CN118042505A - 一种5g通信基于专用qos流的qos流动态调整方法与系统 - Google Patents

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CN118042505A CN202311810007.5A CN202311810007A CN118042505A CN 118042505 A CN118042505 A CN 118042505A CN 202311810007 A CN202311810007 A CN 202311810007A CN 118042505 A CN118042505 A CN 118042505A
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Abstract

本发明公开了一种5G通信基于专用QOS流的QOS流动态调整方法与系统，通过SMF网元接收终端UE发起的会话建立请求，为终端UE建立专用QOS流；SMF网元向UPF网元下发专用QOS流的PDR；UPF网元接收并根据PDR对终端UE进行业务检测，若检测到的符合PDR的业务，则向SMF网元进行业务事件上报；SMF网元根据UPF网元上报的业务事件，对专用QOS流的GBR或Non‑GBR进行状态切换；本发明由UPF网元实时监测终端UE的业务信息，将终端UE的业务使用变化情况通告给SMF网元，SMF网元根据收到的通告信息，动态调整QOS流属性，调整QOS流为GBR或Non‑GBR，从而在满足客户使用专属带宽的同时，实现5G网络带宽资源的充分有效利用，避免了带宽资源的浪费。

Description

一种5G通信基于专用QOS流的QOS流动态调整方法与系统
本案是以申请日为2021-07-21，申请号为202110822629.4，名称为“一种QOS流的动态调整方法与系统”的发明专利为母案而进行的分案申请。
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种5G通信基于专用QOS流的QOS流动态调整方法与系统。
背景技术
在第五代移动通信(5Generation，5G)系统中，系统基于QOS流(quality ofservice基于服务质量)来实现QOS保障，QOS流是5G系统中QOS转发处理的最小粒度。5G系统中支持保证比特率(guaranteed bit rate，GBR)的QOS流和不保证比特率(Non-GBR)的QOS流，根据业务需要分配不同的QOS流。QOS流的使用主要由5G核心网的网元SMF(SessionManagement Function)控制。
在现有技术中，5G核心网通常会为终端UE(User Equipmen)预分配好QOS流，在终端UE建立PDU会话的时候，一次性建立并下发给终端UE，在该技术下，GBR QOS流可以为终端UE客户提供专用的带宽保障，提升客户对5G网络使用的满意度。但是分配给终端UE的GBRQOS流即使在没有使用的情况下也会占用带宽资源，在GBR QOS流数量大，而终端UE又没有一直在使用的情况下，就会导致大量网络带宽资源的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种QOS流的动态调整方法与系统，实现5G网络带宽资源的充分有效利用，避免了带宽资源的浪费。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种5G通信中专用QOS流的建立方法，包括步骤：
S1、5G核心网的SMF网元接收终端UE发起的会话建立请求，为所述终端UE建立专用QOS流；
所述步骤S1具体为：
S11、所述SMF网元接收终端UE发起的会话建立请求，根据所述会话建立请求向UDM网元获取所述终端UE的签约信息，并判断所述签约信息是否标识所述终端UE的业务需要GBR宽带保障；
S12、若所述签约信息标识所述终端UE的业务需要GBR宽带保障，则所述SMF网元为所述终端UE建立一条Non-GBR的默认QOS流以及一条初始状态为Non-GBR的专用QOS流。
一种5G通信中基于专用QOS流的QOS流动态调整方法，包括步骤：
S1、建立专用QOS流，所述专用QOS流通过以上所述的一种5G通信中专用QOS流的建立方法建立得到；
S2、所述SMF网元向UPF网元下发所述专用QOS流的PDR；
S3、所述UPF网元接收并根据所述PDR对所述终端UE进行业务检测，若检测到的符合所述PDR的业务，则向所述SMF网元进行业务事件上报；
S4、所述SMF网元根据所述UPF网元上报的所述业务事件，判断业务事件为业务开始或业务结束，并依据业务的QOS参数信息对专用QOS流的GBR或Non-GBR进行状态切换。
一种QOS流的动态调整方法，包括：
S1、SMF网元接收终端UE发起的会话建立请求，为所述终端UE建立专用QOS流；
S2、所述SMF网元向UPF网元下发所述专用QOS流的PDR；
S3、所述UPF网元接收并根据所述PDR对所述终端UE进行业务检测，若检测到的符合所述PDR的业务，则向所述SMF网元进行业务事件上报；
S4、所述SMF网元根据所述UPF网元上报的所述业务事件，对所述专用QOS流的GBR或Non-GBR进行状态切换。
为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：
一种5G核心网的SMF网元，其上存储有计算机程序，所述SMF网元执行所述计算机程序时用于：接收终端UE发起的会话建立请求，为所述终端UE建立专用QOS流；
具体用于：接收终端UE发起的会话建立请求，根据所述会话建立请求向UDM网元获取所述终端UE的签约信息，并判断所述签约信息是否标识所述终端UE的业务需要GBR宽带保障；若所述签约信息标识所述终端UE的业务需要GBR宽带保障，则所述SMF网元为所述终端UE建立一条Non-GBR的默认QOS流以及一条初始状态为Non-GBR的专用QOS流。
一种5G通信基于专用QOS流的QOS流动态调整系统，通信连接的SMF网元和UPF网元；
所述SMF网元采用以上所述的一种5G核心网的SMF网元；
所述SMF网元还用于向UPF网元下发所述专用QOS流的PDR；根据所述UPF网元上报的所述业务事件，判断业务事件为业务开始或业务结束，并依据业务的QOS参数信息对专用QOS流的GBR或Non-GBR进行状态切换；
所述UPF网元用于接收并根据所述PDR对所述终端UE进行业务检测，若检测到的符合所述PDR的业务，则向所述SMF网元进行业务事件上报。
一种QOS流的动态调整系统，包通信连接的SMF网元和UPF网元；
所述SMF网元用于接收终端UE发起的会话建立请求，为所述终端UE建立专用QOS流；向UPF网元下发所述专用QOS流的PDR；根据所述UPF网元上报的所述业务事件，对所述专用QOS流的GBR或Non-GBR进行状态切换；
所述UPF网元用于接收并根据所述PDR对所述终端UE进行业务检测，若检测到的符合所述PDR的业务，则向所述SMF网元进行业务事件上报。
本发明的有益效果在于：本发明由UPF网元实时监测终端UE的业务信息，将终端UE的业务使用变化情况通告给SMF网元，SMF网元根据收到的通告信息，动态调整QOS流属性，调整QOS流为GBR或Non-GBR，从而在满足客户使用专属带宽的同时，实现5G网络带宽资源的充分有效利用，避免了带宽资源的浪费。
附图说明
图1为本发明实施例的一种QOS流的动态调整方法的流程图；
图2为本发明实施例的一种QOS流的动态调整系统的结构图；
图3为本发明实施例的一种QOS流的动态调整方法的专用QOS流建立流程的序列图；
图4为本发明实施例的一种QOS流的动态调整方法的专用QOS流动态调整流程序列图；
标号说明：
1、一种QOS流的动态调整系统；2、SMF；3、UPF。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1、图3和图4，一种QOS流的动态调整方法，包括：
S1、SMF网元接收终端UE发起的会话建立请求，为所述终端UE建立专用QOS流；
S2、所述SMF网元向UPF网元下发所述专用QOS流的PDR；
S3、所述UPF网元接收并根据所述PDR对所述终端UE进行业务检测，若检测到的符合所述PDR的业务，则向所述SMF网元进行业务事件上报；
S4、所述SMF网元根据所述UPF网元上报的所述业务事件，对所述专用QOS流的GBR或Non-GBR进行状态切换。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明由UPF网元实时监测终端UE的业务信息，将终端UE的业务使用变化情况通告给SMF网元，SMF网元根据收到的通告信息，动态调整QOS流属性，调整QOS流为GBR或Non-GBR，从而在满足客户使用专属带宽的同时，实现5G网络带宽资源的充分有效利用，避免了带宽资源的浪费。
进一步地，所述步骤S1具体为：
S11、所述SMF网元接收终端UE发起的会话建立请求，根据所述会话建立请求向UDM网元获取所述终端UE的签约信息，并判断所述签约信息是否标识所述终端UE的业务需要GBR宽带保障；
S12、若所述签约信息标识所述终端UE的业务需要GBR宽带保障，则所述SMF网元为所述终端UE建立一条Non-GBR的默认QOS流以及一条初始状态为Non-GBR的专用QOS流。
由上述描述可知，根据签约信息判断出终端是否需要GBR宽带保障，对于需要GBR宽带保障的终端UE在建立一条Non-GBR的默认QOS流外额外创建一条初始状态为Non-GBR的专用QOS流。
进一步地，所述步骤S2具体为：
所述SMF网元向所述UPF网元下发所述专用QOS流的信息以及对应的PDR，并为所述UPF网元开启对所述专用QOS流的使用情况上报功能；
所述步骤S3具体为：
所述UPF网元接收所述专用QOS流的信息和所述PDR，根据所述专用QOS流的信息确定所述终端UE对应的专用QOS流，并根据所述PDR对所述终端UE进行业务检测，检测到符合所述PDR的业务开始或结束时，向所述SMF网元进行对应的业务事件上报。
由上述描述可知，SMF网元向UPF网元发送了专用QOS流的信息以及对应的数据检测规则PDR(Packet Detection Rule)，使UPF能够对终端UE的业务进行检测，并开启使用情况上报功能，使SMF能够及时获取到专用QOS流的使用信息。
进一步地，所述步骤S4具体为：
S41、所述SMF网元接收所述UPF上报的业务事件，判断所述业务事件为业务开始或业务结束；
S42、若所述业务事件为业务开始，则所述SMF网元向PCF网元获取对应所述业务的QOS参数信息，并根据所述QOS参数信息将所述专用QOS修改为GBR状态；
S42、若所述业务事件为业务结束，则所述SMF网元将所述专用QOS流修改为Non-GBR状态。
由上述描述可知，SMF网元收到UPF上报的业务事件后，若收到业务事件开始，则将专用QOS流修改为GBR状态，以对业务进行宽带保障，在收到业务结束事件后切换回Non-GBR状态，以释放带宽资源。
请参照图2，一种QOS流的动态调整系统，包括通信连接的SMF网元和UPF网元；
所述SMF网元用于接收终端UE发起的会话建立请求，为所述终端UE建立专用QOS流；向UPF网元下发所述专用QOS流的PDR；根据所述UPF网元上报的所述业务事件，对所述专用QOS流的GBR或Non-GBR进行状态切换；
所述UPF网元用于接收并根据所述PDR对所述终端UE进行业务检测，若检测到的符合所述PDR的业务，则向所述SMF网元进行业务事件上报。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明由UPF网元实时监测终端UE的业务信息，将终端UE的业务使用变化情况通告给SMF网元，SMF网元根据收到的通告信息，动态调整QOS流属性，调整QOS流为GBR或Non-GBR，从而在满足客户使用专属带宽的同时，实现5G网络带宽资源的充分有效利用，避免了带宽资源的浪费。
进一步地，所述SMF网元具体用于接收终端UE发起的会话建立请求，根据所述会话建立请求向UDM网元获取所述终端UE的签约信息，并判断所述签约信息是否标识所述终端UE的业务需要GBR宽带保障；若所述签约信息标识所述终端UE的业务需要GBR宽带保障，则为所述终端UE建立一条Non-GBR的默认QOS流以及一条初始状态为Non-GBR的专用QOS流。
由上述描述可知，根据签约信息判断出终端是否需要GBR宽带保障，对于需要GBR宽带保障的终端UE在建立一条Non-GBR的默认QOS流外额外创建一条初始状态为Non-GBR的专用QOS流。
进一步地，所述SMF网元具体用于向所述UPF网元下发所述专用QOS流的信息以及对应的PDR，并为所述UPF网元开启对所述专用QOS流的使用情况上报功能；
所述UPF网元具体用于接收所述专用QOS流的信息和所述PDR，根据所述专用QOS流的信息确定所述终端UE对应的专用QOS流，并根据所述PDR对所述终端UE进行业务检测，检测到符合所述PDR的业务开始或结束时，向所述SMF网元进行对应的业务事件上报。
由上述描述可知，SMF网元向UPF网元发送了专用QOS流的信息以及对应的数据检测规则PDR(Packet Detection Rule)，使UPF能够对终端UE的业务进行检测，并开启使用情况上报功能，使SMF能够及时获取到专用QOS流的使用信息。
进一步地，所述SMF网元具体用于接收所述UPF上报的业务事件，判断所述业务事件为业务开始或业务结束；若所述业务事件为业务开始，则所述SMF网元向PCF网元获取对应所述业务的QOS参数信息，并根据所述QOS参数信息将所述专用QOS修改为GBR状态；若所述业务事件为业务结束，则所述SMF网元将所述专用QOS流修改为Non-GBR状态。
由上述描述可知，SMF网元收到UPF上报的业务事件后，若收到业务事件开始，则将专用QOS流修改为GBR状态，以对业务进行宽带保障，在收到业务结束事件后切换回Non-GBR状态，以释放带宽资源。
请参照图1、图3和图4，本发明的实施例一为：
一种QOS流的动态调整方法，包括：
S1、SMF网元接收终端UE发起的会话建立请求，为所述终端UE建立专用QOS流；
所述步骤S1具体为：
S11、所述SMF网元接收终端UE发起的会话建立请求，根据所述会话建立请求向UDM网元获取所述终端UE的签约信息，并判断所述签约信息是否标识所述终端UE的业务需要GBR宽带保障；
S12、若所述签约信息标识所述终端UE的业务需要GBR宽带保障，则所述SMF网元为所述终端UE建立一条Non-GBR的默认QOS流以及一条初始状态为Non-GBR的专用QOS流。
本实施例中，SMF网元收到终端UE的PDU会话建立请求，向UDM网元获取终端UE的签约信息。如果终端签约信息标识终端UE的部分业务需要带宽保障，则SMF网元需要为该终端UE建立两条QOS流，一条为默认QOS流，一条为专用QOS流。默认QOS流为3GPP标准定义的Non-GBR QOS流，允许所有业务通过。专用QOS流的初始配置为Non-GBR QOS流，该QOS流仅允许特定的业务通过。
S2、所述SMF网元向UPF网元下发所述专用QOS流的PDR；
所述步骤S2具体为：
所述SMF网元向所述UPF网元下发所述专用QOS流的信息以及对应的PDR，并为所述UPF网元开启对所述专用QOS流的使用情况上报功能。
本实施例中，在5G核心网侧，SMF网元将QOS流信息下发至UPF网元，针对专用QOS流，SMF网元下发专用QOS流的PDR(Packet Detection Rule：数据检测规则)给UPF网元，为该专用QOS流开启URR(Usage Reporting Rule:使用情况上报规则)功能，上报触发条件为业务开始和结束。
S3、所述UPF网元接收并根据所述PDR对所述终端UE进行业务检测，若检测到的符合所述PDR的业务，则向所述SMF网元进行业务事件上报；
所述步骤S3具体为：
所述UPF网元接收所述专用QOS流的信息和所述PDR，根据所述专用QOS流的信息确定所述终端UE对应的专用QOS流，并根据所述PDR对所述终端UE进行业务检测，检测到符合所述PDR的业务开始或结束时，向所述SMF网元进行对应的业务事件上报。
本实施例中，UPF网元根据SMF网元下发的专用QOS流对应的PDR，对终端UE的业务进行检测，当检测到终端UE通过专用QOS流开始使用符合PDR的业务时，UPF网元通过URR功能上报业务开始的事件给SMF网元。
S4、所述SMF网元根据所述UPF网元上报的所述业务事件，对所述专用QOS流的GBR或Non-GBR进行状态切换。
所述步骤S4具体为：
S41、所述SMF网元接收所述UPF上报的业务事件，判断所述业务事件为业务开始或业务结束；
S42、若所述业务事件为业务开始，则所述SMF网元向PCF网元获取对应所述业务的QOS参数信息，并根据所述QOS参数信息将所述专用QOS修改为GBR状态；
S42、若所述业务事件为业务结束，则所述SMF网元将所述专用QOS流修改为Non-GBR状态。
本实施例中，SMF网元收到UPF网元通过URR功能上报的业务开始事件后，从PCF网元获取针对该业务配置的QOS参数信息，SMF网元使用配置的QOS参数信息，修改专用QOS流为GBR QOS流，为重要业务提供带宽保障。当UPF网元检测到终端UE的业务结束时，通过URR功能上报业务结束事件给SMF网元。SMF网元收到UPF网元通过URR功能上报的业务结束事件后，修改专用QOS流为Non-GBR QOS流，以释放带宽资源。
请参照图2，本发明的实施例二为：
一种QOS流的动态调整系统，包通信连接的SMF网元和UPF网元，所述SMF网元执行实施例一的一种QOS流的动态调整方法的步骤S1、S2和S4，所述UPF网元用于执行实施例一的一种QOS流的动态调整方法的步骤S3。
综上所述，本发明提供的一种QOS流的动态调整方法与系统，由UPF网元实时监测终端UE的业务信息，将终端UE的业务使用变化情况通告给SMF网元，SMF网元根据收到的通告信息，动态调整QOS流属性，在业务开始时，将专用QOS流修改为GBR状态，以对业务进行宽带保障，在业务结束后切换回Non-GBR状态，以释放带宽资源，从而在满足客户使用专属带宽的同时，实现5G网络带宽资源的充分有效利用，避免了带宽资源的浪费。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种5G通信中专用QOS流的建立方法，其特征在于，包括步骤：
S1、5G核心网的SMF网元接收终端UE发起的会话建立请求，为所述终端UE建立专用QOS流；
所述步骤S1具体为：
S11、所述SMF网元接收终端UE发起的会话建立请求，根据所述会话建立请求向UDM网元获取所述终端UE的签约信息，并判断所述签约信息是否标识所述终端UE的业务需要GBR宽带保障；
S12、若所述签约信息标识所述终端UE的业务需要GBR宽带保障，则所述SMF网元为所述终端UE建立一条Non-GBR的默认QOS流以及一条初始状态为Non-GBR的专用QOS流。
2.一种5G通信中基于专用QOS流的QOS流动态调整方法，其特征在于，包括步骤：
S1、建立专用QOS流，所述专用QOS流通过以上权利要求1所述的一种5G通信中专用QOS流的建立方法建立得到；
S2、所述SMF网元向UPF网元下发所述专用QOS流的PDR；
S3、所述UPF网元接收并根据所述PDR对所述终端UE进行业务检测，若检测到的符合所述PDR的业务，则向所述SMF网元进行业务事件上报；
S4、所述SMF网元根据所述UPF网元上报的所述业务事件，判断业务事件为业务开始或业务结束，并依据业务的QOS参数信息对专用QOS流的GBR或Non-GBR进行状态切换。
3.根据权利要求2所述的一种5G通信基于专用QOS流的QOS流动态调整方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：
所述SMF网元向所述UPF网元下发所述专用QOS流的信息以及对应的PDR，并为所述UPF网元开启对所述专用QOS流的使用情况上报功能；
所述步骤S3具体为：
所述UPF网元接收所述专用QOS流的信息和所述PDR，根据所述专用QOS流的信息确定所述终端UE对应的专用QOS流，并根据所述PDR对所述终端UE进行业务检测，检测到符合所述PDR的业务开始或结束时，向所述SMF网元进行对应的业务事件上报。
4.根据权利要求2所述的一种5G通信基于专用QOS流的QOS流动态调整方法，其特征在于，所述步骤S4包括步骤：
S41、所述SMF网元接收所述UPF上报的业务事件，判断所述业务事件为业务开始或业务结束；
S42、若所述业务事件为业务开始，则所述SMF网元向PCF网元获取对应所述业务的QOS参数信息，并根据所述QOS参数信息将所述专用QOS修改为GBR状态；
S43、若所述业务事件为业务结束，则所述SMF网元将所述专用QOS流修改为Non-GBR状态。
5.一种5G核心网的SMF网元，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述SMF网元执行所述计算机程序时用于：接收终端UE发起的会话建立请求，为所述终端UE建立专用QOS流；
具体用于：接收终端UE发起的会话建立请求，根据所述会话建立请求向UDM网元获取所述终端UE的签约信息，并判断所述签约信息是否标识所述终端UE的业务需要GBR宽带保障；若所述签约信息标识所述终端UE的业务需要GBR宽带保障，则所述SMF网元为所述终端UE建立一条Non-GBR的默认QOS流以及一条初始状态为Non-GBR的专用QOS流。
6.一种5G通信基于专用QOS流的QOS流动态调整系统，其特征在于，通信连接的SMF网元和UPF网元；
所述SMF网元采用以上权利要求5所述的一种5G核心网的SMF网元；
所述SMF网元还用于向UPF网元下发所述专用QOS流的PDR；根据所述UPF网元上报的所述业务事件，判断业务事件为业务开始或业务结束，并依据业务的QOS参数信息对专用QOS流的GBR或Non-GBR进行状态切换；
所述UPF网元用于接收并根据所述PDR对所述终端UE进行业务检测，若检测到的符合所述PDR的业务，则向所述SMF网元进行业务事件上报。
7.根据权利要求6所述的一种5G通信基于专用QOS流的QOS流动态调整系统，其特征在于，所述SMF网元还用于向所述UPF网元下发所述专用QOS流的信息以及对应的PDR，并为所述UPF网元开启对所述专用QOS流的使用情况上报功能；
所述UPF网元具体用于接收所述专用QOS流的信息和所述PDR，根据所述专用QOS流的信息确定所述终端UE对应的专用QOS流，并根据所述PDR对所述终端UE进行业务检测，检测到符合所述PDR的业务开始或结束时，向所述SMF网元进行对应的业务事件上报。
8.根据权利要求6所述的一种5G通信基于专用QOS流的QOS流动态调整系统，其特征在于，所述SMF网元具体用于接收UPF上报的业务事件，判断所述业务事件为业务开始或业务结束；若所述业务事件为业务开始，则所述SMF网元向PCF网元获取对应所述业务的QOS参数信息，并根据所述QOS参数信息将所述专用QOS修改为GBR状态；若所述业务事件为业务结束，则所述SMF网元将所述专用QOS流修改为Non-GBR状态。
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