CN116760455B - 空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法及相关设备 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法及相关设备，涉及通信技术领域。该方法包括：SMF网元根据用户终端发起的会话建立请求，筛选出可用的至少一个UPF网元；SMF网元根据用于指示用户终端是否使用非地面网络回传的第一指示参数信息和NRF网元提供的用于指示UPF网元是否部署于非地面网络的第二指示参数信息确定每个UPF网元对应的用户面路由；SMF网元根据每个UPF网元对应的用户面路由，获取每个UPF网元的网络状态信息；SMF网元根据每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，从可用的至少一个UPF网元中选择为用户终端提供用户面服务的目标UPF网元。本公开能够综为空天地算力融合网络下的用户终端选择最佳的UPF网元。

Description

空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法及相关设备
技术领域
本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法及相关设备。
背景技术
在当前3GPP R18版本协议的卫星回传项目中，支持星间多跳、多种类型卫星作回传（例如，使用高轨卫星和低轨卫星来提供用户面回传）是一个关键研究问题。但目前标准流程中仅支持移动性管理功能网元基于本地配置向会话管理功能网元指示基站所连接的单一回传类别，尚未明确地面网络如何感知星间多跳、多种类型卫星作回传时的卫星网络拓扑动态变化。另外，在3GPP R18 版本协议的卫星回传项目中，星上搭载UPF网元以支持星上边缘计算是一个关键研究问题。目前标准中仅考虑了高轨卫星上搭载UPF网元的场景，由于高轨卫星对地静止，在其上搭载UPF网元对当前会话管理功能改动较小，但只能适用于时延较高的业务。低轨卫星距地更近，在低轨卫星上搭载UPF网元能够满足更多低时延业务，但由于低轨卫星非对地静止，卫星网络拓扑的动态变化，使得低轨卫星上搭载的UPF网元位置也随之动态变化，这导致会话管理功能难以感知用户面信息，无法为用户终端选择最适合的UPF网元。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开提供一种空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法及相关设备，至少在一定程度上克服相关技术中无法实现空天地算力融合网络下为用户终端选择最佳UPF网元的技术问题。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的一个方面，提供了一种空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法，该方法应用于SMF网元，包括：根据用户终端发起的会话建立请求，筛选出可用的至少一个UPF网元；根据第一指示参数信息和第二指示参数信息确定每个UPF网元对应的用户面路由，所述第一指示参数信息为AMF网元提供的用于指示所述用户终端是否使用非地面网络回传的参数信息，所述第二指示参数信息为NRF网元提供的用于指示UPF网元是否部署于非地面网络的参数信息；根据每个UPF网元对应的用户面路由，获取每个UPF网元的网络状态信息；根据每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，从所述可用的至少一个UPF网元中选择为用户终端提供用户面服务的目标UPF网元。
在一些实施例中，在根据第一指示参数信息和第二指示参数信息确定每个UPF网元对应的用户面路由之前，所述方法还包括：向NRF网元发送网络状态请求消息；接收所述NRF网元返回的UPF网元描述文件，其中，所述UPF网元描述文件中包含每个UPF网元的容量信息、负载信息以及每个UPF网元是否部署于非地面网络的第二指示参数信息。
在一些实施例中，在根据每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，从所述可用的至少一个UPF网元中选择为用户终端提供用户面服务的目标UPF网元之前，所述方法还包括：从NRF网元提供的UPF网元描述文件中，获取每个UPF网元的容量信息和负载信息；根据每个UPF网元的容量信息和负载信息，确定每个UPF网元的算力信息。
在一些实施例中，在所述第二指示参数信息指示UPF网元部署于非地面网络的情况下，所述UPF网元描述文件中还包含：部署UPF网元的非地面载体类型、非地面载体标识。
在一些实施例中，在根据第一指示参数信息和第二指示参数信息确定每个UPF网元对应的用户面路由之前，所述方法还包括：接收AMF网元提供的第一指示参数信息。
在一些实施例中，所述用户面路由包括如下任意一种路由类型：仅由地面承载网络作为承载网络且UPF网元部署于地面载体的仅由地面承载网络作为承载网络且UPF网元部署于地面载体；由地面承载网络和非地面网络共同作为承载网络且UPF网元部署于地面载体的由地面承载网络和非地面网络共同作为承载网络且UPF网元部署于地面载体；由非地面网络作为承载网络且UPF网元部署于非地面载体的由非地面网络作为承载网络且UPF网元部署于非地面载体。
在一些实施例中，根据每个UPF网元对应的用户面路由，获取每个UPF网元的网络状态信息，包括：根据每个UPF网元对应的用户面路由，确定网络状态信息提供者；向所述网络状态信息提供者发送网络状态请求消息，以使所述网络状态信息提供者返回携带有网络状态信息的网络状态请求消息。
在一些实施例中，向所述网络状态信息提供者发送网络状态请求消息，以使所述网络状态信息提供者返回携带有网络状态信息的网络状态请求消息，包括如下至少之一：若UPF网元对应的用户面路由为仅由地面承载网络作为承载网络且UPF网元部署于地面载体，则通过地面移动网络OAM向地面承载网络OAM发送地面承载网络状态请求消息，并接收所述地面承载网络OAM返回的地面承载网络状态响应消息，其中，所述地面承载网络状态响应消息中携带有地面承载网络的网络状态信息；若UPF网元对应的用户面路由为由地面承载网络和非地面网络共同作为承载网络且UPF网元部署于地面载体，则通过地面移动网络OAM向地面承载网络OAM发送地面承载网络状态请求消息，并接收所述地面承载网络OAM返回的地面承载网络状态响应消息；以及通过地面移动网络OAM向非地面网络OAM发送非地面网络状态请求消息，并接收所述非地面网络OAM返回的非地面网络状态响应消息，其中，所述非地面网络状态响应消息中携带有非地面网络的网络状态信息；若UPF网元对应的用户面路由为由非地面网络作为承载网络且UPF网元部署于非地面载体，则通过地面移动网络OAM向非地面网络OAM发送非地面网络状态请求消息，并接收所述非地面网络OAM返回的非地面网络状态响应消息，其中，所述地面承载网络状态响应消息中携带有地面承载网络的网络状态信息。
在一些实施例中，所述网络状态信息包括如下至少之一：时延、最大比特流和丢包率，所述方法还包括如下至少之一：根据地面承载网络的时延和/或非地面网络的时延计算每个UPF网元的时延；根据地面承载网络的最大比特率和/或非地面网络的最大比特率计算每个UPF网元的最大比特率；根据地面承载网络的丢包率和/或非地面网络的丢包率计算每个UPF网元的丢包率。
在一些实施例中，根据每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，从所述可用的至少一个UPF网元中选择为用户终端提供用户面服务的目标UPF网元，包括：根据每个UPF网元的算力信息、时延、最大比特流和丢包率，计算每个UPF网元对应的评估得分；将评估得分最高的UPF网元确定为目标UPF网元。
在一些实施例中，所述非地面网络为通过卫星和/或高空平台搭载网元形成的网络。
根据本公开的另一个方面，还提供了一种空天地算力融合网络下的用户面路由选择装置，该方法应用于SMF网元，包括：可用UPF网元筛选模块，用于根据用户终端发起的会话建立请求，筛选出可用的至少一个UPF网元；用户面路由确定模块，用于根据第一指示参数信息和第二指示参数信息确定每个UPF网元对应的用户面路由，所述第一指示参数信息为AMF网元提供的用于指示所述用户终端是否使用非地面网络回传的参数信息，所述第二指示参数信息为NRF网元提供的用于指示UPF网元是否部署于非地面网络的参数信息；网络状态信息获取模块，用于根据每个UPF网元对应的用户面路由，获取每个UPF网元的网络状态信息；UPF网元选择模块，用于根据每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，从所述可用的至少一个UPF网元中选择为用户终端提供用户面服务的目标UPF网元。
根据本公开的另一个方面，还提供了一种空天地算力融合网络系统，包括：至少一个UPF网元、SMF网元、AMF网元和NRF网元；其中，所述AMF网元，用于根据用户终端发起的会话建立请求，向所述SMF网元提供用于指示所述用户终端是否使用非地面网络回传的第一指示参数信息；所述NRF网元，用于向所述SMF网元提供用于指示UPF网元是否部署于非地面网络的第二指示参数信息；所述SMF网元用于根据用户终端发起的会话建立请求，筛选出可用的至少一个UPF网元，并根据第一指示参数信息和第二指示参数信息确定每个UPF网元对应的用户面路由，进而根据每个UPF网元对应的用户面路由，获取每个UPF网元的网络状态信息，以便根据每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，从所述可用的至少一个UPF网元中选择为用户终端提供用户面服务的目标UPF网元。
根据本公开的另一个方面，还提供了一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意一项所述的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法。
根据本公开的另一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项所述的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法。
根据本公开的另一个方面，还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法。
本公开实施例中提供的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法及相关设备，当SMF网元根据用户终端发起的会话建立请求筛选出可用的至少一个UPF网元后，根据AMF网元提供的用于指示用户终端是否使用非地面网络回传的第一指示参数信息，以及NRF网元提供的用于指示UPF网元是否部署于非地面网络的第二指示参数信息，确定每个UPF网元对应的用户面路由，进而根据每个UPF网元对应的用户面路由，获取每个UPF网元的网络状态信息，最后根据每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，从可用的至少一个UPF网元中选择为该会话建立请求提供服务的目标UPF网元。
本公开实施例中，SMF网元可根据用于指示用户终端是否使用非地面网络回传的第一指示参数信息以及用于指示UPF网元是否部署于非地面网络的第二指示参数信息，确定用户终端在空天地算力融合网络下的用户面路由，进而根据用户终端在空天地算力融合网络下的用户面路由来确定每个UPF网元对应的网络状态信息，最后综合考虑每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，为用户终端发起的会话建立请求选择最佳的UPF网元，实现了空天地算力融合网络下的用户面路由选择。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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的附图。
图1示出本公开实施例中空天地算力融合网络下支持的一种用户面路由示意图；
图2示出本公开实施例中空天地算力融合网络下支持的又一种用户面路由示意图；
图3示出本公开实施例中空天地算力融合网络下支持的另一种用户面路由示意图；
图4示出本公开实施例中一种空天地算力融合网络系统架构示意图；
图5示出本公开实施例中一种会话建立流程图；
图6示出本公开实施例中一种SMF网元筛选可用UPF网元的流程图；
图7示出本公开实施例中一种SMF网元与地面移动网络、地面承载网络、非地面网络之间的管理面交互流程图；
图8示出本公开实施例中一种空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法流程图；
图9示出本公开实施例中一种空天地算力融合网络下的用户面路由选择装置示意图；
图10示出本公开实施例中一种电子设备的结构框图；
图11示出本公开实施例中一种计算机可读存储介质示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
为便于理解，在介绍本公开实施例之前，首先对本公开实施例中涉及到的几个名词进行解释如下：
SMF：Session Management Function，会话管理功能；
AMF：Access and Mobility Mangement Function，接入和移动性管理功能；
UPF：User Plane Function，用户面功能；
NRF：Network Repository Function，网络存储功能；
PCF：Policy Control Function，策略控制功能；
RAN：Radio Access Network，无线接入网；
UE：User Equipment，用户设备，也称用户终端，简称用户终端；
OAM：Operation Administration and Maintenance，操作维护管理；
DN：Data Network，数据网络。
下面结合附图，对本公开实施例的具体实施方式进行详细说明。
图1、图2和图3示出本公开实施例中空天地算力融合网络下支持的三种用户面路由示意图，其中，图1所示的用户面路由由地面承载网络承载且UPF网元部署于地面；图2所示的用户面路由由非地面网络（卫星网络）和地面承载网络承载且UPF网元部署于地面；图3所示的用户面路由由非地面网络（卫星网络）承载且UPF网元和DN部署于卫星上。
图4示出本公开实施例中一种空天地算力融合网络系统架构示意图，如图4所示，本公开实施例中提供的空天地算力融合网络系统可包括：至少一个UPF网元10、SMF网元20、AMF网元30和NRF网元40。
其中，AMF网元30，用于根据UE50发起的会话建立请求，向SMF网元20提供用于指示UE50是否使用非地面网络回传的第一指示参数信息；NRF网元40，用于向SMF网元20提供用于指示UPF网元是否部署于非地面网络的第二指示参数信息；SMF网元20用于根据UE50发起的会话建立请求，筛选出可用的至少一个UPF网元10，并根据第一指示参数信息和第二指示参数信息确定每个UPF网元10对应的用户面路由，进而根据每个UPF网元10对应的用户面路由，获取每个UPF网元10的网络状态信息，以便根据每个UPF网元10的算力信息和网络状态信息，从可用的至少一个UPF网元10中选择为用户终端提供用户面服务的目标UPF网元。SMF网元20还用于为会话选择PCF网元80，以获取会话相关联的策略控制和计费规则。
如图4所示，UE50通过RAN60接入到为其提供用户面服务的UPF网元10，进而与DN70通信；SMF网元20中内置有：网络管理模块201和算力管理模块202；网络管理模块201和算力管理模块202协助SMF网元20选择UPF网元10。其中，非地面网络（例如，卫星网络）与地面承载网络的拓扑结构及网络信息可被SMF网元20中的网络管理模块201感知，星载/地面UPF网元被视作具备算力及传输能力的节点，其能力可被算力管理模块202感知。网络管理模块201及算力管理模块202协同作用，使得SMF网元20能够选择出匹配业务需求的最合适的用户面路由。
在图4所示的空天地算力融合网络系统架构下，以SMF网元只为UE选择一个合适的UPF网元为例，会话建立流程如图5所示，具体包括：
S502，AMF网元接收用户终端发送的会话建立请求消息。在具体实施时，用户终端可按照当前标准所述的流程请求建立初始会话。请求建立的会话可以是但不限于PDU（Protocol Data Unit，协议数据单元）会话。
S504，AMF网元向选择的SMF网元发送会话管理上下文建立请求消息（即Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request消息）。在具体实施时，AMF网元可按照当前标准所述的流程选择SMF网元，向该SMF网元发送Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request消息，以建立用户终端的会话管理上下文。该消息中除包含标准所述的数据网络名称（DNN）、支持的切片标识（S-NSSAI(s)）、卫星回传类型（Satellite Backhaul Category）等参数外，增加一个小区标识（Cell ID）的参数，以便后续SMF网元选择用户面路由。
S506，SMF网元按照当前标准所述流程选择PCF网元，并获取与会话相关联的策略控制和计费规则（PCC Rule）。
S508，SMF网元按照当前标准所述流程向NRF网元发送网络状态请求消息（即Nnrf_NFManagement_NFStatusSubscribe请求消息），该请求可能包括但不限于如下参数：DNN、S-NSSAI、SMF区域标识等。
S510，NRF网元向SMF网元提供可用UPF网元集合以及每个可用的UPF网元的描述文件（NF Profile）。其中，可用UPF网元集合中包含可用的至少一个UPF网元。在每个可用的UPF网元的描述文件中，除当前标准所述的容量（Capacity）、负载（Load）、位置（Locality）等参数外，本公开实施例中考虑到星上UPF网元的特性，增加可指示UPF网元是否部署于卫星上的参数（即UPF_Type），若UPF_Type=1，则表明UPF网元部署于星上；若UPF_Type=0，则表明UPF网元部署于地面。可选地，还可增加可指示UPF网元所在卫星的卫星类型（Satellite_Type），卫星类型包括但不限于：GEO（Geosynchronous Eearth Orbit，高轨卫星）、MEO（Medium Earth Orbit，中高轨卫星）、LEO（Low Earth Orbit，低轨卫星）、OTHERSAT（其他卫星）等；在一些实施例中，还可增加UPF网元所在卫星的卫星标识（Satellite_ID）等参数。
S512，SMF网元中的网络管理模块和算力管理模块协同执行用户面路由选择机制，以选择最合适的UPF网元。
S514，SMF网元按照当前标准所述流程完成用户面创建。
在一些实施例中，SMF网元执行的用户面路由选择机制，具体包括如下步骤：
1）SMF网元根据用户终端发起的会话建立请求，筛选可用的UPF网元，确定每个可用UPF网元所对应的用户面路由，并为其创建网络状态信息请求元组，具体流程如图6所示，可包括：
S602，SMF网元根据AMF网元是否提供卫星回传类型（Satellite BackhaulCategory）参数来判断用户终端发起的会话请求是否支持卫星回传。
S604，若未携带卫星回传类型（Satellite Backhaul Category）参数，则表明该用户终端无法使用卫星回传，SMF网元只能为用户选择如图1所示的用户面路由。SMF网元中的网络管理模块需要根据NRF网元提供的可用UPF网元的描述文件中的UPF_Type参数来判断UPF网元是否部署于地面。
S606，若UPF_Type=0，则表明该UPF网元对应如图1所示的用户面路由，故网络管理模块为该UPF网元创建的网络状态信息请求元组内容可包括：UPF实例ID及Cell ID。在本公开实施例中，UPF实例也即UPF网元，UPF实例ID也即UPF网元的标识；Cell ID表示UPF网元所在小区的标识。
S608，若UPF_Type=1，则表明该UPF网元不符合此用户的会话请求，故网络管理模块将此类UPF网元从可选UPF网元集合中剔除；
S610，若携带卫星回传类型（Satellite Backhaul Category）参数，则表明该用户将使用卫星回传，SMF网元需要为用户选择如图2或图3所示的用户面路由。为了进一步明确每个可用的UPF网元所对应的用户面路由，网络管理模块根据NRF网元提供的可用UPF网元的描述文件中的UPF_Type参数来判断UPF网元是否部署于非地面载体（也即卫星）。
S612，若UPF_Type=0，则表明该UPF网元对应如图2所示的用户面路由，故网络管理模块为该UPF网元创建的网络状态信息请求元组内容可包括：UPF实例ID、Cell ID（小区标识）及该UPF实例的Locality（位置）。
S614，若UPF_Type=1，则表明该UPF网元对应如图3所示的用户面路由，故网络管理模块为该UPF网元创建的网络状态信息请求元组内容可包括：UPF实例ID、Cell ID及Satellite_ID（UPF网元所在卫星的卫星标识）。
2）SMF网元中的网络管理模块发起地面移动网络、地面承载网络与非地面网络（卫星网络）之间的管理面交互流程，具体流程如图7所示，可包括：
若SMF网元判断用户终端发起的会话请求不使用卫星回传，则执行S702～S704：
S702，SMF网元中的网络管理模块通过地面移动网络OAM向地面承载网络OAM发起地面承载网络状态请求消息（即TerTransNetworkStatus Requset消息），携带地面承载网络状态信息请求列表，列表由上述确定的网络状态信息请求元组组成。
S704，地面承载网络OAM通过地面移动网络OAM向SMF网元的网络管理模块返回地面承载网络状态响应消息（即TerTransNetworkStatus Response消息），并提供地面承载网络状态信息（TerTransNetworkStatus Info），该信息形式为多个元组组成的列表。为获得地面承载网络状态信息，地面承载网络OAM首先确认请求列表中每个UPF实例与基站之间的网络拓扑，以及拓扑中每个节点的状态。然后，计算得到每个UPF实例所对应的网络状态信息元组，元组内容包括但不限于：地面承载时延（TerTrans_delay）、地面承载最大比特速率（TerTrans_MBR）、地面承载丢包率（TerTrans_Packetloss）等参数。
若SMF网元判断用户终端发起的会话请求使用卫星回传，则执行S706～S712：
S706，SMF网元中的网络管理模块通过地面移动网络OAM向卫星网络OAM发起SatNetworkStatus Requset，携带Satellite backhaul category参数及卫星网络状态信息请求列表。其中列表由步骤1)-c)中所述的（UPF实例ID，Cell ID，UPF实例Locality）网络状态信息请求元组和（UPF实例ID，Cell ID，Satellite_ID）网络状态信息请求元组组成。
S706，卫星网络OAM通过地面移动网络OAM响应SMF网络管理模块SatNetworkStatus Response，同时提供卫星网络状态信息（SatNetworkStatus Info），该信息形式为多个元组组成的列表。
S708，对于（UPF实例ID，Cell ID，UPF实例Locality）网络状态信息请求元组，卫星网络OAM首先根据UPF实例Locality参数确认其所属的信关站，然后得到请求元组中基站与信关站之间的网络拓扑，以及拓扑中每个卫星节点的状态，最后通过计算得到每个UPF实例的网络状态信息元组，元组内容包括但不限于：信关站标识（Gateway_ID）、卫星网络时延（Sat_delay）、卫星网络最大比特速率（Sat_MBR）、卫星网络丢包率（Sat_Packetloss）等参数。若Satellite backhaul category为动态类型，卫星网络OAM将均匀抽取不同时刻下的网络拓扑，计算平均网络状态信息。
S710，SMF网元中的网络管理模块通过地面移动网络OAM向地面承载网络OAM发起TerTransNetworkStatus Requset，携带地面承载网络状态信息请求列表，列表中每个符合步骤1)-c)-ii)条件的UPF实例组成元组，元组形式为（UPF实例ID,Gateway_ID，UPF实例Locality）
S712，地面承载网络OAM通过地面移动网络OAM响应网络管理模块TerTransNetworkStatus Response，同时提供地面承载网络状态信息（TerTransNetworkStatus Info），该信息形式为多个元组组成的列表。为获得该信息，地面承载网络OAM首先确认请求列表中UPF实例与信关站之间的网络拓扑，以及拓扑中每个节点的状态。然后，计算得到每个UPF实例的网络状态信息元组，元组内容包括但不限于：地面承载时延（TerTrans_delay）、地面承载最大比特速率（TerTrans_MBR）、地面承载丢包率（TerTrans_Packetloss）等参数。
3）SMF网元中的网络管理模块计算可用UPF网元的网络状态信息（包括但不限于时延、最大比特流和丢包率等），计算方法如下：
其中，表示每个UPF网元的时延；/>表示地面承载网络的时延；/>表示非地面网络的时延；/>表示每个UPF网元的最大比特率；表示地面承载网络的最大比特率；/>表示非地面网络的最大比特率；/>表示取最小值；/>表示每个UPF网元的丢包率；/>表示地面承载网络的丢包率；/>表示非地面网络的丢包率；/>表示取最大值。
在一些实例中，SMF网元中的算力管理模块计算可用UPF网元的算力信息，可以通过但不限于如下公式：
其中，表示每个UPF网元的算力信息；/>表示每个UPF网元的算力信息；/>表示每个UPF网元的容量信息；/>表示转换因子。
SMF网元中的网络管理模块与算力管理模块协同执行以PCC Rule为约束条件的路径选择算法，得到一个最优UPF网元。路径选择算法可以通过本地预配置到SMF网元中或由第三方提供。在具体实施时，可通过如下公式计算每个UPF网元对应的评估得分，并将评估得分最高的UPF网元确定为目标UPF网元：
其中，表示每个UPF网元对应的评估得分；/>表示每个UPF网元的时延；表示每个UPF网元的最大比特率；/>表示每个UPF网元的丢包率；表示每个UPF网元的算力信息；/>、/>、/>、/>和/>表示权重因子，且，/>。
在上述系统架构下，本公开实施例中提供了一种空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法，该方法可以由任意具备计算处理能力的电子设备执行。在一些实施例中，本公开实施例中提供的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法可以由上述系统架构的SMF网元执行；在另一些实施例中，本公开实施例中提供的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法可以由上述系统架构中的SMF网元和其他网元通过交互的方式来实现。
图8示出本公开实施例中一种空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法流程图，如图8所示，该方法包括如下步骤：
S802，SMF网元根据用户终端发起的会话建立请求，筛选出可用的至少一个UPF网元。
需要说明的是，算力网络支持对网络信息及算力信息的感知，利用高效的路径选择算法，可实现最优算力路由选择。本公开实施例中，结合算力网络相关技术来解决空天地一体网络下的用户面路由选择问题。在一些实施例中，本公开实施例中，在SMF网元中内置网络管理模块（网络控制模块）和算力管理模块（算力控制模块），通过网络管理模块和算力管理模块共同执行用户面路由选择机制；网络控制模块具有但不限于如下功能：1）支持根据用户会话请求筛选可用的UPF网元；2）支持通过地面移动网络OAM向非地面网络（如卫星网络）OAM、地面承载网络OAM发起网络状态请求信息；3）支持根据用户会话请求为不同的用户面功能创建不同类别的网络状态请求信息，请求信息中包含但不限于：用户面功能实例标识、用户所在小区标识、用户面功能实例位置、卫星标识等信息；4）支持解析整合由卫星网络OAM提供的网络状态信息，网络状态信息包含但不限于：可与用户面功能相连的信关站、卫星网络时延、卫星网络最大比特速率、卫星网络丢包率等网络状态信息；5）支持解析整合由地面承载网络OAM提供的网络状态信息，该网络状态信息包含但不限于：地面承载网络时延、地面承载网络最大比特速率、地面承载网络丢包率等信息；算力控制模块具有但不限于如下功能：根据网络存储功能NRF网元提供的用户面功能描述文件计算UPF网元的算力信息。其中，NRF网元向SMF网元提供的网络功能描述文件中包含扩展的卫星相关内容，例如，增加可指示用户面功能部署在卫星上的参数、增加可指示UPF所在卫星类型参数、增加所在卫星标识参数等。
S804，SMF网元根据第一指示参数信息和第二指示参数信息确定每个UPF网元对应的用户面路由，第一指示参数信息为AMF网元提供的用于指示用户终端是否使用非地面网络回传的参数信息，第二指示参数信息为NRF网元提供的用于指示UPF网元是否部署于非地面网络的参数信息。
需要说明的是，本公开实施例中的非地面网络可以是但不限于卫星网络。此处的卫星网络可以是低轨卫星网络、中高轨卫星网络、高轨卫星网络或其他卫星网络。
S806，SMF网元根据每个UPF网元对应的用户面路由，获取每个UPF网元的网络状态信息。
在一些实施例中，上述网络状态信息可包括但不限于如下至少之一：时延、最大比特流和丢包率，本公开实施例中提供的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法还包括如下至少之一：根据地面承载网络的时延和/或非地面网络的时延计算每个UPF网元的时延；根据地面承载网络的最大比特率和/或非地面网络的最大比特率计算每个UPF网元的最大比特率；根据地面承载网络的丢包率和/或非地面网络的丢包率计算每个UPF网元的丢包率。
在具体实施时，可以通过但不限于上述公式（1）、（2）和（3）来计算每个UPF网元的网络状态信息。
S808，SMF网元根据每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，从可用的至少一个UPF网元中选择为用户终端提供用户面服务的目标UPF网元。
在一些实施例中，上述S808可通过如下步骤来实现：根据每个UPF网元的算力信息、时延、最大比特流和丢包率，计算每个UPF网元对应的评估得分；将评估得分最高的UPF网元确定为目标UPF网元。
在具体实施时，可以通过但不限于上述公式（5）计算每个UPF网元对应的评估得分，并将评估得分最高的UPF网元确定为目标UPF网元。
由上可知，本公开实施例中提供的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法，SMF网元根据用于指示用户终端是否使用非地面网络回传的第一指示参数信息以及用于指示UPF网元是否部署于非地面网络的第二指示参数信息，确定用户终端在空天地算力融合网络下的用户面路由，进而根据用户终端在空天地算力融合网络下的用户面路由来确定每个UPF网元对应的网络状态信息，最后综合考虑每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，为用户终端发起的会话建立请求选择最佳的UPF网元，实现了空天地算力融合网络下的用户面路由选择。
在一些实施例中，在执行S804之前，本公开实施例中提供的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法还可包括如下步骤：向NRF网元发送网络状态请求消息；接收NRF网元返回的UPF网元描述文件，其中，UPF网元描述文件中包含每个UPF网元的容量信息、负载信息以及每个UPF网元是否部署于非地面网络的第二指示参数信息。
在一些实施例中，在执行S808之前，本公开实施例中提供的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法还可包括如下步骤：从NRF网元提供的UPF网元描述文件中，获取每个UPF网元的容量信息和负载信息；根据每个UPF网元的容量信息和负载信息，确定每个UPF网元的算力信息。
在一些实施例中，可通过上述公式（4）来计算每个UPF网元的算力信息。
进一步地，在一些实施例中，在第二指示参数信息指示UPF网元部署于非地面网络的情况下，UPF网元描述文件中还包含：部署UPF网元的非地面载体类型、非地面载体标识。
在一些实施例中，在执行S804之前，本公开实施例中提供的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法还可包括如下步骤：接收AMF网元提供的第一指示参数信息。
在一些实施例中，上述S806可通过如下步骤来实现：根据每个UPF网元对应的用户面路由，确定网络状态信息提供者；向所述网络状态信息提供者发送网络状态请求消息，以使所述网络状态信息提供者返回携带有网络状态信息的网络状态请求消息。
在一些实施例中，向所述网络状态信息提供者发送网络状态请求消息，以使所述网络状态信息提供者返回携带有网络状态信息的网络状态请求消息，可包括如下至少之一：若UPF网元对应的用户面路由为仅由地面承载网络作为承载网络且UPF网元部署于地面载体，则通过地面移动网络OAM向地面承载网络OAM发送地面承载网络状态请求消息，并接收地面承载网络OAM返回的地面承载网络状态响应消息，其中，地面承载网络状态响应消息中携带有地面承载网络的网络状态信息；若UPF网元对应的用户面路由为由地面承载网络和非地面网络共同作为承载网络且UPF网元部署于地面载体，则通过地面移动网络OAM向地面承载网络OAM发送地面承载网络状态请求消息，并接收地面承载网络OAM返回的地面承载网络状态响应消息；以及通过地面移动网络OAM向非地面网络OAM发送非地面网络状态请求消息，并接收非地面网络OAM返回的非地面网络状态响应消息，其中，非地面网络状态响应消息中携带有非地面网络的网络状态信息；若UPF网元对应的用户面路由为由非地面网络作为承载网络且UPF网元部署于非地面载体，则通过地面移动网络OAM向非地面网络OAM发送非地面网络状态请求消息，并接收非地面网络OAM返回的非地面网络状态响应消息，其中，地面承载网络状态响应消息中携带有地面承载网络的网络状态信息。
基于同一发明构思，本公开实施例中还提供了一种空天地算力融合网络下的用户面路由选择装置，该装置可以是SMF网元，也可以是应用于SMF网元一侧的设备。如下面的实施例所述。由于该装置实施例解决问题的原理与上述方法实施例相似，因此该装置实施例的实施可以参见上述方法实施例的实施，重复之处不再赘述。
图9示出本公开实施例中一种空天地算力融合网络下的用户面路由选择装置示意图，如图9所示，该装置包括：可用UPF网元筛选模块901、用户面路由确定模块902、网络状态信息获取模块903、UPF网元选择模块904。
其中，可用UPF网元筛选模块901，用于根据用户终端发起的会话建立请求，筛选出可用的至少一个UPF网元；用户面路由确定模块902，用于根据第一指示参数信息和第二指示参数信息确定每个UPF网元对应的用户面路由，第一指示参数信息为AMF网元提供的用于指示用户终端是否使用非地面网络回传的参数信息，第二指示参数信息为NRF网元提供的用于指示UPF网元是否部署于非地面网络的参数信息；网络状态信息获取模块903，用于根据每个UPF网元对应的用户面路由，获取每个UPF网元的网络状态信息；UPF网元选择模块904，用于根据每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，从可用的至少一个UPF网元中选择为用户终端提供用户面服务的目标UPF网元。
此处需要说明的是，上述可用UPF网元筛选模块901、用户面路由确定模块902、网络状态信息获取模块903、UPF网元选择模块904对应于方法实施例中的S802～S808，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述方法实施例所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。
在一些实施例中，上述用户面路由确定模块902还用于：向NRF网元发送网络状态请求消息；接收NRF网元返回的UPF网元描述文件，其中，UPF网元描述文件中包含每个UPF网元的容量信息、负载信息以及每个UPF网元是否部署于非地面网络的第二指示参数信息。
在一些实施例中，上述用户面路由确定模块902还用于：从NRF网元提供的UPF网元描述文件中，获取每个UPF网元的容量信息和负载信息；根据每个UPF网元的容量信息和负载信息，确定每个UPF网元的算力信息。
在一些实施例中，上述用户面路由确定模块902还用于通过上述公式（4）来计算每个UPF网元的算力信息。
进一步地，在一些实施例中，在第二指示参数信息指示UPF网元部署于非地面网络的情况下，UPF网元描述文件中还包含：部署UPF网元的非地面载体类型、非地面载体标识。
在一些实施例中，上述用户面路由确定模块902还用于：接收AMF网元提供的第一指示参数信息。
在一些实施例中，上述用户面路由可包括如下任意一种路由类型：仅由地面承载网络作为承载网络且UPF网元部署于地面载体的仅由地面承载网络作为承载网络且UPF网元部署于地面载体；由地面承载网络和非地面网络共同作为承载网络且UPF网元部署于地面载体的由地面承载网络和非地面网络共同作为承载网络且UPF网元部署于地面载体；由非地面网络作为承载网络且UPF网元部署于非地面载体的由非地面网络作为承载网络且UPF网元部署于非地面载体。
在一些实施例中，上述网络状态信息获取模块903还用于：若UPF网元对应的用户面路由为仅由地面承载网络作为承载网络且UPF网元部署于地面载体，则通过地面移动网络OAM向地面承载网络OAM发送地面承载网络状态请求消息，并接收地面承载网络OAM返回的地面承载网络状态响应消息，其中，地面承载网络状态响应消息中携带有地面承载网络的网络状态信息；若UPF网元对应的用户面路由为由地面承载网络和非地面网络共同作为承载网络且UPF网元部署于地面载体，则通过地面移动网络OAM向地面承载网络OAM发送地面承载网络状态请求消息，并接收地面承载网络OAM返回的地面承载网络状态响应消息；以及通过地面移动网络OAM向非地面网络OAM发送非地面网络状态请求消息，并接收非地面网络OAM返回的非地面网络状态响应消息，其中，非地面网络状态响应消息中携带有非地面网络的网络状态信息；若UPF网元对应的用户面路由为由非地面网络作为承载网络且UPF网元部署于非地面载体，则通过地面移动网络OAM向非地面网络OAM发送非地面网络状态请求消息，并接收非地面网络OAM返回的非地面网络状态响应消息，其中，地面承载网络状态响应消息中携带有地面承载网络的网络状态信息。
在一些实施例中，上述网络状态信息可包括但不限于如下至少之一：时延、最大比特流和丢包率，则上述网络状态信息获取模块903还用于通过上述公式（1）、（2）和（3）来计算每个UPF网元的网络状态信息。
在一些实施例中，上述UPF网元选择模块904还用于通过上述公式（5）计算每个UPF网元对应的评估得分，并将评估得分最高的UPF网元确定为目标UPF网元。
基于同一发明构思，本公开实施例中还提供了一种空天地算力融合网络系统，该系统可包括：至少一个UPF网元、SMF网元、AMF网元和NRF网元。
其中，AMF网元，用于根据用户终端发起的会话建立请求，向SMF网元提供用于指示用户终端是否使用非地面网络回传的第一指示参数信息；NRF网元，用于向SMF网元提供用于指示UPF网元是否部署于非地面网络的第二指示参数信息；SMF网元用于根据用户终端发起的会话建立请求，筛选出可用的至少一个UPF网元，并根据第一指示参数信息和第二指示参数信息确定每个UPF网元对应的用户面路由，进而根据每个UPF网元对应的用户面路由，获取每个UPF网元的网络状态信息，以便根据每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，从可用的至少一个UPF网元中选择为用户终端提供用户面服务的目标UPF网元。
由于该系统实施例解决问题的原理与上述方法实施例相似，因此该系统实施例的实施可以参见上述方法实施例的实施，重复之处不再赘述。
以图1、图3所示的三种用户面路由场景为例，下面列举一个具体的例子，来对本公开实施例中提供的用户面路由选择方法进行详细说明：
1）用户终端按照如标准所述的流程请求建立初始会话。
2）AMF网元按照如标准所述的流程选择好SMF网元后，向该SMF网元发起Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request，以建立用户终端的会话管理上下文，具体内容如表1所示。
3）SMF网元按照如标准所述的流程选择PCF网元，并获取与PDU会话相关联的策略控制和计费规则（PCC Rule）。
表1
4）SMF网元按照如标准所述的流程，向NR网元F发起Nnrf_NFManagement_NFStatusSubscribe请求消息，该请求消息中包含但不限于表1所示的参数。
表2
5）NRF向SMF提供可选UPF集合，以及每个可选UPF的描述文件（NF Profile）。在UPF的描述文件中，除当前标准所述的容量（Capacity）、负载（Load）、位置（Locality）等参数外，本公开实施例中考虑到星上UPF的特性，增加可指示UPF部署在卫星上的参数（UPF_Type）、可指示UPF所在卫星类型（Satellite_Type）、所在卫星标识（Satellite_ID）等参数。具体内容如表2所示。
6）SMF中的网络控制模块及算力控制模块协同执行如图6和图7所示的算力路由选择机制。机制的具体流程包括：
①SMF根据如表1所示的用户会话请求筛选可用UPF网元，并分别为其创建网络状态信息请求元组，具体流程包括：
SMF网元根据AMF网元提供Satellite backhaul category参数可知，该用户支持动态低轨卫星回传。SMF需要为用户选择如图2或图3所示的用户面路由场景。为了进一步明确，每个可用UPF所对应的用户面路由，网络控制模块需要根据NRF提供的可用UPF描述文件中的UPF_Type参数来判断UPF是否部署在星上。由表2可知可用UPF1和可用UPF2均部署在星上，则表明该UPF对应如图3所示的用户面路由，可用UPF3部署在地面，则表明该UPF对应如图2所示的用户面路由。故网络控制模块为3个可用UPF创建的网络状态信息请求元组为（UPF实例ID 1，Cell ID gnbid335231. cellid1，Satellite_ID 3），（UPF实例ID 2，CellID gnbid335231. cellid1，Satellite_ID 22），（UPF实例ID 3，Cell ID gnbid335231.cellid1，Locality BeiJing）。
②网络控制模块发起地面移动网络、地面承载网络与卫星网络之间的管理面交互流程，具体流程可参考图7。
SMF网元中的网络控制模块通过地面移动网络OAM向卫星网络OAM发起SatNetworkStatus Requset，携带Satellite backhaul category参数及卫星网络状态信息请求列表。列表内容为{（UPF实例ID 1，Cell ID gnbid335231. cellid1，Satellite_ID3），（UPF实例ID 2，Cell ID gnbid335231. cellid1，Satellite_ID 22），（UPF实例ID 3，Cell ID gnbid335231. cellid1，Locality BeiJing）}。
卫星网络OAM通过地面移动网络OAM向SMF网元中的网络控制模块返回SatNetworkStatus Response消息，同时提供卫星网络状态信息（SatNetworkStatusInfo），该信息形式为多个元组组成的列表。
对于可用UPF1和可用UPF2的网络状态信息请求元组，卫星网络OAM首先确认部署UPF实例的卫星与基站之间的网络拓扑，以及拓扑中每个卫星节点的状态。由于Satellitebackhaul category为动态类型，卫星网络OAM将均匀抽取不同时刻下的网络拓扑，计算平均网络状态信息，网络状态信息包括但不限于：卫星网络时延（Sat_delay）、卫星网络最大比特速率（Sat_MBR）、卫星网络丢包率（Sat_Packetloss）等参数。可用UPF1和可用UPF2的卫星网络状态信息元组示例为（UPF实例ID 1，Sat_delay 30ms，Sat_MBR 5 Mbps ，Sat_Packetloss 0%），（UPF实例ID 2，Sat_delay 40ms，Sat_MBR 5 Mbps ，Sat_Packetloss0%）。
对于可用UPF3的网络状态信息请求元组，卫星网络OAM将首先根据UPF实例Locality参数确认其所属的信关站，然后，可以进一步得到请求元组中基站与信关站之间的网络拓扑，以及拓扑中每个卫星节点的状态。由于Satellite backhaul category为动态类型，卫星网络OAM将均匀抽取不同时刻下的网络拓扑，计算平均网络状态信息，可用UPF3的网络状态信息元组示例为（UPF实例ID 3，Gateway_ID 22，Sat_delay 20ms，Sat_MBR 5Mbps ，Sat_Packetloss 0%）。
网络控制模块通过地面移动网络OAM向地面承载网络OAM发起TerTransNetworkStatus Requset，携带地面承载网络状态信息请求列表，列表包括可用UPF3的地面承载网络状态信息请求元组，可以表示为{（UPF实例ID 3，Gateway_ID 22，UPF实例Locality）}。
地面承载网络OAM通过地面移动网络OAM响应网络控制模块TerTransNetworkStatus Response，同时提供地面承载网络状态信息（TerTransNetworkStatus Info），该信息形式为多个元组组成的列表。为获得该信息，地面承载网络OAM首先确认请求列表中UPF实例与信关站之间的网络拓扑，以及拓扑中每个节点的状态。然后，计算得到每个UPF实例的网络状态信息元组，元组内容包括但不限于：地面承载时延（TerTrans_delay）、地面承载最大比特速率（TerTrans_MBR）、地面承载丢包率（TerTrans_Packetloss）等参数。地面承载网络状态信息可以表示为{（UPF实例ID 3，TerTrans 5ms，TerTrans _MBR 10 Mbps ，TerTrans_Packetloss 0%）}。
网络控制模块计算可用UPF的网络状态信息，计算方法如上所述，此处不再赘述。通过上述公式（1）计算得到可用UPF1网元对应的时延为30ms，可用UPF2网元对应的时延为40ms，可用UPF3网元对应的时延为25ms；通过上述公式（2）计算得到可用UPF1网元对应的最大比特速率为5 Mbps，可用UPF2网元对应的最大比特速率为5 Mbps，可用UPF3网元对应的最大比特速率为5 Mbps；通过上述公式（3）计算得到可用UPF1网元对应的丢包率为0%，可用UPF2网元对应的丢包率为0%，可用UPF3网元对应的丢包率为0%。
③算力控制模块计算可用UPF网元的算力信息，计算方法如上所述，此处不再赘述。通过上述公式（4）计算得到可用UPF1网元对应的算力信息为13.81，可用UPF2网元对应的算力信息为15.14，可用UPF3网元对应的算力信息为8.19。
④网络控制模块与算力控制模块协同执行以PCC Rule为约束条件的路径选择算法，得到一个最优UPF。路径选择算法可以通过本地预配置到SMF中或由第三方提供。路径选择算法如上所述，此处不再赘述。通过上述公式（4）计算得到可用UPF1网元对应的得分信息为24.92，可用UPF2网元对应的得分信息为23.47，可用UPF3网元对应的得分信息为20.70故SMF为该用户选择可用UPF1。
7）SMF网元按照如当前标准所述流程完成用户面的创建。
综上所述，本公开实施例中提供的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法及相关设备，可适用于多种卫星与地面网络的组网架构。不仅支持现有的多种轨道类型卫星作回传及星间多跳回传的组网架构、用户面网元部署在地面及高轨卫星的组网架构，还能够适用于未来用户面网元部署在中低轨卫星上的场景。用户面网元部署在中低轨卫星是空天地一体课题中的重要场景，也是现在移动网络通信标准中将要涉及的领域。
本公开实施例中，创新性的将算力与空天地网络融合，通过增强会话管理功能与网络存储功能间的交互流程，获取用户面网元的算力信息；提出由会话管理功能发起的地面移动网络、地面承载网络与卫星网络之间的管理面交互流程，获取用户面网络状态信息；以算力信息和网络状态信息为输入，设计有效的算法，解决空天地网络下的用户面路由选择问题。本公开实施例中提供的方案，可作为未来3GPP R19卫星课题下的潜在解决方案，同时面向未来6G业务，有较好的应用前景与价值。
所属技术领域的技术人员能够理解，本公开的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式（包括固件、微代码等），或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。
下面参照图10来描述根据本公开的这种实施方式的电子设备1000。图10显示的电子设备1000仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图10所示，电子设备1000以通用计算设备的形式表现。电子设备1000的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元1010、上述至少一个存储单元1020、连接不同系统组件（包括存储单元1020和处理单元1010）的总线1030。
其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元1010执行，使得所述处理单元1010执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元1010可以执行上述方法实施例的如下步骤：根据用户终端发起的会话建立请求，筛选出可用的至少一个UPF网元；根据第一指示参数信息和第二指示参数信息确定每个UPF网元对应的用户面路由，第一指示参数信息为AMF网元提供的用于指示用户终端是否使用非地面网络回传的参数信息，第二指示参数信息为NRF网元提供的用于指示UPF网元是否部署于非地面网络的参数信息；根据每个UPF网元对应的用户面路由，获取每个UPF网元的网络状态信息；根据每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，从可用的至少一个UPF网元中选择为用户终端提供用户面服务的目标UPF网元。
存储单元1020可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元（RAM）10201和/或高速缓存存储单元10202，还可以进一步包括只读存储单元（ROM）10203。
存储单元1020还可以包括具有一组（至少一个）程序模块10205的程序/实用工具10204，这样的程序模块10205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线1030可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备1000也可以与一个或多个外部设备1040（例如键盘、指向设备、蓝牙设备等）通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备1000交互的设备通信，和/或与使得该电子设备1000能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备（例如路由器、调制解调器等等）通信。这种通信可以通过输入/输出（I/O）接口1050进行。并且，电子设备1000还可以通过网络适配器1060与一个或者多个网络（例如局域网（LAN），广域网（WAN）和/或公共网络，例如因特网）通信。如图所示，网络适配器1060通过总线1030与电子设备1000的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备1000使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备（可以是个人计算机、服务器、用户终端装置、或者网络设备等）执行根据本公开实施方式的方法。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机程序产品，该计算机程序产品包括：计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法。
在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。图11示出本公开实施例中一种计算机可读存储介质示意图，如图11所示，该算机可读存储介质1100上存储有能够实现本公开上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本公开的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在用户终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述用户终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。
本公开中的计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
在本公开中，计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可选地，计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
在具体实施时，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网（LAN）或广域网（WAN），连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
通过以上实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备（可以是个人计算机、服务器、移动用户终端、或者网络设备等）执行根据本公开实施方式的方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (13)

1.一种空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法，其特征在于，该方法应用于SMF网元，包括：
根据用户终端发起的会话建立请求，筛选出可用的至少一个UPF网元；
根据第一指示参数信息和第二指示参数信息确定每个UPF网元对应的用户面路由，所述第一指示参数信息为AMF网元提供的用于指示所述用户终端是否使用非地面网络回传的参数信息，所述第二指示参数信息为NRF网元提供的用于指示UPF网元是否部署于非地面网络的参数信息；
根据每个UPF网元对应的用户面路由，获取每个UPF网元的网络状态信息；
根据每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，从所述可用的至少一个UPF网元中选择为用户终端提供用户面服务的目标UPF网元；
其中，根据每个UPF网元对应的用户面路由，获取每个UPF网元的网络状态信息，包括：
根据每个UPF网元对应的用户面路由，确定网络状态信息提供者；向所述网络状态信息提供者发送网络状态请求消息，以使所述网络状态信息提供者返回携带有网络状态信息的网络状态响应消息；所述网络状态信息提供者包括：地面承载网络OAM和/或非地面网络OAM。
2.根据权利要求1所述的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法，其特征在于，在根据第一指示参数信息和第二指示参数信息确定每个UPF网元对应的用户面路由之前，所述方法还包括：
向NRF网元发送网络状态请求消息；
接收所述NRF网元返回的UPF网元描述文件，其中，所述UPF网元描述文件中包含每个UPF网元的容量信息、负载信息以及每个UPF网元是否部署于非地面网络的第二指示参数信息。
3.根据权利要求2所述的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法，其特征在于，在根据每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，从所述可用的至少一个UPF网元中选择为用户终端提供用户面服务的目标UPF网元之前，所述方法还包括：
从NRF网元提供的UPF网元描述文件中，获取每个UPF网元的容量信息和负载信息；
根据每个UPF网元的容量信息和负载信息，确定每个UPF网元的算力信息。
4.根据权利要求2所述的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法，其特征在于，在所述第二指示参数信息指示UPF网元部署于非地面网络的情况下，所述UPF网元描述文件中还包含：部署UPF网元的非地面载体类型、非地面载体标识。
5.根据权利要求2所述的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法，其特征在于，在根据第一指示参数信息和第二指示参数信息确定每个UPF网元对应的用户面路由之前，所述方法还包括：
接收AMF网元提供的第一指示参数信息。
6.根据权利要求1所述的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法，其特征在于，向所述网络状态信息提供者发送网络状态请求消息，以使所述网络状态信息提供者返回携带有网络状态信息的网络状态响应消息，包括如下至少之一：
若UPF网元对应的用户面路由为仅由地面承载网络作为承载网络且UPF网元部署于地面载体，则通过地面移动网络OAM向地面承载网络OAM发送地面承载网络状态请求消息，并接收所述地面承载网络OAM返回的地面承载网络状态响应消息，其中，所述地面承载网络状态响应消息中携带有地面承载网络的网络状态信息；
若UPF网元对应的用户面路由为由地面承载网络和非地面网络共同作为承载网络且UPF网元部署于地面载体，则通过地面移动网络OAM向地面承载网络OAM发送地面承载网络状态请求消息，并接收所述地面承载网络OAM返回的地面承载网络状态响应消息；以及通过地面移动网络OAM向非地面网络OAM发送非地面网络状态请求消息，并接收所述非地面网络OAM返回的非地面网络状态响应消息，其中，所述非地面网络状态响应消息中携带有非地面网络的网络状态信息；
若UPF网元对应的用户面路由为由非地面网络作为承载网络且UPF网元部署于非地面载体，则通过地面移动网络OAM向非地面网络OAM发送非地面网络状态请求消息，并接收所述非地面网络OAM返回的非地面网络状态响应消息，其中，所述地面承载网络状态响应消息中携带有地面承载网络的网络状态信息。
7.根据权利要求6所述的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法，其特征在于，所述网络状态信息包括如下至少之一：时延、最大比特流和丢包率，所述方法还包括如下至少之一：
根据地面承载网络的时延和/或非地面网络的时延计算每个UPF网元的时延；
根据地面承载网络的最大比特率和/或非地面网络的最大比特率计算每个UPF网元的最大比特率；
根据地面承载网络的丢包率和/或非地面网络的丢包率计算每个UPF网元的丢包率。
8.根据权利要求1所述的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法，其特征在于，根据每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，从所述可用的至少一个UPF网元中选择为用户终端提供用户面服务的目标UPF网元，包括：
根据每个UPF网元的算力信息、时延、最大比特流和丢包率，计算每个UPF网元对应的评估得分；
将评估得分最高的UPF网元确定为目标UPF网元。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法，其特征在于，所述非地面网络为通过卫星和/或高空平台搭载网元形成的网络。
10.一种空天地算力融合网络下的用户面路由选择装置，其特征在于，该装置应用于SMF网元，包括：
可用UPF网元筛选模块，用于根据用户终端发起的会话建立请求，筛选出可用的至少一个UPF网元；
用户面路由确定模块，用于根据第一指示参数信息和第二指示参数信息确定每个UPF网元对应的用户面路由，所述第一指示参数信息为AMF网元提供的用于指示所述用户终端是否使用非地面网络回传的参数信息，所述第二指示参数信息为NRF网元提供的用于指示UPF网元是否部署于非地面网络的参数信息；
网络状态信息获取模块，用于根据每个UPF网元对应的用户面路由，获取每个UPF网元的网络状态信息；
UPF网元选择模块，用于根据每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，从所述可用的至少一个UPF网元中选择为用户终端提供用户面服务的目标UPF网元；
其中，所述网络状态信息获取模块还用于根据每个UPF网元对应的用户面路由，确定网络状态信息提供者；向所述网络状态信息提供者发送网络状态请求消息，以使所述网络状态信息提供者返回携带有网络状态信息的网络状态响应消息；所述网络状态信息提供者包括：地面承载网络OAM和/或非地面网络OAM。
11.一种空天地算力融合网络系统，其特征在于，包括：至少一个UPF网元、SMF网元、AMF网元和NRF网元；
其中，所述AMF网元，用于根据用户终端发起的会话建立请求，向所述SMF网元提供用于指示所述用户终端是否使用非地面网络回传的第一指示参数信息；
所述NRF网元，用于向所述SMF网元提供用于指示UPF网元是否部署于非地面网络的第二指示参数信息；
所述SMF网元用于根据用户终端发起的会话建立请求，筛选出可用的至少一个UPF网元，并根据第一指示参数信息和第二指示参数信息确定每个UPF网元对应的用户面路由，进而根据每个UPF网元对应的用户面路由，获取每个UPF网元的网络状态信息，以便根据每个UPF网元的算力信息和网络状态信息，从所述可用的至少一个UPF网元中选择为用户终端提供用户面服务的目标UPF网元；
其中，所述SMF网元还用于根据每个UPF网元对应的用户面路由，确定网络状态信息提供者；向所述网络状态信息提供者发送网络状态请求消息，以使所述网络状态信息提供者返回携带有网络状态信息的网络状态响应消息；所述网络状态信息提供者包括：地面承载网络OAM和/或非地面网络OAM。
12. 一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；以及
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求 1～9中任意一项所述的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～9中任意一项所述的空天地算力融合网络下的用户面路由选择方法。
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