CN116346621A - 网络切片选择辅助信息的调整方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种网络切片选择辅助信息的调整方法、装置、电子设备和存储介质,其中,网络切片选择辅助信息的调整方法应用于5G核心网中的PCF,且该方法包括:基于与所述5G核心网的控制面接口交互,获取UE的网络切片信息;基于业务需求信息和网络质量参数,调整所述UE的网络切片信息。本申请能够根据业务需求和网络质量参数动态地调整UE的网络切片信息,同时,本申请还具有可利用SDN技术对切片网络进行动态管理和优化等优点。
Description
技术领域
本申请涉及5G通信领域,具体而言,涉及一种网络切片选择辅助信息的调整方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
随着5G网络的不断发展,网络切片(networkslicing)成为实现网络资源共享、提供多种不同的服务质量(QoS)保障、满足不同业务需求的重要技术。在5G网络中,网络切片由一个或多个逻辑NWDAFNetworkDataAnalyticsFunction网络数据分析功能实体组成,可以为用户提供专门的网络资源和服务。
5G网络中,用户设备(UE)可以同时连接多个网络切片,以满足不同的业务需求和QoS要求。为了实现对UE连接的网络切片的管理和控制,5G网络引入了切片策略控制功能(PCF)。PCF是一个重要的5G核心网控制器,负责管理和控制UE连接的网络切片的选择、变更和优化。
进一步地,5G网络中,为了更好地支持多种不同类型的业务,引入了S-NSSAI(SingleNetworkSliceSelectionAssistanceInformation)概念,以实现网络切片的选择和管理。
目前已有的关于UES-NSSAI自适应变化的实现方案,大多数只考虑了网络资源利用率因素,未能全面考虑不同业务对网络质量的不同要求。另外,这些方法只基于网络资源利用率进行切片调整,未考虑到业务的动态变化和网络的实时变化。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种网络切片选择辅助信息的调整方法、装置、电子设备和存储介质,用于至少克服现有技术无法基于不同业务调整网络切片信息这一技术问题。
第一方面,本发明提供一种网络切片选择辅助信息的调整方法,所述方法应用于5G核心网中的PCF,所述方法包括:
基于与所述5G核心网的控制面接口交互,获取UE的网络切片信息;
基于业务需求信息和网络质量参数,调整所述UE的网络切片信息。
在本申请第一方面中,基于与所述5G核心网的控制面接口交互,能够获取UE的网络切片信息,进而能够基于业务需求信息和网络质量参数,调整所述UE的网络切片信息,最终实现基于不同业务和网络质量参数动态调整网络切片信息。
在可选的实施方式中,所述基于与所述5G核心网的控制面接口交互,获取UE的网络切片信息,包括:
基于HTTP2和RESTful与所述5G核心网的SMF网元进行通信,以获取所述UE的网络切片信息;
或基于所述自定义协议栈获取所述UE的网络切片信息。
在本可选的实施方式中,基于HTTP2和RESTful与所述5G核心网的SMF网元进行通信,能够快速获取所述UE的网络切片信息,或则基于所述自定义协议栈能够快速获取所述UE的网络切片信息。
在可选的实施方式中,所述网络质量参数包括时延;以及,所述基于业务需求信息和网络质量参数,调整所述UE的网络切片信息,包括:
当所述业务需求信息表征所述UE需要完成低时延的业务时,则基于多个待选切片的时延选择时延最短的切片,并基于所述时延最短的切片调整所述UE的网络切片信息。
在本可选的实施方式中,当所述业务需求信息表征所述UE需要完成低时延的业务时,能够基于多个待选切片的时延选择时延最短的切片,并基于所述时延最短的切片调整所述UE的网络切片信息。
在可选的实施方式中,所述网络质量参数还包括带宽;
以及,所述基于业务需求信息和网络质量参数,调整所述UE的网络切片信息,包括:
当所述业务需求信息表征所述UE需要完成高带宽的业务时,则基于多个所述待选切片的带宽选择带宽最大的切片,并基于所述带宽最大的切片调整所述UE的网络切片信息。
在本可选的实施方式中,当所述业务需求信息表征所述UE需要完成高带宽的业务时,能够基于多个所述待选切片的带宽选择带宽最大的切片,并基于所述带宽最大的切片调整所述UE的网络切片信息。
在可选的实施方式中,所述网络质量参数还包括负载信息,所述方法还包括:
以及,所述基于业务需求信息和网络质量参数,调整所述UE的网络切片信息,包括:
当所述业务需求信息表征需要负载均衡时,则基于多个所述待选切片的负载信息选择网络负载满足第一预设条件的切片,并基于所述网络负载满足第一预设条件的切片调整所述UE的网络切片信息。
在本可选的实施方式中,当所述业务需求信息表征需要负载均衡时,能够基于多个所述待选切片的负载信息选择网络负载满足第一预设条件的切片,并基于所述网络负载满足第一预设条件的切片调整所述UE的网络切片信息。
在可选的实施方式中,所述方法还包括:
基于每个所述待选切片的网络质量参数确定每个所述待选切片的服务质量等级;
基于多个所述待选切片的服务质量等级,确定服务质量满足第二预设条件的切片;
基于所述服务质量满足第二预设条件的切片,调整所述UE的网络切片信息。
在本可选的实施方式中,基于每个所述待选切片的网络质量能够确定每个所述待选切片的服务质量等级,进而能够基于多个所述待选切片的服务质量等级,确定服务质量满足第二预设条件的切片,进而能够基于所述服务质量满足第二预设条件的切片,调整所述UE的网络切片信息。
在可选的实施方式中,所述方法还包括:
基于所述UE的网络切片信息,调整网络接入点,以使所述与调整后的切片连接。
在本可选的实施方式中,基于所述UE的网络切片信息,能够调整网络接入点,以使所述与调整后的切片连接。
第二方面,本发明提供一种网络切片选择辅助信息的调整装置,所述装置应用于5G核心网中的PCF,所述装置包括:
获取模块,用于基于与所述5G核心网的控制面接口交互,获取UE的网络切片信息;
调整模块,用于基于业务需求信息和网络质量参数,调整所述UE的网络切片信息。
本申请第二方面的装置通过执行网络切片选择辅助信息的调整方法,能够基于与所述5G核心网的控制面接口交互,进而能够获取UE的网络切片信息,进而能够基于业务需求信息和网络质量参数,调整所述UE的网络切片信息,最终实现基于不同业务和网络质量参数动态调整网络切片信息。
第三方面,本发明提供一种电子设备,包括:
处理器;以及
存储器,配置用于存储机器可读指令,所述指令在由所述处理器执行时,执行如前述实施方式任一项所述的网络切片选择辅助信息的调整方法。
本申请第三方面的电子设备通过执行网络切片选择辅助信息的调整方法,能够基于与所述5G核心网的控制面接口交互,进而能够获取UE的网络切片信息,进而能够基于业务需求信息和网络质量参数,调整所述UE的网络切片信息,最终实现基于不同业务和网络质量参数动态调整网络切片信息。
第四方面,本发明提供一种存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行如前述实施方式任一项所述的网络切片选择辅助信息的调整方法。
本申请第四方面的存储介质通过执行网络切片选择辅助信息的调整方法,
能够基于与所述5G核心网的控制面接口交互,进而能够获取UE的网络切片信息,进而能够基于业务需求信息和网络质量参数,调整所述UE的网络切片信息,最终实现基于不同业务和网络质量参数动态调整网络切片信息。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本申请实施例公开的一种网络切片选择辅助信息的调整方法的流程示意图;
图2是本申请实施例公开的一种NFV虚拟化示意图;
图3是本申请实施例公开的PCF自适应调整UE切片示意图;
图4是本申请实施例公开的一种网络切片选择辅助信息的调整装置的结构示意图;
图5是本申请实施例公开的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例涉及的技术术语的相关说明如下:
NFNetworkFunction网络功能;
PCFPolicyControlfunction策略控制功能;
AFApplicationFunction网络应用功能;
NEFNetworkExposureFunction网络开放功能;
NRFNFRepositoryFunction网络存储功能;
S-NSSAISingleNetworkSliceSelectionAssistanceInformation网络切片选择辅助信息;
SEPPSecurityEdgeProtectionProxies安全边缘保护代理;
V-PLMNVisitedPublicLandMobileNetwork拜访地公共陆地移动网络;
H-PLMNHomePublicLandMobileNetwork归属地公共陆地移动网络;
SMFSessionManagementFunction会话管理功能;
AMFAccessandMobilityManagementFunction接入和移动性管理功能;
UDMTheUnifiedDataManagement统一数据管理功能;
SLAServiceLevelAgreement服务水平协议;
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描述。
实施例一
请参阅图1,图1是本申请实施例公开的一种网络切片选择辅助信息的调整方法的流程示意图,其中,该方法应用于5G核心网中的PCF,如图1所示,本申请实施例的方法包括以下步骤:
101、基于与5G核心网的控制面接口交互,获取UE的网络切片信息;
102、基于业务需求信息和网络质量参数,调整UE的网络切片信息。
在本申请实施例中,基于与5G核心网的控制面接口交互,能够获取UE的网络切片信息,进而能够基于业务需求信息和网络质量参数,调整UE的网络切片信息,最终实现基于不同业务和网络质量参数动态调整网络切片信息。
在本申请实施例中,作为一种示例,假设用户设备UE需要传输视频业务,则选择时延的网络切片,而如果用户设备UE需要传输数据业务,则可以选择带宽最大的网络切片。
在本申请实施例中,更加具体地,可采用NFV(NetworkFunctionsVirtualization,网络功能虚拟化))技术将PCF虚拟化为一组软件功能模块。
在本申请实施例中,PCF可部署在云端,进一步地,请参阅图2,图2是本申请实施例公开的一种NFV虚拟化示意图。如图2所示,可将PCF功能拆分成多个独立的功能模块,例如流量控制、策略管理、安全管理等,每个功能模块对应一个虚拟化的软件模块。进一步地,可将每个虚拟化的软件模块部署在云端的服务器上,使用对应的虚拟化技术,例如OpenStack、VMware等。进一步地,针对每个虚拟化的软件模块,配置相应的安全功能、负载均衡、服务链等,以实现对PCF策略控制功能的支持。进一步地,可在云端的服务器上,配置SDN控制器和NFV管理器,通过SDN控制器对虚拟化的软件模块进行管理和控制,通过NFV管理器对虚拟化的软件模块进行监控和维护。进一步的,在与云端的服务器进行通信的5G核心网控制面中,增加与PCF虚拟化功能模块交互的接口,以实现对PCF策略控制功能的控制和管理。
基于上述内容,本可选的实施方式可利用NFV技术实现PCF策略控制功能,将PCF功能虚拟化为一组软件功能模块,并在云端部署,提高了系统的灵活性和可扩展性
在本申请实施例中,针对步骤101,UE的网络切片信息包括当前所在的切片ID、所属的服务区域、网络质量参数等。
在本申请实施例中,每个UE都有自身的网络切片信息并网络切片信息对应的网络切片连接,具体地,UE向核心网发送注册请求,核心网接收到注册请求后,会向UE发送切片选择请求,要求UE指定需要使用的切片类型、服务质量要求和切片标识符等信息。进而,UE接收到切片选择请求后,根据业务类型和服务质量要求,确定需要使用的S-NSSAI,并将其发送给核心网。进而,核心网接收到UE发送的S-NSSAI后,根据S-NSSAI中的切片标识符,从网络中选择一个切片,并将其分配给UE使用。进而UE接收到核心网分配的切片信息后,根据切片标识符和服务质量要求,连接到相应的切片,并开始使用该切片提供的业务服务。
在可选的实施方式中,步骤101:基于与5G核心网的控制面接口交互,获取UE的网络切片信息,包括以下子步骤:
基于HTTP2和RESTful与5G核心网的SMF网元进行通信,以获取UE的网络切片信息;
或基于自定义协议栈获取UE的网络切片信息。
在本可选的实施方式中,基于HTTP2和RESTful与5G核心网的SMF网元进行通信,能够快速获取UE的网络切片信息,或则基于自定义协议栈能够快速获取UE的网络切片信息。
在本可选的实施方式中,PCF通过5G核心网的控制面接口与核心网进行交互,从而获取到UE的网络切片信息,其中,PCF可HTTP2和RESTful等通信方式,和SMF等网元进行通信,或者使用自定义的协议栈,例如JSON、XML、Protobuf等。PCF能快速获取UE的网络切片信息。
在可选的实施方式中,网络质量参数包括时延,相应地,请参阅图3,图3是本申请实施例公开的PCF自适应调整UE切片示意图。如图3所示,步骤102:基于业务需求信息和网络质量参数,调整UE的网络切片信息,包括以下子步骤:
当业务需求信息表征UE需要完成低时延的业务时,则基于多个待选切片的时延选择时延最短的切片,并基于时延最短的切片调整UE的网络切片信息。
在本可选的实施方式中,当业务需求信息表征UE需要完成低时延的业务时,能够基于多个待选切片的时延选择时延最短的切片,并基于时延最短的切片调整UE的网络切片信息。
在本可选的实施方式中,具体地,可在待切片上收集多个数据包的时延,并计算其平均时延,从而将平均时延作为待切片的时延。
在可选的实施方式中,网络质量参数还包括带宽,相应地,步骤102:基于业务需求信息和网络质量参数,调整UE的网络切片信息,包括以下子步骤:
当业务需求信息表征UE需要完成高带宽的业务时,则基于多个待选切片的带宽选择带宽最大的切片,并基于带宽最大的切片调整UE的网络切片信息。
在本可选的实施方式中,当业务需求信息表征UE需要完成高带宽的业务时,能够基于多个待选切片的带宽选择带宽最大的切片,并基于带宽最大的切片调整UE的网络切片信息。
在本可可选的实施方式中,具体地,可在待切片上收集多个数据包的带宽,并计算其平均带宽,从而将平均带宽作为待切片的带宽。
在可选的实施方式中,网络质量参数还包括负载信息,,相应地,步骤102:基于业务需求信息和网络质量参数,调整UE的网络切片信息,包括以下子步骤:
当业务需求信息表征需要负载均衡时,则基于多个待选切片的负载信息选择网络负载满足第一预设条件的切片,并基于网络负载满足第一预设条件的切片调整UE的网络切片信息。
在本可选的实施方式中,当业务需求信息表征需要负载均衡时,能够基于多个待选切片的负载信息选择网络负载满足第一预设条件的切片,并基于网络负载满足第一预设条件的切片调整UE的网络切片信息。
在本可选的实施方式中,具体地,可在待切片上收集多个数据包的拥塞窗口,并计算其平均拥塞窗口,从而将平均拥塞窗口作为待切片的负载信息。
在可选的实施方式中,本申请实施例的方法还包括以下步骤:
基于每个待选切片的网络质量参数确定每个待选切片的服务质量等级;
基于多个待选切片的服务质量等级,确定服务质量满足第二预设条件的切片;
基于服务质量满足第二预设条件的切片,调整UE的网络切片信息。
在本可选的实施方式中,基于每个待选切片的网络质量能够确定每个待选切片的服务质量等级,进而能够基于多个待选切片的服务质量等级,确定服务质量满足第二预设条件的切片,进而能够基于服务质量满足第二预设条件的切片,调整UE的网络切片信息。
在可选的实施方式中,本申请实施例的方法还包括以下步骤:
基于UE的网络切片信息,调整网络接入点,以使与调整后的切片连接。
在本可选的实施方式中,基于UE的网络切片信息,能够调整网络接入点,以使与调整后的切片连接。
在本可选的实施方式中,针对在高负载切片中的部分UE,PCF将其网络接入点(NAP)切换到其他切片上,以平衡各个切片的网络负载。具体实现方式通过SDN(SoftwareDefined Networking)技术进行,使用SDN控制器对切片网络进行动态管理和优化,其中,SDN控制器可以通过编程方式调整网络拓扑结构,如增加或删除网络节点、调整网络链路等,以适应不同的网络流量和业务需求。PCF利用这一特性对切片网络进行优化和调整,以提高网络性能和资源利用率。
进一步地,当切片网络需要根据业务需求动态切换,以保证网络性能和服务质量。SDN技术可以实现网络切片的快速切换,从而适应不同业务的要求。PCF利用SDN控制器实现网络切片的快速切换。
进一步地,SDN技术可以实现对网络流量的精细控制,从而提高网络性能和资源利用率。PCF利用SDN控制器对切片网络的流量进行分类、限速、过滤等,以实现网络流量的优化和管理。
进一步地,SDN技术可以实现对网络安全的精细控制,通过对网络攻击进行检测和防御,从而提高网络安全性。PCF内置组件利用SDN控制器对切片网络进行安全防护,以保障网络安全。
在本申请实施例中,可以将上述切片选择算法进行组合使用,形成综合切片选择算法,以实现最优的网络质量和用户体验,例如采用机器学习方法,使用决策树算法或神经网络算法对不同算法的结果进行训练,从而预测最终的切片选择结果。
实施例二
请参阅图4,图4是本申请实施例公开的一种网络切片选择辅助信息的调整装置的结构示意图,其中,置应用于5G核心网中的PCF。如图4所示,本申请实施例的装置包括以下功能模块:
获取模块201,用于基于与5G核心网的控制面接口交互,获取UE的网络切片信息;
调整模块202,用于基于业务需求信息和网络质量参数,调整UE的网络切片信息。
本申请实施例的装置通过执行网络切片选择辅助信息的调整方法,
能够基于与5G核心网的控制面接口交互,进而能够获取UE的网络切片信息,进而能够基于业务需求信息和网络质量参数,调整UE的网络切片信息,最终实现基于不同业务和网络质量参数动态调整网络切片信息。
需要说明的是,关于本申请实施例的装置的其他详细说明,请参阅本申请实施例一的相关说明,本申请实施例对此不作赘述。
实施例三
请参阅图5,图5是本申请实施例公开的一种电子设备的结构示意图,如图5所示,本申请实施例的电子设备包括:
处理器301;以及
存储器302,配置用于存储机器可读指令,指令在由处理器301执行时,执行如前述实施方式任一项的网络切片选择辅助信息的调整方法。
本申请实施例的电子设备通过执行网络切片选择辅助信息的调整方法,能够基于与5G核心网的控制面接口交互,进而能够获取UE的网络切片信息,进而能够基于业务需求信息和网络质量参数,调整UE的网络切片信息,最终实现基于不同业务和网络质量参数动态调整网络切片信息。
实施例四
本申请实施例提供一种存储介质,存储介质存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行如前述实施方式任一项的网络切片选择辅助信息的调整方法。
本申请实施例的存储介质通过执行网络切片选择辅助信息的调整方法,能够基于与5G核心网的控制面接口交互,进而能够获取UE的网络切片信息,进而能够基于业务需求信息和网络质量参数,调整UE的网络切片信息,最终实现基于不同业务和网络质量参数动态调整网络切片信息。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
另外,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,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,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单元来实现本实施例方案的目的。
再者,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
需要说明的是,功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)随机存取存储器(RandomAccessMemory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种网络切片选择辅助信息的调整方法,其特征在于,所述方法应用于5G核心网中的PCF,所述方法包括:
基于与所述5G核心网的控制面接口交互,获取UE的网络切片信息;
基于业务需求信息和网络质量参数,调整所述UE的网络切片信息。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于与所述5G核心网的控制面接口交互,获取UE的网络切片信息,包括:
基于HTTP2和RESTful与所述5G核心网的SMF网元进行通信,以获取所述UE的网络切片信息;
或基于自定义协议栈获取所述UE的网络切片信息。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述网络质量参数包括时延;以及,所述基于业务需求信息和网络质量参数,调整所述UE的网络切片信息,包括:
当所述业务需求信息表征所述UE需要完成低时延的业务时,则基于多个待选切片的时延选择时延最短的切片,并基于所述时延最短的切片调整所述UE的网络切片信息。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述网络质量参数还包括带宽;
以及,所述基于业务需求信息和网络质量参数,调整所述UE的网络切片信息,包括:
当所述业务需求信息表征所述UE需要完成高带宽的业务时,则基于多个所述待选切片的带宽选择带宽最大的切片,并基于所述带宽最大的切片调整所述UE的网络切片信息。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述网络质量参数还包括负载信息,所述方法还包括:
以及,所述基于业务需求信息和网络质量参数,调整所述UE的网络切片信息,包括:
当所述业务需求信息表征需要负载均衡时,则基于多个所述待选切片的负载信息选择网络负载满足第一预设条件的切片,并基于所述网络负载满足第一预设条件的切片调整所述UE的网络切片信息。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
基于每个所述待选切片的网络质量参数确定每个所述待选切片的服务质量等级;
基于多个所述待选切片的服务质量等级,确定服务质量满足第二预设条件的切片;
基于所述服务质量满足第二预设条件的切片,调整所述UE的网络切片信息。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
基于所述UE的网络切片信息,调整网络接入点,以使所述与调整后的切片连接。
8.一种网络切片选择辅助信息的调整装置,其特征在于,所述装置应用于5G核心网中的PCF,所述装置包括:
获取模块,用于基于与所述5G核心网的控制面接口交互,获取UE的网络切片信息;
调整模块,用于基于业务需求信息和网络质量参数,调整所述UE的网络切片信息。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
处理器;以及
存储器,配置用于存储机器可读指令,所述指令在由所述处理器执行时,执行如权利要求1-7任一项所述的网络切片选择辅助信息的调整方法。
10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行如权利要求1-7任一项所述的网络切片选择辅助信息的调整方法。
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