CN115696366A - 数字孪生子系统及服务提供装置 - Google Patents

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CN115696366A CN202110839328.2A CN202110839328A CN115696366A CN 115696366 A CN115696366 A CN 115696366A CN 202110839328 A CN202110839328 A CN 202110839328A CN 115696366 A CN115696366 A CN 115696366A
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袁雁南
吴晓波
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Abstract

本申请公开了一种数字孪生子系统及服务提供装置，属于通信技术领域。具体实现方案为：一种数字孪生子系统，包括：数字孪生用户设备DT‑UE，以及，数字孪生应用功能DT‑AF、数字孪生核心网DT‑CN功能、数字孪生无线接入网DT‑RAN功能、用于提供数字孪生控制和/或管理的第一功能中的至少一者；所述DT‑UE用于提供数字孪生网络相关的终端功能；所述DT‑AF用于提供数字孪生网络相关的数据网络服务；所述DT‑CN功能用于提供数字孪生网络相关的核心网服务；所述DT‑RAN功能用于提供数字孪生网络相关的无线接入网服务。

Description

数字孪生子系统及服务提供装置
技术领域
本申请属于通信技术领域，具体涉及一种数字孪生子系统及服务提供装置。
背景技术
随着移动网络新业务出现和网络规模持续扩大，网络运营和维护复杂度越来越高，因此，数字孪生被认为是未来移动通信网络的重要方向之一，为移动通信网络提供全生命周期的智慧运维和智能自治。然而，对于如何构建物理通信网络相应的数字孪生方案，目前却没有明确的方法。
发明内容
本申请实施例提供一种数字孪生子系统及服务提供装置，以构建物理通信网络相应的数字孪生方案。
第一方面，提供了一种数字孪生子系统，包括：
数字孪生用户设备DT-UE，以及，数字孪生应用功能DT-AF、数字孪生核心网DT-CN功能、数字孪生无线接入网DT-RAN功能、用于提供数字孪生控制和/或管理的第一功能中的至少一者；
其中，所述DT-UE用于提供数字孪生网络相关的终端功能；所述DT-AF用于提供数字孪生网络相关的数据网络服务；所述DT-CN功能用于提供数字孪生网络相关的核心网服务；所述DT-RAN功能用于提供数字孪生网络相关的无线接入网服务。
第二方面，提供了一种服务提供装置，应用于如上所述的数字孪生子系统中的DT-AF，所述装置包括：
第一执行模块，用于提供数字孪生网络相关的数据网络服务。
第三方面，提供了一种服务提供装置，应用于如上所述的数字孪生子系统中的第一功能，所述装置包括：
第二执行模块，用于提供数字孪生控制和/或管理。
第四方面，提供了一种计算机程序/程序产品，所述计算机程序/程序产品被存储在非瞬态的存储介质中，所述程序/程序产品用以实现如上第二方面或第三方面中模块的功能。
在本申请实施例中，可以引入数字孪生子系统，该数字孪生子系统包括DT-UE，以及DT-AF、DT-CN功能、DT-RAN功能、用于提供数字孪生控制和/或管理的第一功能中的至少一者，从而可以构建出物理通信网络相应的数字孪生方案，根据需要灵活支持数字孪生业务。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种数字孪生子系统的结构示意图；
图2是本申请实施例中DTCF提供数字孪生服务的流程示意图；
图3是本申请实施例中网络管理系统的结构示意图；
图4是本申请实施例中的数字孪生相关流程的示意图；
图5是本申请实施例中的一种数字孪生业务请求过程的示意图；
图6是本申请实施例中的一种数字孪生业务鉴权过程的示意图；
图7是本申请实施例中的一种数字孪生业务交互过程的示意图；
图8是本申请实施例提供的一种服务提供装置的结构示意图；
图9是本申请实施例提供的另一种服务提供装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”所区别的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
值得指出的是，本申请实施例所描述的技术不限于长期演进型(Long TermEvolution，LTE)/LTE的演进(LTE-Advanced，LTE-A)系统，还可用于其他无线通信系统，诸如码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)、时分多址(Time DivisionMultiple Access，TDMA)、频分多址(Frequency Division Multiple Access，FDMA)、正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)、单载波频分多址(Single-carrier Frequency-Division Multiple Access，SC-FDMA)和其他系统。本申请实施例中的术语“系统”和“网络”常被可互换地使用，所描述的技术既可用于以上提及的系统和无线电技术，也可用于其他系统和无线电技术，比如第5代(5th Generation，5G)通信系统、第6代(6th Generation，6G)通信系统等。
为了便于理解本申请实施例，首先说明以下内容。
数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率等的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。
网络功能虚拟化(Network Function Virtualization，NFV)是基于通用的硬件资源构建网络功能虚拟化基础设施，通过软硬分离的方式实现电信网络部署。基于NFV技术，可以灵活地对硬件资源进行分配，以实现不同网络功能硬件资源之间的共享或隔离。此外比如，基于5G核心网服务化架构，5G核心网功能同样可以根据业务场景需求实现某个网络功能的共享或者某个网络功能的隔离。
可选的，本申请实施例中的物理网络功能包括物理网络中的无线接入网功能(比如基站)和核心网功能，其中，核心网功能可以包括但不限于移动管理实体(MobilityManagement Entity，MME)、接入移动管理功能(Access Management Function，AMF)、会话管理功能(Session Management Function，SMF)、用户平面功能(User Plane Function，UPF)、服务网关(serving GW,SGW)、PDN网关(PDN Gate Way，PDN网关)、策略控制功能(Policy Control Function、PCF)、策略与计费规则功能单元(Policy and ChargingRules Function，PCRF)、GPRS服务支持节点(Serving GPRS Support Node，SGSN)、网关GPRS支持节点(Gateway GPRS Support Node，GGSN)、统一数据管理(Unified DataManagement，UDM)、统一数据存储(Unified Data Repository，UDR)、归属用户服务器(HomeSubscriber Server，HSS)以及应用功能(Application Function，AF)等。
可选的，本申请实施例中的物理终端比如用户终端(User Equipment，UE)，可以是手机、平板电脑(Tablet Personal Computer)、膝上型电脑(Laptop Computer)或称为笔记本电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、掌上电脑、上网本、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、移动上网装置(Mobile InternetDevice，MID)、可穿戴式设备(Wearable Device)或车载设备(VUE)、行人终端(PUE)等终端侧设备，可穿戴式设备包括：智能手表、手环、耳机、眼镜等。
下面结合附图，通过一些实施例及其应用场景对本申请实施例提供的数字孪生子系统及服务提供装置进行详细地说明。
请参见图1，图1是本申请实施例提供的一种数字孪生子系统的结构示意图，如图1所示，该数字孪生子系统(Digital Twin Subsystem，DTS)10至少包括：数字孪生用户设备(Digital Twin User Equipment，DT-UE)11，以及，数字孪生应用功能(Digital TwinApplication Function，DT-AF)12、数字孪生核心网(Digital Twin Core Network，DT-CN)功能13、数字孪生无线接入网(Digital Twin Radio Access Network，DT-RAN)功能14和用于提供数字孪生控制和/或管理的第一功能15中的至少一者。
可选的，DT-UE 11用于提供数字孪生网络相关的终端功能，包括但不限于执行以下至少一项：与网络功能交互控制消息、与网络功能和数据网络功能进行用户面数据传输等。DT-AF 12用于提供数字孪生网络相关的数据网络服务，包括但不限于与DT-UE交互以下至少一项：数字孪生业务配置、数字孪生业务控制、数字孪生业务信息等。DT-CN功能13用于提供数字孪生网络相关的核心网服务，相应的功能范围包括但不限于数字孪生域的接入和移动性管理功能、会话管理功能、用户面功能等。DT-RAN功能14用于提供数字孪生网络相关的无线接入网服务，相应的功能范围包括但不限于无线接入网数字孪生控制功能、无线链路控制和用户面功能等。
可选的，第一功能15是新增的网络功能，可以称为数字孪生控制功能(DigitalTwin control Function，DTCF)，也可以称为数字孪生管理功能(Digital TwinManagement Function，DTMF)等，主要用于提供数字孪生控制和/或管理等。第一功能15可以是在核心网控制面引入，可以通过服务化接口与控制面网络功能交互。
一些实施例中，第一功能与数字孪生网络功能可以是一体的，也可以是分离式的。当是分离式时，第一功能是数字孪生网络功能与物理网络交互的接口，相应功能可以由分离的其他功能完成。
一些实施例中，数字孪生子系统可以在现有的第三代合作伙伴计划(3rdGeneration Partnership Project，3GPP)网络架构基础上引入，也可以在未来的3GPP网络架构基础上引入，对此不作限定。
由此，在本申请实施例中可以引入数字孪生子系统，该数字孪生子系统包括DT-UE，以及DT-AF、DT-CN功能、DT-RAN功能和用于提供数字孪生控制和/或管理的第一功能中的至少一者，从而可以构建出物理通信网络相应的数字孪生方案，根据需要灵活支持数字孪生业务。进一步的，借助本申请中的数字孪生子系统，可以有效解决数字孪生中空口复用和终端复用问题，以及解决移动网络中空口和终端数字孪生问题。
本申请实施例中，根据数字孪生业务需求，数字孪生子系统中的数字孪生网络功能可以为：该数字孪生网络功能的数字孪生域模型，或者，该数字孪生网络功能对应的物理网络功能的镜像。其中，对于数字孪生网络功能的数字孪生域模型，可以与该数字孪生网络功能对应的物理网络功能不一致，比如相应处理过程不一致，在输入相同时对应输出高度相似。而当数字孪生网络功能为其对应的物理网络功能的镜像时，该数字孪生网络功能与对应的物理网络功能一致，比如相应处理过程一致，在输入相同时对应输出也相同。
比如，DT-UE可以是该DT-UE的数字孪生域模型或者物理UE的镜像；和/或，DT-AF可以是该DT-AF的数字孪生域模型或者对应物理网络功能的镜像；和/或，DT-CN功能可以是该DT-CN功能的数字孪生域模型或者对应物理网络功能的镜像；和/或，DT-RAN功能可以是该DT-RAN功能的数字孪生域模型或者对应物理网络功能的镜像。
一些可选实施例中，DT-RAN功能可以是基于数字孪生域模型从N2和N3接口孪生相关的交互消息，也可以是某个或某些小区在数字孪生域的镜像，这意味着其内部处理与相应物理网络功能内部处理完全相同，并非基于模型进行模拟。
本申请实施例中，第一功能可以与物理网络功能进行数字孪生相关交互使得数字孪生网络功能与物理网络功能保持同步和隔离。第一功能可以与DT-CN功能(如DT-AMF，DT-SMF、DT-UPF等)、DT-RAN功能(如DT-gNB-CU等)和/或DT-UE交互完成数字孪生功能，相关流程包括以下至少一项：
1)基于数字孪生网络配置信息，获取数字孪生网络功能所需的物理网络功能状态信息，使得数字孪生网络功能状态与物理网络功能状态具有同步性。
2)基于数字孪生网络配置信息，通过与物理网络核心网CN功能交互，建立数字孪生域的DT-UE上下文，使得数字孪生网络功能与物理网络功能具有隔离性。
3)对DT-RAN功能和/或DT-UE进行数字孪生配置，以完成数字孪生相关网络功能与流程。
4)当需要对外提供数字孪生服务时，通过与网络开放功能(Network ExposureFunction，NEF)交互，提供数字孪生服务。
5)与DT-AF直接或间接交互数字孪生业务相关信息，比如数字孪生业务控制信息、数字孪生业务数据、数字孪生业务报告等。
6)当需要计费时，与计费功能交互计费信息，比如计费数据记录(Charging DataRecord，CDR)。其中，计费信息可以由第一功能产生，也可以由其它数字孪生网络功能产生。例如，第一功能可以按照数字孪生业务次数进行计费，或者，由DT-UPF按流量计费将信息报告给第一功能，然后第一功能负责与CHR交互。
可选的，当对DT-RAN功能和/或DT-UE进行数字孪生配置时，第一功能用于执行以下至少一项：
对DT-RAN功能和/或DT-UE进行数字孪生注册；
对DT-RAN功能和/或DT-UE进行数字孪生鉴权；
对DT-RAN功能和/或DT-UE进行数字孪生配置更新；
进行DT-UE的会话管理；
进行DT-UE的上下文管理。
可选的，当通过与NEF交互，提供数字孪生服务时，第一功能具体用于：从NEF接收订阅事件为数字孪生服务的订阅或取消订阅请求消息，向NEF发送订阅响应消息，并对订阅消息内容进行监控；当监控到订阅消息内容产生时，发送通知消息给NEF。
需指出的，如果第一功能通过NEF提供数字孪生服务，那么需要增加数字孪生作为开放事件(event exposure using NEF)，并增加数字孪生监控事件(monitoring event)和信息流(information flow)。
一种实施方式中，可以在现有的监控能力事件列表(List of event formonitoring capability)中新增关于移动网络数字孪生服务的定义。
比如，如图2所示，以第一功能为DTCF为例，DTCF通过与NEF交互提供数字孪生服务的相关流程可以包括：
步骤21：在外部功能向NEF订阅数字孪生服务后，其中事件为数字孪生服务(digital twin network service)，NEF向DTCF发送订阅事件为数字孪生服务的订阅(或取消订阅)请求消息，比如发送Ndts_EventExposure_(Un)Subscribe Request；
步骤22：DTCF接收到上述订阅(或取消订阅)请求消息后，根据该订阅(或取消订阅)请求消息中订阅的数字孪生相关信息，发送订阅(或取消订阅)响应消息，比如发送Ndts_EventExposure_(Un)Subscribe Response；
步骤23：如果接受了订阅请求，DTCF需要监控是否产生了所订阅的数字孪生信息，进一步的如果有相应订阅信息，则通过通知消息(比如Ndts_EventExposure_Notify)将所订阅的信息发送给NEF。
本申请实施例中，DT-AF可以提供数字孪生网络相关的数据网络(data network)服务，并根据DT-UE的用户授权信息，发起数字孪生业务。其中，该发起数字孪生业务可以包括以下至少一项：
-DT-AF发送数字孪生业务配置信息(也可以称为控制信息)给DT-UE；
-DT-AF接收DT-UE发送的配置成功信息或者配置失败信息；其中，如果DT-UE支持数字孪生业务，则回复配置成功信息，而如果UE不支持数字孪生业务，则需回复配置失败信息；
-DT-AF向第一功能报告DT-UE反馈的配置失败信息；
-DT-AF发送数字孪生业务开始信息和/或终止信息给DT-UE；
-DT-AF发送和/或接收数字孪生业务消息。
可选的，DT-AF可以与DT-UE执行数字孪生业务交互，并交互以下信息中的至少一项：
数字孪生业务控制信息；
数字孪生业务数据；
数字孪生业务报告。
本申请实施例中，当数字孪生网络涉及用户级数据或用户参与时，第一功能可以执行以下至少一项：
1)在进行数字孪生业务之前，若所述数字孪生业务相关的物理UE处于空闲态(idle state)，则触发物理网络功能进行物理UE的寻呼(paging)流程，以唤醒物理UE进行相应的数字孪生业务。
2)根据数字孪生配置信息，触发和/或建立数字孪生域的N1终结点termination。例如，当DT-UE配置为纯数字孪生模式时，第一功能可以触发物理AMF进行相关UE的配置更新(configuration)流程，将UE N1 termination从物理AMF迁移到数字孪生域的对应功能。
3)控制DT-UE和/或数字孪生网络功能相关的认证流程。例如，第一功能可以执行DT-UE和/或数字孪生网络功能相关的认证流程，或者触发AMF执行DT-UE和/或数字孪生网络功能相关的认证流程。
4)当涉及用户计费时，与计费功能交互计费信息，比如计费数据记录(ChargingData Record，CDR)。其中，计费信息可以由第一功能产生，也可以由其它数字孪生网络功能产生。
本申请实施例中，第一功能还可以用于执行以下至少一项：
(1)转发和/或处理数字孪生业务请求和响应。
需指出的，此(1)中的数字孪生业务请求和响应可以由第一功能处理，也可以由第一功能转发给数字孪生子系统中的其他网络功能处理。比如，当数字孪生网络涉及用户级数据或用户参与时，第一功能可以转发和/或处理数字孪生业务请求和响应。
可选的，当处理数字孪生业务请求和响应时，第一功能用于：当数字孪生网络和物理网络共享N1 termination时，通过与该N1 termination或者该N1termination所在的物理网络功能交互，接收数字孪生业务请求消息，并发送数字孪生业务响应消息。
可选的，上述数字孪生业务请求消息包括数字孪生服务类型信息，该数字孪生业务类型信息用于指示数字孪生业务请求消息所请求的业务为数字孪生业务，以便相应网络功能与第一功能交互完成数字孪生业务请求、接受或拒绝。此外，上述数字孪生业务请求消息可以携带数字孪生服务标识符(DTS identifier)信息单元，以便于多个数字孪生业务情况下进行识别业务。
一种实施方式中，数字孪生服务类型信息可以基于24.501消息类型定义，并通过未使用字段或预留字段新增数字孪生服务类型定义。
一些实施例中，如果需要，物理UE也可基于切片发起数字孪生业务请求。
(2)转发和/或处理数字孪生业务会话管理。
需指出的，此(2)中的数字孪生业务会话管理可以由第一功能处理，也可以由第一功能转发给数字孪生子系统中的其他网络功能处理。比如，当数字孪生网络涉及用户级数据或用户参与时，第一功能可以转发和/或处理数字孪生业务会话管理
可选的，当转发和/或处理数字孪生业务会话管理时，所述第一功能用于：当数字孪生网络和物理网络共享N1 termination时，通过与该N1 termination或者该N1termination所在的物理网络功能交互，转发和/或处理数字孪生业务会话管理相关消息。比如，业务会话管理包括建立、修改和释放等流程。
(3)转发和/或处理数字孪生鉴权。
需指出的，此(3)中的数字孪生鉴权可以由第一功能处理，也可以由第一功能转发给数字孪生子系统中的其他网络功能处理。
可选的，当处理数字孪生鉴权时，第一功能用于：发送数字孪生鉴权请求消息，并接收数字孪生鉴权响应消息；其中，数字孪生鉴权请求消息和数字孪生鉴权响应消息中包括数字孪生服务标识符，该数字孪生服务标识符用于指示请求鉴权的数字孪生服务内容。
进一步的，第一功能具体用于：向物理网络核心网功能发送数字孪生鉴权请求消息，并接收物理网络核心网功能反馈的数字孪生鉴权响应消息；其中，该数字孪生鉴权请求消息用于物理网络核心网功能发送数字孪生鉴权控制消息给物理UE，并接收物理UE反馈的数字孪生鉴权结果消息。
(4)当数字孪生网络具有独立的N1 termination时，为DT-UE建立和/或配置数字孪生N1 termination。
下面结合图3至图7对本申请实施例进行详细说明。
实施例一
本实施例一中，以第一功能为DTCF为例，参见图3，图3为本申请实施例中网络管理系统的结构示意图。如图3所示，该网络管理系统30至少包括数字孪生网络功能31和物理网络的核心网控制面功能32。其中，数字孪生网络功能31至少包括DT-UDM、DT-AUSF、DT-AF、DT-AMF、DT-SMF以及DT-UPF等，这些网络功能之间可以交互信息。核心网控制面功能32至少包括NSSF、NEF、NRF、PCF、UDM、AF、NSSAAF、AUSF、AMF、SMF、SCP以及DTCF等，这些网络功能之间可以交互信息。此外，数字孪生网络功能31可以通过DT-RAN功能与DT-UE交互，核心网控制面功能32可以通过物理RAN，或者物理UPF和物理RAN与物理UE交互。
可选的，本实施例可以基于5G系统，在物理网络的核心网控制面引入DTCF，可以通过服务化接口与控制面网络功能交互。数字孪生网络功能可以与DTCF一体，也可以是分离式。当是分离式时，DTCF是数字孪生网络功能与物理网络交互的接口，后台功能可由分离的其他功能完成。数字孪生网络功能根据不同数字孪生需求，其包含的功能各不相同。例如当不涉及UE接入和移动性管理，并且与物理网络共享N1 termination时，数字孪生网络中则没有DT-AMF功能。
如图4所示，本实施例一中的数字孪生相关的流程可以包括：
步骤401：DTCF接收网络管理功能MnS发送的数字孪生任务信息，比如DT-CN信息、DT-RAN信息、DT-UE信息等，以基于该信息与物理网络功能交互获取状态信息，进而更新数字数字孪生网络功能状态，使得二者同步。
可选的，如果数字孪生任务涉及RAN，DTCF对DT-RAN进行配置，此配置可以包括频率、接入策略等。而如果DT-RAN与物理网络RAN共享资源，DTCF需发送DT-RAN配置激活和去激活消息。可选的，DT-RAN对DTCF和相关配置进行鉴权，以保证数字孪生网络与物理网络的隔离性。
可选的，如果数字孪生任务涉及UE，DTCF根据对应的DT-UE标识信息，与物理网络核心网网络功能交互查询UE上下文信息。
步骤402：可选的，如果数字孪生任务涉及的UE处于空闲态，DTCF向物理网络核心网AMF发送UE激活请求，以使AMF通过寻呼paging或其他增强方式将该UE从空闲态转为连接态。
步骤403a：可选的，如果数字孪生网络和物理网络共享N1 termination，DTCF向物理网络AMF发送共享请求(如N1 termination digital twin share request)。
步骤404a：AMF向DTCF反馈共享响应(如N1 termination digital twin shareresponse)。AMF可支持数字孪生相关NAS消息透传，
步骤403b：可选的，如果数字孪生网络具有独立的N1 termination，且UE的配置信息(在某个时间区间)是纯数字孪生模式，DTCF向物理网络核心网AMF发送N1 termination迁移请求。
步骤404b：AMF与物理UE进行UE配置更新，通过再注册(re-registration)使得该UE迁移至数字孪生域AMF，可选的进行UE和数字孪生网络鉴权。
步骤405：当物理UE进行数字孪生业务时，通过NAS消息向物理网络中的AMF发起数字孪生服务请求(如service request)。比如，当数字孪生网络和物理网络共享N1termination时，此请求消息经DTCF进行数字孪生域处理与交互。
步骤406：AMF与DTCF交互数字孪生业务信息。
步骤407：可选的，DTCF触发数字孪生业务鉴权，完成UE数字孪生相关的安全流程。
步骤408和步骤409：可选的，DTCF进行数字孪生业务相关的会话管理(如sessionmanagement)，会话管理的消息在共享N1 termination时也需物理网络AMF透传，经DTCF进行处理与交互。
步骤410：AMF通过NAS消息向物理UE透传服务接受/拒绝消息、或者会话管理消息等。
实施例二
本实施例二中，以第一功能为DTCF为例，参见图5所示，一种数字孪生业务请求过程可以包括：
步骤51：DT-UE向物理网络中的AMF发送服务请求(如service request)消息，该服务请求消息中携带数字孪生服务类型信息，该数字孪生服务类型信息用于指示所请求的业务为数字孪生业务。
步骤52：AMF根据该数字孪生服务类型信息，向DTCF发送数字孪生业务请求(如digital twin service request)消息，此数字孪生业务请求消息中携带数字孪生服务类型信息。
步骤53a：可选的，若DT-CN接受请求的数字孪生业务，则DTCF向AMF发送数字孪生业务接受(如digital twin service accept)消息。
步骤54a：AMF向DT-UE发送服务接受(如service accept)消息。
步骤53b：可选的，若DT-CN拒绝请求的数字孪生业务，则DTCF向AMF发送数字孪生业务拒绝(digital twin service reject)消息。
步骤54b：AMF向DT-UE发送服务拒绝(如service reject)消息。
可选的，上述数字孪生业务请求中可以携带数字孪生服务标识符(DTSidentifier)信息单元，以便于多个数字孪生业务情况下进行识别业务。
需指出的，上述的服务请求消息、服务接受消息以及服务拒绝消息可以通过AMF透传NAS消息支持。
实施例三
本实施例三中，以第一功能为DTCF为例，参见图6所示，一种数字孪生业务鉴权过程可以包括：
步骤61：DTCF发送数字孪生鉴权请求(如digital twin specificauthentication request)消息给物理网络的AMF；该数字孪生鉴权请求消息可以携带DTSID、和/或S-NSSAI等信息。
步骤62：AMF通过NAS消息1向物理UE透传数字孪生鉴权命令(如DT-SPECIFICAUTHENTICAITON COMMAND)信息、DTS ID和/或S-NSSAI等信息。此NAS消息1包含数字孪生鉴权控制信息单元用于标识消息。
步骤63：物理UE通过NAS消息2向AMF透传数字孪生鉴权结果(如DT-SPECIFICAUTHENTICAITON RESULT)信息、DTS ID和/或S-NSSAI等信息。此NAS消息2包含数字孪生鉴权结果信息单元用于标识消息。
一种实施方式中，DT-SPECIFIC AUTHENTICAITON COMMAND和DT-SPECIFICAUTHENTICAITON RESULT两个消息类型(message type)的一种定义方案是基于5G系统中的24.501消息类型定义，新增数字孪生鉴权消息类型定义。
步骤64：AMF向DTCF反馈数字孪生鉴权响应(如digital twin specificauthentication response)消息，该数字孪生鉴权响应消息可以携带DTS ID和/或S-NSSAI等信息。
需指出的，对于上述鉴权过程中的各消息，数字孪生服务标识符(DTSidentifier)信息单元是必选携带的字段，以保证鉴权过程的进行。
实施例四
本实施例四中，以第一功能为DTCF为例，参见图7所示，一种DT-AF和DT-UE之间的数字孪生业务交互过程可以包括：
步骤71：DT-AF通过数字孪生业务控制请求(如digital twin service controlrequest)消息向DT-UE发送数字孪生业务控制信息，该数字孪生业务控制信息用于配置数字孪生业务和异常报告。例如，数字孪生业务的配置可以为业务类型，比如文件传输协议(File Transfer Protocol，FTP)，和/或该业务对应IP地址(Internet Protocol address)信息等。
步骤72：DT-UE根据终端侧的信息，通过数字孪生业务控制响应(如digital twinservice control request)消息向DT-AF反馈成功信息。
步骤73：DT-AF发送数字孪生业务使能(enable)消息给DT-UE，以使DT-UE可以开始数字孪生业务。
需指出的，图7中所示的是DT-UE反馈成功的情况，但除此之外，DT-UE也可以根据终端侧的信息，在响应消息中反馈失败信息，此时，DT-AF发送数字孪生业务去使能(disable)消息给DT-UE。
可选的，若DT-UE开始数字孪生业务，则可以执行步骤74a-1和/或步骤74a-b。或者，若DT-UE发起数字孪生业务失败，则可以执行步骤74b。
步骤74a-1：DT-UE与DT-AF交互数字孪生业务数据(digital twin servicedata)，交互过程中网络侧数字孪生功能可以采集相关数字孪生业务信息，并上报给DT-AF。
步骤74a-2：DT-UE向DT-AF发送数字孪生业务报告(digital twin servicereport)。其中，如果需要终端侧进行数字孪生服务处理，那么相应服务信息需上报给DT-AF。
步骤74b：DT-UE向DT-AF发送数字孪生业务拒绝(如digital twin servicereject)消息。
步骤75：DT-AF向DT-UE发送数字孪生业务去使能(如digital twin servicedisable)消息。
步骤76：DT-UE向DT-AF发送数字孪生业务去使能完成(如digital twin servicedisable complete)消息。
请参见图8，图8是本申请实施例提供的一种服务提供装置的结构示意图，该装置用于如图1所示的数字孪生子系统中的DT-AF。如图8所示，服务提供装置80包括：
第一执行模块81，用于提供数字孪生网络相关的数据网络服务。
可选的，所述第一执行模块81用于：根据DT-UE的用户授权信息，发起数字孪生业务；其中，所述发起数字孪生业务包括以下至少一项：
发送数字孪生业务配置信息给所述DT-UE；
接收所述DT-UE发送的配置成功信息或者配置失败信息；
向第一功能报告所述DT-UE反馈的配置失败信息；
发送数字孪生业务开始信息和/或终止信息给所述DT-UE；
发送和/或接收数字孪生业务消息。
可选的，所述第一执行模块81用于：在所述DT-AF与DT-UE执行数字孪生业务交互时，交互以下信息中的至少一项：
数字孪生业务控制信息；
数字孪生业务数据；
数字孪生业务报告。
可理解的，本申请实施例提供的服务提供装置90可以实现图1所示的DT-AF所能够实现的相关流程，并达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
请参见图9，图9是本申请实施例提供的一种服务提供装置的结构示意图，该装置用于如图1所示的数字孪生子系统中的第一功能。如图9所示，服务提供装置90包括：
第二执行模块91，用于提供数字孪生控制和/或管理。
可选的，所述第二执行模块91用于执行以下至少一项：
基于数字孪生网络配置信息，获取数字孪生网络功能所需的物理网络功能状态信息；
基于数字孪生网络配置信息，通过与物理网络核心网功能交互，建立数字孪生域的DT-UE上下文；
对所述DT-RAN功能和/或所述DT-UE进行数字孪生配置；
当需要对外提供数字孪生服务时，通过与网络开放功能NEF交互，提供数字孪生服务；
与所述DT-AF直接或间接交互数字孪生业务相关信息；
当需要计费时，与计费功能交互计费信息。
可选的，当对DT-RAN功能和/或DT-UE进行数字孪生配置时，所述第二执行模块91用于执行以下至少一项：
对所述DT-RAN功能和/或所述DT-UE进行数字孪生注册；
对所述DT-RAN功能和/或所述DT-UE进行数字孪生鉴权；
对所述DT-RAN功能和/或所述DT-UE进行数字孪生配置更新；
进行所述DT-UE的会话管理；
进行所述DT-UE的上下文管理。
可选的，当通过与NEF交互，提供数字孪生服务时，所述第二执行模块91用于执行以下内容：
从所述NEF接收订阅事件为数字孪生服务的订阅或取消订阅请求消息，向所述NEF发送订阅响应消息，并对订阅消息内容进行监控；
当监控到所述订阅消息内容产生时，发送通知消息给所述NEF。
可选的，当数字孪生网络涉及用户级数据或用户参与时，所述第二执行模块91用于执行以下至少一项：
在进行数字孪生业务之前，若所述数字孪生业务相关的物理UE处于空闲态，则触发物理网络功能进行所述物理UE的寻呼流程；
根据数字孪生配置信息，触发和/或建立数字孪生域的N1 termination；
控制DT-UE和/或数字孪生网络功能相关的认证流程；
当涉及用户计费时，与计费功能交互计费信息。
可选的，所述第二执行模块91还用于执行以下至少一项：
转发和/或处理数字孪生业务请求和响应；
转发和/或处理数字孪生业务会话管理；
转发和/或处理数字孪生鉴权；
当数字孪生网络具有独立的N1 termination时，为DT-UE建立和/或配置数字孪生N1 termination。
可选的，当处理数字孪生业务请求和响应时，所述第二执行模块91用于：
当数字孪生网络和物理网络共享N1 termination时，通过与所述N1termination或者所述N1 termination所在的物理网络功能交互，接收数字孪生业务请求消息，并发送数字孪生业务响应消息。
可选的，所述数字孪生业务请求消息包括数字孪生服务类型信息，所述数字孪生业务类型信息用于指示所述数字孪生业务请求消息所请求的业务为数字孪生业务。
可选的，当转发和/或处理数字孪生业务会话管理时，所述第二执行模块91用于：
当数字孪生网络和物理网络共享N1 termination时，通过与所述N1termination或者所述N1 termination所在的物理网络功能交互，转发和/或处理数字孪生业务会话管理相关消息。
可选的，当处理数字孪生鉴权时，所述第二执行模块91用于：
发送数字孪生鉴权请求消息，并接收数字孪生鉴权响应消息；
其中，所述数字孪生鉴权请求消息和所述数字孪生鉴权响应消息中包括数字孪生服务标识符，所述数字孪生服务标识符用于指示请求鉴权的数字孪生服务内容。
可选的，所述第二执行模块91用于：向物理网络核心网功能发送所述数字孪生鉴权请求消息，并接收所述物理网络核心网功能反馈的数字孪生鉴权响应消息；
其中，所述数字孪生鉴权请求消息用于所述物理网络核心网功能发送数字孪生鉴权控制消息给物理UE，并接收所述物理UE反馈的数字孪生鉴权结果消息。
可理解的，本申请实施例提供的服务提供装置90可以实现图1所示的第一功能所能够实现的相关流程，并达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (28)

1.一种数字孪生子系统，其特征在于，包括：
数字孪生用户设备DT-UE，以及，数字孪生应用功能DT-AF、数字孪生核心网DT-CN功能、数字孪生无线接入网DT-RAN功能和用于提供数字孪生控制和/或管理的第一功能中的至少一者；
其中，所述DT-UE用于提供数字孪生网络相关的终端功能；所述DT-AF用于提供数字孪生网络相关的数据网络服务；所述DT-CN功能用于提供数字孪生网络相关的核心网服务；所述DT-RAN功能用于提供数字孪生网络相关的无线接入网服务。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数字孪生子系统中的数字孪生网络功能为：所述数字孪生网络功能的数字孪生域模型；或者，所述数字孪生子系统中的数字孪生网络功能为：所述数字孪生网络功能对应的物理网络功能的镜像。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一功能用于执行以下至少一项：
基于数字孪生网络配置信息，获取数字孪生网络功能所需的物理网络功能状态信息；
基于数字孪生网络配置信息，通过与物理网络核心网功能交互，建立数字孪生域的DT-UE上下文；
对所述DT-RAN功能和/或所述DT-UE进行数字孪生配置；
当需要对外提供数字孪生服务时，通过与网络开放功能NEF交互，提供数字孪生服务；
与所述DT-AF直接或间接交互数字孪生业务相关信息；
当需要计费时，与计费功能交互计费信息。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，当对所述DT-RAN功能和/或所述DT-UE进行数字孪生配置时，所述第一功能用于执行以下至少一项：
对所述DT-RAN功能和/或所述DT-UE进行数字孪生注册；
对所述DT-RAN功能和/或所述DT-UE进行数字孪生鉴权；
对所述DT-RAN功能和/或所述DT-UE进行数字孪生配置更新；
进行所述DT-UE的会话管理；
进行所述DT-UE的上下文管理。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，当通过与NEF交互，提供数字孪生服务时，所述第一功能用于：
从所述NEF接收订阅事件为数字孪生服务的订阅或取消订阅请求消息，向所述NEF发送订阅响应消息，并对订阅消息内容进行监控；
当监控到所述订阅消息内容产生时，发送通知消息给所述NEF。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述DT-AF用于：根据所述DT-UE的用户授权信息，发起数字孪生业务；
其中，所述发起数字孪生业务包括以下至少一项：
发送数字孪生业务配置信息给所述DT-UE；
接收所述DT-UE发送的配置成功信息或者配置失败信息；
向所述第一功能报告所述DT-UE反馈的配置失败信息；
发送数字孪生业务开始信息和/或终止信息给所述DT-UE；
发送和/或接收数字孪生业务消息。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当数字孪生网络涉及用户级数据或用户参与时，所述第一功能用于执行以下至少一项：
在进行数字孪生业务之前，若所述数字孪生业务相关的物理UE处于空闲态，则触发物理网络功能进行所述物理UE的寻呼流程；
根据数字孪生配置信息，触发和/或建立数字孪生域的N1终结点termination；
控制所述DT-UE和/或数字孪生网络功能相关的认证流程；
当涉及用户计费时，与计费功能交互计费信息。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一功能用于执行以下至少一项：
转发和/或处理数字孪生业务请求和响应；
转发和/或处理数字孪生业务会话管理；
转发和/或处理数字孪生鉴权；
当数字孪生网络具有独立的N1 termination时，为所述DT-UE建立和/或配置数字孪生N1 termination。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，当处理数字孪生业务请求和响应时，所述第一功能用于：
当数字孪生网络和物理网络共享N1 termination时，通过与所述N1termination或者所述N1 termination所在的物理网络功能交互，接收数字孪生业务请求消息，并发送数字孪生业务响应消息。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述数字孪生业务请求消息包括数字孪生服务类型信息，所述数字孪生业务类型信息用于指示所述数字孪生业务请求消息所请求的业务为数字孪生业务。
11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，当转发和/或处理数字孪生业务会话管理时，所述第一功能用于：
当数字孪生网络和物理网络共享N1 termination时，通过与所述N1termination或者所述N1 termination所在的物理网络功能交互，转发和/或处理数字孪生业务会话管理相关消息。
12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，当处理数字孪生鉴权时，所述第一功能用于：
发送数字孪生鉴权请求消息，并接收数字孪生鉴权响应消息；
其中，所述数字孪生鉴权请求消息和所述数字孪生鉴权响应消息中包括数字孪生服务标识符，所述数字孪生服务标识符用于指示请求鉴权的数字孪生服务内容。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述第一功能具体用于：向物理网络核心网功能发送所述数字孪生鉴权请求消息，并接收所述物理网络核心网功能反馈的数字孪生鉴权响应消息；
其中，所述数字孪生鉴权请求消息用于所述物理网络核心网功能发送数字孪生鉴权控制消息给物理UE，并接收所述物理UE反馈的数字孪生鉴权结果消息。
14.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述DT-AF用于：在与所述DT-UE执行数字孪生业务交互时，交互以下信息中的至少一项：
数字孪生业务控制信息；
数字孪生业务数据；
数字孪生业务报告。
15.一种服务提供装置，其特征在于，应用于如权利要求1所述的数字孪生子系统中的DT-AF，所述装置包括：
第一执行模块，用于提供数字孪生网络相关的数据网络服务。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，
所述第一执行模块用于：根据DT-UE的用户授权信息，发起数字孪生业务；其中，所述发起数字孪生业务包括以下至少一项：
发送数字孪生业务配置信息给所述DT-UE；
接收所述DT-UE发送的配置成功信息或者配置失败信息；
向第一功能报告所述DT-UE反馈的配置失败信息；
发送数字孪生业务开始信息和/或终止信息给所述DT-UE；
发送和/或接收数字孪生业务消息。
17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，
所述第一执行模块用于：在所述DT-AF与DT-UE执行数字孪生业务交互时，交互以下信息中的至少一项：
数字孪生业务控制信息；
数字孪生业务数据；
数字孪生业务报告。
18.一种服务提供装置，其特征在于，应用于如权利要求1所述的数字孪生子系统中的第一功能，所述装置包括：
第二执行模块，用于提供数字孪生控制和/或管理。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述第二执行模块用于执行以下至少一项：
基于数字孪生网络配置信息，获取数字孪生网络功能所需的物理网络功能状态信息；
基于数字孪生网络配置信息，通过与物理网络核心网功能交互，建立数字孪生域的DT-UE上下文；
对所述DT-RAN功能和/或所述DT-UE进行数字孪生配置；
当需要对外提供数字孪生服务时，通过与网络开放功能NEF交互，提供数字孪生服务；
与所述DT-AF直接或间接交互数字孪生业务相关信息；
当需要计费时，与计费功能交互计费信息。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，当对DT-RAN功能和/或DT-UE进行数字孪生配置时，所述第二执行模块用于执行以下至少一项：
对所述DT-RAN功能和/或所述DT-UE进行数字孪生注册；
对所述DT-RAN功能和/或所述DT-UE进行数字孪生鉴权；
对所述DT-RAN功能和/或所述DT-UE进行数字孪生配置更新；
进行所述DT-UE的会话管理；
进行所述DT-UE的上下文管理。
21.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，当通过与NEF交互，提供数字孪生服务时，所述第二执行模块用于执行以下内容：
从所述NEF接收订阅事件为数字孪生服务的订阅或取消订阅请求消息，向所述NEF发送订阅响应消息，并对订阅消息内容进行监控；
当监控到所述订阅消息内容产生时，发送通知消息给所述NEF。
22.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，当数字孪生网络涉及用户级数据或用户参与时，所述第二执行模块用于执行以下至少一项：
在进行数字孪生业务之前，若所述数字孪生业务相关的物理UE处于空闲态，则触发物理网络功能进行所述物理UE的寻呼流程；
根据数字孪生配置信息，触发和/或建立数字孪生域的N1 termination；
控制DT-UE和/或数字孪生网络功能相关的认证流程；
当涉及用户计费时，与计费功能交互计费信息。
23.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述第二执行模块用于执行以下至少一项：
转发和/或处理数字孪生业务请求和响应；
转发和/或处理数字孪生业务会话管理；
转发和/或处理数字孪生鉴权；
当数字孪生网络具有独立的N1 termination时，为DT-UE建立和/或配置数字孪生N1termination。
24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，当处理数字孪生业务请求和响应时，所述第二执行模块用于：
当数字孪生网络和物理网络共享N1 termination时，通过与所述N1termination或者所述N1 termination所在的物理网络功能交互，接收数字孪生业务请求消息，并发送数字孪生业务响应消息。
25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述数字孪生业务请求消息包括数字孪生服务类型信息，所述数字孪生业务类型信息用于指示所述数字孪生业务请求消息所请求的业务为数字孪生业务。
26.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，当转发和/或处理数字孪生业务会话管理时，所述第二执行模块用于：
当数字孪生网络和物理网络共享N1 termination时，通过与所述N1termination或者所述N1 termination所在的物理网络功能交互，转发和/或处理数字孪生业务会话管理相关消息。
27.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，当处理数字孪生鉴权时，所述第二执行模块用于：
发送数字孪生鉴权请求消息，并接收数字孪生鉴权响应消息；
其中，所述数字孪生鉴权请求消息和所述数字孪生鉴权响应消息中包括数字孪生服务标识符，所述数字孪生服务标识符用于指示请求鉴权的数字孪生服务内容。
28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述第二执行模块用于：向物理网络核心网功能发送所述数字孪生鉴权请求消息，并接收所述物理网络核心网功能反馈的数字孪生鉴权响应消息；
其中，所述数字孪生鉴权请求消息用于所述物理网络核心网功能发送数字孪生鉴权控制消息给物理UE，并接收所述物理UE反馈的数字孪生鉴权结果消息。
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