CN113812117A - 电信网络中的数据分析的改进以及与数据分析相关的改进 - Google Patents

Abstract

本公开涉及将被提供用于支持超过诸如长期演进(LTE)的第四代(4G)通信系统的更高数据速率的准第五代(5G)或者5G通信系统。公开了一种将来自多个分析数据供应商的经处理的分析数据提供到分析数据消费者的方法，其中，仅当来自所有多个分析数据供应商的经处理的分析数据已经被接收到时或者直到定义的时段已经流逝为止，该分析数据消费者才基于经处理的分析数据来采取动作。

Description

电信网络中的数据分析的改进以及与数据分析相关的改进

技术领域

本发明涉及网络自动化，特别是在第五代(5G)电信网络中的网络自动化，尽管其他电信网络也可以受益于本发明的特征。

背景技术

为了满足自第四代(4G)通信系统的部署以来针对无线数据业务已经增长的需求，已经努力开发改进的第五代(5G)或者准5G通信系统。5G或者准5G通信系统也被称为“超4G网络”或者“后长期演进(LTE)系统”。

5G通信系统被认为是在更高频率(mmWave)频带(例如60GHz频带)中实现的，以便实现更高的数据速率。为了减少无线电波的传播损耗并且增加传输距离，在5G通信系统中讨论波束形成、大规模多输入多输出(MIMO)、全维MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束形成、大规模天线技术。

此外，在5G通信系统中，正在基于高级小小区、云无线电接入网络(RAN)、超密集网络、设备到设备(D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协作多点(CoMP)、接收端干扰消除等进行系统网络改善的开发。

在5G系统中，已经开发了作为高级编码调制(ACM)的混合频移键控(FSK)和正交幅度调制(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)以及作为高级接入技术的滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址(NOMA)和稀疏码多址(SCMA)。

对改进5G电信网络的网络自动化(被称为使能网络自动化(enabling networkautomation，eNA))的期望在增加。作为其一部分，网络数据分析功能(network dataanalytics function，NWDAF)被定义为使用针对5G核以及操作管理和维护(operationsadministration and maintenance，OAM)而指定的机制和接口的基于服务的架构(servicebased architecture，SBA)的一部分。

发明内容

技术问题

本发明的实施例寻求解决现有技术的问题，无论是否在此提及。

问题的解决方案

根据本发明，提供了如在所附权利要求书中阐述的设备和方法。根据从属权利要求和以下的描述，本发明的其他特征将显而易见。

根据本发明的第一方面，提供了一种将来自多个分析数据供应商的经处理的分析数据提供到分析数据消费者的方法，其中，仅当来自所有多个分析数据供应商的经处理的分析数据已经被接收到时或者直到定义的时段已经流逝时，该分析数据消费者才基于经处理的分析数据来采取动作。

在实施例中，在分析数据消费者处接收到来自多个分析数据供应商中的第一分析数据供应商的经处理的分析数据以及第一时间值时，定时器被启动，并且当定时器等于所接收的第一时间值时，分析数据消费者基于来自多个分析数据供应商中的第一分析数据供应商的经处理的分析数据来采取动作。

在实施例中，在分析数据消费者处接收到来自多个分析数据供应商中的第二分析数据供应商的经处理的分析数据以及第二时间值时，定时器基于第一时间值和第二时间值来进行更新，并且当定时器等于所接收的第一时间值和第二时间值的和时，分析数据消费者基于来自多个分析数据供应商中的第一分析数据供应商和第二分析数据供应商的经处理的分析数据来采取动作。

在实施例中，来自多个分析数据供应商之一的经处理的分析数据之一与来自多个分析数据供应商中的其他分析数据供应商的经处理的分析数据相比相对延迟，使得来自多个分析数据供应商中的每个分析数据供应商的经处理的分析数据基本上同时或在定义的时间段内在分析数据消费者处被接收到。

在实施例中，通过以下方式实现相对延迟：延迟来自一个或多个分析数据供应商的经处理的分析数据；加速来自一个或多个分析数据供应商的经处理的分析数据；重新定位网络中的一个或多个实体；或者应用负载均衡过程。

在实施例中，基于多个分析数据供应商之间的协调来确定相对延迟的程度。

在实施例中，网络实体被指定为聚集点以及接收来自多个分析数据供应商的经处理的分析并且将其以聚集形式传输到数据分析消费者。

在实施例中，如果聚集点本身是分析数据供应商，则该聚集点从中接收用于聚集的数据的多个分析数据供应商之一包括聚集点本身。

在实施例中，聚集点被选择为在任何给定的多个分析数据供应商之中最慢的。

在实施例中，该方法在电信网络中执行。

在实施例中，分析数据供应商是网络数据分析功能(Network Data AnalyticsFunction,NWDAF)。

在实施例中，分析数据消费者是网络功能(Network Function，NF)。

在实施例中，估计的异步间隙(asynchronicity gap)被定义为分析数据消费者经由分析数据供应商的两个实例来消费分析的总时延(latency)的差，并且所估计的异步间隙被周期性地更新并且作为新参数被存储在主机系统内。

根据本发明的第二方面，提供了被布置为执行第一方面的方法的设备。

发明的有益效果

应该注意，本发明的各种实施例可以以混合方式被组合。例如，一个实施例(例如第一实施例)可以是默认实施例，并且如果在定义的时间段之后，超过了间隙时间，则可以使用第二或第三实施例。这种情况下的时间段可以基于消费者NF在采用网络管理或控制策略之前能够等待的最大时间来确定。

附图说明

尽管已经示出了并描述了本发明的一些优选实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求书所限定的本发明的范围的情况下，可以进行各种改变和修改。

为了更好地理解本发明，并且为了示出本公开的实施例可以如何被实施，现在将仅以示例的方式参照所附图解附图，其中：

图1示出了5G网络自动化框架的一般表示；

图2示出了说明本发明的实施例的特定特征的一般网络设置；

图3示出了根据本发明的第一实施例的消息交换和方法；

图4示出了根据本发明的第二实施例的消息交换和方法；以及

图5示出了根据本发明的第三实施例的消息交换和方法。

具体实施方式

图1示出了说明示5G网络自动化方案中的各种元素的总体示意性概视图。这示出了活动数据和分析从第一组NF或应用功能(AF)10被提供到NWDAF 40。NWDAF还接口连接到OAM 30和数据储存库20。NWDAF 40分析来自这些源的数据，并且将分析数据递送至第二组NF或者AF 50。第二组NF 50可以包括第一组NF或AF10中的一些或全部。

在基于服务的架构中，每个网络功能(NF)包括通过被称为基于服务的接口(SBI)的公共总线将其(作为这样的服务的生产者)接口连接到其他NF(作为这些服务的消费者)的服务的集合。

NWDAF的单个实例或多个实例可以被部署在公共陆地移动网络(PLMN)中。在多个NWDAF实例被部署的情况下，该架构支持将NWDAF部署为中央NF、分布式NF的集合或者两者的组合。

当存在多个NWDAF时，并非所有NWDAF都需要能够提供相同类型的分析结果。换言之，它们中的一些可以被专门化以便仅提供特定类型的分析。分析ID信息元素被用于识别特定NWDAF能够生成的支持的分析的类型。被存储在网络存储库功能(NRF)中的NWDAF简档中描述了NWDAF实例的能力。

在NWDAF的多个实例被部署的情况下，其中有些专门用于提供特定类型的分析，如果给定网络功能(NF)以异步方式消费来自不同的专门NWDAF实例的数据分析，则可能会针对给定网络功能产生非预期的交互。因此，期望提供用于冲突解决的手段，优选地利用相应的程序和/或参数来解决该问题。

作为示例使用情况，考虑从区分开的NF(NF_i)收集专门的网络数据分析的NWDAF的多个实例。NWDAF的每个相应的专门实例被称为NWDAF_i(i＝1，2，…，m，n，…，K)。

消费分析所涉及的总时延(latency)包括从原始数据获取到分析的递送所流逝的时间。这被表示为消费来自NF_i的分析的总时延并且包括以下元素：

T_i,总＝T_i,NWDAF+T_i,处理+T_i,通知

其中

T_i,NWDAF：NF_i原始分析到NWDAF_i的数据共享时延，

T_i,处理：在NWDAF_i中NF_i分析的处理时延，

T_i,通知：从NWDAF_i向消费者NF通知处理的NF_i分析的通知时延

T_i,总：由消费者NF经由NWDAF_i消费来自NF_i的分析的总时延。

假设T_m,总与T_n,总之间的差为非零，则任何两个任意NWDAF实例NWDAF_m和NWDAF_n(m≠n)被认为是异步的。换言之，通常不可能知道来自任何两个NWDAF实例的分析是否将同时或在任何给定时间帧内到达消费NF。因此，任何两个或NWDAF实例通常被认为是异步实例。

在本文中，两个NWDAF实例m和n的异步间隙(Δ_m,n)被定义为由消费者NF经由这两个实例消费分析的总时延的差。

显然，异步实例具有非零异步间隙。

Δ_m,n＝T_m,总-T_n,总

Δ_m,n：实例m和n的异步间隙。

图2说明了其中存在形成系统的至少一部分的消费NF 100、NF1 110、NF2 120、NWDAF1 130和NWDAF2 140的一般场景。这也示出了相应的元素之间的各种进程和消息传递。

在步骤S1，NF1 110向NWDAF1 130提供分析，并且在步骤S2中NWDAF1 130处理它们。在S3，NWDAF1 130通知消费者NF 100其已经处理来自NF1 110的分析。

在S4，NF2 120向NWDAF2 140提供分析，在S5，NWDAAF2 140处理它们。

在S6中，异步间隙表示在步骤S3和随后的S7之间流逝的非零时间。

在S7，NWDAF2 140通知消费者NF 100其已经处理来自NF2 120的分析。

假设NWDAF的两个实例NWDAFm 130和NWDAFn 140(在此示例中，m＝1并且n＝2)(针对消费者NF 100)是异步的，即(Δ_m,n>0)，如果消费者NF 100基于经由NWDAFm 130的分析来采用网络管理或控制策略(例如，关于无线电接入、准入控制、移动性或会话管理)，则在异步间隙过去(S6)并且还包含经由NWDAFn 140的分析的完整数据集到达之前，该策略可能是次优的集。实际上，仅基于经由NWDAFm 130的分析而被采用的网络策略甚至可能与基于包含了经由NWDAFm 130和NWDAFn 140两者的分析而被采用的最优策略冲突。

例如，NWDAFm 130专门用于与接入和移动性管理功能(AMF)相对应的UE移动性分析，并且NWDAFn 140专门用于与会话管理功能(SMF)相对应的UE通信分析。如果作为网络中的消费者NF 100的策略控制功能(PCF)仅从(与AMF相关联的)实例NWDAFm 130接收到通知，警告未预料到的UE位置，则其可以采用网络控制策略以扩展服务区域限制。然而，即将来自(与SMF相关联的)实例NWDAFn 140的补充数据可能揭示UE实际上已被入侵(hijacked)，并且PCF的正确网络控制策略本应要求SMF释放用户会话，这与仅基于实例NWDAFm 130的移动性分析的较早决策相矛盾。

此示例仅是许多可能的场景之一，该许多可能的场景仅依赖一个报告(或可能报告的子集)而导致不期望的结果。

因此，本发明的实施例旨在最小化不同NWDAF实例之间的异步间隙。然而，这在许多实际设置中(例如，当NWDAF实例在云原生环境中被部署在远程处理节点上时)可能是困难的。因此，本发明的实施例进一步提供冲突解决过程/实体，其寻求以确保改进的通知的定时/同步。

根据本发明的第一实施例，提供了一种基于定时器的方案。这在图3中被说明。在该实施例中，网络实体100-140如先前所述，但是被配置为执行如下的步骤S11-S18。

在本实施例中，消费者NF 100采用动态定时器。消费者NF 100在采用网络策略之前使用动态定时器来定义最小等待时间。可以基于来自不同NWDAF实例的分析的“估计的”间隙时间来更新动态定时器，其中每个实例将基于来自相同实例的过去历史来更新其(关于间隙)的个体估计。该信息能够与关于经处理的分析的通知一起或经由单独的服务/信令消息被传送到消费者NF 100。

更详细地，并且参照图3，在步骤S11，NF1 110向NWDAF1 130提供分析。在步骤S12，NWDAF1 130处理来自NF1 110的分析，并且在消息S13中将该分析与间隙估计一起提供给消费者NF 100。

在步骤S14，NF2 120向NWDAF2 140提供分析。在步骤S16，NWDAF2 140处理来自NF2120的分析，并且在步骤S17中将该分析与间隙估计一起提供给消费者NF 100。

在步骤S15中，基于在步骤S13中从NWDAF1 130提供的间隙估计来更新动态定时器。在网络管理或控制策略中采取任何动作或改变之前，消费者NF 100基于动态定时器值(步骤S13中的间隙估计)来等待。

在步骤S18中，基于在步骤S17中从NWDAF2 140接收到的附加间隙估计来更新动态定时器。在网络管理或控制策略中采取任何动作或改变之前，消费者NF 100基于动态定时器值(包含在步骤S13和S17二者中的间隙估计)来等待。

在第二实施例中，如图4所示，NWDAF 130、140的多个实例以分布式方式或者经由中央实体(例如，网络储存库功能NRF)彼此预协调，以确保关于经处理的分析的通知以(伪)同步方式一起到达。这可以通过例如向较快实例添加额外时延、通过加速较慢实例的处理或者通过将实例重新定位到彼此接近的处理节点来实现。

针对给定消费者NF 100的任何两个NWDAF实例(NWDAF1 130和NWDAF2 140)的估计的异步间隙可以被周期性地被更新并且作为新参数(或参数集合)被存储在NRF中的NWDAF简档内。在经由NRF(以识别将订阅的对应的NWDAF分析ID)的服务发现步骤，消费者NF 100能够评估所估计的异步间隙，并且如果超过其可以等待的最大值，则可以经由消费者NF100通知所有实例(NWDAF1 130和NWDAF2 140)(在订阅时)来触发预协调动作。

类似的过程也能够在订阅之后基于消费者NF 100处的实际异步间隙被触发。如上所述，这能够经由向较快实例(NWDAF1 130)添加额外时延、加速较慢实例(NWDAF2 140)的处理或者将实例更靠近地重新定位或者基于网络部署架构可以采用的任何其他负载均衡算法的组合来实现。

在步骤S22，NF1 110向NWDAF1 130提供分析。在步骤S23，NWDAF1 130处理来自NF1110的分析。根据预协调S21的结果，在步骤S24可以添加额外时延，以有效地减慢来自NWDAF1 S130(这里作为较快实例)的经处理的分析的通知或者采用如上所述的任何其他网络部署选项。

在步骤S25，NF2 120向NWDAF2 140提供分析。在步骤S26，NWDAF2 140处理来自NF2120的分析。

在同时发生、或者几乎同时发生、或者至少在定义的时间窗口内发生的步骤S27和S28，来自NWDAF1 130和NWDAF2 140的经处理的分析分别被发送到消费者NF 100。

如果需要的话，预协调步骤S21确保在S24添加的额外时延使处理步骤S23和S26的结果的传输在时间上基本对齐。

如上所述，可能通过向其分配更多资源或通过优先化与该步骤相关联的消息传送机制，可以加速步骤中的一个(或多个)步骤，而不是减慢上述步骤中的一个(或多个)步骤。

通过该实施例的手段，使得采取经处理的分析的形式的所需要的信息在时间窗口内到达消费者NF 100，这允许消费者NF 100通过拥有来自所需数量的NWDAF的实例的必要的信息来更有效地使用结果。

在第三实施例中，如图5中所示，提供了中央实体，该中央实体作为聚集点以在将来自多个实例的分析传送到消费者NF 100之前将其聚集。中央实体可以是新的专用实体或者可以是现有技术的网络实体，其被附加地被分派任务以作为聚集点。

更详细地，在步骤S31，NF1 110向NWDAF1 130提供分析。在步骤S32，NWDAF1 130处理该分析。在步骤S33，NWDAF1 130向NWDAF1 140发送经处理的分析，NWDAF1 140在该实施例中作为聚集点。

在步骤S34，NF2 120向NWDAF2 140提供分析。在步骤S35，NWDAF2 140处理该分析。在步骤S36，NWDAF2 140向消费者NF 100发送包括处理步骤S32和S35的结果的后聚集的(post-aggregated)处理的分析结果。

通过该实施例的手段，通过在单个点处聚集所有经处理的分析，可以同时或几乎同时传输所有需要的分析，使得消费者NF 100能够及时地适当考虑所有期望的信息。在此示例中，NWDAF2 140被指定为聚集点，但是根据需要，其可以同等地为NWDAF1 130或实际上为某个其他网络实体。然而，通过选择最慢的NWDAF实例(在该示例中为NWDAF2 140)，可以利用该相对缓慢来允许其他NWDAF实例向所选择的聚集点提供其数据，这也使不同NWDAF实例之间的附加信令最小化。

在又一个的实施例中，提供了利用第一、第二和第三实施例中的多于一个实施例的特征的混合方案。例如，图3所示的第一实施例可以默认被采用。然而，如果“估计的”间隙时间超过预定义阈值，则第二实施例(预协调)或第三实施例(后聚集)可以被采用。预定义阈值可以基于消费者NF 100在采用网络管理或控制策略之前(不违反服务级别协议的情况下)能够等待的最大时间来被设置。实质上，在混合方案中，如果第一实施例的动态定时器超过阈值，则随后采用一个或多个替代的实施例。

本发明的实施例提供了一种手段，通过该手段可以以受控的方式向消费者NF提供经处理的数据分析，由此这样的数据的固有异步性质以及其中固有的问题通过控制从系统内的多个NWDAF递送所述数据的定时来解决。

本文描述的至少一些示例实施例可以部分地或全部地使用专用特殊目的硬件来构造。文中所使用的诸如“组件”、“模块”或“单元”的术语可以包括但不限于硬件设备，诸如分立或集成组件形式的电路系统、现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)，其执行某些任务或提供相关联的功能。在一些实施例中，所描述的元件可以被配置为驻留在有形的、持久的、可寻址的存储介质上，并且可以被配置为在一个或多个处理器上执行。在一些实施例中，这些功能元件可以包括，例如，组件，诸如软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件、进程、功能、属性、过程、子程序、程序代码段、驱动器、固件、微代码、电路系统、数据、数据库、数据结构、表格、阵列、和变量。虽然已经参照本文所讨论的组件、模块和单元描述了示例实施例，但是这样的功能元件可以被组合成更少的元件或被分离为附加的元件。本文已经描述了可选的特征的各种组合，并且应理解所描述的特征可以以任何适合的组合方式进行组合。特别地，除了这样的组合相互排斥的情况之外，在适当的情况下，任何一个示例实施例的特征可以与任何其他实施例的特征组合。贯穿本说明书，术语“包括(comprising)”或“包括(comprises)”意指包括所指定的组件但不排除其他成分的存在。

关注的是与本申请相关的与本说明书同时或在本说明书之前提交的并且与本说明书公布于公众检查的所有论文和文件，因此所有这样的论文和文件的内容都通过参考并入本申请。

在本说明书(包括任何所附权利要求、摘要以及附图)中公开的所有的特征，和/或所有的如此公开的任意的方法或进程的步骤可以任意组合结合，除了其中这样的特征和/或步骤中的至少一些是互斥的组合之外。

在本说明书(包括任何所附权利要求、摘要以及附图)中公开的各个特征可被用于相同、等同或相似目的的备选特征替换，除非另外清楚地陈述。因而，除非另外清晰地陈述，公开的各个特征仅仅是等同或相似特征的一般系列的一个示例。

本发明不限于前述实施例的细节。本发明扩展至本说明书(包括任何所附权利要求、摘要以及附图)中公开的特征中的任何新颖特征或任何新组合，或扩展至如此公开的任何方法或进程的步骤中的任何新颖步骤或任何新组合。

Claims (15)

1.一种由电信系统中的分析数据消费者执行的方法，所述方法包括：

接收与来自多个网络功能的经处理的分析数据相关联的信息；

基于所述信息来执行动作。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

当接收到与来自多个网络功能中的第一网络功能的经处理的分析数据相关联的信息以及第一时间值时，启动第一定时器，

其中，基于所述信息来执行动作包括：当所述定时器等于所接收到的第一时间值时，基于来自第一网络功能的经处理的分析数据来执行动作。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：

当所述网络功能接收到来自多个网络功能中的第二网络功能的经处理的分析数据以及第二时间值时，基于第一时间值和第二时间值来更新所述定时器，

其中，基于所述信息来执行动作包括：当所述定时器等于第一时间值和第二时间值的和时，基于来自第一网络功能和第二网络功能的经处理的分析数据来执行动作。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，来自多个网络功能之一的经处理的分析数据之一与来自多个网络功能中的其他网络功能的经处理的分析数据相比相对延迟，使得来自多个网络功能中的每个网络功能的经处理的分析数据基本上同时或在定义的时间段内在所述分析数据消费者处被接收到。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述相对延迟通过以下方式来实现：

延迟来自一个或多个网络功能的经处理的分析数据；

加速来自一个或多个网络功能的经处理的分析数据；

重新定位网络中的一个或多个实体；或者

应用负载均衡过程。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，基于多个网络功能之间的协调来确定所述相对延迟的程度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，网络实体被指定为聚集点以及接收来自多个网络功能的经处理的分析并且将其以聚集的形式传输到数据分析消费者。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，当聚集点本身是分析数据供应商，则所述聚集点从中接收用于聚集的数据的所述多个网络功能之一包括所述聚集点本身。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述聚集点被选择为在任何给定的多个网络功能之中最慢的。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述网络功能包括网络数据分析功能(NWDAF)。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分析数据消费者是网络功能NF。

12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

将估计的异步间隙定义为经由网络功能的两个实例来消费分析的总时延的差。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述估计的异步间隙被周期性地更新并且作为新参数被存储在主机系统内。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，基于数据共享时延、处理时延和通知时延来确定所述总时延。

15.一种设备，所述设备被配置为实现权利要求1至14中所述的方法之一。

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