CN114071577A - 信息处理系统及信息处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种信息处理系统及信息处理方法，针对部署在边缘环境中的边缘平台业务也能够极大地降低网络质量信息的反馈时延。集中部署平台根据从边缘平台接收到的网络质量请求信息，生成核心侧网络质量监测指示信息及无线侧网络质量监测指示信息，将核心侧网络质量监测指示信息发送给边缘用户平面单元，将无线侧网络质量监测指示信息发送给无线接入平台，边缘用户平面单元根据核心侧网络质量监测指示信息生成针对无线接入平台的核心侧网络质量信息，并发送给边缘平台，无线接入平台根据无线侧网络质量监测指示信息，生成针对与边缘平台进行边缘业务的无线用户设备的无线侧网络质量信息，并发送给边缘平台。

Description

信息处理系统及信息处理方法

技术领域

本发明涉及一种信息处理系统及信息处理方法，特别是涉及在第五代移动通信系统(The Fifth Generation Mobile Communication System，以下简称为5G)中实现网络质量信息的实时上报的系统及方法。

背景技术

5G是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继4G、3G和2G系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接等。

在5G通信中，为了大幅地提升用户体验，边缘计算需要通过5G网络进行交互，特别是需要获得实时的网络质量信息。然而，现有的网络开放机制是基于NEF(NetworkExposure Function，网络开放功能)和其它控制平台NFs(Network Functions，网络功能)、例如AMF(Access and Mobility Management Function，访问和移动性管理功能)、SMF(Session Management Function，会话管理功能)、PCF(Policy Control Function，策略控制功能)等来设计的。并且，部署在边缘环境中的边缘平台(例如包括应用程序/服务器/功能等)可能是在本地部署的，另一方面，在当前3GPP(3rd Generation PartnershipProject，第三代合作伙伴计划)所提出的R16标准中，涉及到网络开放的一些控制平台、如NEF和NFs(作为例子是PCF等)往往可能是集中部署的，从而避免频繁的重新定位。由此，导致了现有标准与需求的不一致。

另外，网络拥塞情况或实时用户路径延迟可能会非常频繁地发生变化，因此如何及时地将这些信息传递给部署在边缘环境中的边缘平台，这成为急需解决的课题。特别是，不希望出现的延迟可能会使这些信息过时，从而导致边缘平台的应用程序等会根据过时的网络信息来调整其行为(例如，调整视频流的分辨率或驱动自动化的切换级别等)。作为部署在边缘环境中的边缘平台，典型的例子是采用CAPIF(Common API framework，通用API框架)架构的MEC(Multi-Access Edge Computing，多接入边缘计算(有时也被记载为MobileEdge Computing、即移动边缘计算))平台。

另外，5G通信不可避免地要兼容上一代通信系统的网络硬件和订阅流程等，这就给降低反馈时延带来了极大的限制。

针对以上的情况，当前3GPP SA2(3rd Generation Partnership Project SA2，第三代合作伙伴计划业务架构研究组)工作组将其视为重要的研究课题之一，正在积极地研究并制定标准。

发明内容

然而，目前R16标准的能力开放是基于集中式来考虑的，无法实现网络质量信息的快速低时延反馈，不能满足边缘平台的边缘计算的应用需求，尤其是在边缘平台为本地部署时具有一定的局限性。

因此，本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种针对部署在边缘环境中的边缘平台业务也能够极大地降低网络质量信息的反馈时延的信息处理系统及信息处理方法。

根据本发明的一个方面，提供一种信息处理系统，其特征在于，具备集中部署平台、边缘用户平面单元以及无线接入平台，所述集中部署平台根据从边缘平台接收到的网络质量请求信息，生成核心侧网络质量监测指示信息以及无线侧网络质量监测指示信息，将所述核心侧网络质量监测指示信息发送给所述边缘用户平面单元，并且将所述无线侧网络质量监测指示信息发送给所述无线接入平台，所述边缘用户平面单元根据所述核心侧网络质量监测指示信息，生成针对所述无线接入平台的核心侧网络质量信息，并将所述核心侧网络质量信息发送给所述边缘平台，所述无线接入平台根据所述无线侧网络质量监测指示信息，生成针对与所述边缘平台进行边缘业务的无线用户设备的无线侧网络质量信息，并将所述无线侧网络质量信息发送给所述边缘平台。

根据本发明的另一个方面，提供一种信息处理方法，其特征在于，包括：接收步骤，集中部署平台从边缘平台接收网络质量请求信息；监测指示信息生成步骤，所述集中部署平台根据所述网络质量请求信息，生成核心侧网络质量监测指示信息以及无线侧网络质量监测指示信息，将所述核心侧网络质量监测指示信息发送给边缘用户平面单元，并且将所述无线侧网络质量监测指示信息发送给无线接入平台；核心侧质量反馈步骤，所述边缘用户平面单元根据所述核心侧网络质量监测指示信息，生成针对所述无线接入平台的核心侧网络质量信息，并将所述核心侧网络质量信息发送给所述边缘平台；以及无线侧质量反馈步骤，所述无线接入平台根据所述无线侧网络质量监测指示信息，生成针对与所述边缘平台进行边缘业务的无线用户设备的无线侧网络质量信息，并将所述无线侧网络质量信息发送给所述边缘平台。

根据本发明，不用对现有的网络硬件作出改动，就能够极大地降低网络质量信息的反馈时延，提升用户体验。并且，通过实现网络质量信息的快速低时延反馈，能够满足部署在边缘计算环境下的业务的低时延需求。

以下通过本发明的优选的实施方式的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施方式，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是示出本实施方式的网络质量信息反馈的整体结构的图。

图2是说明本实施方式的网络质量信息的反馈流程的图。

图3是说明在集中部署平台中进行的处理的流程图。

图4是说明在无线接入平台中进行的处理的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图，详细地说明本发明的优选的实施方式。

在附图中，在功能上相同的要素有时也用相同的编号来显示。此外，附图示出依照本发明的原理的实施方式和结构例，但这些只是用于理解本发明，而绝非用于限定地解释本发明。本说明书的记述只不过是典型的例示，在任何意义下都并非限定本发明的权利要求书或者应用例。

在本实施方式中，为了使本领域技术人员实施本发明而充分详细地进行了说明，但需要理解其它实施方式也能够实现，能够不脱离本发明的技术思想的范围和精神而进行结构/构造的变更、各种要素的置换。因此，不应将以下的记述限定于此来解释。

另外，为了便于说明和观察，在附图中关于各结构单元的连接关系，仅示出了说明所需的连接关系，在产品方面未必示出所有的控制线、信息线等的连接关系。实际上，可以认为几乎所有的结构之间都可能通过有线或者无线等各种方式相互连接。

图1是示出本实施方式的网络质量信息反馈的整体结构的图。在图1中，主要示出作为非边缘平台的集中部署平台1、无线接入平台2、作为边缘用户平面单元的边缘UPF(User Plane Function，用户平面功能)单元(网元)3、作为边缘网络开放单元的边缘NEF单元4、部署在边缘的EAS(Edge Application Server，边缘应用服务器)/MEC平台5、以及作为无线用户设备的UE(User Equipment，用户设备)6。

集中部署平台1是作为非边缘节点的平台，包括集中部署的中心NEF单元11、PCF单元12、SMF单元13以及AMF单元14。另外，无线接入平台2包括作为无线接入单元的RAN(RadioAccess Network，无线接入网络)单元21和作为网络质量信息监视单元的QoS(Quality ofService，服务质量)监测单元22。

边缘NEF单元4是API(Application Programming Interface，应用程序接口)调用的入口。边缘NEF单元4例如是网元，类似于作为网元的AEF(API Exposing Function，API开放功能)单元。

另外，在图1的例子中，EAS/MEC平台5包括作为边缘平台的MEC平台(MECPlatform，有时也称为MEP)51以及MEC应用(MEC APP)52，MEC平台51例如具有CAPIF核心(CAPIF CORE)功能、APF(API Publishing function，API发布功能)、APIMF(APIManagement Function，API管理功能)等，即具有API发布、鉴权/授权、管理等功能，类似于能力开放的API网关(API GW)，此处是边缘的API网关。MEC平台51与MEC应用52例如通过MP1来连接。此处，MP1是MEC平台51与MEC应用52之间的接口，用于服务注册、服务发现和服务通信的支持等。MEC平台51与边缘NEF单元4之间例如通过CAPIF-3的接口来进行通信。

UE6通过RAN单元2与边缘UPF单元3建立PDU(Packet Data Unit，分组数据单元)连接，进行与MEC平台51相关的边缘业务。

下面，参照图2，说明在图1的各部分之间的网络质量信息的反馈流程。

首先，在步骤S11中，集中部署平台1从MEC平台51接收作为网络质量请求信息的QoS请求信息。此处，MEC平台51通过向集中部署平台1发送QoS请求信息而发起QoS信息获取请求。

接下来，在步骤S12中，集中部署平台1根据从MEC平台51接收到的QoS请求信息而生成作为核心侧网络质量监测指示信息的核心侧QoS监测指示信息以及作为无线侧网络质量监测指示信息的无线侧QoS监测指示信息，将核心侧QoS监测指示信息发送给边缘UPF3，并且将无线侧QoS监测指示信息发送给无线接入平台2。

接下来，在步骤S13中，边缘UPF3根据接收到的核心侧QoS监测指示信息，生成针对无线接入平台2的核心侧QoS信息，并发送给MEC平台51。此处，核心侧QoS信息例如可以是与核心侧链路QoS有关的核心侧链路QoS信息。另外，边缘UPF单元3优选采用增强的N6’接口将核心侧QoS信息反馈给MEC平台51。

接下来，在步骤S14中，无线接入平台2根据来自集中部署平台1的无线侧QoS监测指示信息，生成针对正在与MEC平台51进行边缘业务的UE6的、作为无线侧网络质量信息的无线侧QoS信息，并将无线侧QoS信息发送给MEC平台51。此处，无线侧QoS信息例如可以是与无线侧链路QoS有关的无线侧链路QoS信息。优选为，无线接入平台2将无线侧QoS信息经由边缘NEF单元4发送给MEC平台51。无线接入平台2(更具体地是QoS监测单元22)与边缘NEF单元4之间优选采用Nx接口来传送信息，由此能够更快地将无线侧QoS信息反馈到边缘平台4。另外，MEC平台51与边缘NEF单元4之间优选采用CAPIF-3的接口来传送信息。

通过以上步骤，无需对现有的网络硬件和订阅流程进行改动，就能够将QoS信息快速地反馈给边缘部署的MEC平台，从而极大地降低QoS信息的反馈时延，提升用户体验。

参考图3，更具体地说明在集中部署平台1中进行的处理。

首先，在步骤S21中，中心NEF单元11对从MEC平台51接收到的作为QoS请求信息的Nnef_AFsessionWithQoS_Create消息进行认证鉴权后，生成作为已认证信息的Npcf_PolicyAuthorization_Create消息并发送给PCF单元12。此处，Nnef_AFsessionWithQoS_Create消息例如可以包含UE地址、AF(Application Framework，应用框架)标识符、流描述、QoS通知/监控信息等，在QoS通知/监控信息中可以提供具体参数等以及上报的方式(例如是周期性上报还是事件触发式上报)，同时附上返回的目标地址以及端口号。在Nnef_AFsessionWithQoS_Create消息中，无线侧QoS信息返回的目标IP及端口为边缘NEF单元4的IP及相应端口，核心侧QoS信息返回的目标IP及端口为MEC平台51的IP及相应端口。Npcf_PolicyAuthorization_Create消息例如包含来自MEC平台51的AF的请求信息等。此外，如果该MEC平台51是可信平台，也可以设为MEC平台51直接向PCF单元12发送Npcf_PolicyAuthorization_Create消息。

另外，以上记载了MEC平台51向集中部署平台1直接发送QoS请求信息的方式，但也可以采用其它方式发送信息。例如，也可以是MEC平台51将QoS请求信息发送给边缘NEF单元4，并由边缘NEF单元4转送给集中部署平台1。

接下来，在步骤S22中，PCF单元12根据Npcf_PolicyAuthorization_Create消息进行PDU会话更新等处理，生成作为会话更新消息的Npcf_SMPolicyControl_UpdateNotify消息并发送给SMF单元13。

接下来，在步骤S23中，SMF单元13根据Npcf_SMPolicyControl_UpdateNotify消息，生成核心侧QoS监测指示信息和无线侧会话信息，将核心侧QoS监测指示信息发送给边缘UPF3，并且向AMF单元14发送无线侧会话信息。具体地，SMF单元13向AMF单元14发送作为无线侧会话信息的Namf_Communication_N1N2MessageTransfer消息，这其中包含AMF单元14向相应的RAN单元发送的N2消息，SMF单元13向边缘UPF单元3发送N4_Session_Modification_Request消息这样的会话更新请求，该请求包含一系列要求，例如要求监测QoS、要求实时反馈到目标IP地址(例如边缘的MEC平台)。另外，上报方式可按照AF订阅时是事件触发式上报还是周期性上报来决定。

接下来，在步骤S24中,AMF单元14根据Namf_Communication_N1N2MessageTransfer消息，生成作为无线侧QoS监测指示信息的N2消息并发送给无线接入平台2。此处，该N2消息例如包括QoS监测具体参数等一些列的参数、RAN单元21向UE6发送的相关的资源修改要求指令以及应答、QoS反馈要求(例如要求实时反馈到目标IP地址(边缘NEF4)、事件触发性上报还是周期性上报等)等。

以下参考图4，更具体地说明在无线接入平台2中进行的处理。

首先，在步骤S31中，RAN单元21根据来自集中部署平台1的N2消息，生成针对正在与MEC平台51进行边缘业务的UE6的无线侧QoS信息。

接下来，在步骤S32中，RAN单元21将所生成的针对UE6的无线侧QoS信息发送给MEC平台51。优选为，RAN单元21将无线侧QoS信息的监测信息汇集到QoS监测单元22，并通过QoS监测单元22将汇集的监测信息经由边缘NEF单元4发送给MEC平台51。此处，由于QoS监测单元22和边缘NEF单元4都是5G网元，因此可以进一步提高安全性。另外，优选为QoS监测单元22与边缘NEF单元4之间通过Nx接口来传送监测信息。另外，优选为MEC平台51与边缘NEF单元4之间通过CAPIF-3的接口来传送监测信息。

根据本实施方式，不用对现有的网络硬件作出改动，就能够极大地降低网络质量信息的反馈时延，提升用户体验。并且，通过实现网络质量信息的快速低时延反馈，能够满足部署在边缘计算环境下的业务的低时延需求。

本领域技术人员应当知道，本发明中记载的结构可以被实施为系统、装置、方法或作为计算机程序产品的计算机可读媒体。因此，本发明可以被实施为各种形式，例如完全的硬件实施例、完全的软件实施例(包括固件、常驻软件、微程序代码等)，或者也可实施为软件与硬件的实施形式，例如为电路、模块或系统。此外，本发明也可以以任何有形的媒体形式实施为计算机程序产品，其保存有计算机可执行的程序代码。

关于本发明的叙述，可以理解每一个流程图和/或框图中的每一个块，以及流程图和/或框图中的块的任何组合，根据需要也可以使用计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可供通用型计算机或特殊计算机的处理器或其它可编程数据处理装置所组成的机器来执行，而指令经由计算机或其它可编程数据处理装置处理以便实施流程图和/或框图中所说明的功能或操作。

在附图中显示的本发明的实施方式的各种功能及操作的流程图及框图中的每个块可表示一模块、区段、或部分的程序代码，其包括一个或多个可执行指令，以实施指定的逻辑功能。另外应当注意，在某些其它的实施例中，块所示的功能可以不按图中所示的顺序进行。举例来说，两个图示相连接的块事实上也可以同时执行，或根据所涉及的功能在某些情况下也可以按图标相反的顺序执行。此外还需注意，每个框图和/或流程图的块，以及框图和/或流程图中块的组合，可藉由基于专用硬件的系统来实施，或者藉由专用硬件与计算机指令的组合，来执行特定的功能或操作。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，不限于所披露的各实施例。在不脱离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (16)

1.一种信息处理系统，其特征在于，

具备集中部署平台、边缘用户平面单元以及无线接入平台，

所述集中部署平台根据从边缘平台接收到的网络质量请求信息，生成核心侧网络质量监测指示信息以及无线侧网络质量监测指示信息，将所述核心侧网络质量监测指示信息发送给所述边缘用户平面单元，并且将所述无线侧网络质量监测指示信息发送给所述无线接入平台，

所述边缘用户平面单元根据所述核心侧网络质量监测指示信息，生成针对所述无线接入平台的核心侧网络质量信息，并将所述核心侧网络质量信息发送给所述边缘平台，

所述无线接入平台根据所述无线侧网络质量监测指示信息，生成针对与所述边缘平台进行边缘业务的无线用户设备的无线侧网络质量信息，并将所述无线侧网络质量信息发送给所述边缘平台。

2.根据权利要求1所述的信息处理系统，其特征在于，

所述集中部署平台具备中心网络开放单元、策略控制单元、会话管理单元以及访问移动性管理单元，

所述中心网络开放单元对所述网络质量请求信息进行认证鉴权后发送给所述策略控制单元，

所述策略控制单元根据认证鉴权后的所述网络质量请求信息进行会话更新处理，生成会话更新信息并发送给所述会话管理单元，

所述会话管理单元根据所述会话更新信息，生成所述核心侧网络质量监测指示信息和无线侧会话信息，将所述核心侧网络质量监测指示信息发送给所述边缘用户平面单元，并且将所述无线侧会话信息发送给所述访问移动性管理单元，

所述访问移动性管理单元根据所述无线侧会话信息生成无线侧网络质量监测指示信息，并发送给所述无线接入平台。

3.根据权利要求2所述的信息处理系统，其特征在于，

在所述边缘平台是可信平台的情况下，所述策略控制单元直接从所述边缘平台接收所述网络质量请求信息。

4.根据权利要求1所述的信息处理系统，其特征在于，

所述无线接入平台具备无线接入单元和网络质量监测单元，

所述无线接入单元根据所述无线侧网络质量监测指示信息，生成针对与所述边缘平台进行边缘业务的所述无线用户设备的所述无线侧网络质量信息，并将所述无线侧网络质量信息汇集到所述网络质量监测单元，

所述网络质量监测单元将汇集的所述无线侧网络质量信息经由边缘网络开放单元发送给所述边缘平台。

5.根据权利要求4所述的信息处理系统，其特征在于，

所述网络质量监测单元与所述边缘网络开放单元之间采用Nx接口来传送所述无线侧网络质量信息。

6.根据权利要求1所述的信息处理系统，其特征在于，

所述边缘用户平面单元采用增强的N6’接口将所述核心侧网络质量信息发送给所述边缘平台。

7.根据权利要求1所述的信息处理系统，其特征在于，

所述无线接入平台将所述无线侧网络质量信息经由边缘网络开放单元发送给所述边缘平台，

所述边缘平台与所述边缘网络开放单元之间通过CAPIF-3的接口来传送信息。

8.根据权利要求7所述的信息处理系统，其特征在于，

所述集中部署平台直接从所述边缘平台接收所述网络质量请求信息、或者经由所述边缘网络开放单元从所述边缘平台接收所述网络质量请求信息。

9.一种信息处理方法，其特征在于，包括：

接收步骤，集中部署平台从边缘平台接收网络质量请求信息；

监测指示信息生成步骤，所述集中部署平台根据所述网络质量请求信息，生成核心侧网络质量监测指示信息以及无线侧网络质量监测指示信息，将所述核心侧网络质量监测指示信息发送给边缘用户平面单元，并且将所述无线侧网络质量监测指示信息发送给无线接入平台；

核心侧质量反馈步骤，所述边缘用户平面单元根据所述核心侧网络质量监测指示信息，生成针对所述无线接入平台的核心侧网络质量信息，并将所述核心侧网络质量信息发送给所述边缘平台；以及

无线侧质量反馈步骤，所述无线接入平台根据所述无线侧网络质量监测指示信息，生成针对与所述边缘平台进行边缘业务的无线用户设备的无线侧网络质量信息，并将所述无线侧网络质量信息发送给所述边缘平台。

10.根据权利要求9所述的信息处理方法，其特征在于，

所述集中部署平台具备中心网络开放单元、策略控制单元、会话管理单元以及访问移动性管理单元，

所述监测指示信息生成步骤包括：

所述中心网络开放单元对所述网络质量请求信息进行认证鉴权后发送给所述策略控制单元的步骤；

所述策略控制单元根据认证鉴权后的所述网络质量请求信息进行会话更新处理，生成会话更新信息并发送给所述会话管理单元的步骤；

所述会话管理单元根据所述会话更新信息，生成所述核心侧网络质量监测指示信息和无线侧会话信息，将所述核心侧网络质量监测指示信息发送给所述边缘用户平面单元，并且将所述无线侧会话信息发送给所述访问移动性管理单元的步骤；以及

所述访问移动性管理单元根据所述无线侧会话信息生成无线侧网络质量监测指示信息，并发送给所述无线接入平台的步骤。

11.根据权利要求10所述的信息处理方法，其特征在于，

在所述边缘平台是可信平台的情况下，所述策略控制单元直接从所述边缘平台接收所述网络质量请求信息。

12.根据权利要求9所述的信息处理方法，其特征在于，

所述无线接入平台具备无线接入单元和网络质量监测单元，

所述无线侧质量反馈步骤包括：

所述无线接入单元根据所述无线侧网络质量监测指示信息，生成针对与所述边缘平台进行边缘业务的所述无线用户设备的所述无线侧网络质量信息，并将所述无线侧网络质量信息汇集到所述网络质量监测单元的步骤；以及

所述网络质量监测单元将汇集的所述无线侧网络质量信息经由边缘网络开放单元发送给所述边缘平台的步骤。

13.根据权利要求12所述的信息处理方法，其特征在于，

所述网络质量监测单元与所述边缘网络开放单元之间采用Nx接口来传送所述无线侧网络质量信息。

14.根据权利要求9所述的信息处理方法，其特征在于，

所述边缘用户平面单元采用增强的N6’接口将所述核心侧网络质量信息发送给所述边缘平台。

15.根据权利要求9所述的信息处理方法，其特征在于，

在所述无线侧质量反馈步骤中，所述无线接入平台将所述无线侧网络质量信息经由边缘网络开放单元发送给所述边缘平台，

所述边缘平台与所述边缘网络开放单元之间通过CAPIF-3的接口来传送信息。

16.根据权利要求15所述的信息处理方法，其特征在于，

在所述接收步骤中，所述集中部署平台直接从所述边缘平台接收所述网络质量请求信息、或者经由所述边缘网络开放单元从所述边缘平台接收所述网络质量请求信息。

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