CAWN系统及其工作方法与流程

本发明涉及无线通信技术领域，特别是指一种cawn系统及其工作方法。

背景技术：

目前4g/5g的网络架构主要是面向移动性的网络架构集中的核心网，分散的基站，核心网和基站两级的用户移动性管理机制。在当下的5g，网络架构仍然是传统的核心网+基站的架构，但是5g设想的所要支持的业务类型和场景已经远远超过了传统移动通信场景。在4g和当下5g时代，移动通信面对的仍然是传统的通话和数据业务等移动通信场景，所以5g标准中目前定义的基于传统网络架构的演进架构还是能支撑当前通信场景需求的。基于5g设想的所要支持的业务类型和场景，下一代移动通信提出了更广泛和深刻影响社会的需求，在这些需求推动下，传统的网络架构已经无法支撑这些需求，需要进行系统的重新设计。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种cawn系统及其工作方法，能够满足下一代移动通信的需求。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

本发明的实施例提供一种上下文感知无线网络cawn系统，包括：

集中数据单元，用于收集和处理网络侧高层功能实体、传输网络功能实体和/或网络侧低层功能实体的数据，并产生控制网络侧高层功能实体、传输网络功能实体和/或网络侧低层功能实体的命令；

所述网络侧高层功能实体，用于在所述集中数据单元的控制下，根据测量到的用户信息、小区信息和本地运行的设备信息产生高层功能实体的功能；

所述传输网络功能实体，用于在所述集中数据单元的控制下，根据测量到的用户信息、小区信息和本地运行的设备信息产生传输网络功能实体的功能；

所述网络侧低层功能实体，用于在所述集中数据单元的控制下，根据测量到的用户信息、小区信息和本地运行的设备信息产生低层功能实体的功能。

可选地，所述集中数据单元还用于控制所述网络侧高层功能实体、所述传输网络功能实体和/或所述网络侧低层功能实体的自生自洽能力。

可选地，所述网络侧高层功能实体包括高层网络自洽控制功能实体与高层控制面和用户面功能实体，所述高层网络自洽控制功能实体用于在所述集中数据单元的控制下，根据所述高层控制面和用户面功能实体产生的参数，产生针对所述高层控制面和用户面功能实体的自洽控制命令。

可选地，所述传输网络功能实体包括传输网络自洽控制功能实体和传输网络层功能实体，所述传输网络自洽控制功能实体用于在所述集中数据单元的控制下，根据所述传输网络层功能实体产生的参数，产生支撑所述网络侧高层功能实体和所述网络侧低层功能实体的数据传输的传输通道。

可选地，所述网络侧低层功能实体包括高层网络自洽控制功能实体与低层控制面和用户面功能实体，所述低层网络自洽控制功能实体用于在所述集中数据单元的控制下，根据所述低层控制面和用户面功能实体产生的参数，完成空口数据的控制和传输。

可选地，所述集中数据单元具体用于收集所述网络侧高层功能实体、传输网络功能实体和/或网络侧低层功能实体的数据信息，对收据的数据信息进行计算，执行以下至少一种操作：

确定设备和用户的运行状态；

识别用户的业务类型并产生针对业务的qos保障控制命令；

识别空口小区的形态产生针对小区的控制命令；

识别设备运行状态；

产生针对设备连接和配合的控制命令。

可选地，收集的数据信息包括以下至少一种：

所述网络侧高层功能实体、传输网络功能实体和/或网络侧低层功能实体每个用户和设备本身的运行的测量信息；

数据在空口的收发信息；

用户在小区间切换的信息；

用户的功率信息。

可选地，所述网络侧高层功能实体具体用于向所述集中数据单元上报自身的运行状态和承载的用户信息；

所述传输网络功能实体具体用于向所述集中数据单元上报自身的运行状态和承载的用户信息；

所述网络侧低层功能实体具体用于向所述集中数据单元上报自身的运行状态和承载的用户信息；

所述集中数据单元用于根据接收到的数据信息判断一用户的业务需要靠近空口部署，向所述网络侧高层功能实体发送数据面分离部署的指令，所述指令中携带所述集中数据单元对所述业务的数据面功能靠近空口部署的性能计算结果；

所述网络侧高层功能实体还用于在接收到所述指令后，制定辅数据面功能的分离方案，并将所述分离方案上报给所述集中数据单元；向所述网络侧低层功能实体发送配置信息；

所述网络侧低层功能实体还用于根据接收到的配置信息进行配置；

所述集中数据单元还用于向所述传输网络功能实体发送带宽调整命令；

所述传输网络功能实体还用于在接收到所述带宽调整命令后，根据所述带宽调整命令对所述业务的传输带宽进行调整。

可选地，所述集中数据单元具体用于在预测出终端将要进行切换后，发送切换命令给所述网络侧高层功能实体，所述切换命令携带切换时间和目标网络侧低层功能实体；

所述网络侧高层功能实体具体用于在接收到所述切换命令后，确定目标网络侧低层功能实体；在接收到源网络侧低层功能实体的正式切换请求后，完成已发送数据包的收发确认；在目标网络侧低层功能实体上建立辅数据面功能，并在建立成功后开始发送数据；

所述集中数据单元还用于向所述传输网络功能实体发送带宽调整命令；

所述传输网络功能实体还用于在接收到所述带宽调整命令后，根据所述带宽调整命令对源辅数据面功能或者目的辅数据面功能使用的传输带宽进行重新分配；

所述网络侧高层功能实体还用于在目标网络侧低层功能实体上的辅数据面功能建立成功后，指示源网络侧低层功能实体释放该辅数据面功能。

本发明实施例提供了一种上下文感知无线网络cawn系统的工作方法，应用于如上所述的cawn系统，包括：

通过集中数据单元收集和处理网络侧高层功能实体、传输网络功能实体和/或网络侧低层功能实体的数据，并产生控制网络侧高层功能实体、传输网络功能实体和/或网络侧低层功能实体的命令；

通过所述集中数据单元控制所述网络侧高层功能实体根据测量到的用户信息、小区信息和本地运行的设备信息产生高层功能实体的功能；

通过所述集中数据单元控制所述传输网络功能实体根据测量到的用户信息、小区信息和本地运行的设备信息产生传输网络功能实体的功能；

通过所述集中数据单元控制所述网络侧低层功能实体根据测量到的用户信息、小区信息和本地运行的设备信息产生低层功能实体的功能。

可选地，所述方法具体包括：

所述网络侧高层功能实体向所述集中数据单元上报自身的运行状态和承载的用户信息；

所述传输网络功能实体向所述集中数据单元上报自身的运行状态和承载的用户信息；

所述网络侧低层功能实体向所述集中数据单元上报自身的运行状态和承载的用户信息；

所述集中数据单元根据接收到的数据信息判断一用户的业务需要靠近空口部署，向所述网络侧高层功能实体发送数据面分离部署的指令，所述指令中携带所述集中数据单元对所述业务的数据面功能靠近空口部署的性能计算结果；

所述网络侧高层功能实体在接收到所述指令后，制定辅数据面功能的分离方案，并将所述分离方案上报给所述集中数据单元；向所述网络侧低层功能实体发送配置信息；

所述网络侧低层功能实体根据接收到的配置信息进行配置；

所述集中数据单元向所述传输网络功能实体发送带宽调整命令；

所述传输网络功能实体在接收到所述带宽调整命令后，根据所述带宽调整命令对所述业务的传输带宽进行调整。

可选地，所述方法具体包括：

所述集中数据单元在预测出终端将要进行切换后，发送切换命令给所述网络侧高层功能实体，所述切换命令携带切换时间和目标网络侧低层功能实体；

所述网络侧高层功能实体在接收到所述切换命令后，确定目标网络侧低层功能实体；在接收到源网络侧低层功能实体的正式切换请求后，完成已发送数据包的收发确认；在目标网络侧低层功能实体上建立辅数据面功能，并在建立成功后开始发送数据；

所述集中数据单元向所述传输网络功能实体发送带宽调整命令；

所述传输网络功能实体在接收到所述带宽调整命令后，根据所述带宽调整命令对源辅数据面功能或者目的辅数据面功能使用的传输带宽进行重新分配；

所述网络侧高层功能实体在目标网络侧低层功能实体上的辅数据面功能建立成功后，指示源网络侧低层功能实体释放该辅数据面功能。

本发明实施例提供了一种通信设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的cawn系统的工作方法中的步骤。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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如上所述的cawn系统的工作方法中的步骤。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案中，集中数据单元能够收集和处理网络侧高层功能实体、传输网络功能实体和/或网络侧低层功能实体的数据，并产生控制网络侧高层功能实体、传输网络功能实体和/或网络侧低层功能实体的命令，这样集中数据单元能够对用户进行大数据运算，归纳总结用户特征，形成对一类用户的行为的准确判决和控制，并针对每一个用户量身定做对其的控制和数据收发方案，从而满足下一代移动通信的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例cawn系统的架构示意图；

图2为本发明实施例cawn的网络功能示意图；

图3为本发明实施例高层数据面灵活感知的cawn功能实例示意图；

图4为本发明实施例辅upf建立流程示意图；

图5为本发明实施例辅upf切换流程示意图；

图6为本发明实施例cawn系统的工作方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

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，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的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。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。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。

本文所描述的技术不限于长期演进型(longtermevolution，lte)/lte的演进(lte-advanced，lte-a)系统，并且也可用于各种无线通信系统，诸如码分多址(codedivisionmultipleaccess，cdma)、时分多址(timedivisionmultipleaccess，tdma)、频分多址(frequencydivisionmultipleaccess，fdma)、正交频分多址(orthogonalfrequencydivisionmultipleaccess，ofdma)、单载波频分多址(single-carrierfrequency-divisionmultipleaccess，sc-fdma)和其他系统。术语“系统”和“网络”常被可互换地使用。cdma系统可实现诸如cdma2000、通用地面无线电接入(universalterrestrialradioaccess，utra)等无线电技术。utra包括宽带cdma(widebandcodedivisionmultipleaccess，wcdma)和其他cdma变体。tdma系统可实现诸如全球移动通信系统(globalsystemformobilecommunication，gsm)之类的无线电技术。ofdma系统可实现诸如超移动宽带(ultramobilebroadband，umb)、演进型utra(evolution-utra，e-utra)、ieee802.11(wi-fi)、ieee802.16(wimax)、ieee802.20、flash-ofdm等无线电技术。utra和e-utra是通用移动电信系统(universalmobiletelecommunicationssystem，umts)的部分。lte和更高级的lte(如lte-a)是使用e-utra的新umts版本。utra、e-utra、umts、lte、lte-a以及gsm在来自名为“第三代伙伴项目”(3rdgenerationpartnershipproject，3gpp)的组织的文献中描述。cdma2000和umb在来自名为“第三代伙伴项目2”(3gpp2)的组织的文献中描述。本文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。然而，以下描述出于示例目的描述了nr系统，并且在以下大部分描述中使用nr术语，尽管这些技术也可应用于nr系统应用以外的应用。

以下描述提供示例而并非限定权利要求中阐述的范围、适用性或者配置。可以对所讨论的要素的功能和布置作出改变而不会脱离本公开的精神和范围。各种示例可恰适地省略、替代、或添加各种规程或组件。例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

以iso(国际标准化组织)七层模型为示例进行说明：l1和/或部分l2为低层；全部或者部分l2，l3为高层。以目前5g网络架构为示例进行说明为：mac(媒体介入控制)，phy(物理层)为低层；rlc(无线链路控制)、pdcp、sdap、rrc以及cn(核心网)的amf、upf(用户面功能)、smf(会话管理功能)等功能为高层。

内生ai(nativeai)的概念被广泛提及，在无线网络中使用ai工具进行无线网络的无线资源优化。下一代无线网络面临着更复杂的应用场景，如果能够运用ai工具更好的服务用户，能够极大的提高用户体验。

面向下一代移动通信的极简网络(litenetwork)的设计目标，需要对使用ai工具驱动的无线网络进行研究。

针对传统的网络架构已经无法支撑5g设想的所要支持的业务类型和场景的问题，面向下一代移动通信的需求，网络需要感知其所服务的每一个用户，并能够对用户进行大数据运算，归纳总结用户特征，形成对一类用户的行为的准确判决和控制，并针对每一个用户量身定做对其的控制和数据收发方案，称之为上下文感知无线网络(cawn：context-awarewirelessnetwork)。在cawn中，网络需要感知终端的一切，包括位置、业务、终端本身运行状态、控制需求、移动状态、潜在的行为等等，终端通过上报各种测量让网络侧全面的掌握其状态；终端为“笨终端”，不承担任何复杂计算，以节约功耗，把计算能力用到用户特色的应用层的计算上，网络侧为其提供所有的无线领域的控制和数据传输方案。

本发明的实施例提供一种cawn系统及其工作方法，能够满足下一代移动通信的需求。

本发明的实施例提供一种上下文感知无线网络cawn系统，如图1所示，包括：

集中数据单元11，用于收集和处理网络侧高层功能实体、传输网络功能实体和/或网络侧低层功能实体的数据，并产生控制网络侧高层功能实体、传输网络功能实体和/或网络侧低层功能实体的命令；

所述网络侧高层功能实体12，用于在所述集中数据单元的控制下，根据测量到的用户信息、小区信息和本地运行的设备信息产生高层功能实体的功能；

所述传输网络功能实体13，用于在所述集中数据单元的控制下，根据测量到的用户信息、小区信息和本地运行的设备信息产生传输网络功能实体的功能；

所述网络侧低层功能实体14，用于在所述集中数据单元的控制下，根据测量到的用户信息、小区信息和本地运行的设备信息产生低层功能实体的功能。

本实施例中，集中数据单元能够收集和处理网络侧高层功能实体、传输网络功能实体和/或网络侧低层功能实体的数据，并产生控制网络侧高层功能实体、传输网络功能实体和/或网络侧低层功能实体的命令，这样集中数据单元能够对用户进行大数据运算，归纳总结用户特征，形成对一类用户的行为的准确判决和控制，并针对每一个用户量身定做对其的控制和数据收发方案，从而满足下一代移动通信的需求。

其中，网络侧高层功能实体12是指能够实现在集中数据单元的控制下，根据测量到的用户信息、小区信息和本地运行的设备信息产生高层功能的硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合；传输网络功能实体13是指能够实现在集中数据单元的控制下，根据测量到的用户信息、小区信息和本地运行的设备信息产生传输网络功能的硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合；网络侧低层功能实体是指能够实现在所述集中数据单元的控制下，根据测量到的用户信息、小区信息和本地运行的设备信息产生低层功能的硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合。

可选地，所述集中数据单元11还用于控制所述网络侧高层功能实体、所述传输网络功能实体和/或所述网络侧低层功能实体的自生自洽能力。根据现在通用的解释，自洽(self-consistent)简单地说就是按照自身的逻辑推演的话，自己可以证明自己至少不是矛盾或者错误的，这就是简单的自洽性。科学研究本身就是遵循自洽性的，建立于客观基础上，反之则建立于主观之上，最终归属不可证伪与证明，一个不能够满足自洽性的理论或者方法显然是不攻自破的。基于以上定义，所述网络侧高层功能实体、所述传输网络功能实体和/或所述网络侧低层功能实体的自生自洽能力，即指所述网络侧高层功能实体、所述传输网络功能实体和/或所述网络侧低层功能实体之间可以根据网络所支持的业务负载、用户数量、用户服务要求、空口覆盖质量等之一需求进行网络自生功能的部署，或者控制，或者资源调度等。

可选地，所述网络侧高层功能实体12包括高层网络自洽控制功能实体与高层控制面和用户面功能实体，所述高层网络自洽控制功能实体用于在所述集中数据单元的控制下，根据所述高层控制面和用户面功能实体产生的参数，产生针对所述高层控制面和用户面功能实体的自洽控制命令。

可选地，所述传输网络功能实体13包括传输网络自洽控制功能实体和传输网络层功能实体，所述传输网络自洽控制功能实体用于在所述集中数据单元的控制下，根据所述传输网络层功能实体产生的参数，产生支撑所述网络侧高层功能实体和所述网络侧低层功能实体的数据传输的传输通道。

可选地，所述网络侧低层功能实体14包括高层网络自洽控制功能实体与低层控制面和用户面功能实体，所述低层网络自洽控制功能实体用于在所述集中数据单元的控制下，根据所述低层控制面和用户面功能实体产生的参数，完成空口数据的控制和传输。

可选地，所述集中数据单元11具体用于收集所述网络侧高层功能实体12、传输网络功能实体13和/或网络侧低层功能实体14的数据信息，对收据的数据信息进行计算，执行以下至少一种操作：

确定设备和用户的运行状态；

识别用户的业务类型并产生针对业务的qos保障控制命令；

识别空口小区的形态产生针对小区的控制命令；

识别设备运行状态；

产生针对设备连接和配合的控制命令。

可选地，收集的数据信息包括以下至少一种：

所述网络侧高层功能实体12、传输网络功能实体13和/或网络侧低层功能实体14每个用户和设备本身的运行的测量信息；

数据在空口的收发信息；

用户在小区间切换的信息；

用户的功率信息。

一具体实施例中，所述网络侧高层功能实体12具体用于向所述集中数据单元上报自身的运行状态和承载的用户信息；

所述传输网络功能实体13具体用于向所述集中数据单元上报自身的运行状态和承载的用户信息；

所述网络侧低层功能实体14具体用于向所述集中数据单元上报自身的运行状态和承载的用户信息；

所述集中数据单元11用于根据接收到的数据信息判断一用户的业务需要靠近空口部署，向所述网络侧高层功能实体12发送数据面功能分离部署的指令，所述指令中携带所述集中数据单元对所述业务的数据面功能功能靠近空口部署的性能计算结果；

所述网络侧高层功能实体12还用于在接收到所述指令后，制定辅数据面功能的分离方案，并将所述分离方案上报给所述集中数据单元；向所述网络侧低层功能实体发送配置信息；

所述网络侧低层功能实体14还用于根据接收到的配置信息进行配置；

所述集中数据单元11还用于向所述传输网络功能实体13发送带宽调整命令；

所述传输网络功能实体13还用于在接收到所述带宽调整命令后，根据所述带宽调整命令对所述业务的传输带宽进行调整。

另一具体实施例中，所述集中数据单元11具体用于在预测出终端将要进行切换后，发送切换命令给所述网络侧高层功能实体，所述切换命令携带切换时间和目标网络侧低层功能实体；

所述网络侧高层功能实体12具体用于在接收到所述切换命令后，确定目标网络侧低层功能实体；在接收到源网络侧低层功能实体的正式切换请求后，完成已发送数据包的收发确认；在目标网络侧低层功能实体上建立辅数据面功能，并在建立成功后开始发送数据；

所述集中数据单元11还用于向所述传输网络功能实体13发送带宽调整命令；

所述传输网络功能实体13还用于在接收到所述带宽调整命令后，根据所述带宽调整命令对源辅数据面功能或者目的辅数据面功能使用的传输带宽进行重新分配；

所述网络侧高层功能实体12还用于在目标网络侧低层功能实体上的辅数据面功能建立成功后，指示源网络侧低层功能实体释放该辅数据面功能。

一具体示例中，数据面功能可以为upf。

下面结合附图以及具体的实施例对本发明的cawn系统进行进一步介绍。

cawn系统的特征为：

1、集中的大数据处理中心，提供统一的用户行为和网络运行状态分析，并集中控制核心网(cn：corenetwork)、传输网络(tn：transportnetwork)和无线接入网络(ran：radioaccessnetwork)。

2、各个网络功能实体具有自生自洽能力(self-consistentcapability)。

3、网络是多层级的，各层级之间具有灵活的耦合性(与目前严格的cn+ran+tn分工架构不同)，各层级之间的功能根据用户的实际需要进行远离空口或者靠近空口定义。定义层级的目的是为了实现用户更好的移动性管理。

cawn网络核心思想是：去除传统网络中核心网(cn)和无线接入网(ran)之间在用户控制和数据处理等功能方面的分割，实现相应功能根据用户位置进行灵活定义；对于运营商的计费或者其他管理功能不进行灵活定义。这些功能的灵活定义通过集中的大数据计算控制点进行大尺度粗调控制，然后各个功能实体再进行小尺度精确控制，二者结合完成精确控制。

cawn网络功能如图2所示，cawn网络把服务于无线通信的传输网部分、层3高层协议部分和低层协议部分(空口协议部分，比如层1/层2)按照一个整体进行控制和协调。由集中数据单元(cdu：centraldataunit)、网络侧高层功能实体(hl：highlayerofns)、传输网络功能实体(tn：transportnetwork)和网络侧低层功能实体(ll：lowerlayerofns)四个部分组成。在网络侧的外部，连接高层的数据用户面(uphl:upofhighlayer(udp/tcp/ip))。

uphl主要是层3及以上的层，包括udp/tcp，以及ip层，主要聚焦于用户的数据处理功能。其中udp/tcp/ip代表着cawn网络包含的协议层的上层协议层，负责数据包在不同cawn网络端(networkside)实体之间完成数据的分发。

cawn包括以下模块：

cdu：为集中数据单元，负责cawn网络的数据收集和处理，并产生控制网络侧的hl、tn和ll的命令，控制hl、tn和ll各个实体的自生自洽能力。

hl：为cawn的高层功能实体，为层3及部分层2的功能(比如用户面(upf：userplanefunction)、认证管理功能(amf：authenticationmanagementfunction)、服务数据适配协议(sdap：servicedataadaptationprotocol,)、分组数据汇聚协议(pdcp：packetdataconvergenceprotocol)、无线资源控制(rrc：radioresourcecontrol)等协议子层的功能实体)，主要由高层网络自洽控制(nac-h：networkautonomouscontrolofhighlayer)和高层控制面和用户面(cp-h/up-h：controlplaneanduserplaneofhighlayer)两大逻辑功能实体组成。nac-h的主要功能是在cdu的统一控制下，结合cp-h/up-h产生的各种参数，产生针对cp-h/up-h的自洽控制，包括与tn和低层的交互，功能控制等。

tn：为cawn的传输网络功能实体，主要由传输网络自洽控制(nac-t：networkautonomouscontroloftransportnetwork)和软件定义的传输网络层(sdtn：softdefinedtransportnetwork)两大逻辑功能实体组成。nac-t的主要功能是在cdu的统一控制下，结合sdtn产生的各种参数，产生支撑hl和ll的数据传输的各种传输通道和qos保障能力。

ll：为cawn的低层功能实体，为部分层2的功能及层1的功能，主要由低层网络自洽控制(nac-l：networkautonomouscontroloflowerlayer)和低层控制面和用户面(cp-l/up-l：controlplaneanduserplaneoflowerlayer)两大逻辑功能实体组成。nac-l的主要功能是在cdu的统一控制下，结合cp-l/up-l产生的各种参数，完成空口数据的控制和传输。

hl和ll为cawn网络的通信协议功能，tn为cawn网络的传输网络。这三个功能实体在cdu的控制下完成各自的自洽自洽功能。

cdu为网络的集中控制点，通过接口(如图2中定义的c接口)收集hl，tn和ll对每个用户和设备本身的运行的测量信息、数据在空口的收发信息、用户在小区间切换的信息、用户的功率信息等各种信息，cdu对收集的数据信息进行计算，确定设备和用户的运行状态，识别用户的业务类型并产生针对业务的qos保障控制命令，识别空口小区的形态产生针对小区的控制命令，识别设备运行状态，产生针对设备连接和配合的控制命令。

在cdu的统一控制下，hl，ll和tn分别根据本地运行的设备信息、小区信息、用户信息等各种测量参数产生本地控制命令。比如：根据cdu对用户分布的命令，tn产生适配于该用户传输的需求的传输带宽配置和路由配置，hl和ll产生相应的功能配置。hl和ll分步产生针对用户(ue：userequipment)的空口控制信令。hl和ll完成多级网络的协调和控制功能，比如cdu指示hl需要启动一个新的接入点(ap：accesspoint)设备，hl给该ap设备指示空口小区激活的指令，建立用户的上下文，完成该ap和hl的连接控制。

一种实施例中，如图3所示，图3给出了一种cdu控制下的hl、tn和ll之间功能实体的功能感知耦合功能示意图，并给出用户移动时的功能说明。

cdu基于自身的数据存储单元(datastorage，比如用作数据存储的数据库)存储的数据进行大数据运算(bigdatacomputing)，基于运算的结果由控制单元(controllingunit)产生控制命令。比如指示hl功能实体对用户的upf进行分离部署，把辅助upf部署到靠近空口的ll功能实体上，并给出主upf(masterupf)和辅助upf(secondaryupf)之间的控制关系。当用户移动时，产生控制命令完成masterupf、源secondaryupf和目的secondaryupf之间数据的交互。

图4给出了辅upf(secondaryupf)的建立流程。如图4所示，该流程包括以下步骤：

步骤1、hl，tn，ll三个功能实体分别给cdu进行测量上报，上报各自的运行状态、承载的用户信息，包括用户数量、吞吐量等；

步骤2、cdu根据自身的大数据计算能力，判决某个用户的一个业务因为需要发送的数据量大，或者对类似时延等qos方面有需求，如果不进行upf靠近空口部署，给系统会带来更大的负担，或者无法满足qos相关的要求，需要靠近空口部署；

步骤3、cdu给hl发送upf分离部署的指令。该指令中携带了cdu对用户的一个业务的upf功能靠近空口部署的性能计算结果，比如需要保证辅upf可能的数据量，缓存中数据量的最低门限，可能需要维持分离部署的时间段分布规律等；

步骤4、hl接收到cdu的指令后，结合本地测量的针对该用户的该业务的信息，制定相应的辅upf的分离方案，包括缓存的数据量，数据反馈确认的方法，数据发送成功确认的方法等；

步骤5、hl将分离方案上报给cdu；

步骤6、hl配置ll，建立辅upf。ll接到命令后，保存该配置信息，设置需要的缓存，设置需要的硬件和软件能力，比如操作系统的内存、传输等；

步骤7、cdu通知tn对该用户的传输网上的带宽进行调整；

步骤8、tn接收到该命令后，结合本地测量的针对该用户的该业务的传输带宽信息，进行增大或者缩小配置。

在辅upf建立成功后，主upf(masterupf)和辅upf之间建立针对数据包的确认机制。主upf把每次发送给辅upf的数据进行本次缓存，当辅upf发送成功后，辅upf发送确认消息，其中包括了本次发送成功的数据包信息；在收到确认消息后，主upf把相应发送成功的数据丢弃。

当一个主upf有多个辅upf时，主upf需要具有流量控制功能，根据每个辅upf数据包发送的速率和二者之间的时延完成数据包的分发。

b)secondaryupf的切换

图5给出了辅upf(secondaryupf)的切换流程。如图5所示，该流程包括以下步骤：

步骤1、cdu根据测量和相应的数据计算预测出该ue将要进行切换；

步骤2、cdu发送切换命令给hl。在切换命令中，携带了针对该切换发生的时间点的判断，以及可能的目标ll；

步骤3、hl接收到命令后，为切换做好准备。包括发送给源ll的数据的流量监控，收发数据的确认统计，并根据本地的测量信息，确定目标ll；

步骤4、hl收到源ll发送的正式切换请求。收到正式切换请求后，hl完成已发送数据包的收发确认；

步骤5、hl在目标ll上建立辅upf。建立成功后，开始发送数据，包括在源辅upf上没有得到确认的数据，没有发送成功的数据，和接收到的新数据；

步骤6、cdu给tn发送带宽调整命令；

步骤7、tn根据本地的测量，对源辅upf或者目的辅upf使用的传输带宽进行重新分配；

步骤8、目标ll上的辅upf建立成功；

步骤9、hl发送给源ll上释放该辅upf。

在本实施例中，对辅upf的配置，不采用目前4g/5g中的信令配置方式，而是采用直接部署的方式，在hl的amf产生辅upf时，直接根据主upf克隆一个辅upf，这意味着辅upf中数据收发状态、用户上下文信息完全与克隆那一时刻的主upf状态完全相同，hl把该克隆的辅upf发送到ll上，ll给该upf提供运行的软硬件资源，包括缓存、操作系统资源、进程或者线程定义等。可以采用信息技术(it)中的容器(container)或者搬运工(docker)的方式进行配置。

本发明实施例提供了一种上下文感知无线网络cawn系统的工作方法，应用于如上所述的cawn系统，如图6所示，包括：

步骤201：通过集中数据单元收集和处理网络侧高层功能实体、传输网络功能实体和/或网络侧低层功能实体的数据，并产生控制网络侧高层功能实体、传输网络功能实体和/或网络侧低层功能实体的命令；

步骤202：通过所述集中数据单元控制所述网络侧高层功能实体根据测量到的用户信息、小区信息和本地运行的设备信息产生高层功能实体的功能；

步骤203：通过所述集中数据单元控制所述传输网络功能实体根据测量到的用户信息、小区信息和本地运行的设备信息产生传输网络功能实体的功能；

步骤204：通过所述集中数据单元控制所述网络侧低层功能实体根据测量到的用户信息、小区信息和本地运行的设备信息产生低层功能实体的功能。

本实施例中，集中数据单元能够收集和处理网络侧高层功能实体、传输网络功能实体和/或网络侧低层功能实体的数据，并产生控制网络侧高层功能实体、传输网络功能实体和/或网络侧低层功能实体的命令，这样集中数据单元能够对用户进行大数据运算，归纳总结用户特征，形成对一类用户的行为的准确判决和控制，并针对每一个用户量身定做对其的控制和数据收发方案，从而满足下一代移动通信的需求。

一具体实施例中，所述方法具体包括：

所述网络侧高层功能实体向所述集中数据单元上报自身的运行状态和承载的用户信息；

所述传输网络功能实体向所述集中数据单元上报自身的运行状态和承载的用户信息；

所述网络侧低层功能实体向所述集中数据单元上报自身的运行状态和承载的用户信息；

所述集中数据单元根据接收到的数据信息判断一用户的业务需要靠近空口部署，向所述网络侧高层功能实体发送数据面分离部署的指令，所述指令中携带所述集中数据单元对所述业务的数据面功能靠近空口部署的性能计算结果；

所述网络侧高层功能实体在接收到所述指令后，制定辅数据面功能的分离方案，并将所述分离方案上报给所述集中数据单元；向所述网络侧低层功能实体发送配置信息；

所述网络侧低层功能实体根据接收到的配置信息进行配置；

所述集中数据单元向所述传输网络功能实体发送带宽调整命令；

所述传输网络功能实体在接收到所述带宽调整命令后，根据所述带宽调整命令对所述业务的传输带宽进行调整。

另一具体实施例中，所述方法具体包括：

所述集中数据单元在预测出终端将要进行切换后，发送切换命令给所述网络侧高层功能实体，所述切换命令携带切换时间和目标网络侧低层功能实体；

所述网络侧高层功能实体在接收到所述切换命令后，确定目标网络侧低层功能实体；在接收到源网络侧低层功能实体的正式切换请求后，完成已发送数据包的收发确认；在目标网络侧低层功能实体上建立辅数据面功能，并在建立成功后开始发送数据；

所述集中数据单元向所述传输网络功能实体发送带宽调整命令；

所述传输网络功能实体在接收到所述带宽调整命令后，根据所述带宽调整命令对源辅数据面功能或者目的辅数据面功能使用的传输带宽进行重新分配；

所述网络侧高层功能实体在目标网络侧低层功能实体上的辅数据面功能建立成功后，指示源网络侧低层功能实体释放该辅数据面功能。

本发明实施例提供了一种通信设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的cawn系统的工作方法中的步骤。该通信设备可以为cawn系统中的各单元或功能实体。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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如上所述的cawn系统的工作方法中的步骤。

可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuits，asic)、数字信号处理器(digitalsignalprocessing，dsp)、数字信号处理设备(dspdevice，dspd)、可编程逻辑设备(programmablelogicdevice，pld)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。

对于软件实现，可通过执行本文所述功能的模块(例如过程、函数等)来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、用户终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理用户终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理用户终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理用户终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理用户终端设备上，使得在计算机或其他可编程用户终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程用户终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

还需要说明的是，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。而且，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、物品或者用户终端设备不仅包括那些要素，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、物品或者用户终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者用户终端设备中还存在另外的相同要素。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。