CN114745737A - 流控方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流控方法、系统、装置及存储介质，其中方法包括：空间基站接收并存储用户面功能实体发送的第一链路质量等级；第一链路质量等级为用户面功能实体到目标卫星终端的链路质量等级，第一链路质量等级由用户面功能实体确定；周期性测量空间基站到目标卫星终端的第二链路质量等级；根据第一链路质量等级和第二链路质量等级，确定链路质量波动；当链路质量波动超过预设的波动阈值，向用户面功能实体发送链路质量调整请求；链路质量调整请求中包括目标卫星终端的终端标识和第二链路质量等级，以使用户面功能实体根据第二链路质量等级，调整第一链路质量等级。本申请实施例有利于用户流畅地进行通信；也有利于核心网资源的合理分配。

Description

流控方法、系统、装置及存储介质

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种流控方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

随着通信技术的发展，“5G网络+低轨卫星”的网络概念随之兴起，在这种天地一体化的通信网络中，卫星中断可以通过空间基站接入5G核心网进行通信。通信过程中，由于卫星基站接入的特殊性，在5G核心网内的UPF向卫星中断发送下行数据包时，相关技术无法实现对5G核心网中的UPF(User Plane Function，用户面功能实体)和卫星基站之间的数据面的流量控制(流控)，也就是说UPF无法合理调整QoS(Quality of Service，服务质量)，导致网络中可能出现数据面堵塞的情况，令用户的体验感下降。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请提出一种流控方法、系统、装置及存储介质。

第一方面，本申请实施例提供了一种流控方法，应用于空间基站，包括：接收并存储用户面功能实体发送的第一链路质量等级；其中，所述第一链路质量等级为所述用户面功能实体到目标卫星终端的链路质量等级，所述第一链路质量等级由所述用户面功能实体确定；周期性测量所述空间基站到所述目标卫星终端的第二链路质量等级；根据所述第一链路质量等级和所述第二链路质量等级，确定链路质量波动；当所述链路质量波动超过预设的波动阈值，向所述用户面功能实体发送链路质量调整请求；其中，所述链路质量调整请求中包括所述目标卫星终端的终端标识和所述第二链路质量等级，以使所述用户面功能实体根据所述第二链路质量等级，调整所述第一链路质量等级。

可选地，所述方法还包括：接收并更新所述用户面功能实体发送的调整后的所述第一链路质量等级。

第二方面，本申请实施例提供了一种流控方法，应用于核心网中的用户面功能实体，包括：根据所述用户面功能实体和目标卫星终端之间的业务要求，确定第一链路质量等级；其中，所述第一链路质量等级为所述用户面功能实体到所述目标卫星终端的链路质量等级；向空间基站发送所述第一链路质量等级；接收所述空间基站发送的链路质量调整请求；其中，所述链路质量调整请求中包括所述目标卫星终端的终端标识和第二链路质量等级；其中，所述第二链路质量等级为所述空间基站到所述目标卫星终端的链路质量等级；根据所述第二链路质量等级，调整所述第一链路质量等级。

可选地，所述方法还包括：向所述空间基站发送调整后的所述第一链路质量等级。

可选地，所述根据所述第二链路质量等级，调整所述第一链路质量等级，包括：当所述第一链路质量等级大于所述第二链路质量等级，提高所述第一链路质量等级；当所述第一链路质量等级小于或等于所述第二链路质量等级，降低所述第一链路质量等级。

可选地，所述提高所述第一链路质量等级，包括：提高对所述目标卫星终端的发包速率；所述降低所述第一链路质量等级，包括：降低对所述目标卫星终端的所述发包速率。

可选地，所述链路质量调整请求为GSE ECHO消息；在所述GSE ECHO消息的MAC24标识与数据payload之间添加16位的数据包；所述数据包用于存储所述第二链路质量等级。

第三方面，本申请实施例提供了一种流控装置，其特征在于，包括：至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述流控方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由所述处理器执行时用于实现上述流控方法。

本申请实施例的有益效果如下：首先，空间基站接收并存储用户面功能实体发送的第一链路质量等级；其中，第一链路质量等级为用户面功能实体到目标卫星终端的链路质量等级，第一链路质量等级由用户面功能实体确定；周期性测量空间基站到目标卫星终端的第二链路质量等级；根据第一链路质量等级和第二链路质量等级，确定链路质量波动；当链路质量波动超过预设的波动阈值，向用户面功能实体发送链路质量调整请求；其中，链路质量调整请求中包括目标卫星终端的终端标识和第二链路质量等级，以使用户面功能实体根据第二链路质量等级，调整第一链路质量等级。本申请实施例中的空间基站定期测量自身到目标卫星终端之间的第二链路质量等级，并根据链路质量波动向UPF反馈，以使UPF能够根据当前的网络情况，主动调节第一链路质量等级，从而令卫星终端到核心网的数据面发生堵塞的可能降低，有利于用户流畅地进行通信；并且，也有利于核心网资源的合理分配。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1是本申请实施例提供的天地一体化通信系统的示意图；

图2为本申请实施例提供的流控方法的第一步骤流程图；

图3为本申请实施例提供的流控方法的第二步骤流程图；

图4为本申请实施例提供的GSE协议数据包的示意图；

图5为本申请实施例提供的流控方法的第三步骤流程图；

图6为本申请实施例提供的流控装置的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

随着通信技术的发展，“5G网络+低轨卫星”的网络概念随之兴起，在这种天地一体化的通信网络中，卫星中断可以通过空间基站接入5G核心网进行通信。通信过程中，由于卫星基站接入的特殊性，在5G核心网内的UPF向卫星中断发送下行数据包时，相关技术无法实现对5G核心网中的UPF(User Plane Function，用户面功能实体)和卫星基站之间的数据面的流量控制(流控)，也就是说UPF无法合理调整QoS(Quality of Service，服务质量)，导致网络中可能出现数据面堵塞的情况，令用户的体验感下降。

基于此，本申请实施例提供了一种流控方法、系统、装置及存储介质，该流控方法包括：首先，空间基站接收并存储用户面功能实体发送的第一链路质量等级；其中，第一链路质量等级为用户面功能实体到目标卫星终端的链路质量等级，第一链路质量等级由用户面功能实体确定；周期性测量空间基站到目标卫星终端的第二链路质量等级；根据第一链路质量等级和第二链路质量等级，确定链路质量波动；当链路质量波动超过预设的波动阈值，向用户面功能实体发送链路质量调整请求；其中，链路质量调整请求中包括目标卫星终端的终端标识和第二链路质量等级，以使用户面功能实体根据第二链路质量等级，调整第一链路质量等级。本申请实施例中的空间基站定期测量自身到目标卫星终端之间的第二链路质量等级，并根据链路质量波动向UPF反馈，以使UPF能够根据当前的网络情况，主动调节第一链路质量等级，从而令卫星终端到核心网的数据面发生堵塞的可能降低，有利于用户流畅地进行通信；并且，也有利于核心网资源的合理分配。

下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。

参考图1，图1是本申请实施例提供的天地一体化通信系统的示意图，该系统100包括卫星终端110、空间基站120和核心网中的UPF 130。如图1所示，在天地化一体的通信系统中，卫星终端可以为支持卫星通信的手机、智能穿戴设备、车载设备、地面基站等等，卫星终端和空间基站之间存在通信链路，空间基站和核心网之间存在通信链路，且多个空间基站之间也存在通信链路。当卫星终端需要向核心网发送上行数据，则先将数据发送到空间基站，由空间基站直接发送或者是转发到核心网的UPF中；同理，核心网中的UPF发送下行数据时，也需要通过空间基站直接发送或转发到卫星终端中。而相关技术中，不能实现UPF和卫星基站之间的数据面的流控，当网络中有大量下行数据包时，很可能出现数据面拥塞的情况，使网络的有效吞吐率降低，造成网络资源的损害，加大耗费大量的网络资源(尤其是存储资源)，不合理的资源分配甚至可能导致系统陷入资源死锁而崩溃造成带宽利用率更加低下，流量不能及时的获得资源，就不能很好地给客户提供服务优质服务，导致用户体验不佳。

参照图2，图2为本申请实施例提供的流控方法的第一步骤流程图，该方法应用于空间基站，该方法包括但不限于步骤S200-S240：

S200、接收并存储用户面功能实体发送的第一链路质量等级；

具体地，当UPF需要通过当前空间基站向目标卫星终端发送下行数据包，当前空间基站会接收并存储用户面功能实体发送的第一链路质量等级，该第一链路质量等级为用户面功能实体到目标卫星终端的链路质量等级，第一链路质量等级由用户面功能实体确定。也就是说，该第一链路质量等级是UPF所希望的、UPF到目标卫星终端的理想链路质量等级，除非UPF主动修改，该第一链路质量等级固定不变。空间基站将该第一链路质量等级存储起来，并在下行链路中提供与该第一链路质量等级相匹配的通信服务。

S210、周期性测量空间基站到目标卫星终端的第二链路质量等级；

具体地，空间基站周期性测量自身到目标卫星终端的通信链路，确定第二链路质量等级。该第二链路质量等级为当前空间基站到目标卫星终端的链路质量等级。可以理解的是，该第二链路质量等级是随着网络资源占用、卫星终端移动等等因素改变的，一定程度上，该第二链路质量等级可以用于表征UPF到卫星终端的实际通信质量。

S220、根据第一链路质量等级和第二链路质量等级，确定链路质量波动；

具体地，根据步骤S210，由于第二链路质量等级是变化的，因此第二链路质量等级和第一链路质量等级并不会一直保持一致，因此可以根据第一链路质量等级和第二链路质量等级，确定链路质量波动。该链路质量波动可以通过单位时间内数据包的传递个数、丢包率、时延等等项目来体现，在此不展开赘述。

S230、当链路质量波动超过预设的波动阈值，向用户面功能实体发送链路质量调整请求；

具体地，根据步骤S220可以确定链路质量波动，可以理解的是，链路质量波动过大会严重影响卫星终端到UPF的通信情况；例如，当链路质量变得非常好，证明当前链路还有相当多的空闲资源，而UPF还是固定以原有的第一链路质量等级来发包，就会造成通信资源的浪费；反之，若链路质量变得非常差，而UPF还是大量下发数据包，则会造成数据面的堵塞，甚至是形成资源死锁的局面。因此，链路质量波动需要进行限制。可以先预设一个波动阈值，当链路质量波动超过波动阈值，则空间基站需要提醒UPF调整链路质量等级，因此向UPF发送链路质量调整请求，其中，链路质量调整请求中包括目标卫星终端的终端标识和第二链路质量等级，以使用户面功能实体根据第二链路质量等级，调整第一链路质量等级。

另外需要说明的是，该波动阈值中可以包含多个与通信质量相关的因素，如数据包传输速率、丢包率等等。评价链路质量波动是否超过波动阈值的规则根据用户需要来预先设定，例如可以根据不同因素的权重来确定链路质量波动是否超过波动阈值等等。

可以理解的是，该链路质量波动可以是经过多个第二链路质量等级和同一个第一链路质量等级比较之后得出的综合结果，例如在单位时间内测量N次第二链路质量等级，获得N个链路质量波动，若超过N/2个链路质量波动都超过波动阈值，则确定可以向UPF发送链路质量调整请求。又或者，可以根据与当前时刻的时间间隔为不同的链路质量波动赋予权值，从而确定是否可以向UPF发送链路质量调整请求。

S240、接收并更新用户面功能实体发送的调整后的第一链路质量等级；

具体地，当UPF根据空间基站发送的链路质量调整请求调整第一链路质量等级后，会再将调整后的第一链路质量等级发送到空间基站中，空间基站就用这个新接收到的第一链路质量等级对原有的第一链路质量等级进行更新，并在后续的通信中提供匹配于当前最新的第一链路质量等级的通信服务。

通过步骤S200-S240，本申请实施例提供了一种流控方法，该方法应用于空间基站，主要是由空间基站定期监测自身到卫星终端的通信链路，当链路质量波动超过预设的波动阈值，则空间基站向UPF发送链路质量调整请求，是UPF自行调整第一链路质量等级。

参照图3，图3为本申请实施例提供的流控方法的第二步骤流程图，该方法应用于核心网中的UPF，该方法包括但不限于步骤S300-S340：

S300、根据用户面功能实体和目标卫星终端之间的业务要求，确定第一链路质量等级；

具体地，当卫星终端和UPF建立通信链路后，UPF可以根据自身与目标卫星终端之间的业务要求、服务保障参数、用户承载等等因素，确定第一链路质量等级。

S310、向空间基站发送第一链路质量等级；

具体地，对应于上述步骤S200，当确定第一链路质量等级后，将该第一链路质量等级发送给空间基站，由空间基站存储起来，并由空间基站持续监测空间基站到卫星终端的通信链路情况。

S320、接收空间基站发送的链路质量调整请求；

具体地，对应于上述步骤S230，当空间基站监测到空间基站到卫星终端的通信链路的链路质量波动过大，则UPF可以接受到空间基站发送的链路质量调整请求。该链路质量调整请求中包括目标卫星终端的终端标识和第二链路质量等级。则UPF根据接收到终端标识，确定是到哪个卫星终端的通信链路需要调整，并根据第二链路质量等级确定如何调整第一链路质量等级。

在本申请实施例中，核心网的UPF和空间基站基于GSE协议进行通信，链路质量调整请求为GSE ECHO消息，参照图4，图4为本申请实施例提供的GSE协议数据包的示意图，本申请实施例在GSE ECHO消息的MAC24标识与数据payload之间新添加一个16位的数据包；数据包用于存储第二链路质量等级。

S330、根据第二链路质量等级，调整第一链路质量等级；

具体地，通过解析该GSE协议数据包，可以获得第二链路质量等级中的数据包传输数、传输速率、丢包率等等内容，则UPF可以根据第二链路质量等级调整第一链路质量等级。

在本申请实施例中，当第一链路质量等级大于第二链路质量等级，提高第一链路质量等级，例如可以是提高对目标卫星终端的发包速率，或者是增大与目标卫星终端的信道带宽等等；反之，当第一链路质量等级小于或等于第二链路质量等级，则降低第一链路质量等级，例如是降低对目标卫星终端的发包速率等等。

总的来说，UPF可以根据当前的通信链路情况，自行调节第一链路质量等级，选择加快、传输更多的数据，或者是选择减缓、传输更少的数据包，从而能够在适应当前链路质量的情况下，正常进行数据包的下发工作。

S340、向空间基站发送调整后的第一链路质量等级；

具体地，UPF调整完第一链路质量等级之后，将调整后的第一链路质量等级发给空间基站，令空间基站及时更新，不影响通信链路的数据传输过程。

通过步骤S300-S340，本申请提供了一种流控方法，该方法应用于UPF，主要是由UPF根据空间基站监测到的第二链路质量等级，对第一链路质量等级进行调整，令UPF的下发过程能够更加适应当前的通信环境，在减少数据面拥堵可能、保证用户体验感的的同时，达到合理分配通信资源的效果。

参照图5，图5为本申请实施例提供的流控方法的第三步骤流程图，图5方法应用于图1的天地化一体的通信系统中，如图5所示，目标卫星终端、空间基站和UPF之间建立起通信链路，UPF根据与目标卫星终端通信的业务要求等因素，设定第一链路质量等级，并将第一链路质量等级发送给空间基站进行存储。空间基站定期测量自身到目标卫星终端之间的第二链路质量等级，并计算链路质量波动。当链路质量波动大于预设的波动阈值，将包含有目标卫星终端的终端标识以及第二链路质量等级的链路质量调整请求发送给UPF，由UPF根据第二链路质量等级，调整第一链路质量等级，加快或减缓下行发包速率，并将调整后的第一链路质量等级发送回空间基站。本申请实施例中的空间基站定期测量自身到目标卫星终端之间的第二链路质量等级，并根据链路质量波动向UPF反馈，以使UPF能够根据当前的网络情况，主动调节第一链路质量等级，从而令卫星终端到核心网的数据面发生堵塞的可能降低，有利于用户流畅地进行通信；并且，也有利于核心网资源的合理分配。

参考图6，图6为本申请实施例提供的流控装置的示意图，该装置600包括至少一个处理器610，还包括至少一个存储器620，用于存储至少一个程序；图6中以一个处理器及一个存储器为例。

处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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，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模块来实现本实施例方案的目的。

本申请实施例还公开了一种计算机存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，处理器可执行的程序在由处理器执行时用于实现本申请提出的方法。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种流控方法，应用于空间基站，其特征在于，包括：

接收并存储用户面功能实体发送的第一链路质量等级；

其中，所述第一链路质量等级为所述用户面功能实体到目标卫星终端的链路质量等级，所述第一链路质量等级由所述用户面功能实体确定；

周期性测量所述空间基站到所述目标卫星终端的第二链路质量等级；

根据所述第一链路质量等级和所述第二链路质量等级，确定链路质量波动；

当所述链路质量波动超过预设的波动阈值，向所述用户面功能实体发送链路质量调整请求；

其中，所述链路质量调整请求中包括所述目标卫星终端的终端标识和所述第二链路质量等级，以使所述用户面功能实体根据所述第二链路质量等级，调整所述第一链路质量等级。

2.根据权利要求1所述的流控方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收并更新所述用户面功能实体发送的调整后的所述第一链路质量等级。

3.一种流控方法，应用于核心网中的用户面功能实体，其特征在于，包括：

根据所述用户面功能实体和目标卫星终端之间的业务要求，确定第一链路质量等级；

其中，所述第一链路质量等级为所述用户面功能实体到所述目标卫星终端的链路质量等级；

向空间基站发送所述第一链路质量等级；

接收所述空间基站发送的链路质量调整请求；

其中，所述链路质量调整请求中包括所述目标卫星终端的终端标识和第二链路质量等级；

其中，所述第二链路质量等级为所述空间基站到所述目标卫星终端的链路质量等级；

根据所述第二链路质量等级，调整所述第一链路质量等级。

4.根据权利要求3所述的流控方法，其特征在于，所述方法还包括：

向所述空间基站发送调整后的所述第一链路质量等级。

5.根据权利要求3-4任一项所述的流控方法，其特征在于，所述根据所述第二链路质量等级，调整所述第一链路质量等级，包括：

当所述第一链路质量等级大于所述第二链路质量等级，提高所述第一链路质量等级；

当所述第一链路质量等级小于或等于所述第二链路质量等级，降低所述第一链路质量等级。

6.根据权利要求5任一项所述的流控方法，其特征在于：

所述提高所述第一链路质量等级，包括：提高对所述目标卫星终端的发包速率；

所述降低所述第一链路质量等级，包括：降低对所述目标卫星终端的所述发包速率。

7.根据权利要求3所述的流控方法，其特征在于，所述链路质量调整请求为GSE ECHO消息；

在所述GSE ECHO消息的MAC24标识与数据payload之间添加16位的数据包；

所述数据包用于存储所述第二链路质量等级。

8.一种流控装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-7中任一项所述的流控方法。

9.一种计算机存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由所述处理器执行时用于实现如权利要求1-7任一项所述的流控方法。

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