UE与AF之间的通信链路时，核心网会选择距离UE最近的UPF，并通过该UPF建立UE与AF之间的通信链路，导致同一UPF服务的用户较多时，容易产生网络拥堵导致用户的体验较差；同时，当AF位于运营商网络内，或者网络外时，此时核心网并不能确定选定的UPF与AF之间实际的传输距离是否是最短的，从而核心网无法保证通过该UPF建立UE与AF之间的通信链路的总传输距离最短，进而无法保证通信链路的传输时延最短为解决上述问题，本发明的实施例提供的路径选择方法，核心网设备通过结合从UE获取的业务转接点列表中每个业务转接点的性能指标，以及UE的数据途经业务转接点传输至指定AF的每条通信链路的传输距离，确定最短传输距离，并建立UE与指定AF的通信链路，从而使得UE与指定AF直接的通信链路的总传输距离最短，保证了用户的体验。
需要说明的是，本发明的实施例提供的核心网设备可以是UPF、SMF、PCF、UDM和DN设备中的任一个，或者是UPF、SMF、PCF、UDM和DN设备的一个功能模块，该功能模块用于执行本发明的实施例提供的路径选择方法。
示例性的，以UE为UAV、业务转接点为UPF为例进行说明，具体的实现过程如下：
实施例一
本发明的实施例提供一种路径选择方法，如图3所示包括：
S10、核心网设备接收到UE发送的PDU会话请求时，获取UE的业务转接点列表；其中，PDU会话请求用于指示核心网建立UE与指定AF的通信链路，业务转接点列表包括至少一个业务转接点。
需要说明的是，在实际的应用中UE在空闲时不需要传输数据，因此不需要优化PDU；当UE发起一个PDU session建立请求，UE需要执行如图1所示的第一步至第八步，用以建立PDU session。当执行到第八步的时候需要选择UPF，建立与指定AF之间的通信链路，此时核心网设备需要执行S10、S11和S12，从而完成对UPF的选择。
具体的，UE已经接入核心网设备并完成鉴权认证时，核心网设备可以得知UE当前所处的位置，如UE的GPS定位坐标(经度坐标和纬度坐标)或者cell id(小区编码)，或者高精定位等技术获得的UE的位置信息；如将UE的IP地址或者街道等信息转换为GPS定位信息，从而得到UE的位置信息。
S11、核心网设备根据UE的第一位置信息、业务转接点的第二位置信息和指定AF的第三位置信息，确定UE的数据途经业务转接点传输至指定AF的每条通信链路的传输距离。
具体的，UE的位置信息包括经度坐标、纬度坐标、设备标识，业务转接点的位置信息包括设备标识、IP地址、端口号、经度坐标和纬度坐标，指定AF的位置信息包括设备标识、IP地址、端口号、经度坐标和纬度坐标；其中，业务转接点的位置信息和指定AF的位置信息，核心网设备可以通过网络侧的管理平台(如UPF和AF本身存储有位置信息(UPF或者AF实际安装的位置固定，因此可以将其实际的位置信息存储至设备本身)，从而核心网设备可以直接从UPF或者AF的位置信息，或者是通过网管运维设备获得UPF或者AF的位置信息(网管运维设备预设存储了UPF与位置信息的对应关系，以及AF与位置信息的对应关系)，或者是可信任的第三方平台获取，或者是UPF或者AF支持将IP地址或者街道等信息转换为GPS定位信息(经度坐标和纬度坐标)，从而可以得到UPF或者AF的位置信息；而UE的位置信息，核心网设备需要从UE侧获取。
可选的，位置信息包括经度坐标和纬度坐标；核心网设备根据UE的第一位置信息、业务转接点的第二位置信息和指定AF的第三位置信息，确定UE的数据途经业务转接点传输至指定AF的每条通信链路的传输距离，如图4所示包括：
S110、核心网设备根据UE的第一位置信息和业务转接点的第二位置信息，确定UE的数据传输至业务转接点的第一距离。
可选的，核心网设备根据UE的第一位置信息和业务转接点的第二位置信息，确定UE的数据传输至业务转接点的第一距离，如图5所示包括：
S1100、核心网设备根据第一距离公式、第一位置信息和第二位置信息，确定第一距离；其中，第一距离公式包括：
Figure GDA0003994780560000081
其中，
Figure GDA0003994780560000082
表示第一距离，R表示地球半径，WUE表示UE的纬度坐标，JUE表示UE的经度坐标，
Figure GDA0003994780560000083
表示第k个业务转接点的纬度坐标，
Figure GDA0003994780560000084
表示第k个业务转接点的经度坐标。
具体的，在实际的应用中，核心网设备内还包括一个位置数据存储单元，用于存储UE、业务转接点以及AF的位置信息；当核心网设备判断接收到UE发的PDU会话请求时，位置数据存储单元根据UE的唯一标识，获得UE的位置信息(如通过GPS定位、地址等其他手段确定出UE的GPS定位坐标，并得到此时UAV的经纬度(JUE,WUE)。
具体的，在实际的应用中，核心网内包含多个UPF，UE可以通过任一个UPF建立与AF的通信链路；但是，为了保证用户的体验(较低的数据传输时延)；因此，核心网设备需要确定可以与该UE建立连接的UPF列表(包含k个UPF)，并将这些UPF标记为UPF1、UPF2…UPFk，并加入到UPF序列集内；由于UE的位置可能随时间的变化而变化；因此，每次初判UPF都应重选UPF。
S111、核心网设备根据第二位置信息和指定AF的第三位置信息，确定UE的数据由业务转接点传输至指定AF的第二距离。
可选的，核心网设备根据第二位置信息和指定AF的第三位置信息，确定UE的数据由业务转接点传输至指定AF的第二距离，如图6所示包括：
S1110、核心网设备根据第二距离公式、第二位置信息和第三位置信息，确定第二距离；其中，第二距离公式包括：
Figure GDA0003994780560000091
其中，
Figure GDA0003994780560000092
表示第二距离，R表示地球半径，
Figure GDA0003994780560000093
表示第k个业务转接点的纬度坐标，
Figure GDA0003994780560000094
表示第k个业务转接点的经度坐标，WAF表示指定AF的纬度坐标，JAF表示指定AF的经度坐标。
需要说明的是，在实际的应用中，计算每条通信链路(包括UE和UPF之间的通信链路以及UPF和AF之间的通信链路)的传输距离，还可以通过多点测算来确定传输距离。例如，若UE至UPF之间存在大的障碍物，如大山或者大湖，那么UE至UPF的路径计算可以依照环绕障碍物的路径测算方案；其中，多点测算法可以根据以下步骤计算：UE至UPFk之间若存在较大的障碍物，那么若要计算UE至UPFk的传输距离，可以环绕大障碍物设置一个或多个中间点，使得UE至UPFk的传输路径可以围绕大障碍物形成一个曲线的传输路径而不是横跨大障碍物的直线路径，从而根据UE至中间点的距离、至少一个中间点至中间点的距离以及中间点至UPF的距离，确定出UE至UPF的总距离。
S112、核心网设备根据第一距离和第二距离，确定UE的数据途经业务转接点传输至指定AF的每条通信链路的传输距离；其中，传输距离等于第一距离和第二距离之和
Figure GDA0003994780560000095
S12、核心网设备根据传输距离和业务转接点的性能指标，确定最短传输距离，并建立UE与指定AF的通信链路；其中，性能指标用于指示业务转接点当前的运行状态，通信链路为最短传输距离对应的通信链路。
具体的，如图7所示，当核心网有多个UPF时，核心网设备需要计算UE与每个UPF之间的第一距离，以及AF与每个UPF之间的第二距离，并根据UE与每个UPF之间的第一距离和AF与每个UPF之间的第二距离，确定UE至UPF之间的每条通信链路的传输距离。
可选的，性能指标包括容量占用率和计算资源；其中，容量占用率用于指示业务转接点已服务用户的总数与额定服务用户的总数的比值，计算资源用于指示业务转接点未使用处理器的总数与额定处理器总数的比值；核心网设备根据传输距离和业务转接点的性能指标，确定最短传输距离，并建立UE与指定AF的通信链路，如图8所示包括：
S120、核心网设备根据性能指标，筛选满足预设条件的业务转接点；其中，预设条件包括容量占用率小于或等于第一阈值，并且计算资源大于或等于第二阈值。
S121、核心网设备根据传输距离，确定通信链路的传输优先级；其中，传输距离与传输优先级成反比。
需要说明的是，传输距离与传输优先级成反比是指传输距离越长，对应的传输优先级越低，传输距离越短，对应的传输优先级越高，传输优先级越高核心网选择通过该传输等级对应的UPF建立UE与AF的通信链路的可能性越大。
S122、核心网根据满足预设条件的业务转接点和传输优先级，确定最短传输距离，并建立UE与指定AF的通信链路。
示例性的，假设UE通过UPF1与AF建立了通信链路、UE通过UPF2与AF建立了通信链路、UE通过UPFk与AF建立了第k通信链路，且第k通信链路的传输距离小于第k-1通信链路的传输距离，k为大于或等于2的整数，UPF1的容量占用率为50％，计算资源为80％，UPF2的容量占用率为45％，计算资源为80％，UPF3的容量占用率为60％，计算资源为70％。
当第一阈值为55％，第二阈值为75％时，此时根据S120可知满足预设条件的业务转接点为UPF1和UPF2，然后根据S121和S122可知虽然通过UPF1建立的第一通信链路和通过UPF2建立的第二通信链路均满足预设条件，但是第一通信链路的传输距离大于第二通信链路的传输距离(即第一通信链路的传输优先级小于第二通信链路的传输优先级)；因此，核心网设备确定最短传输距离对应的传输链路为第二通信链路，从而通过UPF2建立UE与指定AF的通信链路。
需要说明的是，在实际的应用中，若根据S120可知满足预设条件的业务转接点为UPF1和UPF2，然后根据S121和S122可知虽然通过UPF1建立的第一通信链路和通过UPF2建立的第二通信链路均满足预设条件；但是如果第一通信链路的传输距离等于第二通信链路的传输距离(即第一通信链路的传输优先级与第二通信链路的传输优先级相同)；此时，存在以下情况：
1、核心网设备可以随机选择其中的一条通信链路(通过UPF1建立UE与指定AF的第一通信链路，或者通过UPF2建立UE与指定AF的第二通信链路)来传输UE的数据。
2、核心网设备确定UPF1和UPF2的容量占用率相同，但是UPF1的计算资源大于UPF2的计算资源时，核心网设备确定最短传输距离对应的传输链路为第二通信链路，从而通过UPF2建立UE与指定AF的通信链路。
3、核心网设备确定UPF1和UPF2的容量占用率相同，但是UPF1的计算资源小于UPF2的计算资源时，核心网设备确定最短传输距离对应的传输链路为第一通信链路，从而通过UPF1建立UE与指定AF的通信链路。
4、核心网设备确定UPF1和UPF2的计算资源相同，但是UPF1的容量占用率大于UPF2的容量占用率时，核心网设备确定最短传输距离对应的传输链路为第二通信链路，从而通过UPF2建立UE与指定AF的通信链路。
5、核心网设备确定UPF1和UPF2的计算资源相同，但是UPF1的容量占用率小于UPF2的容量占用率时，核心网设备确定最短传输距离对应的传输链路为第一通信链路，从而通过UPF1建立UE与指定AF的通信链路。
6、核心网设备确定UPF1和UPF2的计算资源相同，且UPF1的容量占用率等于UPF2的容量占用率时，核心网设备可以随机选择其中的一条通信链路(通过UPF1建立UE与指定AF的通信链路，和通过UPF2建立UE与指定AF的通信链路)作为第二通信链路。
具体的，以UPF为例，根据设备的各个性能指标来判断UPF的性能情况。例如以下多种情况：1、将UPF的未使用中央处理器(英文全称：central processing unit，简称：CPU)的总数与额定处理器总数的比值、已服务用户总数与额定服务用户总数的比值、内存、磁盘、忙时预判等性能指标设置相应的权重，根据各个性能指标得出UPF的性能情况优先级；2、可以设置整体性能指标阈值，若某个UPF的整体性能指标高于阈值80％，那么需将此UPF优先级降低；3、可以根据UPF的忙时预判来预知某个UPF在某个时间段内的资源占用情况，那么被预测到繁忙的UPF优先级降低。
核心网设备综合考虑“总距离排序”中的传输优先级和“性能指标”，联合决判后优先级最高的UPF将作为本次传输的最优UPF。
网络转接点重判：以UPF为例，UPF设备的增加或者删减触发。随着UE的位置移动，可连接的UPF的区域范围也随时间发生改变。因此需要重新判断可与UE连接的UPF列表。将超出本区域范围的UPF从当前UPF列表中删除，UPF总数也相应减1；将本区域范围内新增加的UPF添加到当前UPF列表中，UPF总数也相应加1。
具体的，核心网设备根据UE的运行速度和UE的拓扑，确定重判周期。
示例性的，假设核心网设备获取UAV的位置信息的获取周期为12分钟一次，则核心网设备可以根据UAV的在上一周期的位置信息
Figure GDA0003994780560000121
和本周期的位置信息
Figure GDA0003994780560000122
确定UAV在一个获取周期内的移动距离(近似直线)，然后根据移动距离以及获取周期，确定该UAV的移动速度；在实际的应用中，核心网设备存储着UPF的拓扑(即相邻两个UPF之间的部署距离)；进一步地，相邻两个UPF之间的部署距离为10km，UAV的速度20km/h，则重判周期等于30分钟(
Figure GDA0003994780560000123
分钟)。
本发明的实施例提供的路径选择方法，核心网设备通过结合从UE获取的业务转接点列表中每个业务转接点的性能指标，以及UE的数据途经业务转接点传输至指定AF的每条通信链路的传输距离，确定最短传输距离，并建立UE与指定AF的通信链路，从而使得UE与指定AF直接的通信链路的总传输距离最短，保证了用户的体验。
实施例二
本发明的实施例提供一种核心网设备10，如图9所示包括：
获取单元101，用于处理单元102确定接收到UE发送的PDU会话请求时，获取UE的业务转接点列表；其中，PDU会话请求用于指示核心网建立UE与指定AF的通信链路，业务转接点列表包括至少一个业务转接点。
处理单元102，用于根据获取单元101获取的UE的第一位置信息、获取单元101获取的业务转接点的第二位置信息和获取单元101获取的指定AF的第三位置信息，确定UE的数据途经业务转接点传输至指定AF的每条通信链路的传输距离。
处理单元102，还用于根据传输距离和获取单元101获取的业务转接点的性能指标，确定最短传输距离，并建立UE与指定AF的通信链路；其中，性能指标用于指示业务转接点当前的运行状态，通信链路为最短传输距离对应的通信链路。
可选的，位置信息包括经度坐标和纬度坐标；处理单元102，具体用于根据获取单元101获取的UE的第一位置信息和获取单元101获取的业务转接点的第二位置信息，确定UE的数据传输至业务转接点的第一距离；处理单元102，具体用于根据第二位置信息和获取单元101获取的指定AF的第三位置信息，确定UE的数据由业务转接点传输至指定AF的第二距离；处理单元102，具体用于根据第一距离和第二距离，确定UE的数据途经业务转接点传输至指定AF的每条通信链路的传输距离；其中，传输距离等于第一距离和第二距离之和。
可选的，处理单元102，具体用于根据第一距离公式、获取单元101获取的第一位置信息和获取单元101获取的第二位置信息，确定第一距离；其中，第一距离公式包括：
Figure GDA0003994780560000131
其中，
Figure GDA0003994780560000132
表示第一距离，R表示地球半径，WUE表示UE的纬度坐标，JUE表示UE的经度坐标，
Figure GDA0003994780560000133
表示第k个业务转接点的纬度坐标，
Figure GDA0003994780560000134
表示第k个业务转接点的经度坐标。
可选的，处理单元102，具体用于根据第二距离公式、获取单元101获取的第二位置信息和获取单元101获取的第三位置信息，确定第二距离；其中，第二距离公式包括：
Figure GDA0003994780560000135
其中，
Figure GDA0003994780560000136
表示第二距离，R表示地球半径，
Figure GDA0003994780560000137
表示第k个业务转接点的纬度坐标，
Figure GDA0003994780560000138
表示第k个业务转接点的经度坐标，WAF表示指定AF的纬度坐标，JAF表示指定AF的经度坐标。
可选的，性能指标包括容量占用率和计算资源；其中，容量占用率用于指示业务转接点已服务用户的总数与额定服务用户的总数的比值，计算资源用于指示业务转接点未使用处理器的总数与额定处理器总数的比值；处理单元102，具体用于根据获取单元101获取的性能指标，筛选满足预设条件的业务转接点；其中，预设条件包括容量占用率小于或等于第一阈值，并且计算资源大于或等于第二阈值；处理单元102，具体用于根据传输距离，确定通信链路的传输优先级；其中，传输距离与传输优先级成反比；处理单元102，具体用于根据满足预设条件的业务转接点和传输优先级，确定最短传输距离，并建立UE与指定AF的通信链路。
其中，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，其作用在此不再赘述。
在采用集成的模块的情况下核心网设备10包括：存储单元、处理单元以及获取单元。处理单元用于对核心网设备的动作进行控制管理，例如，处理单元用于支持核心网设备执行图3中的过程S10、S11和S12；获取单元用于支持核心网设备与其他设备的信息交互。存储单元，用于存储核心网设备的程序代码和数据。
其中，以处理单元为处理器，存储单元为存储器，获取单元为通信接口为例。其中，核心网设备参照图10中所示，包括通信接口501、处理器502、存储器503和总线504，通信接口501、处理器502通过总线504与存储器503相连。
处理器502可以是一个通用中央处理器(英文全称：Central Processing Unit，简称：CPU)，微处理器，特定应用集成电路(英文全称：Application-Specific IntegratedCircuit，简称：ASIC)，或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。
存储器503可以是只读存储器(英文全称：Read-Only Memory，简称：ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(Random Access Memory，简称：RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(英文全称：Electrically Erasable Programmable Read-only Memory，简称：EEPROM)、只读光盘(英文全称：Compact Disc Read-Only Memory，简称：CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过总线与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。
其中，存储器503用于存储执行本申请方案的应用程序代码，并由处理器502来控制执行。通信接口501用于与其他设备进行信息交互，例如与遥控器的信息交互。处理器502用于执行存储器503中存储的应用程序代码，从而实现本申请实施例中所述的方法。
此外，还提供一种计算存储媒体(或介质)，包括在被执行时进行上述实施例中的核心网设备执行的方法操作的指令。另外，还提供一种计算机程序产品，包括上述计算存储媒体(或介质)。
应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，核心网设备，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：read-only memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文全称：random access memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
可以理解地，上述提供的任一种核心网设备用于执行上文所提供的实施例一对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文实施例一的方法以及下文具体实施方式中对应的方案的有益效果，此处不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种路径选择方法，其特征在于，包括：
核心网设备接收到UE发送的PDU会话请求时，获取所述UE的业务转接点列表；其中，所述PDU会话请求用于指示所述核心网建立所述UE与指定AF的通信链路，所述业务转接点列表包括至少一个业务转接点；
所述核心网设备根据所述UE的第一位置信息、所述业务转接点的第二位置信息和所述指定AF的第三位置信息，确定所述UE的数据途经所述业务转接点传输至所述指定AF的每条通信链路的传输距离；
所述核心网设备根据所述传输距离和所述业务转接点的性能指标，确定最短传输距离，并建立所述UE与指定AF的通信链路；其中，所述性能指标用于指示所述业务转接点当前的运行状态，所述通信链路为所述最短传输距离对应的通信链路；
所述性能指标包括容量占用率和计算资源；其中，所述容量占用率用于指示所述业务转接点已服务用户的总数与额定服务用户的总数的比值，所述计算资源用于指示所述业务转接点未使用处理器的总数与额定处理器总数的比值；
所述核心网设备根据所述传输距离和所述业务转接点的性能指标，确定最短传输距离，并建立所述UE与指定AF的通信链路，包括：
所述核心网设备根据所述性能指标，筛选满足预设条件的业务转接点；其中，所述预设条件包括所述容量占用率小于或等于第一阈值，并且所述计算资源大于或等于第二阈值；
所述核心网设备根据所述传输距离，确定通信链路的传输优先级；其中，所述传输距离与所述传输优先级成反比；
所述核心网根据所述满足预设条件的业务转接点和所述传输优先级，确定最短传输距离，并建立所述UE与指定AF的通信链路。
2.根据权利要求1所述的路径选择方法，其特征在于，所述位置信息包括经度坐标和纬度坐标；
所述核心网设备根据所述UE的第一位置信息、所述业务转接点的第二位置信息和所述指定AF的第三位置信息，确定所述UE的数据途经所述业务转接点传输至所述指定AF的每条通信链路的传输距离，包括：
所述核心网设备根据所述UE的第一位置信息和所述业务转接点的第二位置信息，确定所述UE的数据传输至所述业务转接点的第一距离；
所述核心网设备根据所述第二位置信息和所述指定AF的第三位置信息，确定所述UE的数据由所述业务转接点传输至所述指定AF的第二距离；
所述核心网设备根据所述第一距离和所述第二距离，确定所述UE的数据途经所述业务转接点传输至所述指定AF的每条通信链路的传输距离；其中，所述传输距离等于第一距离与第二距离之和。
3.根据权利要求2所述的路径选择方法，其特征在于，所述核心网设备根据所述UE的第一位置信息和所述业务转接点的第二位置信息，确定所述UE的数据传输至所述业务转接点的第一距离，包括：
所述核心网设备根据第一距离公式、所述第一位置信息和所述第二位置信息，确定所述第一距离；其中，所述第一距离公式包括：
Figure FDA0003994780550000021
其中，
Figure FDA0003994780550000022
表示第一距离，R表示地球半径，WUE表示UE的纬度坐标，JUE表示UE的经度坐标，
Figure FDA0003994780550000023
表示第k个业务转接点的纬度坐标，
Figure FDA0003994780550000024
表示第k个业务转接点的经度坐标。
4.根据权利要求2所述的路径选择方法，其特征在于，所述核心网设备根据所述第二位置信息和所述指定AF的第三位置信息，确定所述UE的数据由所述业务转接点传输至所述指定AF的第二距离，包括：
所述核心网设备根据第二距离公式、所述第二位置信息和所述第三位置信息，确定所述第二距离；其中，所述第二距离公式包括：
Figure FDA0003994780550000025
其中，
Figure FDA0003994780550000026
表示第二距离，R表示地球半径，
Figure FDA0003994780550000027
表示第k个业务转接点的纬度坐标，
Figure FDA0003994780550000028
表示第k个业务转接点的经度坐标，WAF表示指定AF的纬度坐标，JAF表示指定AF的经度坐标。
5.一种核心网设备，其特征在于，包括：
获取单元，用于接收到UE发送的PDU会话请求时，获取所述UE的业务转接点列表；其中，所述PDU会话请求用于指示所述核心网建立所述UE与指定AF的通信链路，所述业务转接点列表包括至少一个业务转接点；
处理单元，用于根据所述获取单元获取的所述UE的第一位置信息、所述获取单元获取的所述业务转接点的第二位置信息和所述获取单元获取的所述指定AF的第三位置信息，确定所述UE的数据途经所述业务转接点传输至所述指定AF的每条通信链路的传输距离；
所述处理单元，还用于根据所述传输距离和所述获取单元获取的所述业务转接点的性能指标，确定最短传输距离，并建立所述UE与指定AF的通信链路；其中，所述性能指标用于指示所述业务转接点当前的运行状态，所述通信链路为所述最短传输距离对应的通信链路；
所述性能指标包括容量占用率和计算资源；其中，所述容量占用率用于指示所述业务转接点已服务用户的总数与额定服务用户的总数的比值，所述计算资源用于指示所述业务转接点未使用处理器的总数与额定处理器总数的比值；
所述处理单元，具体用于根据所述获取单元获取的所述性能指标，筛选满足预设条件的业务转接点；其中，所述预设条件包括所述容量占用率小于或等于第一阈值，并且所述计算资源大于或等于第二阈值；
所述处理单元，具体用于根据所述传输距离，确定通信链路的传输优先级；其中，所述传输距离与所述传输优先级成反比；
所述处理单元，具体用于根据所述满足预设条件的业务转接点和所述传输优先级，确定最短传输距离，并建立所述UE与指定AF的通信链路。
6.根据权利要求5所述的核心网设备，其特征在于，所述位置信息包括经度坐标和纬度坐标；
所述处理单元，具体用于根据所述获取单元获取的所述UE的第一位置信息和所述获取单元获取的所述业务转接点的第二位置信息，确定所述UE的数据传输至所述业务转接点的第一距离；
所述处理单元，具体用于根据所述第二位置信息和所述获取单元获取的所述指定AF的第三位置信息，确定所述UE的数据由所述业务转接点传输至所述指定AF的第二距离；
所述处理单元，具体用于根据所述第一距离和所述第二距离，确定所述UE的数据途经所述业务转接点传输至所述指定AF的每条通信链路的传输距离；其中，所述传输距离等于第一距离与第二距离之和。
7.根据权利要求6所述的核心网设备，其特征在于，所述处理单元，具体用于根据第一距离公式、所述获取单元获取的所述第一位置信息和所述获取单元获取的所述第二位置信息，确定所述第一距离；其中，所述第一距离公式包括：
Figure FDA0003994780550000041
其中，
Figure FDA0003994780550000042
表示第一距离，R表示地球半径，WUE表示UE的纬度坐标，JUE表示UE的经度坐标，
Figure FDA0003994780550000043
表示第k个业务转接点的纬度坐标，
Figure FDA0003994780550000044
表示第k个业务转接点的经度坐标。
8.根据权利要求6所述的核心网设备，其特征在于，所述处理单元，具体用于根据第二距离公式、所述获取单元获取的所述第二位置信息和所述获取单元获取的所述第三位置信息，确定所述第二距离；其中，所述第二距离公式包括：
Figure FDA0003994780550000045
其中，
Figure FDA0003994780550000046
表示第二距离，R表示地球半径，
Figure FDA0003994780550000047
表示第k个业务转接点的纬度坐标，
Figure FDA0003994780550000048
表示第k个业务转接点的经度坐标，WAF表示指定AF的纬度坐标，JAF表示指定AF的经度坐标。
9.一种计算机存储介质，其特征在于，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上述权利要求1-4任一项所述的路径选择方法。
10.一种核心网设备，其特征在于，包括：通信接口、处理器、存储器、总线；存储器用于存储计算机执行指令，处理器与存储器通过总线连接，当核心网设备运行时，处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以使核心网设备执行如上述权利要求1-4任一项所述的路径选择方法。
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