CN113455043A - 用于处置通信系统中的分组延迟预算划分和服务质量监测的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种在通信网络的网络节点处接收关于通信网络中累积的分组延迟的信息方法,装置和计算机程序产品。该方法,装置和计算机程序产品估计下一跳传输延迟以及估计或测量网络节点的处理延迟。该方法,装置和计算机程序产品通过将下一跳传输延迟和处理延迟添加到累积的分组延迟来更新累积的分组延迟。该方法,装置和计算机程序产品引起在通信网络中承载用户数据的分组或控制分组的报头中向通信网络的下一跳节点传输关于累积的分组延迟的信息的传输。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请要求名称为“用于处置通信系统中的分组延迟预算划分和服务质量监测的方法和装置”的美国临时专利申请号62/806,991的优先权,其通过引用而整体合并入本文。
技术领域
本公开的示例实施例总体上涉及处置在通信系统(诸如,第五代5G系统的)中的分组延迟预算(PDB)划分和服务质量(QoS)监测。
背景技术
5G通信系统旨在支持超可靠低延时通信(URLLC)。为了提供这种URLLC服务,在5G通信系统中,端到端(E2E)严格的QoS要求包括非常低的延时和非常高的可靠性。这给5G系统带来了一些挑战,因为几个因素可能会影响E2E QoS性能,诸如无线覆盖、第三代合作伙伴(3GPP)网络节点(用户平面功能(UPF)/无线电接入网络(RAN)/用户装备(UE))资源、以及传输网络。为了满足URLLC服务的需求,针对利用URLLC服务以提高QoS的监测的特定UE的解决方案,诸如分组延迟、抖动和分组错误率以协助标识相关网络功能(NFs)和需要被提供的实体。此外,用以更好的控制针对URLLC的QoS的监测的技术(例如,用以确定是否触发上述解决方案的技术)需要被提供。此外,需要用于灵活地区分面向不同协议数据单元(PDU)会话锚(PSA)UPF或面向不同RAN节点的核心网(CN)PDB减法的技术。
因此,在通信系统中与支持URLLC相关的若干问题仍然存在。
发明内容
根据示例实施例提供了一种方法,装置和计算机程序产品以处置分组延迟预算(PDB)划分和在诸如第五代(5G)系统的通信系统中的服务质量(QoS)监测。
在一个示例实施例中,提供了一种方法,包括在通信网络的网络节点处接收关于通信网络中累积的分组延迟的信息。该方法还包括由网络节点估计下一跳传输延迟。该方法还包括估计或测量网络节点的处理延迟。该方法还包括通过将下一跳传输延迟和处理延迟添加到累积的分组延迟来更新累积的分组延迟。该方法还包括引起向通信网络的下一跳节点发送关于累积的分组延迟的信息。
在这种方法的一些实现中,关于累积的分组延迟的信息被包括在承载用户数据的每个分组中。在一些实施例中,关于累积的分组延迟的信息一次或多次地被包括在用户数据分组的信令中。在一些实施例中,关于累积的分组延迟的信息被包括在信令消息或控制分组中。在一些实施例中,网络节点并非是通过通信网络的通信路径的第一网络节点。在一些实施例中,该方法还包括基于接收到的累积的分组延迟确定可用于接入网络的剩余协议延迟预算。在一些实施例中,该方法还包括确定累积的分组延迟超出由服务质量要求设置的限制以及引起向通信网络的控制网络功能发送服务质量警报信息。
在另一示例实施例中,提供了一种装置,包括处理电路系统和包括用于一个或多个程序的计算机程序代码的至少一个存储器,其中该至少一个存储器和计算机程序代码被配置为为与处理电路系统一起使装置至少在通信网络的网络节点处接收关于通信网络中累积的分组延迟的信息。计算机程序代码还被配置为与至少一个处理器一起使装置通过网络节点估计下一跳传输延迟。计算机程序代码还被配置为与至少一个处理器一起使装置估计或测量网络节点的处理延迟。计算机程序代码还被配置为与至少一个处理器一起使装置通过将下一跳传输延迟和处理延迟添加到累积的分组延迟来更新累积的分组延迟。计算机程序代码还被配置为与至少一个处理器一起使装置引起向通信网络的下一跳节点发送关于承载通信网络中的用户数据的分组或控制分组的报头中的累积的分组延迟的信息。
在这种装置的一些实现中,关于累积的分组延迟的信息被包括在承载用户数据的每个分组中。在一些实施例中,关于累积的分组延迟的信息一次或多次地被包括在用户数据分组的信令中。在一些实施例中,关于累积的分组延迟的信息被包括在信令消息或控制分组中。在一些实施例中,网络节点并非是通过通信网络的通信路径的第一网络节点。在一些实施例中,计算机程序代码还被配置为与至少一个处理器一起使装置基于接收到的累积的分组延迟确定可用于接入网络的剩余协议延迟预算。在一些实施例中,计算机程序代码还被配置为与至少一个处理器使装置确定累积的分组延迟超出由服务质量要求设置的限制以及引起向通信网络的控制网络功能发送服务质量警报信息。
在另一示例实施例中,提供了一种计算机程序产品,包括至少一个瞬态计算机可读存储介质,其上存储有计算机可执行程序代码指令,包括程序代码指令的计算机可执行程序代码指令在执行时被配置为在通信网络的网络节点处接收关于通信网络中累积的分组延迟的信息。包括程序代码指令的计算机可执行程序代码指令在执行时还被配置为通过网络节点估计下一跳传输延迟。包括程序代码指令的计算机可执行程序代码指令在执行时还被配置为估计或测量网络节点的处理延迟。包括程序代码指令的计算机可执行程序代码指令在执行时还被配置为通过将下一跳传输延迟和处理延迟添加到累积的分组延迟来更新累积的分组延迟。包括程序代码指令的计算机可执行程序代码指令在执行时还被配置为引起向通信网络的下一跳节点发哦是哪个关于累积的分组延迟的信息。
在这种计算机程序产品的一些实现中,关于累积的分组延迟的信息包括在承载用户数据的每个分组中。在一些实施例中,关于累积的分组延迟的信息一次或多次地被包括在用户数据分组的信令中。在一些实施例中,关于累积的分组延迟的信息被包括在信令消息或控制分组中。在一些实施例中,网络节点并非是通过通信网络的通信路径的第一网络节点。在一些实施例中,包括程序代码指令的计算机可执行程序代码指令在执行时还被配置为基于接收的累积的分组延迟确定可用于接入网络的剩余协议延迟预算。在一些实施例中,包括程序代码指令的计算机可执行程序代码指令在执行时还被配置为确定累积的分组延迟超出由服务质量要求设置的限制以及引起向通信网络的控制网络功能的服务质量警报信息的传输。
在另一示例实施例中,提供了一种装置,包括用于在通信网络的网络节点处接收关于通信网络中累积的分组延迟的信息的部件。该装置还包括用于通过网络节点估计下一跳传输延迟的部件。该装置还包括用于估计或测量网络节点的处理延迟的部件。该装置还包括用于通过将下一跳传输延迟和处理延迟添加到累积的分组延迟来更新累积的分组延迟的部件。该装置还包括用于引起向通信网络的下一跳节点的发送关于累积的分组延迟的信息的部件。
在这种装置的一些实现中,关于累积的分组延迟的信息被包括在承载用户数据的每个分组中。在一些实施例中,关于累积的分组延迟的信息一次或多次地被包括在用户数据分组的信令中。在一些实施例中,关于累积的分组延迟的信息被包括在信令消息或控制分组中。在一些实施例中,网络节点并非是通过通信网络的通信路径的第一网络节点。在一些实施例中,该装置还包括用于基于接收的累积的分组延迟确定可用于接入网络的剩余协议延迟预算的部件。在一些实施例中,该装置还包括用于确定累积的分组延迟超出由服务质量要求设置的限制的部件以及用于引起向通信网络的控制网络功能发送服务质量警报信息的部件。
附图说明
因此在已经概括地描述了本公开的某些示例实施例后,下文将参考不一定按比例绘制的附图,并且其中:
图1是可以根据本公开的示例实施例而被具体地配置的装置的框图;
图2是图示了根据本公开的示例实施例诸如由图1的装置执行的一组操作的流程图;以及
图3是图示了根据本公开的示例实施例的通信系统架构的图。
具体实施方式
现在将在下文参考附图更充分地描述实施例,其中示出了本发明的一些而不是全部的实施例。事实上,本发明的各种实施例可以以许多不同的形式实施以及不应该被解释为限制于本文阐述的实施例;相反,提供这些实施例以便本公开将满足可适用的法律要求。相同附图标记始终指代相同元件。如本文所用,术语“数据”、“内容”、“信息”和类似的术语可以可交换地使用以指代能够根据本发明的实施例被传输、接收和/或存储的数据。因此,任意这种术语的使用不应当被用来限制本发明的实施例的精神和范围。
附加地,如本文所用,术语“电路系统”指代(a)仅硬件电路实现(例如模拟电路系统和/或数字电路系统的实现);(b)电路和计算机程序产品的组合包括存储在一个或多个计算机可读存储器上的软件和/或固件指令一起工作使得装置执行本文描述的一个或多个功能;以及(c)电路,诸如,例如,微处理器或微处理器的一部分需要软件或固件用于操作,即使该软件或固件不物理性存在。“电路系统”的定义应用于本文中该术语的所有使用,包括早任何权利要求中。作为进一步示例,如本文所用,术语“电路系统”也包括包括一个或多个处理器和/或其中的端口以及相应的软件和/或固件的实现。作为另一示例,如本文所用的术语“电路系统”也包括,例如,基带集成电路或用于移动电话的应用处理器集成电路或在服务器中、蜂窝网络设备、其他网络设备和/或其他计算设备中的类似的集成电路
如本文所定义,“计算机可读存储介质”指代非瞬态物理存储介质(例如,易失性或非易失性存储器设备)可以区别于指代电磁信号的“计算机可读传输介质”。
5G通信系统旨在支持超可靠低延时通信(URLLC)。为了提供这种URLLC服务,在5G通信系统中,端到端(E2E)严格的QoS要求包括非常低的延迟和非常高的可靠性。这给5G系统带来了一些挑战,因为几个因素可能会影响E2E QoS性能,诸如无线覆盖、3GPP网络节点(用户平面功能(UPF)/无线电接入网络(RAN)/用户装备(UE))资源、以及传输网络。为了实现URLLC服务的需求,针对使用URLLC服务以提高QoS的监测的特定UE的解决方案,诸如分组延迟、抖动和分组错误率,并且标识相关网络功能(NFs)和需要开发的实体。此外,为更好的控制针对URLLC的QoS的监测的技术(例如确定是否触发上述解决方案的技术)需要被开发。此外,应当开发用于灵活地区分核心网(CN)PDB减法面向不同协议数据单元(PDU)会话锚(PSA)UPF或面向不同RAN节点的的技术。
第三代合作伙伴计划(3GPP)技术报告(TR)23.725包括针对QoS监测和PDB划分提出的若干解决方案。第一配置通过引进出于QoS监测目的的新分组来操作,例如伪分组,或出于QoS监测目的的服务分组。总体上,监测过程需要在节点(RAN,UPF)之间的时间同步以及基于由节点(RAN,UPF等)记录的时间戳(T1、T2、T5、T6)往返时间(RTT)的测量。测量程序也包括测量RAN和UE之间的延迟。在通用分组无线电系统(GPRS)隧道协议用户平面(GTP-U)报头中的QoS监测分组(QMP)指示符可以被引进以及用于向接收实体发GTP-U协议用户平面PDU(GTP-U PDU)在GTP-U报头中携带监测分组和时间戳T2和T5的信号。
QoS监测可以由5G控制平面(5GC)基于订阅、来自应用功能(AF)的请求、来自操作、管理和管理系统的命令而针对某些UE、UE组或网络切片实例来动态地激活。
在PDU会话建立或修改过程期间,策略控制功能(PCF)可以基于订阅或AF请求向会话管理功能(SMF)发送QoS监测策略。QoS监测策略包括一个或多个要监测的QoS参数、事件报告触发器、针对往返时间监测的有效计时器长度、QoS参数的阈值和当超过阈值时的相关动作。QoS监测策略也可以在SMF处由运营商预配置。当接收来自PCF的QoS监测策略,SMF将使用报告规则(URR)中的QoS监测策略映射到UPF。URR包括要监测的QoS参数、阈值、针对往返时间监测的有效计时器长度、相关动作、以及针对特定QoS流的事件报告。SMF通知RAN和UE以启用针对QoS流的QoS监测,诸如经由Namf_通信_N1N2消息传输消息和PDU会话修改命令消息。
如果以使用新报文的形式监测分组,该监测分组可以使用与要监测的URLLC服务分组数据相同的QoS流。为区分传送监测分组的通用分组无线电系统(GPRS)隧道协议用户平面(GTP-U)和传送服务分组的通用分组无线电系统(GPRS)隧道协议用户平面(GTP-U),可以引入在GTP-U报头(在UPF和RAN之间)中的新的有效负载QMP(QoS监测分组)。
备选地,服务分组可以被用作监测分组。监测分组可以基于QoS监测策略中的测量周期而由UE和UPF从URLLC服务的服务分组中采样。如果请求测量往返分组延迟,UL单向分组延迟加上下行链路(DL)单向分组延迟可以被视为与往返分组延迟相等。为区分针对QoS监测的GTP-U分组和传送服务分组的GTP-U分组,可以引入在GTP-U报头(在UPF和RAN之间)和服务数据适配协议(SDAP)/分组数据汇聚协议(PDCP)报头(在UE和RAN之间)中的新的有效负载QMP(QoS监测分组)。
为启用PDB划分,在TR23.725中提出一些解决方案。在所提出的第一解决方案中,除了当前PDB(例如在UE和PSA UPF之间的PDB),会话管理功能(SMF)将为RAN提供在PSA UPF与RAN之间(例如PSA-RAN PDB)的PDB,使得RAN节点可以在得出接入网络(AN)PDB时考虑PDB。SMF由具有在特定RAN节点和用于不同5G服务质量指示符(5Qi)的PSA UPF(例如PSA-RAN PDB)之间的分组延迟预算的OAM在本地配置。在PDU会话建立过程、PDU会话修改过程或服务请求过程期间,SMF可以为RAN提供针对QoS流的PSA-RAN PDB。备选地,OAM可以针对RAN节点中的不同5QI在特定RAN节点和用于不同5QI的PSA UPF之间在本地配置分组延迟预算。
在基于上述第一解决方案构建的另一3GPP贡献所提出的第二解决方案中,具有OAM的公共陆地移动网络(PFMN)运营商在NG-RAN本地配置在特定RAN节点和RAN节点中针对不同5QI的PSA UPF之间的分组延迟预算。该配置可以基于各种输入:N3 UPF的互联网协议(IP)地址、隧道端点标识符(TEID)范围等。
在另一3GPP贡献中提出的第三个解决方案中,假设在RAN与PSA UPF之间应用使用时间敏感网络(TSN)的时间同步,如TR 23.734的解决方案8和11中所定义。当下行链路(DL)PDB监测被激活时,使用TSN时间同步的PSA添加针对DL分组的GTP-U报头中的准确时间戳。SMF根据来自PCF的请求或SMF中配置的本地策略激活PSA中的PDB监测。如果PDB监测由PCF创建,PCF经由会话管理策略修改过程向SMF发送PDB监测策略,并且指令SMF发起针对QoS流的PDB监测。
上述针对QoS监测的第一方案和PDB划分的第一方案需要网络实体、RAN和UPF的同步。尽管TSN需要核心网(CN)、RAN和UE的同步,在RAN和CN之间没有严格的时间同步要求的情况下,允许URLLC 5G系统的部署被认为是有利的。因此,这两种解决方案都不是最优的。
上述针对PDB划分的第二解决方案和第三解决方案基于不适合云部署和软件定义网络(SDN)的配置。依赖该配置,假设PSA UPF的放置在某种程度上是固定的,并且底层网络结构性能在与端到端PDB的关系中仅发生不显著的改变。该解决方案也不考虑用户平面路径中存在一个或多个中间UPF的情况。因此,这些解决方案都是非最优的。
旨在为通信系统(例如5G系统)提供更灵活的针对QoS监测和PDB划分的解决方案,提供一种方法、装置和计算机程序产品。
图1图示了可以被提供以体现通信系统中的各种组件的示例装置,例如,网络节点、UPF、下一代节点B(gNB)、RAN等。如图1所示,示例实施例的装置10包括、与之相关联或否则与处理电路系统12、存储器14和通信接口16相通信。
处理电路系统12(和/或协处理器或辅助处理器或以其他方式与处理器相关联的任何其他电路)可以经由用于在装置10的组件间传递信息的总线与存储器设备14通信。存储设备可以是非瞬态的并且可以包括例如一个或多个易失性和/或非易失性存储器。换句话说,例如,存储设备可以是电子存储设备(例如,计算机可读存储介质),它包括被配置为存储可由机器(例如,像处理器这样的计算设备)检索的数据(例如,比特)的门。根据本公开的示例实施例,存储器设备可以被配置为存储信息、数据、内容、应用程序、指令等用于使装置能够实现各种功能。例如,存储器设备可以被配置为用于由处理电路系统处理的缓冲输入数据。附加地或备选地,存储器设备可以被配置为存储由处理电路系统执行的指令。
在一些实施例中,装置10可以在如上所述的各种计算设备中被实现。然而,在一些实施例中,该装置可以被体现为芯片或芯片组。换句话说,该装置可以包括一个或多个物理封装(例如,芯片),其包括结构组件(例如,基板)上的材料、部件和/或电线。结构组件可以为包括在其上的部件电路系统提供物理强度、尺寸的保持和/或电相互作用的限制。因此,在一些情况下,该装置可以被配置为在单个芯片上或作为单个“片上系统”实现本公开的实施例。同样地,在一些情况下,芯片或芯片组可以构成用于执行一个或多个操作用于提供本文描述的功能的部件。
处理电路系统12可以以若干不同的方式被体现。例如,处理电路可以被体现为各种硬件处理装置中的一种或多种,诸如协处理器、微处理器、控制器、数字信号处理器(DSP)、具有或不具有伴随DSP的处理元件,或各种其他包括集成电路的电路系统诸如,例如,ASIC(专用集成电路)、FPGA(现场可编程门阵列)、微控制器单元(MCU)、硬件加速器、专用计算机芯片等。同样地,在一些实施例中,处理电路系统可以包括一个或多个被配置为独立执行的处理核心。多核处理器可以在单个物理分组内启用多处理。附加地或替代地,处理电路系统可以包括一个或多个处理器,这些处理器通过总线串联配置以启用指令、流水线和/或多线程的独立执行。
在示例实施例中,处理电路系统12可以被配置为执行被存储在存储器设备14中或处理电路系统可访问的指令。备选地或附加地,处理电路系统可以被配置为执行硬编码功能。同样地,无论是由硬件或软件方法配置,还是由其组合配置,根据本公开的实施例而相应地配置处理电路系统都可以表示能够执行操作的实体(例如,物理地在电路系统中被实施)。因此,例如,当处理电路系统被实施为ASIC、FPGA等时,处理电路系统可以是具体地配置的用于指导本文描述的操作的硬件。备选地,作为另一示例,当处理电路系统被体现为指令的执行器时,指令可以具体地配置处理电路系统以在执行指令时执行本文描述的算法和/或操作。然而,在一些情况下,处理电路系统可以是特定设备(例如,图像处理系统)的处理器,通过由用于执行本文描述的算法和/或操作的指令进一步配置处理器,被配置为采用本公开的实施例。处理电路系统可以包括除了其他之外,时钟、算术逻辑单元(ALU和被配置为支持处理器的操作的逻辑门。
通信接口16可以是任何部件,诸如在硬件或硬件和软件的组合中所体现的设备或电路系统中,其被配置为从网络接收和/或向网络传输数据。在这点上,通信接口可以包括例如一个天线(或多个天线)和支持硬件和/或软件用于实现与无线通信网络的通信。附加地或备选地,通信接口可以包括用于与天线交互以引起经由天线的信号传输或处理经由天线接收的信号的接收的电路系统。在一些环境中,通信接口可以备选地或也支持有线通信。同样地,例如,通信接口可以包括通信调制解调器和/或用于支持经由电缆、数字订户线(DSL)、通用串行总线(USB)或其他机制的通信的其他硬件/软件。
现在参考图2,由通信系统的组件(诸如网络节点)执行的操作,其可以根据示出的示例实施例实施图1中所示的装置。
如块202所示,网络节点的装置10包括用于接收关于通信网络中累积的分组延迟的信息的部件,诸如通信接口16和/或处理电路系统12。在一些实施例中,仅当如果网络节点不是通信网络的通信路径中的第一网络节点时,接收关于累积的分组延迟的信息是有必要的。
如块204所示,网络节点的装置10包括用于估计下一跳传输延迟的部件,诸如处理电路系统12。下一跳传输延迟可以采用下一跳GTP-U隧道的往返时间的形式。下一跳传输延迟可以通过各种方法而被估计。
如块206所示,网络节点的装置10包括用于估计或测量网络节点的处理延迟的部件,诸如处理电路系统12。处理延迟可以是网络节点处理一个或多个分组并且将回波消息发送到下一个网络节点所花费的时间。可以通过各种不同的方法来估计处理延迟。
如块208所示,网络节点的装置10包括用于更新累积的分组延迟的部件,诸如处理电路系统12。在一些实施例中,通过将下一跳传输延迟和处理延迟添加到累积的分组延迟来完成更新。
如块210所示,网络节点的装置10包括用于引起关于累积的分组延迟的信息到通信网络的下一跳节点的传输的部件,诸如通信接口16和/或处理电路系统12。该信息可以被嵌入在通信网络中携带用户数据的分组、信令消息或控制分组的报头中。
在一些实施例中,当网络节点动态地被配置为确定PDB值时,关于累积的分组延迟的信息被包括在承载用户数据的每个分组中。在一些实施例中,如果网络节点被配置为监测QoS,在用户数据分组承载的信令中包括一次或多次关于累积包延迟的信息。PDB定义了数据分组在通过通信网络时可能延迟的时间上限。
在一些实施例中,网络节点的装置10,例如无线电接入网络中的下一代节点B(gNB),还包括用于基于接收到的累积的分组延迟确定可用于用户分组通过网络传送的剩余协议延迟预算的部件,诸如处理电路系统12。剩余的PDB可以通过从允许的针对与QoS流对应的给定服务质量指示符(诸如5G服务质量指示符(5QI))的PDB中减去累积的分组延迟来确定。备选地,估计的下一跳传输延迟和当前网络节点的处理时间可以和累积的分组延迟一起从允许的PDB中减去。
对于QoS监测,在一些实施例中,使一个或多个网络节点可用于所请求的分组延迟预算。QoS监测由网络节点执行,该网络节点通过将接收到的累积的分组延迟与请求的分组延迟预算比较来存储请求的分组延迟预算,并且在一些实施例中,还考虑估计/测量的下一跳传输延迟和节点的处理时间。如果节点确定分组延迟超过所请求的分组延迟预算,则示例实施例的节点触发到控制平面网络功能的QoS监测警报信令,例如SMF。如果测量的变化超过QoS要求,网络节点还可以测量估计/测量的下一跳传输延迟中的变化(例如,测量/估计值的标准偏差)并触发到控制网络功能的QoS监测警报信令,诸如通过引起QoS监测警报信息向控制网络功能的传输。除了累积的分组延迟之外,测量的传输延迟变化还可以被发送到GTP-U接收器。
现在参考图3,结合图2描述的网络的示例实施例进一步参考5G系统架构图解释,该5G系统架构图作为示例而非限制提供。如图3所示,5G系统包括UE 302、gNB-分布式单元(DU)304、gNB-中央单元(CU)-控制平面(CP)306A和gNB-中央单元(CU)-用户平面(UP)306B、5G核心网控制平面308、中间UPF(I-UPF)310、PSA UPF 312、数据网络(DN)314和应用程序316。
UE302经由Uu(可以备选地称为无线电或空中)逻辑接口连接到gNB-DU 304。总体上,gNB可以由gNB集中单元(gNB-CU)和gNB分布式单元(gNB-DU)组成,一个gNB-DU可以包括CP和UP。CU处理非实时协议和服务,以及DU处理物理层协议和实时服务。gNB-CU和gNB-DU单元经由FI逻辑接口连接。gNB-CU-CP和gNB-CU-UP经由El逻辑接口连接。
gNB-CU-CP 306A是托管针对gNB的无线电资源控制(RRC)和/或gNB-CU的PDCP协议的控制平面部分的逻辑节点。gNB-CU-CP端接与gNB-CU-UP相连的El接口和与gNB-DU相连的Fl-C接口。gNB-CU-UP 306B是托管针对gNB的gNB-CU的PDCP协议和/或SDAP协议的用户平面部分的逻辑节点。gNB-CU-UP端接与gNB-CU-CP相连的El接口和与gNB-DU相连的Fl-U接口。
I-UPF 310可以多宿到多于一个的PDU会话锚(PSA)。总体上,UPF在移动基础设施与DN 314之间提供互连点,并支持例如GTP-U的封装和解封装。UPF还作为PDU会话锚点(PSA-UPF 312)服务用于在无线电接入技术(RAT)之间提供移动性,包括向gNB发送一个或多个结束标记分组,以及分组路由和转发,包括执行UL分类器(CL)的角色(基于流量匹配滤波器将流定向到特定数据网络)。UPF还可以使用从SMF接收到的服务数据流(SDF)流量滤波器模板或三元组(协议、服务器端IP地址和端口号)分组流描述(PFD)和预流QoS处理来提供应用程序检测。gNB-CU-UP 306B经由N3接口连接到I-UPF310,以及I-UPF 310经由N9接口连接到PSA-UPF。5GC控制平面308可以经由N2接口连接到gNB-CU-CP 306A。
在一些实施例中,GTP-U发送方向GTP-U接收器发送回波请求消息。在一些实施例中,承载回波请求消息的GTP-U PDU的GTP-U标头包括被设置为值0的TEID,因此GTP-U PDU不与图2中的网络节点处的任何特定GTP-U隧道相关联,而是用于GTP-U路径,例如,由IP地址标识的两个主机之间的网络路径。
在一些实施例中,GTP-U接收器可以向GTP-U发送方发送回回波响应消息。GTP-U发送方可以测量或估计往返时间(RTT),它是从回波请求消息的传输到回波请求消息的接收所经过的时间,可以用作下一跳传输延迟。然后GTP-U发送方估计或测量在GTP-U发送方处的处理延迟。如果GTP-U发送方是PDU会话锚点(PSA)UPF,那么GTP-U发送方使用新的扩展头字段,该字段承载关于累积的分组延迟的信息,并将该值设置为测量(平均或更差)RTT/2和处理延迟的总和。如果GTP-U发送方是中间UPF,那么累积的分组延迟值设置为从上游节点接收到的值的总和,测量或估计(平均或更差)的RTT/2作为下一跳传输延迟和处理延迟。在上行链路方向,RAN(gNB或gNB-DU)将该值设置为估计/测量的Uu延迟,gNB/gNB-DU处理延迟和测量到下一跳节点(UPF或gNB-CU)的RTT。GTP-U发送方可以包括累积的分组延迟:
(a)在被发送到GTP-U接收器的GTP-U PDU的每个报头中(例如在每个G-PDU中);
(b)在被发送到GTP-U接收器的一个或多个GTP-U PDU的报头中(例如在每个G-PDU中);
(c)在一个或多个GTP-U PDU的报头中,这些GTP-U PDU在给定的QoS流中首先被发送到GTP_U接收器;
(d)在GTP-U信令消息的头部;和/或
(e)在新的GTP-U信令消息中。
在一些实施例中,回波请求消息和回波响应消息在GTP-U隧道之外被发送(如果消息使用被设置为0的TEID)。如果底层传输正在使用QoS区分(例如IP DiffServ)然后取决于实现来确保回波消息被正确地分类并通过底层传输接收与承载QoS流(用户数据)的GTP-UPDU非常相似的处理。备选地,可以修改GTP-U协议以允许针对回波请求和响应消息与GTP-U隧道相关联。
在一些实施例中,例如在情况b和c中,接收器GTP-U实体存储累积的分组延迟的接收值并且应用该值直到接收到经更新的值。在下行链路方向,对于gNB或gNB-DU,Uu接口是到UE的最后一跳。因此,gNB/gNB-DU可以在确定调度决策时使用接收到的累积的分组延迟和对应于QoS流的给定5QI的请求分组延迟预算。在一些实施例中,gNB使用累积的分组延迟来确定PDB的5G-AN部分。进行这种确定的一个示例方法是:PDB的5G-AN部分=请求的PDB(对于对应于QoS流的5QI)-累积的分组延迟。
在一些实施例中,针对上行链路方向,UPF可以使用接收到的累积的分组延迟、当前时刻和调度传送时间以确定UPF在向AF转发分组之前是否需要保持分组(例如,哪者在5G系统集成为时间敏感网络(TSN)桥的情况下可能需要以及当5G系统集成为TSN网络中的桥时,5G系统可能需要遵守确切的时间表)。当时间敏感通信支持确定性QoS时,这种确定可能是有用的。
通过不需要网络节点之间的时间同步,该方法、装置和计算机程序产品的示例实施例是灵活的。附加地,该方法、装置和计算机程序产品可以有利地在不同的协议层被实现,但GTP-U实现可用于gNB-DU和PSA UPF之间,并且可能覆盖除Uu接口之外的所有3GPP5GS用户平面接口(例如,Fl-U、N3和N9接口以及用于双连接场景的X2/Xn-U接口)。
如上所述,图2包括根据某些示例实施例的装置10、方法和计算机程序产品的流程图。应当理解,流程图的每一块以及流程图中的块的组合可以通过各种部件来实现,诸如硬件、固件、处理器、电路系统和/或与包括一个或多个计算机程序指令的软件的执行相关联的其他设备。例如,上述过程中的一个或多个可以由计算机程序指令来实施。在这点上,实施上述过程的计算机程序指令可以由采用本发明实施例的装置的存储器设备14存储并且由装置的处理电路系统12执行。应当理解,任何这样的计算机程序指令可以被加载到计算机或其他可编程装置(例如,硬件)上以产生机器,使得所得计算机或其他可编程装置实现流程图块中特定的功能。这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读存储器中,该存储器可以指导计算机或其他可编程装置以特定方式运行,使得存储在计算机可读存储器中的指令产生制品、执行它实现了流程图块中特定的功能。计算机程序指令也可以被加载在计算机或其他可编程装置上以引起在计算机或其他可编程装置上执行的一系列操作,以产生计算机实现的过程,使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令装置提供用于实现流程图块中特定的功能的操作。
因此,在由具有计算机程序指令(诸如计算机可读程序代码部分)的至少一个非瞬时计算机可读存储介质存储的计算机程序指令(诸如计算机可读程序代码部分)中的那些实例中定义了计算机程序产品,在执行时,其被配置为执行上述功能,诸如结合图2的流程图。在其他实施例中,计算机程序指令,诸如计算机可读程序代码部分,不需要由非瞬时计算机可读存储介质存储或以其他方式实施,但是相反地,可以由具有计算机程序指令(诸如计算机可读程序代码部分)的瞬时介质实施,在执行时,其仍然被配置为执行上述功能。
因此,流程图的块支持用于执行特定功能的部件的组合和用于执行特定功能以执行特定功能的操作的组合。还应当理解,流程图的一个或多个块,以及流程图中块的组合可以由执行特定功能的专用基于硬件的计算机系统或专用硬件和计算机指令的组合来实现。
在一些实施例中,某些以上操作中的一个可以被修改或进一步放大。此外,在一些实施例中,附加的可选操作可以被包括。对上述操作的修改,添加或放大可以以任何顺序和任何组合执行。
受益于前述说明和相关附图中所呈现的教导,本发明所属领域的技术人员将想到本文陈述的本发明的许多修改和其他实施例。因此,应当理解,本发明不限于所公开的特定实施例和修改以及其他实施例旨在包括在所附权利要求的范围内。此外,虽然前述描述和相关附图在元件和/或功能的某些示例组合的上下文中描述了示例实施例,应当理解,在不背离所附权利要求的范围的情况下,备选实施例可以提供元件和/或功能的不同组合。在这点上,例如,还可以设想与上面明确描述的那些不同的元件和/或功能的组合,如可以在所附权利要求中的一些中陈述的。尽管本文使用了特定术语,它们仅用于一般和描述性意义,而不是出于限制的目的。
Claims (28)
1.一种方法,包括:
在通信网络的网络节点处接收关于所述通信网络中累积的分组延迟的信息;
由所述网络节点估计下一跳传输延迟;
估计或测量所述网络节点的处理延迟;
通过将所述下一跳传输延迟和所述处理延迟添加到所述累积的分组延迟来更新所述累积的分组延迟;以及
引起向所述通信网络的下一跳节点发送关于所述累积的分组延迟的信息。
2.根据权利要求1所述的方法,其中关于所述累积的分组延迟的所述信息被包括在承载用户数据的每个分组中。
3.根据权利要求1所述的方法,其中关于所述累积的分组延迟的所述信息一次或多次地被包括在用户数据分组的信令中。
4.根据权利要求1所述的方法,其中关于所述累积的分组延迟的所述信息被包括在信令消息或控制分组中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中所述网络节点是用户平面功能。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,还包括:
基于接收到的所述累积的分组延迟,确定可用于接入网络的剩余协议延迟预算。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,还包括:
确定所述累积的分组延迟超出由服务质量要求设置的限制;以及
引起向所述通信网络的控制网络功能发送服务质量警报信息。
8.一种装置,包括处理电路系统和至少一个存储器,所述至少一个存储器包括用于一个或多个程序的计算机程序代码,所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述处理电路系统一起使所述装置至少:
在通信网络的网络节点处接收关于所述通信网络中累积的分组延迟的信息;
由所述网络节点估计下一跳传输延迟;
估计或测量所述网络节点的处理延迟;
通过将所述下一跳传输延迟和所述处理延迟添加到所述累积的分组延迟来更新所述累积的分组延迟;以及
引起向所述通信网络的下一跳节点发送关于所述累积的分组延迟的信息。
9.根据权利要求8所述的装置,其中关于所述累积的分组延迟的所述信息被包括在承载用户数据的每个分组中。
10.根据权利要求8所述的装置,其中关于所述累积的分组延迟的所述信息一次或多次地被包括在用户数据分组的信令中。
11.根据权利要求8所述的装置,其中关于所述累积的分组延迟的所述信息被包括在信令消息或控制分组中。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的装置,其中所述网络节点是用户平面功能。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的装置,其中计算机程序代码还被配置为与所述处理电路系统一起使得所述装置至少:
基于接收到的所述累积的分组延迟,确定可用于接入网络的剩余协议延迟预算。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的装置,其中计算机程序代码还被配置为与所述处理电路系统一起使所述装置至少:
确定所述累积的分组延迟超出由服务质量要求设置的限制;以及
引起向所述通信网络的控制网络功能发送服务质量警报信息。
15.一种计算机程序产品,包括至少一个非瞬态计算机可读存储介质,其上存储有计算机可执行程序代码指令,包括程序代码指令的所述计算机可执行程序代码指令在执行时被配置为:
在通信网络的网络节点处接收关于所述通信网络中累积的分组延迟的信息;
由所述网络节点估计下一跳传输延迟;
估计或测量所述网络节点的处理延迟;
通过将所述下一跳传输延迟和所述处理延迟添加到所述累积的分组延迟来更新所述累积的分组延迟;以及
引起向所述通信网络的下一跳节点发送关于所述累积的分组延迟的信息。
16.根据权利要求15所述的计算机程序产品,其中关于所述累积的分组延迟的所述信息被包括在承载用户数据的每个分组中。
17.根据权利要求15所述的计算机程序产品,其中关于所述累积的分组延迟的所述信息一次或多次地被包括在用户数据分组的信令中。
18.根据权利要求15所述的计算机程序产品,其中关于所述累积的分组延迟的所述信息被包括在信令消息或控制分组中。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的计算机程序产品,其中所述网络节点是用户平面功能。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的计算机程序产品,其中所述包括程序代码指令的计算机可执行程序代码指令在执行时还被配置为:
基于接收到的所述累积的分组延迟,确定可用于接入网络的剩余协议延迟预算。
21.根据权利要求15至20任一项所述的计算机程序产品,其中所述包括程序代码指令的计算机可执行程序代码指令在执行时还被配置为:
确定所述累积的分组延迟超出由服务质量要求设置的限制;以及
引起向所述通信网络的控制网络功能发送服务质量警报信息。
22.一种装置,包括:
用于在通信网络的网络节点处接收关于所述通信网络中累积的分组延迟的信息的部件;
用于由所述网络节点估计下一跳传输延迟的部件;
用于估计或测量所述网络节点的处理延迟的部件;
用于通过将所述下一跳传输延迟和所述处理延迟添加到所述累积的分组延迟来更新所述累积的分组延迟的部件;以及
用于引起向所述通信网络的下一跳节点发送关于所述累积的分组延迟的信息的部件。
23.根据权利要求22所述的装置,其中关于所述累积的分组延迟的所述信息被包括在承载用户数据的每个分组中。
24.根据权利要求22所述的装置,其中关于所述累积的分组延迟的所述信息一次或多次地被包括在用户数据分组的信令中。
25.根据权利要求22所述的装置,其中关于所述累积的分组延迟的所述信息被包括在信令消息或控制分组中。
26.根据权利要求22至25任一项所述的装置,其中所述网络节点是用户平面功能。
27.根据权利要求22至26任一项所述的装置,还包括:
用于基于接收到的所述累积的分组延迟确定可用于接入网络的剩余协议延迟预算的部件。
28.根据权利要求22至27任一项所述的装置,还包括:
用于确定所述累积的分组延迟超出由服务质量要求设置的限制的部件;以及
用于引起向所述通信网络的控制网络功能发送服务质量警报信息的部件。
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