网络装置和使用该网络装置的分组处理方法与流程

文档序号:25543438发布日期:2021-06-18 20:40
网络装置和使用该网络装置的分组处理方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月26日提交的韩国专利申请第10-2018-0129229号的优先权。优先权所基于的申请的全部内容通过引用并入本文中。

本公开内容涉及网络功能和使用该网络功能的分组处理方法。



背景技术:

随着lte通信系统中的通信服务的类型和期望数据速率等的多样化,lte频率的扩展和向5g通信系统的演进正在积极地进行。

快速演进的5g通信系统不仅基于有限的无线电资源来容纳尽可能多的用户设备,而且支持增强移动宽带(enhancedmobilebroadband,embb)、大规模机器类型通信(massivemachinetypecommunications,mmtc)以及超可靠和低时延通信(ultra-reliableandlowlatencycommunications,urllc)的场景。

在5g通信系统中,定义了从端到端支持用户设备、基站(无线电接入网络)、核心和服务器的网络结构。此外,在5g通信系统中,分离了现有lte(4g)通信系统中由单个节点(例如,s-gw、p-gw等)组合执行的控制信令功能和数据发送/接收功能。因此,定义了将用于控制信令功能的控制平面与用于数据发送/接收功能的用户平面分开的网络结构。

在这种情况下,各种节点被包括在控制平面中。例如,可以在控制平面中包括控制用户设备的无线接入的接入和移动性管理功能(accessandmobilitymanagementfunction,amf)、管理/控制诸如每个用户设备的用户设备信息和订阅服务信息、计费等的策略控制功能(policycontrolfunction,pcf)、管理/控制用于为每个用户设备使用数据服务的会话的会话管理功能(sessionmanagementfunction,smf)、以及执行与外部网络的信息共享功能的网络暴露功能(networkexposurefunction,nef)。

另外,诸如用户平面功能(userplanefunction,upf)的功能可以包括在用户平面中。



技术实现要素:

通过使用分组转发控制协议(packetforwardingcontrolprotocol,pfcp)在smf与upf之间通过n4接口发送各种消息。所发送的消息可以包括例如会话消息、qos、使用(计费等)。

本公开内容要解决的问题是提供以下技术:该技术使得要通过n4接口在smf与upf之间传送的上述消息能够被实时地发送而没有丢失和延迟。

根据本公开内容的一个方面,提供了一种网络功能(nf)。该nf包括:通信单元,其被配置成从另一nf接收与nf和另一nf之间的关联有关的消息;以及消息处理单元,其被配置成从所接收的消息获得针对要发送至另一nf的消息的传递信息,并且基于所获得的传递信息将要发送至另一nf的消息发送至另一nf。

根据本公开内容的另一方面,提供了一种由网络功能(nf)执行的分组处理方法。该方法包括:从另一nf接收关于nf和另一nf之间的关联的消息;从所接收的消息获得针对要发送至另一nf的消息的传递信息;以及基于所获得的传递信息,将要发送至另一nf的消息发送至另一nf。

根据实施方式,可以基于传递信息来发送在smf与upf之间发送的消息。在这种情况下,不将用于消息传递的相关联地址约束为特定值,并且可以从若干值中进行选择,并且还可以选择性地向消息分配具体编号(seq.no)。因此,可以防止消息传递中的过载和延迟,并且还可以提高消息传递的稳定性。通过这种方式,无延迟的连接、qos保证和实时计费是可能的。另外,由于为每个消息分配相关联地址,因此可以绕过各种交换机或路由器。

附图说明

图1示出了图示根据实施方式的5g系统的架构的图。

图2示出了图示根据实施方式的在upf与smf之间发送的消息类型的图。

图3示出了图示根据实施方式的upf的配置的图。

图4示出了图示根据实施方式的smf的配置的图。

图5示出了图示根据实施方式的传递信息的表。

图6示出了图示根据实施方式的用于upf与smf之间的消息传递的可用相关联地址的细节的图。

图7示出了图示根据实施方式的分组处理方法的流程图。

具体实施方式

根据结合附图进行的以下描述,将清楚地理解本公开内容的优点和特征以及实现这些的方法。然而,实施方式不限于所描述的那些实施方式,因为实施方式可以以各种形式来实现。应注意,提供本实施方式是为了进行完整公开且还允许本领域的技术人员了解实施方式的完整范围。因此,实施方式仅由所附权利要求的范围限定。

在描述本公开内容的实施方式时,如果确定相关的已知部件或功能的详细描述不必要地模糊了本公开内容的要旨,则将省略其详细描述。此外,考虑到本公开内容的实施方式的功能来定义下面要描述的术语,并且这些术语可以根据用户或操作者的意图或实践而变化。因此,其定义可以基于整个说明书的内容来作出。

图1示出了图示根据实施方式的5g系统的架构10的图。

将描述由图1的架构10表示的5g系统。5g系统是从第4代lte移动通信技术演进而来的技术。5g系统是一种新的无线接入技术(radioaccesstechnology,rat)和通过现有移动通信网络结构或干净状态结构的演进的长期演进(longtermevolution,lte)的扩展技术,并且支持扩展lte(extendedlte,elte)、非3gpp接入等。

然而,因为图1中示出的架构10仅是示例,所以本公开内容的思想不应被解释为限于图1中示出的架构10,也不应被解释为限于5g通信系统。

架构10包括各种部件(例如,网络功能(networkfunction,nf)。在下文中,将描述这些部件。

参照图1,示出了认证服务器功能(authenticationserverfunction,ausf)、(核心)接入和移动性管理功能(accessandmobilitymanagementfunction,amf)、会话管理功能(sessionmanagementfunction,smf)200、策略控制功能(policycontrolfunction,pcf)、应用功能(applicationfunction,af)、统一数据管理(unifieddatamanagement,udm)、数据网络(datanetwork,dn)500、用户平面功能(userplanefunction,upf)100、(无线电)接入网络((radio)accessnetwork,(r)an)400或基站400以及用户设备(userequipment,ue)300等。

在这些部件中,upf100是包括在5g系统中的用户平面中的部件。此外,smf200是包括在与用户平面分离的控制平面中的部件。

另外,参照图1,通过基于服务的接口(service-basedinterface,sbi)600连接ausf、amf、smf200、pcf、af或udm等。此外,使用分组转发控制协议(packetforwardingcontrolprotocol,pfcp)通过n4接口连接smf200和upf100。

然而,根据实施方式,可以通过sbi600而不是通过n4接口连接smf200和upf100,在这种情况下,连接smf200和upf100的接口可以被称为nupf接口。

图2示出了图示根据实施方式的在upf100与smf200之间发送的消息类型的图。

首先,如上所述,在upf100与smf200之间,通过使用pfcp或sbi600、通过n4接口来发送关于对分组传递的控制的各种消息。所发送的消息可以包括例如:用于建立、更新和释放关联的请求消息、对关联请求消息的响应消息、用于建立、修改和释放会话的请求消息以及对会话请求消息的响应消息。此外,所发送的消息可以包括例如针对会话报告的请求消息以及对会话报告请求消息的响应消息。另外,虽然图2中未示出,但是发送的消息中可以包括关于对qos的控制的消息或者作为计费基础的关于分组使用的消息。

在本文中,根据实施方式,在upf100与smf200之间发送的关于关联的消息包括传递信息,该传递信息限定在upf100与smf200之间发送除了用于关联的消息之外的消息——例如用于会话的消息、用于会话报告的消息、关于对qos的控制的消息或者关于分组使用的消息——的方式(在下文中,将“消息”定义为是指作为除了用于关联的消息之外的消息的用于会话的消息、用于会话报告的消息、关于对qos的控制的消息或者关于分组使用的消息中的任何一个)。

upf100基于传递信息向smf200发送消息,并且smf200还基于传递信息向upf100发送消息。如果基于传递信息发送消息,则可以解决消息的过载,使得可以无丢失或无延迟地发送消息。因此,对于upf100,分布式布置或远程布置会是可行的。在下文中,将描述使得能够实现上述效果的upf100和smf200中的每一个。

图3示出了图示根据实施方式的upf100的配置的图。参照图3,upf100包括通信单元110、信息存储单元120和消息处理单元130,但是upf100的配置不限于图3所示的配置。

首先,通信单元110是用于发送和接收消息的端口,并且可以用硬件或软件来实现。

信息存储单元120可以由存储器等实现。信息存储单元120可以存储通过通信单元110从smf200接收的传递信息,并且稍后将描述传递信息。另一方面,信息存储单元120中不仅可以存储传递信息,还可以存储其他各种信息。

消息处理单元130生成关于关联的消息。消息处理单元130可以由存储被编程为执行要在下面描述的功能的指令的存储器和执行该指令的微处理器来实现。

如上所述,关于关联的消息包括:用于建立、更新和释放关联的请求消息,以及对关联请求消息的响应消息。通过关于关联的消息,可以设置或释放对smf200的负载的控制功能、可以设置或释放upf100的缓冲功能并且可以指定向upf100分配ip的方法,但是它们不限于此。由消息处理单元130生成的关于关联的消息通过通信单元110被发送至smf200。

另一方面,当通过通信单元110从smf200接收到关于关联的消息时,消息处理单元130可以根据所接收到的关于关联的消息来执行对关联的建立、更新或释放。

消息处理单元130生成传递信息。所生成的传递信息被包括在上述关于关联的消息中,从而通过通信单元110被发送至smf200。

在本文中,传递信息包括以下中的至少一个:关于消息类型、用于消息传递的相关联地址、包括要针对消息传递进行控制的项目的相关联可靠性以及资源优先级。在图5中示出了传递信息的示例。

其中,消息类型指示消息的类型。例如,消息类型可以包括:用于建立、修改和释放会话的请求消息、对会话请求消息的响应消息、针对会话报告的请求消息、以及对会话报告请求消息的响应消息、以及关于对qos的控制的消息或作为计费基础的关于分组使用的消息等。在本文中,可以基于包括在消息中的规则来对消息类型进行分类,例如分组检测规则(packetdetectionrule,pdr)、转发动作规则(forwardactionrule,far)、qos实施规则(qosenforcementrule,qer)或使用报告规则(usagereportrule,urr)。替选地,可以基于包括在规则中的每个规则中的详细信息元素来对消息类型进行分类。

此外,用于消息传递的相关联地址包括消息的源ip、目的地ip、源端口和目的地端口。具体地,可以假定在upf100中有数目n个ip和数目m个端口(n和m是自然数)可用,并且在smf200中有数目p个ip和数目q个端口(p和q是自然数)可用。在这种情况下,对于从smf200发送至upf100的每个消息,可以从数目p个ip中选择源ip,可以从数目q个端口中选择源端口,可以从数目n个ip中选择目的地ip,并且可以从数目m个端口中选择目的地端口。换言之,可以从若干个ip或端口中选择从smf200发送至upf100的消息的源ip或目的地ip或者源端口或目的地端口,而不是限于或约束为特定的一个。图6中示出了用于消息传递的相关联地址的细节。

消息传递的相关联可靠性包括以下中的至少一个:向消息分配具体编号(序列号(seq.no))分配的方式、在接收对请求的响应之前的待命时间(期满超时(expirytimeout))和最大重传次数(最大重试(max.retry))。

其中,序列号(seq.no)是分配给每个消息但是彼此不交叠的编号,并且与消息的处理的顺序相关。序列号可以以递增的方式或者以随机选择的方式分配给每个消息。

期满超时(expirytimeout)指示在将对消息的请求发送至upf100之后smf200可以待命直到接收到响应的最大时间。

最大重试(max.retry)指示在向upf100发送对消息的请求之后smf200可以重新发送对消息的请求直到接收到响应的最大次数。

消息的资源优先级是指示smf200的资源可以被分配给每个消息的顺序的信息。可以基于上述消息类型信息、用于消息传递的相关联地址和消息传递的相关联可靠性中的至少一个来确定资源优先级。

在本文中,用于消息传递的相关联地址和消息传递的相关联可靠性可以具有取决于消息类型的不同值。例如,消息类型为会话建立的情况下的消息的相关联地址可以与消息类型为会话修改或会话释放的情况下的消息的相关联地址不同。另外,消息类型为会话建立的情况下的消息的相关联可靠性可以与消息类型为会话修改或会话释放的情况下的消息的相关联可靠性不同。

上述传递信息包括在关于关联的消息中,并且通过通信单元110从upf100发送至smf200。smf200的消息处理单元230从所接收的关于关联的消息获得传递信息。在smf200向upf100发送消息的过程中使用所获得的传递信息。例如,根据消息的消息类型确定要发送的消息的相关联地址、相关联可靠性和资源优先级,并且基于该确定来从smf200向upf100发送消息。

如上所述,根据实施方式,由upf100生成的传递信息可以被包括在关于关联的消息中并且被发送至smf200。smf200可以在向upf100发送消息时考虑传递信息。在这种情况下,可以不将用于消息传递的相关联地址约束为特定值,并且可以从若干值中进行选择,并且还可以选择性地向消息分配序列号。因此,可以防止消息传递中的过载和延迟,并且还可以提高消息传递的稳定性,从而实现无延迟的连接、qos保证和实时计费。另外,由于向每个消息分配相关联地址,因此可以绕过各种交换机或路由器。

至此,描述了upf100生成传递信息,并且所生成的传递信息从upf100发送至smf200,并且smf200基于传递信息发送消息。在下文中,将描述smf200生成传递信息,并且所生成的传递信息从smf200发送至upf100,并且upf100基于传递信息向smf200发送消息。

图4示出了图示根据实施方式的smf200的配置的图。参照图4,smf200包括通信单元210、信息存储单元220和消息处理单元230,但是smf200的配置不限于图4所示的配置。

首先,通信单元210是用于发送和接收消息的端口,并且可以用硬件或软件来实现。

信息存储单元220可以由存储器等实现。信息存储单元220可以存储通过通信单元210从upf100接收的传递信息,并且稍后将描述传递信息。另一方面,信息存储单元220中不仅可以存储传递信息,还可以存储其他各种信息。

消息处理单元230生成关于关联的消息。在本文中,由于消息处理单元230生成与upf100的消息处理单元130生成的相同的关于关联的消息,因此将跳过对其的描述。

消息处理单元230生成传递信息。所生成的传递信息被包括在上述关于关联的消息中,从而通过通信单元210被发送至upf100。

在本文中,传递信息与上面针对upf100的描述的传递信息相同,因此将跳过对其的描述。

上述传递信息包括在关于关联的消息中,并且通过通信单元210从smf200发送至upf100。upf100的消息处理单元130从所接收到的关于关联的消息获得传递信息。在upf100向smf200发送消息的过程中使用所获得的传递信息。例如,根据消息的消息类型来确定要发送的消息的相关联地址、相关联可靠性和资源优先级,并且基于该确定来从upf100向smf200发送消息。

如上所述,根据实施方式,由smf200生成的传递信息可以被包括在关于关联的消息中并且被发送至upf100。upf100可以在向smf200发送消息时考虑传递信息。在这种情况下,不将用于消息传递的相关联地址约束为特定值,并且可以从若干值中进行选择,并且还可以选择性地向消息分配序列号。因此,可以防止消息传递中的过载和延迟,并且还可以提高消息传递的稳定性,从而实现无延迟的连接、qos保证和实时计费。另外,由于将相关联地址分配给每个消息,因此可以绕过各种交换机或路由器。

图7示出了图示根据实施方式的分组处理方法的流程图。然而,由于图7仅示出了示例,因此分组处理方法的过程不限于图7所示的过程。

参照图7,在步骤s100,smf200将关联建立请求消息发送至upf100。关联建立请求消息可以由smf200的消息处理单元230生成。上述传递信息被包括在关联建立请求消息中。

在步骤s110,upf100根据在步骤s100接收的关联建立请求消息来建立关联,并且然后在步骤s120,upf100将指示已经执行了关联建立的响应消息发送至smf200。

此后,在步骤s130,在upf100与smf200之间发送和接收诸如会话消息之类的各种消息。在这种情况下,可以基于在步骤s100中接收的关联建立请求消息中包括的传递信息来将要由upf100发送至smf200的会话消息发送至smf200。例如,在步骤s130中,可以确定要由upf100发送至smf200的会话消息的相关联地址和相关联可靠性,并且然后基于在步骤s100中接收的关联建立请求消息中包括的传递信息来发送会话消息。

另一方面,在步骤s200中,smf200可以确定是否更新关联建立。如果确定不更新关联建立,则可以重复执行步骤s130。然而,如果确定更新关联建立,则在步骤s300中,smf200将关联更新请求消息发送至upf100。关联更新请求消息可以由smf200的消息处理单元230生成,并且关联更新请求消息包括上述传递信息。

在本文中,smf200可以基于以下事项中的至少一个来确定是否更新关联建立。

-smf200与upf100之间的接口(例如,n4接口或sbi600)的负载状态

-连接至upf100的接口(例如,n3、n6、n9接口等)的负载状态

-连接至smf200的接口(例如,nsmf接口)的负载状态

-关于upf100或smf200的接口处理(例如,cpu、存储器、存储装置等)的每个资源状态

-通过接口发送的消息的事件状态信息(会话建立、修改、释放以及与其相关的pdr、qer、far、urr等)

替选地,smf200可以在从诸如amf之类的nf接收更新请求的情况下或者基于以下事项来确定是否更新关联建立。

-ue300的无线条件状态(例如,无线信号状态)

-ue300的切片id或ip地址是否已经改变

-ue300是否进入特定区域或离开特定区域

-预定义时间

-ue300是否订阅预定服务或者终止订阅的服务

在步骤s310中,upf100根据在步骤s300中接收的关联更新请求消息来更新关联,并且然后,在步骤s320中,将指示更新已经完成的响应消息发送至smf200。

此后,在步骤s330,在upf100与smf200之间发送和接收诸如会话消息之类的各种消息。此时,可以基于在步骤s300中接收的关联更新请求消息中包括的传递信息,向smf200发送要由upf100发送至smf200的会话消息。例如,在步骤s330中,可以确定要由upf100发送至smf200的会话消息的相关联地址和相关联可靠性,并且然后基于在步骤s300中接收的关联更新请求消息中包括的传递信息来发送会话消息。

另一方面,图7示出了从smf200向upf100发送关联建立请求消息或关联更新请求消息的情况,但是本公开内容的思想不限于图7所示。例如,本公开内容的相同思想可以应用于从upf100向smf200发送关联建立请求消息或关联更新请求消息的情况。

另一方面,前文描述的本公开内容的思想应用于在smf200与upf100之间发送会话消息的情况,但是应当理解,本公开内容的思想不限于这种情况。换言之,即使当根据实施方式在图1所示的nf之间发送消息时,也可以应用本公开内容的思想。例如,本公开内容的思想可以应用于在upf100之间发送消息的情况、在smf200之间发送消息的情况、在amf与smf200之间发送消息的情况、在pcf与smf200之间发送消息的情况等。在这种情况下,发送和接收消息的主体之一可以被称为nf,而另一主体可以被称为另一nf。

如上所述,根据实施方式,可以基于传递信息来发送在smf200与upf100之间发送的消息。此时,不将用于消息传递的相关联地址约束为特定值,并且可以从若干值中进行选择,并且还可以选择性地向消息分配给序列号。因此,可以防止消息传递中的过载和延迟,并且还可以提高消息传递的稳定性,从而实现无延迟的连接、qos保证和实时计费。另外,由于向每个消息分配相关联地址,因此可以绕过各种交换机或路由器。

根据实施方式,在发送消息时,可以防止过载和延迟,并且还可以提高消息传递的稳定性,从而实现无延迟的连接、qos保证和实时计费。

另一方面,本公开内容的上述实施方式可以以存储被编程为执行包括在方法中的每个步骤的计算机程序的计算机可读存储介质的形式实现,或者以存储在计算机可读存储介质中的被编程为执行包括在方法中的每个步骤的计算机程序的形式实现。

如上所述,本领域的技术人员将理解,可以以其他形式实现本公开内容而不改变其技术思想或基本特征。因此,应当理解,上述实施方式仅是示例,并且不意在限制本公开内容。本公开内容的范围由所附权利要求而不是具体实施方式来限定,并且权利要求的含义和范围以及根据其等同物得出的所有改变和修改应当被解释为包括在本公开内容的范围内。

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