一种时延测量方法及装置与流程

本说明书涉及通信，尤其涉及一种时延测量方法及装置。

背景技术：

1、随着网络的发展，用户对于数据传输的延迟、抖动以及丢包率的要求也逐渐增加。tsn(time sensitive networking，时间敏感网络)是一组定义以太网网络上确定性数据传输机制的标准。传统的tsn是一种有线网络，但在许多应用场景中，有线网络存在高成本和灵活性差等限制。随着5g(5th generation mobile communication technology，第五代移动通信技术)技术的发展和边缘计算的成熟，5g网络的低延迟和高可靠性使得5g与工业互联网的结合越来越密切。

2、为了支持5g和tsn的集成，3gpp(3rd generation partnership project，第三代合作伙伴计划)在r16标准中增加了对tsc(time sensitive communication，时间敏感通信)技术的支持。在cnc(centralized network configuration，集中网络配置)对tsn业务流进行调度和路径规划时，需要预先知道tsn网桥的时延信息，5g tsn网桥也不例外。3gpp标准规定，报文在ue(user end，用户终端)到ds-tt(deviceside tsn translator，终端侧tsn转换器)之间的驻留时间由ue在pdu(protocol data unit，协议数据单元)会话建立阶段提供给smf(session management function，会话管理功能)，smf会通过pcf(policycontrol function，策略控制功能)上报给tsn af，而每个业务类型的ue至upf(user planefunction，用户面功能)/nw-tt(neworkside tsn translator，网络侧tsn转换器)时延(包含报文在upf至nw-tt之间的驻留时间)则在tsn af(application function，应用功能)预配置，tsn af将报文在ue/ds-tt之间的驻留时间和每个业务类型的ue-upf/nw-tt时延相加作为5g tsn网桥时延上报给cnc。业务类型的ue-upf/nw-tt时延(含报文在upf至nw-tt之间的驻留时间)是在tsn af预配置的，而无线网络因为其时变性带来了巨大的不确定性，每个业务类型的ue-upf/nw-tt时延并不是一成不变的，如果cnc仅依据预配置进行业务调度和路径规划，将降低业务调度和路径规划的效果。

3、因此，如何实现ds-tt至nw-tt之间的5g tsn网桥时延，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本说明书提供了一种时延测量方法及装置。

2、根据本说明书实施例的第一方面，提供了一种时延测量方法，应用于tsn af包括：

3、向upf发送时延测量订阅请求，以使upf根据所述时延测量订阅请求所携带的对象标识、待测业务类型和测量时间参数生成测量订阅表项，并根据所述测量订阅表项与对应的ue交互数据报文进行时延测量；

4、接收所述upf发送的时延测量报告消息，其中，所述时延测量报告消息中携带有所述upf根据所述对象标识、待测业务类型和测量时间参数所获取到的时延。

5、可选的，该方法，还包括：

6、向upf发送时延测量取消订阅请求，以使所述upf根据时延测量取消订阅请求中所携带的对象标识和/或业务类型取消相对应的时延测量。

7、可选的，所述对象标识包含upf中包含的nw-tt的端口号和/或用户终端ue中包含的ds-tt的端口号；

8、所述测量时间参数，包含测量周期和上报周期，所述测量周期用于指示所述对象标识所对应的待测对象对时延进行测量的周期，所述上报周期用于指示所述对象标识所对应的待测对象对时延的测量结果进行上报的周期。

9、根据本说明书实施例的第二方面，提供了一种时延测量方法，应用于upf，包括：

10、接收tsn af发送的时延测量订阅请求，其中，所述时延测量订阅请求携带有对象标识、待测业务类型和测量时间参数；

11、根据所述对象标识、所述待测业务类型和所述测量时间参数生成测量订阅表；

12、根据匹配到所述测量订阅表的数据报文与ue进行数据报文的交互生成对应的测量控制表项，并进行时延测量，记录测量结果；

13、向所述tsn af发送时延测量报告消息，其中，所述时延测量报告消息中携带有所述测量结果。

14、可选的，所述根据匹配到所述测量订阅表的数据报文与ue进行数据报文的交互生成对应的测量控制表项，以进行时延测量，并记录测量结果，包括：

15、接收第一下行数据报文，记录所述第一下行数据报文到达的第一时间戳；

16、若根据第一下行数据报文中携带的地址信息和业务类型在测量订阅表中查找到对应的测量订阅表项，则在所述第一下行数据报文中插入携带有第一时间戳的时延信元，形成第二下行数据报文，并向ue发送所述第二下行数据报文，以使所述ue生成对应的测量控制表项，记录下行数据报文发出时的第二时间戳，并根据所述第二下行数据报文中携带的第一时间戳和所述第二时间戳计算出upf到ue之间的第一时延；

17、接收ue发送的、时延信元中携带有第三时间戳和所述第一时延的上行数据报文，并在发出上行数据报文时记录第四时间戳；

18、根据所述第三时间戳和第四时间戳计算出ue到upf的第二时延；

19、记录所述第一时延和所述第二时延。

20、可选的，在所述接收第一下行数据报文，记录所述第一下行数据报文到达的第一时间戳之后，还包括：

21、若根据第一下行数据报文中携带的地址信息和业务类型在测量订阅表中未查找到对应的测量订阅表项，则向ue发送所述第一下行数据报文。

22、可选的，所述测量时间参数，包含测量周期；

23、在所述接收第一下行数据报文之前，还包括：

24、获取所述测量订阅表项中的测量周期和第一下行数据报文的发送周期；

25、若所述测量周期小于所述发送周期，则将所述测量订阅表项中的测量周期更新为所述发送周期；

26、若所述测量周期不小于所述发送周期，则将所述测量订阅表项中的测量周期更新为计算出的修正测量周期，其中，所述修正测量周期为测量周期与发送周期的商向下取整后，与发送周期的乘积。

27、可选的，所述测量时间参数，包含测量周期；

28、若根据第一下行数据报文中携带的地址信息和业务类型在测量订阅表中查找到对应的测量订阅表项，则在所述第一下行数据报文中插入携带有第一时间戳的时延信元，形成第二下行数据报文，并向ue发送所述第二下行数据报文，包括：

29、根据第一下行数据报文中携带的地址信息和业务类型查找测量订阅表；

30、若查找到对应的测量订阅表项且所述测量订阅表项所对应的第一计时器到达所述测量周期，则在所述第一下行数据报文中插入时延信元，形成第二下行数据报文，并向ue发送所述第二下行数据报文；

31、若查找到对应的测量订阅表项且所述测量订阅表项所对应的第一计时器未到达所述测量周期，则向ue发送所述第一下行数据报文。

32、可选的，在所述记录所述第一时延和所述第二时延之后，还包括：

33、删除所述上行数据报文中携带的时延信元，并向上行方向转发删除时延信元的上行数据报文。

34、可选的，所述时延信元位于所述第二下行数据报文的虚拟局域网vlan标签之后。

35、可选的，所述测量时间参数，还包括上报周期；

36、所述向所述tsn af发送时延测量报告消息，包括：

37、若与所述测量订阅表项相对应的第二计时器到达所述上报周期，则获取上行方向上的最大时延和最小时延以及下行方向上的最大时延和最小时延作为测量结果，并向所述tsn af发送时延测量报告消息。

38、根据本说明书实施例的第三方面，提供了一种时延测量方法，应用于ue，包括：

39、接收upf发送的、需要进行时延测量的下行数据报文，根据所述下行数据报文携带的地址信息和业务类型创建测量控制表项，并记录基于所述下行数据报文所确定的第一时延，其中，所述第一时延根据所述upf所记录的第一时间戳和ue在发出下行数据报文时记录的第二时间戳确定；

40、接收第一上行数据报文，记录所述第一上行数据报文到达的第三时间戳；

41、若所述第一上行数据报文中所携带的地址信息和业务类型在测量控制表中匹配到测量控制表项，则在所述第一上行数据报文中插入携带有所述第一时延和所述第三时间戳的时延信元，形成第二上行数据报文；

42、向匹配到的测量控制表项所指向的upf发送所述第二上行数据报文，以使所述upf根据所述第二上行数据报文中携带的第一时延、第三时间戳以及自身在发出上行数据报文时记录的第四时间戳进行时延测量。

43、可选的，所述接收upf发送的、需要进行时延测量的下行数据报文，根据所述下行数据报文携带的地址信息和业务类型创建测量控制表项，并记录基于所述下行数据报文所确定的第一时延，包括：

44、接收upf发送的下行数据报文，记录下行数据报文发出时的第二时间戳；

45、若所述下行数据报文包含有携带第一时间戳的时延信元，则根据所述下行数据报文中携带的地址信息和业务类型创建测量控制表项，并将所述测量控制表项中的测量标记置为使能状态，其中，所述测量标记处于使能状态时表示自身对上行方向的时延进行测量，处于去使能状态时表示自身不对上行方向的时延进行测量；

46、根据所述第二时间戳和所述第一时间戳计算并记录第一时延。

47、可选的，若所述第一上行数据报文中所携带的地址信息和业务类型在测量控制表中匹配到测量控制表项，则在所述第一上行数据报文中插入携带有所述第一时延和所述第三时间戳的时延信元，形成第二上行数据报文，包括：

48、若所述第一上行数据报文中所携带的地址信息和业务类型在测量控制表中匹配到测量控制表项且匹配到的测量控制表项处于使能状态，则在所述第一上行数据报文中插入携带有所述第一时延和所述第三时间戳的时延信元，形成第二上行数据报文；

49、若所述第一上行数据报文中所携带的地址信息和业务类型在测量控制表中匹配到测量控制表项且匹配到的测量控制表项处于去使能状态，则向对应的upf发送所述第一上行数据报文。

50、可选的，在向匹配到的测量控制表项所指向的upf发送所述第二上行数据报文之后，还包括：

51、将匹配到的测量控制表项置为去使能状态。

52、可选的，在记录基于所述下行数据报文所确定的第一时延之后，还包括：

53、删除所述下行数据报文中的时延信元，并向下行方向转发删除时延信元后的下行数据报文。

54、根据本说明书实施例的第四方面，提供了一种时延测量装置，应用于tsn af，包括：

55、订阅单元，用于向upf发送时延测量订阅请求，以使upf根据所述时延测量订阅请求所携带的对象标识、待测业务类型和测量时间参数生成测量订阅表项，并根据所述测量订阅表项与对应的ue交互数据报文进行时延测量；

56、接收单元，用于接收所述upf发送的时延测量报告消息，其中，所述时延测量报告消息中携带有所述upf根据所述对象标识、待测业务类型和测量时间参数所获取到的时延。

57、可选的，该装置，还包括：

58、取消订阅单元，用于向upf发送时延测量取消订阅请求，以使所述upf根据时延测量取消订阅请求中所携带的对象标识和/或业务类型取消相对应的时延测量。

59、可选的，所述对象标识包含upf中包含的nw-tt的端口号和/或用户终端ue中包含的ds-tt的端口号；

60、所述测量时间参数，包含测量周期和上报周期，所述测量周期用于指示所述对象标识所对应的待测对象对时延进行测量的周期，所述上报周期用于指示所述对象标识所对应的待测对象对时延的测量结果进行上报的周期。

61、根据本说明书实施例的第五方面，提供了一种时延测量装置，应用于upf，包括：

62、接收单元，用于接收tsn af发送的时延测量订阅请求，其中，所述时延测量订阅请求携带有对象标识、待测业务类型和测量时间参数；

63、处理单元，用于根据所述对象标识、所述待测业务类型和所述测量时间参数生成测量订阅表；

64、测量单元，用于根据匹配到所述测量订阅表的数据报文与ue进行数据报文的交互生成对应的测量控制表项，并进行时延测量，记录测量结果；

65、发送单元，用于向所述tsn af发送时延测量报告消息，其中，所述时延测量报告消息中携带有所述测量结果。

66、可选的，所述测量单元，包括：

67、记录模块，用于接收第一下行数据报文，记录所述第一下行数据报文到达的第一时间戳；

68、发送模块，用于若根据第一下行数据报文中携带的地址信息和业务类型在测量订阅表中查找到对应的测量订阅表项，则在所述第一下行数据报文中插入携带有第一时间戳的时延信元，形成第二下行数据报文，并向ue发送所述第二下行数据报文，以使所述ue生成对应的测量控制表项，记录下行数据报文发出时的第二时间戳，并根据所述第二下行数据报文中携带的第一时间戳和所述第二时间戳计算出upf到ue之间的第一时延；

69、所述记录模块，还用于接收ue发送的、时延信元中携带有第三时间戳和所述第一时延的上行数据报文，并在发出上行数据报文时记录第四时间戳；

70、计算模块，用于根据所述第三时间戳和第四时间戳计算出ue到upf的第二时延；

71、存储模块，用于记录所述第一时延和所述第二时延。

72、可选的，该装置，还包括：

73、转发单元，用于若根据第一下行数据报文中携带的地址信息和业务类型在测量订阅表中未查找到对应的测量订阅表项，则向ue发送所述第一下行数据报文。

74、可选的，所述测量时间参数，包含测量周期；

75、该装置，还包括：

76、获取单元，用于获取所述测量订阅表项中的测量周期和第一下行数据报文的发送周期；

77、更新单元，用于若所述测量周期小于所述发送周期，则将所述测量订阅表项中的测量周期更新为所述发送周期；若所述测量周期不小于所述发送周期，则将所述测量订阅表项中的测量周期更新为计算出的修正测量周期，其中，所述修正测量周期为测量周期与发送周期的商向下取整后，与发送周期的乘积。

78、可选的，所述测量时间参数，包含测量周期；

79、所述发送模块，具体用于根据第一下行数据报文中携带的地址信息和业务类型查找测量订阅表；若查找到对应的测量订阅表项且所述测量订阅表项所对应的第一计时器到达所述测量周期，则在所述第一下行数据报文中插入时延信元，形成第二下行数据报文，并向ue发送所述第二下行数据报文；若查找到对应的测量订阅表项且所述测量订阅表项所对应的第一计时器未到达所述测量周期，则向ue发送所述第一下行数据报文。

80、可选的，该装置，还包括：

81、删除单元，用于删除所述上行数据报文中携带的时延信元，并向上行方向转发删除时延信元的上行数据报文。

82、可选的，所述时延信元位于所述第二下行数据报文的vlan标签之后。

83、可选的，所述测量时间参数，还包括上报周期；

84、所述发送单元，具体用于若与所述测量订阅表项相对应的第二计时器到达所述上报周期，则获取上行方向上的最大时延和最小时延以及下行方向上的最大时延和最小时延作为测量结果，并向所述tsn af发送时延测量报告消息。

85、根据本说明书实施例的第六方面，提供了一种时延测量装置，应用于ue，包括：

86、创建单元，用于接收upf发送的、需要进行时延测量的下行数据报文，根据所述下行数据报文携带的地址信息和业务类型创建测量控制表项，并记录基于所述下行数据报文所确定的第一时延，其中，所述第一时延根据所述upf所记录的第一时间戳和ue在发出下行数据报文时记录的第二时间戳确定；

87、接收单元，用于接收第一上行数据报文，记录所述第一上行数据报文到达的第三时间戳；

88、处理单元，用于若所述第一上行数据报文中所携带的地址信息和业务类型在测量控制表中匹配到测量控制表项，则在所述第一上行数据报文中插入携带有所述第一时延和所述第三时间戳的时延信元，形成第二上行数据报文；

89、发送单元，用于向匹配到的测量控制表项所指向的upf发送所述第二上行数据报文，以使所述upf根据所述第二上行数据报文中携带的第一时延、第三时间戳以及自身在发出上行数据报文时记录的第四时间戳进行时延测量。

90、可选的，所述创建单元，包括：

91、接收模块，用于接收upf发送的下行数据报文，记录下行数据报文发出时的第二时间戳；

92、查找模块，用于若所述下行数据报文包含有携带第一时间戳的时延信元，则根据所述下行数据报文中携带的地址信息和业务类型创建测量控制表项，并将所述测量控制表项中的测量标记置为使能状态，其中，所述测量标记处于使能状态时表示自身对上行方向的时延进行测量，处于去使能状态时表示自身不对上行方向的时延进行测量；

93、计算模块，用于根据所述第二时间戳和所述第一时间戳计算并记录第一时延。

94、可选的，所述查找模块，具体用于若所述第一上行数据报文中所携带的地址信息和业务类型在测量控制表中匹配到测量控制表项且匹配到的测量控制表项处于使能状态，则在所述第一上行数据报文中插入携带有所述第一时延和所述第三时间戳的时延信元，形成第二上行数据报文；若所述第一上行数据报文中所携带的地址信息和业务类型在测量控制表中匹配到测量控制表项且匹配到的测量控制表项处于去使能状态，则向对应的upf发送所述第一上行数据报文。

95、可选的，该装置，还包括：

96、去使能单元，用于将匹配到的测量控制表项置为去使能状态。

97、可选的，该装置，还包括：

98、删除单元，用于删除所述下行数据报文中的时延信元，并向下行方向转发删除时延信元后的下行数据报文。

99、根据本说明书实施例的第七方面，提供了一种网元，包括收发器、处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器被所述机器可执行指令促使：实现应用于tsn af的任一项或应用于upf的任一项或者应用于ue的任一项所述的方法步骤。

100、根据本说明书实施例的第八方面，提供了一种机器可读存储介质，存储有机器可执行指令，在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器：实现应用于tsn af任一项或upf的任一项或者ue的任一项所述的方法步骤。

101、本说明书的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

102、本说明书实施例中，tsn af通过向upf发送时延测量订阅请求，使upf和ue分别生成测量订阅表项和测量控制表项，促使upf和ue分别基于后续的数据报文进行时延测量，并向tsn af发送测量结果，以使得5g tsn组网中能够完成时延的测量，并根据测量到的时延进行调度，提升了业务调度和路径规划的效果。

103、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，并不能限制本说明书。