CN115244975A - 无线通信中的切片级负载上报及均衡 - Google Patents
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Abstract
公开了用于提供有效的切片级负载度量报告和负载均衡的方法、装置和系统。在一个示例方面，一种无线通信方法包括：由第一网元向第二网元发送请求，请求切片的切片级的资源状态。该切片表示物理网络架构的逻辑网络。该方法还包括：响应于该请求，由第一网元从第二网元接收切片级的负载信息。
Description
技术领域
本专利申请总体上涉及无线通信。
背景技术
移动通信技术正在把世界推向日益连接和网络化的社会。移动通信的快速发展和技术的进步已经导致了对于容量和连接性的更大需求。诸如能量消耗、设备成本、频谱效率和时延之类的其他方面对满足各种通信场景的需求也很重要。包括用于提供更高服务质量、更长电池寿命和更强性能的新方式在内的各种技术正在讨论之中。
发明内容
本专利申请尤其描述了与在无线通信网络中的网元之间提供详细的切片级(slice-level)负载信息以实现切片级负载均衡相关的技术。
在一个示例方面，公开了一种无线通信方法。该方法包括：由第一网元向第二网元发送请求，请求切片的切片级的资源状态。该切片表示物理网络架构的逻辑网络。该方法还包括：响应于该请求，由第一网元从第二网元接收切片级的负载信息。
在另一个示例方面，公开了一种通信装置。该装置包括处理器，其被配置为实施上述的方法。
在又另一个示例方面，公开了一种计算机程序存储介质。该计算机程序存储介质包括存储在其上的代码。在由处理器执行时，该代码致使处理器实施所述的方法。
在本专利申请中描述了这些及其他方面。
附图说明
图1根据本技术的用于无线通信的方法的流程图表示。
图2示出了根据本技术的用于在网元之间发起切片级负载测量的示例过程。
图3示出了根据本技术的用于在网元之间传送切片级负载信息的示例过程。
图4示出了在其中可以应用根据本技术的一个或多个实施例的技术的无线通信系统的示例。
图5是根据可以应用的本技术的一个或多个实施例的无线站点的一部分的框图表示。
具体实施方式
在本申请中使用的章节标题仅是为了提高可读性，而不是将每个章节中所公开的实施例和技术的范围仅限于该章节。某些特征是使用第五代(5G)无线协议的示例来描述的。然而，所公开的技术的适用性不仅限于5G无线系统。
自组织网络(SON)是一种自动化技术，旨在使移动无线接入网络的规划、配置、管理和优化更简单且更快捷。SON的功能和行为已经由诸如第三代合作伙伴计划(3GPP)和下一代移动网络(NGMN)之类的组织定义和规定。具体而言，移动性负载均衡(MLB)是SON中的重要功能，使用该功能，网络可以均匀地分配小区负载，并将用户从一个小区、一个载波或一种无线接入技术(RAT)转移到另一个。MLB能够增加系统容量并改善用户体验。另外，MLB能够最大限度地减少网络管理和手动优化任务中的人为干预。
为了对新空口(NR)通信系统实现有效的MLB，还引入了某些负载度量。例如，除了长期演进(LTE)通信系统中的小区级(cell level)负载度量之外，还引入了波束级(beam-level)负载度量和网络切片级负载度量。网络切片是一种网络架构，其使在同一物理网络架构上能进行虚拟化逻辑网络的多路复用。网络切片是独立的端到端(end-to-end)逻辑网络，专门满足特定应用请求的各种需求而定制。利用网络切片，移动网络运营商(MNO)有可能以不同切片类型的形式向不同的客户提供不同的服务需求。
在新空口(NR)技术中，还引入了基站(也称为gNB)的新架构和新特征。例如，与在LTE通信系统中基站(也称为eNB)之间的X2接口相比，不同gNB之间的接口被称为Xn接口。另外，gNB可以分成两部分：集中式单元(CU)和分布式单元(DU)。gNB-CU可以进一步分成两部分：控制面(CP)CU和用户面(UP)CU。gNB-CU与gNB-DU之间的接口被称为F1接口，而gNB-CU-CP与gNB-CU-UP之间的接口被称为E1接口。
切片级负载信息可以被用于指示下一代无线接入网络(NG-RAN)节点内的资源状态(例如，通过Xn接口)并最小化NG-RAN节点间拥塞切片的影响。当前NR规范规定了通过诸如Xn、X2、E1和F1接口之类的不同接口的负载上报过程。然而，当前NR标准中尚未规定关于切片级负载度量的细节。具体而言，当前标准中尚未规定关于通过Xn、F1和/或E1接口支持各种场景(诸如，CU/DU分割和CP-UP分离)的切片级负载信息交换的细节。
本专利申请公开了可以在各种实施例中实施的技术，以在NR通信系统中在切片级别实现有效的负载度量上报和负载均衡。所公开的技术可以被用于提供必要的负载度量，以用于在诸如CU/DU分割和/或CP-UP分离之类的各种场景中进行有效的负载均衡。图1是根据本技术的用于无线通信的方法100的流程图表示。方法100包括：在操作110处，由第一网元向第二网元发送请求，请求切片的切片级的资源状态。该切片表示物理网络架构的逻辑网络。方法100还包括：在操作120处，响应于该请求，由第一网元从第二网元接收切片级的负载信息。在一些实施例中，网元可以是执行网络功能的电信设备(或电信设备的一部分)。在一些实施例中，网元可以是在包括处理器和网络接口的硬件平台(例如，如图5所示)上实施的网络功能。在一些实施例中，网元可以在地理上与基站在同一位置处实施。在一些实施例中，网元可以在核心网中与基站或蜂窝塔(cell tower)分离的位置处实施。
在一些实施例中，该方法包括：在从第二网元接收负载信息之前，由第一网元接收确认该请求的响应。在一些实施例中，该方法还包括：基于切片级的负载信息，由第一网元执行对与第二网元通信的用户设备的负载均衡。
在一些实施例中，第一网元包括：集中式单元的控制面、集中式单元或基站中的至少一个。在一些实施例中，第二网元包括：集中式单元的用户面、分布式单元或基站中的至少一个。
在一些实施例中，负载信息被组织成专用信息和共享信息。在一些实施例中，切片级的负载信息包括：单个网络切片选择辅助信息(Single Network Slice SelectionAssistance Information，S-NSSAI)。
在一些实施例中，切片级的负载信息包括：切片级物理资源块(PhysicalResource Block，PRB)使用率。在一些实施例中，切片级PRB使用率包括：下行链路PRB使用率和/或上行链路PRB使用率。在一些实施例中，切片级PRB使用包括以下中的至少一项：保证比特率(Guaranteed Bit Rate，GBR)PRB使用率、非GBR(non-GBR)PRB使用率或总PRB使用率。在一些实施例中，在第一单元是集中式单元的控制面并且第二单元是集中式单元的用户面的情况下，切片级PRB使用率在负载信息中被省略。
在一些实施例中，切片级的负载信息包括：切片级承载使用率。在一些实施例中，切片级承载使用率包括承载数量或承载复合可用容量中的至少一个。在一些实施例中，用于切片级承载使用率的承载包括：数据无线承载(DRB)、与服务质量(QoS)流相关联的无线承载、或与协议数据单元(PDU)会话相关联的无线承载。在一些实施例中，在第一网元是集中式单元并且第二网元是分布式单元的情况下，切片级承载使用率在负载信息中被省略。
在一些实施例中，切片级的负载信息包括：切片级传输网络层(TNL)容量负载指示。在一些实施例中，切片级的负载信息包括：切片级无线资源控制(RRC)已连接用户。
如本申请进一步所描述的，上述方法使得在NR通信系统的各种场景中能够进行有效的负载度量上报和负载均衡。在接下来的示例实施例中进一步描述了所公开技术的一些示例。
实施例1
图2示出了根据本技术的用于在网元之间发起切片级负载测量的示例过程。网元1向网元2发送请求(例如，资源状态请求(RESOURCE STATUS REQUEST)消息)。在NR通信网络中，网元1可以是gNB-CU-CP、gNB-CU、eNB和/或gNB。网元2可以是gNB-CU-UP、gNB-DU和/或gNB。该请求可以包括关于测量对象的信息，该信息指示需要由网元2测量并上报给网元1的切片级负载信息。在接收到请求之后，网元2可以向网元1发送响应消息(例如，资源状态响应(RESOURCE STATUS RESPONSE)消息)，其确认其已经接收到请求。
图3示出了根据本技术的用于在网元之间传输切片级负载信息的示例过程。在执行必要的测量之后，网元2在第三消息(例如，资源状态更新(RESOURCE STATUS UPDATE)消息)中向网元1传送所请求的切片级负载信息。切片级负载信息可以包括：单个网络切片选择辅助信息(S-NSSAI)、切片级物理资源块(PRB)使用率、切片级承载使用率、切片级传输网络层(TNL)容量负载指示和/或切片级无线资源控制(RRC)已连接用户。此外，负载信息可以被划分成两部分：专用于特定切片的专用切片信息和在多个切片之间共享的共享切片信息。
在接收到切片级负载信息之后，网元1可以相应地执行负载均衡。例如，网元1可以将一些用户设备(UE)在网元2内从具有高切片负载的第一小区转移到具有低切片负载的第二小区。作为另一示例，网元可以将UE从网元2完全转移到不同的网元。
表1显示了切片级负载信息的一些示例参数。
表1：示例切片级负载信息
实施例2
物理资源块(PRB)是与时域、频域和/或子载波间隔相关的资源单元。PRB使用率可由网元确定，以提供辅助后续负载均衡的切片级负载信息。
在一些实施例中，用于专用切片负载信息的切片级PRB使用率可以基于以下推导出：切片级PRB使用率(专用)＝专用切片的实际使用PRB量/专用切片的总PRB量。
在一些实施例中，共享切片负载信息的切片级PRB使用率可以基于以下推导出：切片级PRB使用率(共享)＝共享切片的实际使用PRB量/共享切片的总PRB量。
例如，在一个具体示例中，小区A共有100个PRB作为资源。小区A中有三个切片：切片1(Slice1)、切片2(Slice2)和切片3(Slice3)。切片1的专用资源包括30个PRB，切片2的专用资源包括30个PRB，并且切片3的专用资源包括30个PRB。三个切片的共享资源包括10个PRB。注意，共享资源可以基于调度优先级来分配。例如，切片1具有最高优先级，并被调度了10个共享PRB中的两个PRB。其他两个切片具有较低的优先级，并只能占用剩余的8个PRB。
小区A现在与两个UE进行通信：UE1和UE2。UE1的订阅服务与两个切片相关：切片1(具有10个PRB)和切片2(具有32个PRB)。UE2的订阅服务与两个切片相关：切片1(具有5个PRB)和切片3(具有25个PRB)。因此，除了专用资源之外，切片2在共享资源中占用2个PRB。
基于如上所示的专用和共享切片PRB使用率的计算，可以获得以下结果：
对于专用切片PRB使用率，
切片1的PRB使用率＝(10+5)/30＝50％；
切片2的PRB使用率＝(32-2)/30＝100％；
切片3的PRB使用率＝25/30＝83％。
对于共享切片PRB使用率，
切片1和切片3的PRB使用率＝0/10＝0％；
切片2的PRB使用率＝2/10＝20％。
总体PRB使用率＝2/10＝20％
网元可以在切片级负载信息中传达所确定的PRB使用率，以辅助后续的负载均衡(例如，将UE1转移到另一个小区)。
表2显示了切片级PRB使用率信息的一些示例参数。
表2：示例切片级PRB使用信息
实施例3
在无线通信中，承载是指在通信系统中连接两个或更多个点以允许数据流量通过的路径。承载使用率也可以在切片级负载信息中提供以辅助后续的负载均衡。承载可以是协议数据单元(PDU)会话相关的无线承载、服务质量(QoS)流相关的无线承载、或数据无线承载(DRB)。例如，切片级承载使用率可以包括所使用的无线承载数和/或承载复合可用容量(CAC)。表3显示了切片级承载使用率信息的一些示例参数。
表3：示例性切片级承载使用率信息
| IE/组名称 | 存在 | 范围 |
| 无线承载数量 | O | 比特串(大小(24)) |
| 承载复合可用容量 | O |
实施例4
如上所讨论的，当网元1是gNB-CU-CP、gNB-CU、eNB和/或gNB，而网元2是gNB-CU-UP、gNB-DU和/或gNB时，诸如CU/DU分割和CP-UP分离的场景可能会发生。以下是四个示例场景：
场景1：网元1是eNB，网元2是gNB。在这种场景下，网元使用X2接口进行通信。
场景2：网元1是gNB，网元2是gNB。在这种场景下，网元使用Xn接口进行通信。
场景3：网元1是gNB-CU，网元2是gNB-DU。在这种场景下，网元使用F1接口进行通信。
场景4：网元1是gNB-CU-CP，网元2是gNB-CU-UP。在这种场景下，网元使用E1接口进行通信。
在不同的场景中，可以提供切片级负载信息的详细参数。表4显示了可在场景1和2中提供的切片级负载信息的示例参数。
表4：切片级负载信息的示例参数
在场景3中，当通过F1接口来执行信息交换(即，CU/DU分割)时，因为使用了分割承载，所以不需要在切片级负载信息中包括承载使用率。表5显示了可在场景3中提供的切片级负载信息的示例参数。
表5：切片级负载信息的示例参数
在场景4中，当通过E1接口来执行信息交换时(即，CP-UP分离)，不需要在切片级负载信息中包括PRB使用率。表6显示了场景4中所需的切片级负载信息的示例详细参数。
表6：切片级负载信息的示例参数
图4示出了在其中可以应用根据本技术的一个或多个实施例的技术的无线通信系统400的示例。无线通信系统400可以包括：一个或多个基站(BS)405a、405b，一个或多个无线设备410a、410b、410c、410d以及核心网425。基站405a、405b可以向在一个或多个无线扇区中的无线设备410a、410b、410c和410d提供无线服务。在一些实施方式中，基站405a、405b包括产生两个或更多个定向波束的定向天线，以在不同扇区中提供无线覆盖。
核心网425可以与一个或多个基站405a、405b进行通信。核心网425提供与其他无线通信系统和有线通信系统的连接性。核心网可以包括一个或多个服务订阅数据库，以存储与所订阅的无线设备410a、410b、410c和410d相关的信息。第一基站405a可以基于第一无线接入技术而提供无线服务，而第二基站405b可以基于第二无线接入技术而提供无线服务。根据部署场景，基站405a和405b可以是协同定位的，或者可以单独安装在现场。无线设备410a、410b、410c和410d可以支持多种不同的无线接入技术。本申请所描述的技术和实施例可以由本申请所描述的无线设备的基站来实施。
图5是根据可以应用的本技术的一个或多个实施例的无线站点的一部分的框图表示。网元可以被实施为诸如基站(eNB、gNB、gNB-CU、gNB-DU、gNB-CU-CP和/或gNB-CU-UP)之类的无线站点505，该无线站点505可以包括实施本申请呈现的无线技术中的一种或多种诸如微处理器之类的处理器电子器件510。无线站点605可以包括收发器电子器件515，以通过诸如天线520之类的一个或多个通信接口上发送和/或接收有线/无线信号。无线站点505可以包括用于发送和接收数据的其他通信接口。无线站点505可以包括其被配置为存储诸如数据和/或指令之类的信息的一个或多个存储器(未明确示出)。在一些实施方式中，处理器电子器件510可以包括收发器电子器件515的至少一部分。在一些实施例中，所公开的技术、模块或功能中的至少一些使用无线站点505来实施。在一些实施例中，无线站点505可以被配置为执行本文所描述的方法。
应当理解，本申请公开了可以在各种实施例中体现的技术，以提供关于切片级负载信息的相关细节，从而使得能够进行有效的负载度量上报和负载均衡。本申请中描述的所公开以及其他的实施例、模块和功能性操作可以在数字电子电路中实施，或者计算机软件、固件或硬件(包括本申请所公开的结构及其等同结构)中实施，或者它们的一个或多个的组合中实施。所公开以及其他的实施例可以被实施为一个或多个计算机程序产品，即，编码在计算机可读介质上以用于由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作的计算机程序指令的一个或多个模块。计算机可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、存储器设备、影响机器可读传播信号的物质的组合物或者一个或多个它们的组合。术语“数据处理装置”涵盖用于处理数据的所有装置、设备和机器，包括例如可编程处理器、计算机或者多个处理器或计算机。除硬件之外，该装置还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或者它们中的一个或多个的组合的代码。所传播的信号是人工生成的信号，例如，机器生成的电、光或电磁信号，其被生成以对用于向合适的接收器装置传输的信息进行编码。
计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以用任何形式的编程语言(包括编译型或解释型语言)来编写，并且可以用任何形式(包括独立程序或者模块、组件、子例程或适合于在计算环境中使用的其他单元)来部署。计算机程序不一定对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保存其他程序或数据的文件(例如，在标记语言文档中存储的一个或多个脚本)的一部分中，存储在专用于讨论中的程序的单个文件中，或存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或部分代码的文件)中。计算机程序可以被部署为在一台计算机上执行，或者在位于一个站点处或分布在多个站点处并通过通信网络互连的多台计算机上执行。
本申请所描述的过程和逻辑流程可以由一个或多个可编程处理器来执行，这些可编程处理器运行一个或多个计算机程序，以通过对输入数据进行运算并生成输出来执行功能。过程和逻辑流程也可以由例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)的专用逻辑电路执行，并且装置也可以被实施为专用逻辑电路。
适合于执行计算机程序的处理器包括例如通用微处理器和专用微处理器两者，以及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或其两者接收指令和数据。计算机的基本单元是用于执行指令的处理器以及用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，计算机也将包括或者可操作地耦合到用于存储数据的一个或多个大容量存储设备(例如磁盘、磁光盘或光盘)，以从该大容量存储设备中接收数据或向该大容量存储设备传递数据，或者两者兼有。然而，计算机不必具有这类设备。适合于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括：所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，包括例如半导体存储器设备，例如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动磁盘；磁光盘；以及CD ROM和DVD-ROM磁盘。处理器和存储器可由专用逻辑电路补充或并入到专用逻辑电路中。
尽管本专利申请包含许多细节，但是这些细节不应被解释为对任何发明或可以所要求保护的范围的限制，而是对可以特定于具体发明的具体实施例的特征的描述。本专利申请在单独的实施例的上下文中所描述的某些特征也可以在单个实施例中的组合中实施。相反，在单个实施例的上下文中所描述的各种特征也可以在多个实施例中被单独实施或者以任何合适的子组合被实施。此外，虽然特征可以在上文被描述为在某些组合中起作用，并且甚至最初被如此要求保护，但来自所要求保护的组合中的一个或多个特征在一些情况下可以从组合中删除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变型。
类似地，尽管在附图中以特定顺序描绘了各操作，但是这不应理解为要求以所示的特定顺序或以连续的顺序执行这些操作，或者执行所有说明的操作以实现期望的结果。此外，本专利申请所描述的实施例中的各种系统组件的分离不应被理解为在所有实施例中都要求这样的分离。
仅描述了少许实施方式和示例，并且基于本专利申请所描述和说明的内容可以作出其他实施方式、增强和变型。
Claims (19)
1.一种用于无线通信的方法，包括：
由第一网元向第二网元发送请求，请求切片的切片级的资源状态，其中所述切片表示物理网络架构的逻辑网络；以及
响应于所述请求，由所述第一网元从所述第二网元接收切片级的负载信息。
2.根据权利要求1所述的方法，包括：
在从所述第二网元接收到所述负载信息之前，由所述第一网元接收确认所述请求的响应。
3.根据权利要求1或2所述的方法，包括：
基于所述切片级的负载信息，由所述第一网元执行对与所述第二网元通信的用户设备的负载均衡。
4.根据权利要求1至3中的任一项或多项所述的方法，其中，所述第一网元包括以下中的至少一项：集中式单元的控制面、集中式单元或基站。
5.根据权利要求1至4中的任一项或多项所述的方法，其中，所述第二网元包括以下中的至少一项：集中式单元的用户面、分布式单元或基站。
6.根据权利要求1至5中的任一项或多项所述的方法，其中，所述负载信息被组织成专用信息和共享信息。
7.根据权利要求1至6中的任一项或多项所述的方法，其中，所述切片级的负载信息包括单个网络切片选择辅助信息(S-NSSAI)。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其中，所述切片级的负载信息包括切片级物理资源块(PRB)使用率。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述切片级PRB使用率包括下行链路PRB使用率和/或上行链路PRB使用率。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述切片级PRB使用率包括以下中的至少一项：保证比特率(GBR)PRB使用率、非GBR PRB使用率或总PRB使用率。
11.根据权利要求8至10中的任一项或多项所述的方法，其中，在第一单元是集中式单元的控制面并且第二单元是集中式单元的用户面的情况下，所述切片级PRB使用率在所述负载信息中被省略。
12.根据权利要求1至11中的任一项或多项所述的方法，其中，所述切片级的负载信息包括切片级承载使用率。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述切片级承载使用率包括以下中的至少一项：承载数量或承载复合可用容量。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，用于所述切片级承载使用率的承载包括：数据无线承载(DRB)、与服务质量(QoS)流相关联的无线承载、或与协议数据单元(PDU)会话相关联的无线承载。
15.根据权利要求12至14中的任一项或多项所述的方法，其中，在所述第一网元是集中式单元并且所述第二网元是分布式单元的情况下，所述切片级承载使用率在所述负载信息中被省略。
16.根据权利要求1至15中的任一项或多项所述的方法，其中，所述切片级的负载信息包括切片级传输网络层(TNL)容量负载指示。
17.根据权利要求1至16中的任一项或多项所述的方法，其中，所述切片级的负载信息包括切片级无线资源控制(RRC)已连接用户。
18.一种通信装置，包括处理器，所述处理器被配置为实施根据权利要求1至17中的任一项或多项所述的方法。
19.一种其上存储有代码的计算机程序产品，在由处理器执行时，所述代码致使所述处理器实施根据权利要求1至17中的任一项或多项所述的方法。
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