CN114616858A - 包括多个upf实例的upf节点执行qos监测的方法和执行该方法的upf节点 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的一个实施方式,包括多个用户平面功能(UPF)实例的UPF节点执行服务质量(QoS)监测的方法包括:针对多个UPF实例中的每一个执行QoS监测的步骤;以及存储QoS监测的结果的步骤,其中多个UPF实例中的每一个可以处理分组检测规则(PDR)、转发动作规则(FAR)、QoS执行规则(QER)和使用报告规则(URR)中的至少一个。
Description
技术领域
本公开涉及用于由包括多个UPF实例的UPF节点执行QoS监测的方法以及执行该方法的UPF节点。
背景技术
随着LTE通信服务的类型和所请求的传输速度多样化,LTE频带的增加和到5G通信系统的演进正在积极地发展。
这种快速演进的5G通信系统可以基于有限的无线资源来适应最大数量的终端,并且还支持eMBB(增强型移动宽带)、mMTC(大规模机器类型通信)或URLLC(超可靠和低延迟通信)的场景。
在5G通信系统中,定义了用于支持用作端到端装置的终端、基站(接入)、内核和服务器的网络结构,并且定义了这样的网络结构,其中通过将单个节点(例如,S-GW、P-GW)在先前LTE(4G)中复杂执行的控制信令和数据发送/接收功能分开来划分控制信令功能区域(或控制区域)(控制平面)和数据发送/接收功能区域(或用户区域)(用户平面)。
在这种情况下,控制平面中包括各种节点。例如,控制对终端的无线部分的接入的AMF(接入和移动性功能)、管理/控制诸如每个终端的终端信息和订阅服务信息、计费等的策略的PCF(策略控制功能)、管理或控制用于使用每个终端的数据服务的会话的SMF(会话管理功能)、以及负责与外部网络共享信息的NEF(网络开放功能)可以是示例。
另外,用户平面可以包括诸如UPF之类的事项。
发明内容
技术问题
本公开中要解决的问题是提供一种用于由包括多个UPF实例的UPF节点执行QoS监测的方法。
然而,本公开要解决的问题不限于上述问题,并且本公开所属领域的普通技术人员根据以下描述可以清楚地理解未提及的其它要解决的问题。
技术方案
根据本公开的一个方面,提供了一种用于由包括多个UPF实例的UPF节点执行服务质量(QoS)监测的方法,该方法包括:通过基于服务的接口从网络功能节点接收对多个UPF实例的订阅请求;对多个UPF实例中的每一个执行QoS监测;以及当根据QoS监测的结果发生针对多个UPF实例中的至少一个的事件时,通过基于服务的接口向网络功能节点发送指示事件已经发生的通知。
基于服务的接口可以是由UPF提供的用于与网络功能节点直接通信的Nupf接口。
多个UPF实例中的每一个可以处理分组检测规则(PDR)、转发动作规则(FAR)、QoS执行规则(QER)或使用报告规则(URR)中的至少一个。
该方法还可以包括:对多个UPF实例中的处理第一PDU会话的第一UPF实例执行QoS监测;以及基于对第一UPF实例的QoS监测的结果,将对第一PDU会话的处理移交到第二UPF实例。
将对第一PDU会话的处理移交至第二UPF实例的步骤可以包括使用第二UPF实例的预存储的资源信息、预存储的能力信息或预存储的状态信息中的至少一个来确定要移交的UPF实例作为第二UPF实例。
该方法还可以包括向会话管理功能(SMF)节点发送关于UPF实例的信息,并且关于UPF实例的信息可以用于SMF节点从多个UPF实例中选择UPF实例来处理PDU会话。
关于UPF实例的信息可以包括多个UPF实例的ID、地址、容量、状态或通信接口信息中的至少一个。
QoS监测的结果可以包括多个UPF实例中的每一个的延迟、吞吐量或抖动中的至少一个。
多个UPF实例中的每一个可以由PDU会话单元分开。
对多个UPF实例中的每一个执行QoS监测的步骤可以包括:对多个UPF实例中的处理第一流量的第一UPF实例执行QoS监测;以及对多个UPF实例中的处理复制第一流量的第二流量的第二UPF实例执行QoS监测,并且该方法还可以包括根据对第一UPF实例和第二UPF实例的QoS监测的结果来确定是否停止第二UPF实例的复制。
根据本公开的另一方面,提供了一种用于由包括多个UPF实例的UPF节点执行服务质量(QoS)监测的方法,该方法包括:通过Nupf接口接收来自网络功能节点的对多个UPF实例执行QoS监测的请求;根据该请求执行对多个UPF实例中的每一个的QoS监测;以及响应于该请求而发送QoS监测的结果。
根据本公开的另一个方面,提供了一种用于执行服务质量(QoS)监测的用户平面功能(UPF)节点,该UPF节点包括:收发器,其发送和接收信号;多个UPF实例;以及核心控制器,其控制收发器和多个UPF实例,其中,核心控制器可以被配置为:通过控制收发器,经由基于服务的接口从网络功能节点接收对多个UPF实例的订阅请求;对多个UPF实例中的每一个执行QoS监测;以及当根据QoS监测的结果发生针对多个UPF实例中的至少一个UPF实例的事件时,通过控制收发器经由基于服务的接口发送指示所述事件已经发生的通知。
有益效果
根据本公开的实施方式,通过以UPF实例为单位执行QoS监测,可以提供适合于PDU会话的UPF实例。
附图说明
图1是概念性地示出常规5G通信系统的架构的框图。
图2是概念性地示出根据本公开的实施方式的5G通信系统的架构的框图。
图3a是示出根据本公开的实施方式的网络功能节点之间的请求和响应的传输的示例性概念图。
图3b是根据本公开的实施方式的在网络功能节点之间传递的订阅和通知的示例性概念图。
图4是示出根据本公开的实施方式的UPF的框图。
图5是概念性地示出根据本公开的实施方式的包括多个UPF的5G通信系统的架构的框图。
图6示出了根据本公开的实施方式的用于监测UPF实例中的QoS的标准的示例。
图7a示出了在UPF实例通过与RAN分离的隧道而连接的情况下执行QoS监测的示例。
图7b示出了在I-UPF和RAN的UPF实例通过相应隧道连接并且PSA UPF的UPF实例和I-UPF的UPF实例通过相应隧道连接的情况下执行QoS监测的示例。
具体实施方式
参考下面结合附图详细描述的实施方式,本公开的优点和特征以及用于实现它们的方法将变得显而易见。然而,本公开不限于下面公开的实施方式,而是可以以各种不同的实施方式来实现;并且提供本文公开的实施方式仅为了使本公开的公开完整,并且仅为了使本领域技术人员能够完全理解本公开的范围;并且本公开的范围仅由权利要求限定。
在根据本公开的实施方式的描述中,如果确定已知功能或配置的详细描述可能不必要地模糊本公开的主题,则将省略其详细描述。另外,稍后描述的术语是考虑到本公开的实施方式中的功能而定义的那些术语,并且可以根据用户或操作者的意图或实践而变化。因此,应当基于贯穿本说明书的内容来进行定义。
图1是概念性地示出常规5G通信系统的架构的框图。
参照图1,5G通信系统的架构可以包括各种组件(即,网络功能(NF)),并且作为它们的一部分,图1示出了认证服务器功能(AUSF)、(核心)接入和移动性管理功能(AMF)、会话管理功能(SMF)、策略控制功能(PCF)、应用功能(AF)、统一数据管理(UDM)、数据网络(DN)、用户平面功能(UPF)、网络开放功能(NEF)、NF存储库功能(NRF)、(无线电)接入网络((R)AN)和用户设备(UE)。
控制平面功能(CPF)可以包括AUSF、PCF、AF、UDM、NEF、AMF和SMF。CPF节点(例如,AMF)内的网络功能可以允许其它经认证的网络功能接入其服务。
每个NF可以支持以下功能。
AUSF可以存储用于UE认证的数据。
AMF可以提供以UE为单位的接入和移动性管理的功能,并且基本上可以每一个UE连接到一个AMF。具体地,AMF可以支持CN节点之间的信令以用于3GPP接入网络之间的移动性、无线电接入网络(RAN:无线电接入网络)CP接口(即,N2接口)的终止、NAS信令(N1)的终止、NAS信令安全(NAS加密和完整性保护)、AS安全控制、注册管理(注册区域管理)、连接管理、空闲模式UE可达性(包括寻呼重传的控制和执行)、移动性管理控制(订阅和策略)、系统内移动性支持和系统间移动性的支持、网络切片的支持、SMF选择、合法侦听(用于AMF事件和到LI系统的接口)、UE和SMF之间的会话管理(SM)消息传递的提供、用于SM消息路由的透明代理、接入认证、包括漫游许可检查的接入授权、UE和SMSF之间的SMS消息传递、安全锚功能(SEA)、安全上下文管理(SCM)等。
可以在一个AMF的单个实例内支持AMF的一些或全部功能。
DN可以表示例如运营商服务、互联网接入、IP多媒体子系统(IMS)或第三方服务。
PCF可以提供决定诸如网络切片策略、QoS策略和会话管理之类的策略的能力。具体而言,PCF可以支持统一策略框架来控制网络操作,可以提供策略规则以使得CP功能(例如,AMF、SMF等)可以执行策略规则,并且可以支持诸如用于访问相关订阅信息以用于用户数据存储库(UDR)中的策略决定的前端实现之类的功能。
SMF可以提供会话管理功能,并且当UE具有多个会话时,多个会话中的每个会话可以由不同的SMF管理。具体地,SMF可以支持如下的功能:提供会话管理(例如,包括维持UPF和AN节点之间的隧道的会话建立、修改和释放)、UE IP地址的分配和管理(可选地包括认证)、UP功能的选择和控制、建立流量转向以将流量路由到UPF中的适当目的地、终止朝向策略控制功能的接口、实施策略和QoS的控制部分、合法侦听(用于SM事件和到LI系统的接口)、终止NAS消息的SM部分、下行链路数据通知、AN特定SM信息的发起者(经由AMF通过N2到AN)、会话SSC模式的确定以及漫游功能。
SMF的一些或所有功能可以在一个SMF的单个实例内得到支持。
UDM可以存储用户的订阅数据、策略数据等。UDM可以包括两个部分,即,应用前端(FE)和用户数据储存库(UDR)。
FE可以包括负责位置管理、订阅管理和凭证处理的UDM FE、以及负责策略控制的PCF。UDR可以存储由UDM-FE提供的功能所需的数据和PCF所需的策略配置文件。存储在UDR中的数据可以包括用户订阅数据和策略数据,其包括订阅标识符、安全凭证、接入和移动性相关订阅数据以及会话相关订阅数据。UDM-FE可以访问存储在UDR中的订阅信息,并且支持诸如认证凭证处理、用户识别处理、访问认证、注册/移动性管理、订阅管理、SMS管理等功能。
UPF可以经由(R)AN将从DN接收的下行链路PDU传送给UE,并且可以经由(R)AN将从UE接收的上行链路PDU传送给DN。具体地,UPF可以支持诸如如下的功能:用于RAT内/RAT间移动性的锚点、互连到数据网络的外部PDU会话点、分组路由和转发、分组检查和策略规则实施的用户平面部分、合法侦听、流量使用报告、支持流量流路由到数据网络的上行链路分类器、用于支持多宿主PDU会话的分支点、用户平面的QoS处理(例如,分组过滤、门控、上行链路/下行链路速率实施)、上行链路流量验证(服务数据流(SDF)和QoS流之间的SDF映射)、上行链路和下行链路内的传输级别分组标记、下行链路分组缓冲以及下行链路数据通知触发。
UPF的一些或全部功能可以在一个UPF的单个实例内得到支持。
AF可以与3GPP核心网络交互以提供服务(例如,支持诸如对流量路由的应用效果、网络能力开放访问、与用于策略控制的策略框架的交互等的功能)。
NEF可以通过3GPP网络功能提供安全公开服务和能力的手段,例如,第三方、内部公开或重新公开、应用功能和边缘计算。NEF可以从其它网络功能接收信息(基于其它网络功能的开放能力)。NEF可以使用到数据存储网络功能的标准化接口将接收到的信息存储为结构化数据。所存储的信息可以由NEF重新公开给其它网络功能和应用功能,并用于诸如分析之类的其它目的。
NRF可以支持服务发现功能。可以从NF实例接收NF发现请求,并向NF实例提供所发现的NF实例的信息。此外,可以维护可用的NF实例和它们支持的服务。
(R)AN可以共同地指代支持作为4G无线电接入技术的演进版本的演进型E-UTRA(E-UTRA)和新无线电(NR)接入技术(例如,gNB)两者的新无线电接入网络。
用户设备(UE)可以意指用户装置。用户设备可以按照终端、移动设备(ME)、移动站(MS)等来指代。此外,用户设备可以是诸如膝上型计算机、移动电话、个人数字助理(PDA)、智能电话、多媒体装置等的便携式装置,或者可以是诸如个人计算机(PC)或车载装置之类的非便携式装置。
图1中未示出非结构化数据存储网络功能(UDSF)和结构化数据存储网络功能(SDSF),但是如果需要,图1中示出的所有NF可以执行与UDSF和SDSF的交互。
SSF可以是可选功能,以支持由任何NEF将信息存储和检索为结构化数据的功能。
UDSF可以是可选功能,以支持任何NF将信息存储和检索为非结构化数据的功能。
以下例示了如图1中所示的5G系统架构中包括的基于服务的接口。
-Namf:AMF呈现的基于服务的接口
-Nsmf:SMF呈现的基于服务的接口
-Nnef:NEF呈现的基于服务的接口
-Npcf:PCF呈现的基于服务的接口
-Nudm:UDM呈现的基于服务的接口
-Naf:AF呈现的基于服务的接口
-Nnrf:NRF呈现的基于服务的接口
-Nausf:AUSF呈现的基于服务的接口
-Nupf:UPF呈现的基于服务的接口
此外,在5G通信系统中,将连接5G通信系统中的NF的概念链路定义为参考点。下面示出了包括在5G通信系统的架构中的参考点。
-N1(或NG1):UE和AMF之间的参考点
-N2(或NG2):(R)AN和AMF之间的参考点
-N3(或NG3):(R)AN和UPF之间的参考点
-N4(或NG4):SMF和UPF之间的参考点
-N5(或NG5):PCF和AF之间的参考点
-N6(或NG6):UPF和数据网络之间的参考点
-N7(或NG7):SMF和PCF之间的参考点
-N24(或NG24):访问网络中的PCF和归属网络中的PCF之间的参考点
-N8(或NG8):UDM和AMF之间的参考点
-N9(或NG9):两个核心UPF之间的参考点
-N10(或NG10):UDM和SMF之间的参考点
-N11(或NG11):AMF和SMF之间的参考点
-N12(或NG12):AMF和AUSF之间的参考点
-N13(或NG13):UDM与认证服务器功能(AUSF)之间的参考点
-N14(或NG14):两个AMF之间的参考点
-N15(或NG15):在非漫游情形下PCF和AMF之间的参考点,以及在漫游情形下访问网络中的PCF和AMF之间的参考点。
-N16(或NG16):两个SMF之间的参考点(在漫游场景的情况下,访问网络中的SMF与归属网络中的SMF之间的参考点)
-N17(或NG17):AMF和EIR之间的参考点
-N18(或NG18):任何NF和UDSF之间的参考点
-N19(或NG19):PSA UPF和PSA UPF之间的参考点
图2是概念性地示出根据本公开的实施方式的5G通信系统的架构的框图。
参照图1和图2,传统UPF通过N4接口连接到SMF,并且UPF可以仅通过SMF向其它节点发送数据和从其它节点接收数据。
在本公开中,提出了Nupf接口,Nupf接口是由UPF呈现的用于UPF和其它核心网络功能之间的直接通信的基于服务的接口。在这种情况下,UPF可以通过Nupf接口直接向核心网络的网络功能节点(诸如UDM和PCF)发送数据和从所述网络功能节点接收数据,而无需通过SMF。
根据实施方式,UPF可以通过Nupf接口直接连接到诸如PCF和UDM之类的其它网络功能节点,并且可以通过N3接口、N6接口等连接到RAN、DN等。因此,当UPF使用Nupf接口执行与其它网络功能节点的通信时,它可以用作控制平面,并且当UPF通过N3接口和N6接口与RAN、DN等通信时,它可以用作用户平面。
图3a是示出根据本公开的实施方式的在网络功能节点之间传输请求和响应的示例性概念图,并且图3b是根据本公开的实施方式的在网络功能节点之间传送订阅和通知的示例性概念图。
参照图3a和图3b,接收请求消息或订阅消息的UPF可以被称为NF生产者,并且发送请求消息或订阅消息的NF可以被称为NF消费者。
传统上,由于NF消费者(例如,PCF、NRF、NEF、UDM等)未直接连接到UPF,而是通过SMF连接,因此NF消费者通过SMF向UPF发送请求消息,并且接收到请求消息的UPF向NF消费者发送响应消息作为对请求消息的响应。
另一方面,参照图2和图3a,由于可以通过本公开中提议的Nupf接口在NF消费者(PCF、NRF、NEF、UDM等)与UPF之间执行直接数据通信,因此NF消费者可以发送针对特定信息的请求消息,并且接收到请求消息的UPF可以直接向NF消费者发送响应消息。
此外,参照图2和图3b,由于可以通过本公开中提议的Nupf接口在NF消费者和UPF之间执行直接数据通信,因此NF消费者可以向UPF请求针对特定信息(例如,关于使用的信息)的订阅,并且如果针对特定信息的事件发生(例如,使用超过阈值),则接收到订阅请求的UPF可以向NF消费者通知该事件。
图4是例示根据本公开的实施方式的UPF的框图。
参照图4,UPF 100可以包括核心控制器110、多个UPF实例120-1、120-2和120-3、DB(数据库130)和收发器(未示出)。
在本公开中,为了便于描述,仅示出了三个UPF实例,但是本公开不限于此。也就是说,UPF 100可以包括两个或更多个UPF实例。
UPF 100可以识别分组并计算或报告用于将所识别的分组与特定处理规则匹配的分组检测规则(PDR)、用于转发、删除、缓冲或复制所识别的分组的转发动作规则(FAR)、选通和QoS控制、用于提供流和服务水平指示的QoS实施规则(QER)和/或在UPF中处理的流量,并且可以执行用于生成报告的使用报告规则(URR)的处理以启用CPF中的计费功能。
根据实施方式,UPF 100可以是中间UPF(I-UPF)或PSA UPF。
核心控制器110可以控制UPF 100的整体操作。
核心控制器110可以整体上控制/管理UPF实例120-1、120-2和120-3的功能。核心控制器110可以监测UPF实例120-1、120-2和120-3的服务质量(QoS),并将关于所监测的QoS的信息存储在DB 130中。QoS信息可以包括UPF实例的吞吐量、延迟和/或抖动。
核心控制器110可以为每个UPF实例120独立地分配资源。
如果不能正确地执行相应的功能,诸如在UPF实例中的任何一个中发生故障或过载,则核心控制器110可以通过使用存储在DB中的UPF实例120-1、120-2和120-3的QoS信息将由相应UPF实例执行的功能移交给另一个UPF实例。
UPF实例120-1、120-2和120-3(用于表示它们的120)可以执行UPF 100的功能(处理PDR、FAR、QER、URR等)中的至少一个功能。分配给每个UPF实例120的资源量可以根据UPF实例120执行的功能/规则而变化。例如,第一UPF实例120-1可以处理PDR,第二UPF实例120-2可以处理FAR,并且第三UPF实例120-3可以处理QER。
每个UPF实例120可以处理PDU会话。也就是说,由UPF实例120处理的单元可以是PDU会话。例如,第一UPF实例120-1可以处理第一PDU会话的PDR,并且第二UPF实例120-2可以处理第二PDU会话的FAR。根据实施方式,UPF实例120可以处理两个或更多个PDU会话。
此外,PDU会话可以包括至少一个n元组流,并且根据实施方式,UPF实例120中的QoS监测可以以PDU会话中包括的n元组为单位执行。
根据实施方式,UPF实例可以是虚拟化处理器或物理上存在的硬件处理器或服务器。
DB 130可以存储关于UPF实例120的信息。关于UPF实例120的信息可以包括关于QoS的信息。
关于UPF实例120的信息可以包括关于每个UPF实例120的ID、地址、容量、资源(CPU、存储器、I/O等)和/或状态(过载或负载)的信息。
关于UPF实例120的信息还可以包括关于UPF实例120的通信接口的类型、通信接口的速度、通信接口的延迟和通信接口的负载的信息。
关于通信接口的类型的信息可以包括通信接口的物理类型(例如,光缆、铜缆、Wifi等)、物理模块(例如,光学收发器、RJ45收发器等)、物理端口位置(例如,端口1、端口2等)、物理/逻辑组合信息(例如,4条10GbE LAN线路、活动-备用/活动-活动冗余结构等的组合)和/或逻辑标识信息(例如,Eth1、wlan1、br1等)。
关于通信接口的速度的信息可以包括带宽(例如,1Gb/s、10Gb/s等)、传输速度(例如,吞吐量10Mb/s、1Gb/s等)以及正在处理的流量的总速度(例如,会话内的总PDU会话和总分组流的速度)、正在处理的会话和流的数量、正在处理的每个会话和流的速度(例如,会话1=20Mb/s,会话2=40Mb/s,流1=1Mb/s,流2=5Mb/s)和/或每个正在处理的会话和流的使用。
关于通信接口的延迟的信息可以包括单向和双向延迟值、每个会话和流的单向或双向延迟值以及每个会话和流的单向双向数据大小类型(例如,64、512、1500字节)和/或每个会话和流的流量数据错误的类型和数量。
关于通信接口的负载的信息可以包括与接口处理相关的UPF和其它NF中的资源负载状态信息(例如,CPU、存储器、存储装置等)、连接在与接口处理相关的UPF中的接口负载状态信息(例如,N3、N6、N9接口等)、连接在与接口处理相关的SMF中的接口负载状态信息(例如,Nsmf接口)和/或关于接口消息类型的事件状态信息(例如,与会话创建、修改或删除相关的PDR、QER、FAR、URR)。
对于每个UPF实例120,ID、地址和容量可以不同。因此,核心控制器110可以基于DB130中存储的UPF实例120的ID或地址来识别UPF实例120,并且基于DB130中存储的关于UPF实例120的信息来确定是否将要处理的PDU会话分配给UPF实例120。例如,如果特定UPF实例由于故障而不能操作或者如果发生过载,则核心控制器110可以基于关于UPF实例120的信息选择另一个UPF实例来处理已经由UPF实例处理的PDU会话。
核心控制器110可以修改和删除UPF实例120,并且可以创建新的UPF实例120。根据实施方式,SMF可以请求UPF 100添加、修改或删除UPF实例120,并且UPF 100的核心网络110可以根据SMF的请求添加、修改或删除UPF实例120。此外,根据另一实施方式,当确定即使没有来自SMF的请求也需要处理PDU会话时,核心网络110可以添加、修改或删除UPF实例120。
UPF实例120可以通过Nupf接口(或传统的N4接口)直接向诸如AMF或PCF之类的节点发送数据和从诸如AMF或PCF之类的节点接收数据。
收发器(未示出)可以在核心控制器110的控制下向SMF发送关于UPF实例120的信息,并且可以作为网络功能发送/接收关于UPF实例120的信息。
图5是概念性地例示根据本公开的实施方式的包括多个UPF的5G通信系统的架构的框图。
参照图5,5G通信系统可以包括多个UPF 100a和100b(代表性地为100)。尽管为了便于解释而在图5中仅示出了两个UPF,但是本公开不限于此。
多个UPF 100中的每一个可以包括多个UPF实例。也就是说,如图5中所示,第一UPF100a可以包括多个UPF实例120a-1、120a-2和120a-3,并且第二UPF 100b可以包括多个UPF实例120b-1、120b-2和120b-3。
SMF可以从多个UPF 100中的每一个接收关于多个UPF中的每一个的信息。此外,SMF可以从多个UPF 100中的每一个接收关于包括在UPF中的UPF实例120的信息。
在PDU会话建立过程中或在PDU会话修改过程中,SMF可以基于从多个UPF100中的每一个接收的关于UPF的信息,在多个UPF 100中选择UPF以处理PDU会话。根据实施方式,SMF可以基于从多个UPF 100中的每一个接收的关于UPF的信息,从UPF 100选择UPF实例以处理PDU会话。
此外,根据实施方式,在PDU会话建立过程中或在PDU会话修改过程中,PCF还可以基于从多个UPF 100中的每一个接收的关于UPF的信息来选择UPF以处理多个UPF中的PDU会话。在这种情况下,PCF可以从UPF中选择UPF实例。
SMF可以为每个PDU会话分配UPF实例。也就是说,每个UPF实例可以处理一个或更多个分配的PDU会话。
SMF可以向AMF发送关于从多个UPF中的每一个接收的关于UPF的信息,并且AMF可以向终端发送关于所接收的UPF的信息。因此,终端和AMF可以识别关于多个UPF中的每一个的信息,并且根据实施方式,终端可以使用所接收的UPF信息来选择UPF(或UPF实例)以处理PDU会话。
如果第一UPF 100a和第二UPF 100b是PSA UPF,则可以使用N19接口连接第一UPF100a和第二UPF 100b。这里,N19接口可以意指PSA UPF和PSA UPF之间的参考点。
根据实施方式,5G通信系统可以包括分组管理功能(GMF)(未示出)和/或路径管理功能(PMF)(未示出)。
这里,GMF可以负责管理5GLAN组以根据终端或AF的批准请求来创建、修改或移除5GLAN组。此外,GMF可以负责用于接入5GLAN类型服务的终端的认证或授权。
PMF可以支持5GLAN组内的5GLAN通信,并且可以负责管理用户平面路径以确保期望的隔离。此外,在用户平面管理期间,PMF可以考虑终端位置信息和DNAI信息,并搜索从SMF接收的终端的PDU会话信息。
图6示出了根据本公开的实施方式的用于监测UPF实例中的QoS的标准的示例。
参照图4和图6,当执行UPF实例的QoS监测时,由于结果可能根据执行QoS监测的位置而不同,因此核心控制器110可以确定在UPF实例120中何处执行QoS监测。
可以如下定义用于执行QoS监测的位置的候选组。根据实施方式,执行QoS监测的位置对于每个UPF实例可以是不同的。
-UPF实例120的第一端口(a1,a2,a3),用于向基站300输入流量/从基站300输出流量。
-UPF实例120的第二端口(b1,b2,b3),用于向DN输入流量或从DN输出流量。
-UPF实例120的第三端口(c1,c2,c3),用于向与SMF连接的其它UPF输入流量或从其它UPF输出流量。
-提供的模块的端口(e1、e2、e3、f1、f2、f3、g1、g2、g3、h1、h2、h3、i1、i2、i3、j1、j2、j3、k1、k2、k3、l1、l2、l3),以在UPF实例120中执行预定功能。
这里,用于在UPF实例120中执行预定功能而提供的模块可以表示用于处理PDR的模块、用于处理FAR的模块、用于处理QER的模块和用于处理URR的模块中的任何一个。
以下是用于监测UPF实例120的QoS的位置的示例。
(示例1)如果测量在特定模块中处理流量的时间,则测量位置可以被指定为UPF实例120或UPF实例120中的每个模块(PDR、FAR、QER、URR)中的任何一个。例如,如果测量位置被指定为UPF实例120,则流量被输入到第一端口(a1、a2、a3)并输出到第二端口(b1、b2、b3)的时间可以被测量为延迟。当测量位置被指定为PDR、FAR、QER或URR中的任何一个时也是这种情况。
(示例2)如果测量当由多于一个模块处理流量时的时间,则测量位置可以由多于一个模块指定。例如,如果测量位置被指定为PDR和FAR,则流量被输入到第一端口(a1,a2,a3)、输出到第六端口(f1,f2,f3),然后再次输入到第七端口(g1,g2,从输入到g3的时间),然后输出到第八端口(h1,h2,h3)的时间可以被测量为延迟。
(示例3)如果测量在模块之间传输流量的时间,则测量位置可以是不同UPF内的UPF实例或同一UPF内的UPF实例。例如,流量从第三端口c1、c2和c3输出然后输入到第四端口d1、d2和d3的时间可以被测量为延迟。
(示例4)可以测量特定接口上的流量的传输时间。例如,如果测量位置被指定为第一端口(a1,a2,a3),则流量通过第一端口(a1,a2,a3)从UPF实例120输出到RAN然后从RAN通过第一端口(a1,a2,a3)输入回UFP实例120的时间(即,往返时间)可以被测量为延迟,并且在这种情况下,可以通过N3接口发送/接收流量。当测量位置被指定为第二端口(b1、b2、b3)时也是这种情况,并且在这种情况下,可以通过N6接口发送/接收流量。
(示例5)示例1至4是基于一个流量测量时间的情况的示例。不同地,可以应用示例1至4,其中多个流量、由多个流量组成的流或由多个流组成的会话被用作单元。例如,如果示例1被应用于由多个流量组成的流,则对于构成特定流的所有流量,流量被输入到第一端口(a1、a2、a3)然后输出到第二端口(b1、b2、b3)的时间可以被测量为延迟。此外,如果示例2被应用于由多个流量组成的流,则对于构成特定流的所有流量,流量被输入到第一端口(a1、a2、a3)并且被输出到第六端口(f1、f2、f3)并且被输入到第七端口(g1、g2、g3)然后被输出到第八端口(h1、h2、h3)的时间可以被测量为延迟。这里,可以基于(双向)n元组或每个流量的字段来识别多个流量是输入到每个端口还是从每个端口输出。
图7a示出了在UPF实例通过与RAN分离的隧道连接的情况下执行QoS监测的示例,并且图7b示出了在I-UPF的UPF实例和RAN通过相应的隧道连接并且PSA UPF的UPF实例和I-UPF的UPF实例通过相应的隧道连接的情况下执行QoS监测的示例。
参照图6和图7a,为了安全地发送流量,RAN可以通过第一隧道(N3隧道1)将第一流量发送到第一UPF实例120-1,并且通过第二隧道(N3隧道2)将复制第一流量的第二流量发送到第二UPF实例120-2。在这种情况下,UPF 100可以在接收端使用TEID和序列号检查第一流量和第二流量是否被复制。也就是说,第一流量和第二流量因为通过不同的隧道传输而具有不同的TEID,但是由于第一流量和第二流量是相同的会话,因此GTP-U序列号相同,并且UPF可以通过验证第一流量和第二流量具有不同的TEID并且GTP-U序列号相同来确认第一流量和第二流量是相同的流量(彼此复制的流量)。
UPF 100可以对第一流量和第二流量执行QoS监测。UPF 100可以基于QoS监测的结果来确定是否复制流量。例如,作为QoS监测的结果,UPF 100可以识别出延迟已经比复制之前增加(或吞吐量已经减少),并且UPF 100可以根据QoS监测的结果请求RAN停止流量的复制。也就是说,UPF 100可以针对第一UPF实例120-1和第二UPF实例120-2中的每一个执行QoS监测,并且作为QoS监测的结果,如果与复制之前相比延迟增加,则UPF 100可以请求RAN停止流量的复制。
根据实施方式,UPF 100可以在用于从RAN输入流量或向RAN输出流量的、第一UPF实例120-1的第一端口a1和第二UPF实例120-2的第一端口a2处执行QoS监测。
参照图6和图7b,为了安全地发送流量,RAN可以通过第一隧道(N3隧道1)将第一流量发送到第一UPF实例120-1,并且通过第二隧道(N3隧道2)将复制第一流量的第二流量发送到I-UPF中的每个UPF实例。在这种情况下,I-UPF可以使用多个隧道将第一流量和第二流量发送到PSA UPF中的每个UPF实例。
在这种情况下,I-UPF 100a可以对第一流量和第二流量执行QoS监测。I-UPF 100a可以基于QoS监测的结果来确定是否复制流量。例如,作为QoS监测的结果,I-UPF100a可以识别出与复制之前相比延迟已经增加(或吞吐量已经减少),并且I-UPF 100a可以根据QoS监测结果请求RAN(和I-UPF)停止流量的复制。也就是说,I-UPF 100a可以为第一UPF实例120a-1和第二UPF实例120a-2中的每一个执行QoS监测,并且作为QoS监测的结果,如果与复制之前相比延迟增加,则I-UPF 100a可以请求RAN停止流量的复制。
根据实施方式,I-UPF 100a可以在用于从连接到SMF的其它UPF输入流量或向连接到SMF的其它UPF输出流量的、第一UPF实例120a-1的第三端口c1和第二UPF实例120a-2的第三端口c2处执行QoS监测。
此外,根据实施方式的用于执行QoS监测的方法中包括的每个步骤可以在记录被编程为执行这些步骤的计算机程序的计算机可读记录介质中实现。本发明所附框图中的每个方框和流程图中的每个步骤的组合可以通过计算机程序指令来执行。这些计算机程序指令可以体现在通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的编码处理器中,使得计算机或其它可编程数据处理设备的编码处理器执行的指令可以对应于每一个框图或流程图的每个步骤。这些计算机程序指令还可以存储在计算机可用或计算机可读存储器中,该存储器可以指导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式实现功能,因此也可以存储在计算机可用或计算机可读存储器中。存储在框图中的指令还可以产生包含指令装置的制造项目,该指令装置用于执行框图的每个方框或流程图的每个步骤中描述的功能。计算机程序指令还可以安装在计算机或其它可编程数据处理设备上,从而在计算机或其它可编程数据处理设备上执行一系列操作步骤以创建计算机执行的过程以创建计算机或其它可编程数据处理设备。执行处理设备的指令也可能提供用于执行框图的每个方框和流程图的每个步骤中描述的功能的步骤。
另一方面,根据如上所述的实施方式的用于执行QoS监测的方法中包括的每个步骤可以在记录被编程为执行这些步骤的计算机程序的计算机可读记录介质中实现。此外,每个块或每个步骤可以表示包括用于执行指定逻辑功能的一个或多个可执行指令的模块、段或代码部分。还应注意,在一些替代实施方式中,在块或步骤中叙述的功能也可能乱序发生。例如,有可能一个接一个地显示的两个块或步骤实际上可以基本上同时执行,或者这些块或步骤有时可以根据相应的功能以相反的顺序执行。
以上描述仅仅是对本公开的技术构思的说明,并且在不脱离本公开的基本要素的情况下,本公开所属领域的技术人员可以进行各种修改和变型。因此,本文公开的实施方式不意图限制本公开的技术精神,而是说明本公开的技术精神,并且本公开的技术精神的范围不受这些实施方式的限制。本公开的保护范围应当由所附权利要求解释,并且与其等同的范围内的所有技术构思应当被解释为包括在本公开的范围内。
Claims (20)
1.一种用于由包括多个用户平面功能UPF实例的UPF节点执行服务质量QoS监测的方法,该方法包括以下步骤:
通过基于服务的接口从网络功能节点接收对所述多个UPF实例的订阅请求;
对所述多个UPF实例中的每一个执行所述QoS监测;以及
当根据所述QoS监测的结果发生针对所述多个UPF实例中的至少一个的事件时,通过所述基于服务的接口向所述网络功能节点发送指示所述事件已经发生的通知。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述基于服务的接口是由所述UPF提供的用于与所述网络功能节点直接通信的Nupf接口。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述多个UPF实例中的每一个处理分组检测规则PDR、转发动作规则FAR、QoS实施规则QER或使用报告规则URR中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的方法,该方法还包括以下步骤:
对所述多个UPF实例中的处理第一PDU会话的第一UPF实例执行QoS监测;以及
基于对所述第一UPF实例的所述QoS监测的结果,将对所述第一PDU会话的处理移交至第二UPF实例。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,将对所述第一PDU会话的所述处理移交至第二UPF实例的步骤包括以下步骤:使用所述第二UPF实例的预先存储的资源信息、预先存储的能力信息或预先存储的状态信息中的至少一个来确定要移交的UPF实例作为所述第二UPF实例。
6.根据权利要求1所述的方法,该方法还包括以下步骤:
将关于UPF实例的信息发送到会话管理功能SMF节点,
其中,所述关于UPF实例的信息被用于所述SMF节点从所述多个UPF实例中选择UPF实例来处理PDU会话。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述关于UPF实例的信息包括所述多个UPF实例的ID、地址、容量、状态或通信接口信息中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述QoS监测的结果包括所述多个UPF实例中的每一个的延迟、吞吐量或抖动中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,所述多个UPF实例中的每一个由PDU会话单元分开。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,对所述多个UPF实例中的每一个执行所述QoS监测的步骤包括以下步骤:
对所述多个UPF实例中的处理第一流量的第一UPF实例执行QoS监测;以及
对所述多个UPF实例中的处理复制所述第一流量的第二流量的第二UPF实例执行QoS监测,并且
其中,该方法还包括以下步骤:根据对所述第一UPF实例和所述第二UPF实例的所述QoS监测的结果来确定是否停止所述第二UPF实例的复制。
11.一种用于由包括多个用户平面功能UPF实例的UPF节点执行服务质量QoS监测的方法,该方法包括以下步骤:
通过Nupf接口接收来自网络功能节点的对所述多个UPF实例执行所述QoS监测的请求;
根据所述请求对所述多个UPF实例中的每一个执行所述QoS监测;以及
响应于所述请求而发送所述QoS监测的结果。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述多个UPF实例中的每一个处理分组检测规则PDR、转发动作规则FAR、QoS实施规则QER或使用报告规则URR中的至少一个。
13.根据权利要求11所述的方法,该方法还包括以下步骤:
对所述多个UPF实例中的处理第一PDU会话的第一UPF实例执行QoS监测;以及
基于对所述第一UPF实例的所述QoS监测的结果,将对所述第一PDU会话的处理移交至第二UPF实例。
14.根据权利要求11所述的方法,其中,所述QoS监测的结果包括所述多个UPF实例中的每一个的延迟、吞吐量或抖动中的至少一个。
15.一种用于执行服务质量QoS监测的用户平面功能UPF节点,该UPF节点包括:
收发器,该收发器发送和接收信号;
多个UPF实例;以及
核心控制器,该核心控制器控制所述收发器和所述多个UPF实例,
其中,所述核心控制器被配置为:
通过控制所述收发器,经由基于服务的接口从网络功能节点接收对所述多个UPF实例的订阅请求;
对所述多个UPF实例中的每一个执行所述QoS监测;以及
当根据所述QoS监测的结果发生针对所述多个UPF实例中的至少一个的事件时,通过控制所述收发器经由所述基于服务的接口发送指示所述事件已经发生的通知。
16.根据权利要求15所述的UPF节点,其中,所述基于服务的接口是由UPF提供的用于与所述网络功能节点直接通信的Nupf接口。
17.根据权利要求15所述的UPF节点,其中,所述多个UPF实例中的每一个处理分组检测规则PDR、转发动作规则FAR、QoS实施规则QER或使用报告规则URR中的至少一个。
18.根据权利要求15所述的UPF节点,其中,所述核心控制器被配置为:
对所述多个UPF实例中的处理第一PDU会话的第一UPF实例执行QoS监测,并且
基于对所述第一UPF实例的所述QoS监测的结果,将对所述第一PDU会话的处理移交至第二UPF实例。
19.根据权利要求15所述的UPF节点,其中,所述核心控制器被配置为将关于UPF实例的信息发送到会话管理功能SMF节点,并且
其中,所述关于UPF实例的信息被用于所述SMF节点从所述多个UPF实例中选择UPF实例来处理PDU会话。
20.根据权利要求15所述的UPF节点,其中,所述核心控制器被配置为:
对所述多个UPF实例中的处理第一流量的第一UPF实例执行QoS监测;
对所述多个UPF实例中的处理复制所述第一流量的第二流量的第二UPF实例执行QoS监测;以及
根据对所述第一UPF实例和所述第二UPF实例的所述QoS监测的结果,确定是否停止所述第二UPF实例的复制。
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