通信方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质与流程

本公开涉及通信领域，尤其涉及一种通信方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

随着通信技术的飞速发展，4g通信系统已经在我国基本实现了全面覆盖，但是4g系统存在带宽小，时延大，可靠性低的问题。由于上述缺点，4g系统无法达到车联网、物联网和虚拟现实会议等新兴技术对通信系统的要求。因此，5g系统应运而生，5g系统具有带宽大，时延低，可靠性高的特点。

预计2020年物联网设备将达500亿台,如果对每个设备进行单独认证,信令的处理需要消耗掉大量的资源。由于人群分布的“潮汐效应”,信令在时域与地域上的分布极不均匀，如果盲目地增加所有地区的基础设施数量,虽然各地基础设施可以随时承载计算、存储和网络等方面的压力，但是运营商将会承担极大的设备费用,同时大量闲置资源也会被浪费。因此,5g系统如何系统调用其他资源缓解自身承载压力是我们亟待解决的问题。

技术实现要素：

本公开提供一种通信方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。

第一方面，本公开提供了一种通信方法，包括：

接收用户设备的接入请求；

根据预定规则在多个核心网中确定目标核心网，所述多个核心网包括第一网络协调器对应的核心网和一个或多个其他网络协调器各自对应的核心网；

在所述目标核心网是所述第一网络协调器对应的核心网的情况下，将所述用户设备接入所述目标核心网，在所述目标核心网是所述其他网络协调器对应的核心网的情况下，将所述用户设备通过所述其他网络协调器接入所述目标核心网。

可选地，所述根据预定规则在多个核心网中确定目标核心网包括根据以下至少一项在所述多个核心网中确定目标核心网：所述第一网络协调器与所述一个或多个其他网络协调器之间的传递时延、所述多个核心网各自的计算能力盈余、所述第一网络协调器和所述一个或多个其他网络协调器各自的下一跳位置。

可选地，所述根据预定规则在多个核心网中确定目标核心网，包括：

计算所述第一网络协调器对应的核心网和所述其他网络协调器各自对应的核心网的期望指标ei＝2*ti+k/pi，其中，ei表示第i个网络协调器的期望指标，ti表示所述第一网络协调器与第i个网络协调器之间的传递时延，pi表示第i个网络协调器对应的核心网的计算能力盈余，k为常数；

将所述期望指标最小的第二网络协调器对应的核心网确定为目标核心网。

可选地，所述方法还包括：

接收输入消息；

获取所述输入消息的目的地信息，所述目的地信息指示所述输入消息要去往的目的地；

根据所述目的地信息确定下一跳网络协调器。

可选地，所述方法还包括：

在所述下一跳网络协调器是所述第一网络协调器的情况下，将所述消息发送到所述目的地信息指示的目的地；

在所述下一跳信息是所述其他网络协调器的情况下，将所述信息发送到所述下一跳网络协调器。

第二方面，本公开实施例中提供了一种通信装置，包括：

第一接收模块，被配置为接收用户设备的接入请求；

第一确定模块，被配置为根据预定规则在多个核心网中确定目标核心网，所述多个核心网包括第一网络协调器对应的核心网和一个或多个其他网络协调器各自对应的核心网；

接入模块，被配置为在所述目标核心网是所述第一网络协调器对应的核心网的情况下，将所述用户设备接入所述目标核心网，在所述目标核心网是所述其他网络协调器对应的核心网的情况下，将所述用户设备通过所述其他网络协调器接入所述目标核心网。

可选地，所述根据预定规则在多个核心网中确定目标核心网，包括根据以下至少一项在所述多个核心网中确定目标核心网：所述第一网络协调器与所述一个或多个其他网络协调器之间的传递时延、所述多个核心网各自的计算能力盈余、所述第一网络协调器和所述一个或多个其他网络协调器各自的下一跳位置。

可选地，所述根据预定规则在多个核心网中确定目标核心网，包括：

计算所述第一网络协调器对应的核心网和所述其他网络协调器各自对应的核心网的期望指标ei＝2*ti+k/pi，其中，ei表示第i个网络协调器的期望指标，ti表示所述第一网络协调器与第i个网络协调器之间的传递时延，pi表示第i个网络协调器对应的核心网的计算能力盈余，k为常数；

将所述期望指标最小的第二网络协调器对应的核心网确定为目标核心网。

可选地，所述装置还包括：

第二接收模块，被配置为接收输入消息；

获取模块，被配置为获取所述输入消息的目的地信息，所述目的地信息指示所述输入消息要去往的目的地；

第二确定模块，被配置为根据所述目的地信息确定下一跳网络协调器。

可选地，所述装置还包括发送模块，被配置为：

在所述下一跳网络协调器是所述第一网络协调器的情况下，将所述消息发送到所述目的地信息指示的目的地；

在所述下一跳信息是所述其他网络协调器的情况下，将所述信息发送到所述下一跳网络协调器。

第三方面，本公开实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器；所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行，以实现上述第一方面中的通信方法。

第四方面，本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现上述第一方面中的通信方法。

根据本公开实施例，在接收用户设备的接入请求之后，根据预定规则在多个核心网中确定用户设备的目标核心网，在目标核心网是第一网络协调器对应的核心网的情况下，将用户设备接入目标核心网，在目标核心网是其他网络协调器对应的核心网的情况下，将用户设备通过其他网络协调器接入目标核心网。本公开的实施例可以调用其他核心网资源，减轻本地核心网在计算、存储和网络等方面的压力，从而有效应对大量用户设备接入造成的资源不足问题，还实现了有效降低基础设施费用的技术效果。

附图说明

图1示出3gpp标准的5g系统框架图；

图2示出根据本公开的实施例的单个通信系统的框架图；

图3示出根据本公开的实施例的两个通信系统互连的框架图；

图4示出根据本公开的实施例的通信方法的流程图；

图5示出根据本公开的实施例的通信装置的示意图；

图6示出根据本公开的实施例的电子设备的结构框图；

图7是适于用来实现根据本公开的实施例的通信方法的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

图1示出3gpp标准的第五代(5thgeneration，5g)系统框架图，如图1所示，5g系统包括三个部分：用户设备(userequipment，ue)、接入网(radioaccessnetwork，ran)和核心网(corenetwork，cn)。其中，用户设备通过接入网来接入核心网。接入网主要负责空口侧的无线资源管理、服务质量管理、数据压缩和加密等功能，核心网用于提供用户连接、对用户的管理以及对业务完成承载。用户设备与核心网之间通过n1消息进行通信，接入网与核心网之间通过n2消息进行控制信令通信，接入网与核心网之间通过n3消息进行数据通信。

在图1中的5g系统中，当有用户设备接入5g系统时，用户设备通过接入网来接入核心网，仅能通过核心网来承载用户设备接入的计算和存储等压力，即3gpp标准的5g系统使用本地资源承载用户的请求，其负载均衡机制主要是针对本地核心网内部的相同网元间进行任务分配，不存在调用其他核心网资源的能力，当用户设备数量过大时，现有技术的3gpp标准的5g系统将无法保证用户设备的服务质量。

图2示出根据本公开的实施例的单个通信系统的框架图。

如图2所示，本公开的实施例的通信系统在用户设备、接入网与核心网之间加入了网络协调器，网络协调器分别与用户设备，接入网和核心网相连。根据本公开的实施例，网络协调器与用户设备之间通过n1接口通信；网络协调器与接入网通过n2和n3接口通信；网络协调器与核心网通过n1、n2和n3接口通信。可以理解，网络协调器也可以采取其他方式与用户设备、接入网和核心网之间进行通信，本公开对此不做具体限定。

在图2中，当有用户设备接入时，用户设备通过由网络协调器连接的对应的接入网来接入核心网。除了5g网络之外，本公开也适用于其他具有用户设备-接入网-核心网架构的网络。

图3示出根据本公开的实施例的两个通信系统互连的框架图。

如图3所示，两个网络协调器分别与各自的用户设备、接入网和核心网相连接，两个网络协调器相互连接并进行相互通信。在图3中，当有用户设备接入时，相应的网络协调器可以将用户设备接入自己连接的核心网或另一网络协调器连接的核心网。类似地，可以将多个如图2所示的通信系统通过网络协调器彼此连接。这样，接入一个通信系统的用户设备可以通过该通信系统的网络协调器接入该通信系统的核心网，或者通过该通信系统的网络协调器与其他网络协调器之间的通信而接入其他网络协调器连接的核心网。

图4示出根据本公开的实施例的通信方法的流程图。

如图4所示，所述方法包括以下步骤s401-s403：

在步骤s401中，接收用户设备的接入请求；

在步骤s402中，根据预定规则在多个核心网中确定目标核心网，所述多个核心网包括第一网络协调器对应的核心网和一个或多个其他网络协调器各自对应的核心网；

在步骤s403中，在所述目标核心网是所述第一网络协调器对应的核心网的情况下，将所述用户设备接入所述目标核心网，在所述目标核心网是所述其他网络协调器对应的核心网的情况下，将所述用户设备通过所述其他网络协调器接入所述目标核心网。

根据本公开的实施例，所述方法可以由如图3所示的互连通信系统中的任一网络协调器执行，执行该方法的网络协调器在这里称为第一网络协调器。可以理解，虽然图3示出了两个通信系统互连的情况，但是，本公开的方法也适用于多个这样的通信系统通过各自的网络协调器互连的情况。当有用户设备要通过接入网接入核心网时，可以根据预设规则在多个核心网中选择要使用的目标核心网，并通过网络协调器将用户设备接入目标核心网。

根据本公开的实施例，用户设备可以是手持终端设备、笔记本电脑、蜂窝电话、智能电话、无线数据卡、个人数字助理电脑、平板型电脑、无绳电话或者无线本地环路台、机器类型通信终端或是其他可以接入网络的设备，在本公开中不做具体限定。接入网可以包括各种形式的基站，例如：宏基站，微基站，中继站，接入点等，在本公开中不做具体限定。在采用不同的无线接入技术的系统中，具备基站功能的设备的名称可能会有所不同，例如，在5g系统中，称为gnb。

与用户设备对应的接入网相连接的第一网络协调器具备进行负载均衡决策的功能，能够在多个核心网中按照预设规则确定目标核心网作为用户设备对应的核心网，并将用户设备接入目标核心网，从而完成用户设备的接入工作。目标核心网用于提供用户连接、对用户的管理以及对业务完成承载，例如，用户连接的建立可以包括移动性管理、寻呼等功能；用户管理可以包括用户的描述、服务质量管理、安全性(由鉴权中心提供相应的安全性措施包含了对移动业务的安全性管理和对外部网络访问的安全性处理)；承载连接可以包括到外部的公共交换电话网络、外部电路数据网、分组数据网和因特网等。

根据本公开实施例的通信方法，可以调用其他通信系统的核心网资源，减轻本地通信系统计算、存储和网络等方面的压力，从而有效应对大量用户设备接入造成的资源不足问题，还实现了有效降低基础设施费用的技术效果。

根据本公开的实施例，所述根据预定规则在多个核心网中确定目标核心网包括根据以下至少一项在所述多个核心网中确定目标核心网：所述第一网络协调器与所述一个或多个其他网络协调器之间的传递时延、所述多个核心网各自的计算能力盈余、所述第一网络协调器和所述一个或多个其他网络协调器各自的下一跳位置。

例如：目前可用的有3个通信系统，分别通过第一网络协调器、网络协调器a和网络协调器b而彼此互连。第一网络协调器可以确定第一网络协调器对应的核心网的计算能力盈余、第一网络协调器的下一跳位置为网络协调器a、第一网络协调器与网络协调器a之间的传递时延、网络协调器a对应的核心网的计算能力盈余、网络协调器a的下一跳位置为网络协调器b、网络协调器b对应的核心网的计算能力盈余和第一网络协调器与网络协调器b之间的传递时延等信息。第一网络协调器可以依据上述信息，按照预定规则在3个核心网中确定出目标核心网。

根据本公开的实施例，第一网络协调器可以将所述第一网络协调器与所述一个或多个其他网络协调器之间的传递时延、所述多个核心网各自的计算能力盈余、所述第一网络协调器和所述一个或多个其他网络协调器各自的下一跳位置等信息存储在hash表中，作为负载均衡决策和消息转发的依据。

根据本公开的实施例，所述根据预定规则在多个核心网中确定目标核心网，包括：

计算所述第一网络协调器对应的核心网和所述其他网络协调器各自对应的核心网的期望指标ei＝2*ti+k/pi，其中，ei表示第i个网络协调器的期望指标，ti表示所述第一网络协调器与第i个网络协调器之间的传递时延，pi表示第i个网络协调器对应的核心网的计算能力盈余，k为常数；

将所述期望指标最小的第二网络协调器对应的核心网确定为目标核心网。

在本实施例中，第一网络协调器可以通过对多个核心网的计算能力盈余和传递时延的综合考虑，为用户设备选择期望指标最小的第二网络协调器对应的核心网确定为目标核心网。例如，目前可用的有3个通信系统，分别通过第一网络协调器、网络协调器a和网络协调器b而彼此互连。首先，计算各个网络协调器对应的核心网的期望指标，第一网络协调器对应的核心网的期望指标e1＝k/p1，其中p1表示第一网络协调器对应的核心网的计算能力盈余；网络协调器a对应的核心网的期望指标e2＝2*t2+k/p2，其中t2表示第一网络协调器与网络协调器a之间的传递时延，p1表示网络协调器a对应的核心网的计算能力盈余；网络协调器b对应的核心网的期望指标e3＝2*t3+k/p3，其中t3表示第一网络协调器与网络协调器b之间的传递时延，p3表示网络协调器b对应的核心网的计算能力盈余。然后，比较e1、e2和e3的大小，假设e3最小，则将期望指标最小的网络协调器b作为第二网络协调器，并将网络协调器b对应的核心网确定为目标核心网，将用户设备与网络协调器b对应的核心网相连接，从而完成了用户设备的接入任务。

根据本公开的实施例，在多个核心网中确定目标核心网时也可以只考虑所有网络协调器对应的核心网的计算能力盈余，将计算能力盈余最大的核心网确定为目标核心网，而不考虑到第一网络协调器与目标网络协调器之间的传递时延等其他指标。或者，在多个核心网中确定目标核心网时，在第一网络协调器对应的核心网负荷较重时，可以选择与第一网络协调器之间的传递时延最小的网络协调器所对应的核心网作为目标核心网，或者选择第一网络协调器的下一跳网络协调器所对应的核心网作为目标核心网。当所述下一跳网络协调器对应的核心网的负荷较重时，可以选择与所述下一跳网络协调器之间的传递时延最小的网络协调器所对应的核心网作为目标核心网，或者选择下一跳网络协调器的下一跳网络协调器所对应的核心网作为目标核心网。

根据本公开的实施例，所述方法还包括：

接收输入消息；

获取所述输入消息的目的地信息，所述目的地信息指示所述输入消息要去往的目的地；

根据所述目的地信息确定下一跳网络协调器。

与用户设备相连接的网络协调器还具备消息转发的功能，可以根据消息的目的地对消息进行转发。

所述消息可以是来自于n1、n2或n3接口的消息，其中，网络协调器与用户设备之间通过n1接口通信，网络协调器与接入网通过n2和n3接口通信，网络协调器与核心网通过n1、n2和n3接口通信。

网络协调器可以通过全球唯一用户设备标识(globallyuniquetemporaryueidentity，guti)来区分不同的用户设备。

例如，假设接收输入消息的网络协调器为第一网络协调器，在第一网络协调器获取消息之后，首先获取输入消息的目的地信息，即输入消息要去往的目的地，例如可以是与第一网络协调器相连的接入网或核心网，或者是与其他网络协调器相连的用户设备或其对应的接入网或核心网。在第一网络协调器获取输入消息的目的地信息之后，根据目的地信息及全球唯一用户设备标识，通过查询本地hash表，确定下一跳网络协调器。其中，hash表中存储了各网络协调器之间的传递时延、多个核心网各自的计算能力盈余、各网络协调器各自的下一跳位置等信息。

根据本公开的实施例，所述方法还包括：

在所述下一跳网络协调器是所述第一网络协调器的情况下，将所述消息发送到所述目的地信息指示的目的地；

在所述下一跳信息是所述其他网络协调器的情况下，将所述信息发送到所述下一跳网络协调器。

当下一跳网络协调器是第一网络协调器时，直接将消息发送给第一网络协调器相连的接入网或核心网；当下一跳信息是其他网络协调器时，第一网络协调器将信息发送到下一跳网络协调器，一直发送到目标网络协调器，再由目标协调器将信息发送到目的地信息指示的目的地，例如与目标协调器相连的用户设备或其对应的接入网或核心网。

下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开的方法实施例。

图5示出根据本公开的实施例的通信装置500的示意图。

该装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为电子设备的部分或者全部。如图5所示，通信装置500包括：第一接收模块501、第一确定模块502和接入模块503。

所述第一接收模块501，被配置为接收用户设备的接入请求；

所述第一确定模块502，被配置为根据预定规则在多个核心网中确定目标核心网，所述多个核心网包括第一网络协调器对应的核心网和一个或多个其他网络协调器各自对应的核心网；

所述接入模块503，被配置为在所述目标核心网是所述第一网络协调器对应的核心网的情况下，将所述用户设备接入所述目标核心网，在所述目标核心网是所述其他网络协调器对应的核心网的情况下，将所述用户设备通过所述其他网络协调器接入所述目标核心网。

根据本公开的实施例，所述根据预定规则在多个核心网中确定目标核心网，包括根据以下至少一项在所述多个核心网中确定目标核心网：所述第一网络协调器与所述一个或多个其他网络协调器之间的传递时延、所述多个核心网各自的计算能力盈余、所述第一网络协调器和所述一个或多个其他网络协调器各自的下一跳位置。

根据本公开的实施例，所述根据预定规则在多个核心网中确定目标核心网，包括：

计算所述第一网络协调器对应的核心网和所述其他网络协调器各自对应的核心网的期望指标ei＝2*ti+k/pi，其中，ei表示第i个网络协调器的期望指标，ti表示所述第一网络协调器与第i个网络协调器之间的传递时延，pi表示第i个网络协调器对应的核心网的计算能力盈余，k为常数；

将所述期望指标最小的第二网络协调器对应的核心网确定为目标核心网。

根据本公开的实施例，所述通信装置500还包括：

第二接收模块504，被配置为接收输入消息；

获取模块505，被配置为获取所述输入消息的目的地信息，所述目的地信息指示所述输入消息要去往的目的地；

第二确定模块506，被配置为根据所述目的地信息确定下一跳网络协调器。

根据本公开的实施例，所述通信装置500还包括发送模块507，被配置为：

在所述下一跳网络协调器是所述第一网络协调器的情况下，将所述消息发送到所述目的地信息指示的目的地；

在所述下一跳信息是所述其他网络协调器的情况下，将所述信息发送到所述下一跳网络协调器。

图6示出根据本公开的实施例的电子设备的结构框图。

如图6所示，所述电子设备600包括处理器601和存储器602；其中，

所述存储器602用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器601执行以实现上述任一方法步骤。

图7是适于用来实现根据本公开的实施例的通信方法的计算机系统的结构示意图。

如图7所示，计算机系统700包括中央处理单元(cpu)701，其可以根据存储在只读存储器(rom)702中的程序或者从存储部分708加载到随机访问存储器(ram)703中的程序而执行上述实施方式中的各种处理。在ram703中，还存储有系统700操作所需的各种程序和数据。cpu701、rom702以及ram703通过总线704彼此相连。输入/输出(i/o)接口705也连接至总线704。

以下部件连接至i/o接口705：包括键盘、鼠标等的输入部分706；包括诸如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等以及扬声器等的输出部分707；包括硬盘等的存储部分708；以及包括诸如lan卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分709。通信部分709经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器710也根据需要连接至i/o接口705。可拆卸介质711，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器710上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分708。

特别地，根据本公开的实施方式，上文描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施方式包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在及其可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行所述数据监控方法的程序代码。在这样的实施方式中，该计算机程序可以通过通信部分709从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施方式的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，路程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。