网络切片PDU会话数配额管理方法及系统与流程

网络切片pdu会话数配额管理方法及系统
技术领域
1.本公开涉及通信技术领域。更具体地，本公开涉及网络切片pdu会话数配额管理方法及系统。


背景技术：

2.随着通信技术的演进，面向未来的第五代移动通信(the fifth generation，5g)技术作为最新一代蜂窝移动通信技术正逐步普及。在5g移动通信架构中，新引入了网络切片(network slice，ns)的概念作为系统的关键特性，以应对不同通信业务对网络性能需求的差异。
3.网络切片是可以提供特定网络功能、满足特定服务和不同用户需求的逻辑网络，包括了完成特定功能或服务所需的网络功能模块和资源的集合。更具体地，网络切片是通过利用虚拟化技术，在统一的网络基础设施上，虚拟出多个不同的逻辑网络，可以是一个包括了终端、接入网(access network，an)、传输网(transport network，tn)、核心网(core network，cn)和应用服务器的完整的端到端网络，能够提供完整的通信服务。当然，网络切片也可以是终端、an、tn、cn和应用服务器中部分组合。
4.在现有技术中，涉及网络切片的应用场景，存在诸多需要解决的新问题。针对网络切片支持的最大pdu(protocol data unit，协议数据单元)会话数配额的管理方式，当前在全球范围内尚无标准的网络解决方案，第三代合作伙伴计划3gpp(3rd generation partnership project)的标准化工作仍在进行中。例如，在3gpp r17研究报告tr23.700-40中，对于如何管理网络切片支持的最大pdu会话数配额，已明确提出了相应的需求。因此，如何具体实施针对网络切片相关的最大pdu会话数配额的相关管理，成为当前亟待解决的新问题。


技术实现要素：

5.由于当前缺乏针对如何管理网络切片支持的最大pdu会话数配额的网络解决方案，有鉴于此，本公开的目的在于提供一种网络切片pdu会话数配额管理方法及系统，通过分级nf(网络功能，network function)部署架构，新增切片配额管理功能，从而解决针对网络切片支持的最大pdu会话数配额的管理问题。
6.在下文中给出了关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的一些方面的基本理解。但是，应当理解，这个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图用来限定本公开的关键性部分或重要部分，也不是意图用来限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出关于本公开的某些概念，以此作为稍后给出的更详细描述的前序。
7.根据本公开的一个方面，提供了一种网络切片pdu会话数配额管理方法。该方法可以包括：会话数配额分配步骤，高层nf单元存储网络切片支持的最大pdu会话数配额，并对多个低层nf单元的每个低层nf单元分配网络切片的pdu会话数配额；会话数配额获取步骤，低层nf单元从所述高层nf单元获取被分配的网络切片的pdu会话数配额，并存储作为该网
络切片的pdu会话数的本地配额，并将所述pdu会话数的本地配额通知给多个本地pcf(policy control function，策略控制功能)单元的每个本地pcf单元；以及会话数管理步骤，在用户设备ue(user equipment)请求在该网络切片建立或释放pdu会话时，所述本地pcf单元根据由所述低层nf单元通知的pdu会话数的本地配额进行相应的处理。
8.根据本公开的另一方面，提供了一种网络切片pdu会话数配额管理系统，该网络切片pdu会话数配额管理系统可以包括：高层nf单元，存储网络切片支持的最大pdu会话数配额，并对多个低层nf单元的每个低层nf单元分配网络切片的pdu会话数配额；低层nf单元，从所述高层nf单元获取被分配的网络切片的pdu会话数配额，并存储作为该网络切片的pdu会话数的本地配额，并将所述pdu会话数的本地配额通知给多个本地pcf单元的每个本地pcf单元；以及本地pcf单元，在用户设备ue请求在该网络切片建立或释放pdu会话时，根据由所述低层nf单元通知的pdu会话数的本地配额，进行相应的处理。
9.根据本公开的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质存储有可执行指令，当所述可执行指令由信息处理装置执行时，使所述信息处理装置执行上述网络切片pdu会话数配额管理方法。
10.根据本公开的又一方面，提供了一种电子设备，包括：存储器，以及处理电路，所述处理电路被配置为执行上述网络切片pdu会话数配额管理方法。
11.根据本公开，在针对网络切片进行pdu会话数配额管理的场景下，能够基于现网的两级nf部署架构，在不大规模改变现有网络架构和处理流程的基础上，通过对现网进行功能增强，实现获取网络切片pdu会话数配额并且执行网络切片pdu会话数配额限制管理，从而便利且低成本地解决了网络切片pdu会话数配额的存储、获取、分配、限制、更新等各种管理方面的问题。
附图说明
12.图1是示出根据本公开实施例的基于两级nf架构的网络切片pdu会话数配额管理系统100的示例性示意图；
13.图2示出了根据本公开的实施例的网络切片pdu会话数配额管理方法200的示例性流程图；
14.图3示出了根据本公开的实施例的网络切片pdu会话数配额管理方法200的会话数管理步骤s230的详细处理的示例性流程图；
15.图4示出了根据本公开的实施例的网络切片pdu会话数配额管理方法中，网络切片pdu会话建立流程的具体实施过程；
16.图5示出了根据本公开的实施例的网络切片pdu会话数配额管理方法中，网络切片pdu会话释放流程的具体实施过程。
具体实施方式
17.以下将参照附图详细地描述本公开内容的优选实施例。应注意到，除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并非按照实际的比例关系绘制的。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，并不作为对本公开
及其应用或使用的任何限制。
18.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，而在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。本公开内容的技术能够应用于各种产品。
19.为便于理解和说明，作为根据本公开实施例的网络切片pdu会话数配额管理系统，以基于两级nf架构的通信系统为例，对根据本公开实施例的网络切片pdu会话数配额管理方法进行说明，但这并非是限制性的，还可以在具有两级以上的nf架构的通信系统中进行根据本公开实施例的网络切片pdu会话数配额管理方法，该方法可以由例如该两级以上的nf架构的通信系统中的任意两级nf单元执行。以下，有时将“网络切片”简称为“切片”。
20.此外，为了便于说明，本公开主要以5g网络架构为例进行说明，但本公开的技术可以应用于任意通用的网络架构，例如现有的任意网络架构，或者未来通信系统的网络架构等。
21.例如，在本公开中作为应用背景的5g移动网络架构中包括的高层nf单元和低层nf单元，作为高层nf单元，可以包括例如高层nrf(nf repository function，网元存储库功能)，低层nf单元可以包括例如低层nrf。作为5g架构中新引入的功能，nrf可以用于进行例如nf登记、管理、状态检测，实现所有nf的自动化管理；当每个nf启动时，必须要到nrf进行注册登记才能提供服务，登记信息包括例如nf类型、地址、服务列表等。在此，两级nf架构的例子仅仅是示例性而非限制性的，可以是其它任意网络架构下类似或相应的具有网络存储功能的单元。
22.以下，对根据本公开的实施例的通信系统的整体结构进行说明。图1示出了根据本公开实施例的基于两级nf架构的网络切片pdu会话数配额管理系统100的示例性示意图。该网络切片pdu会话数配额管理系统100主要包括：由虚线框示出的两级nf架构，其中包括高层nf单元110和多个低层nf单元120(分别示出为120-1、120-2、
……
、120-n)；以及低层nf单元120下属的多个本地pcf单元130(分别示出为130-1、
……
、130-n)。在此，为简便起见，对经由例如smf(session management function，会话管理功能)等与各个本地pcf单元130交互的多个用户设备ue省略了图示。
23.如图1所述，根据本公开的实施例的网络切片pdu会话数配额管理系统100可以包括：高层nf单元110，存储网络切片支持的最大pdu会话数配额，并对多个低层nf单元120的每个低层nf单元(120-1、120-2、
……
、120-n)分配网络切片的pdu会话数配额；低层nf单元120，从所述高层nf单元110获取被分配的网络切片的pdu会话数配额，并存储作为该网络切片的pdu会话数的本地配额，并将所述pdu会话数的本地配额通知给多个本地pcf单元130的每个本地pcf单元(130-1、
……
、130-n)；以及本地pcf单元130，当用户设备ue请求在该网络切片建立或释放pdu会话时，根据由所述低层nf单元120通知的pdu会话数的本地配额，进行相应的处理。
24.上述根据本公开的实施例的网络切片pdu会话数配额管理系统100是针对现有的网络切片相关的最大pdu会话数配额管理的需求而提出的，其中基于例如现网两级nf(如nrf等)部署架构，通过增强现有的nf单元(110、120)和pcf单元130，对其新增切片配额管理功能。具体而言，高层nf单元110存储及控制签约该切片的总pdu会话数配额，并统一将pdu会话数配额例如按需分配给各低层nf单元120，此外还可以预留一部分作为动态分配的配
额；各个低层nf单元120存储并通知本地pcf 130该切片的签约pdu会话数的本地配额；当用户设备ue在切片建立或释放pdu会话时，本地pcf单元130根据被通知的pdu会话数的本地配额进行相应的处理。更具体而言，当用户设备ue在切片建立新的pdu会话时，本地pcf单元130根据本地切片配额去判断允许还是拒绝该pdu会话的建立；当已建立的切片pdu会话数达到本地配额后，本地pcf单元可以向nf单元(110、120)上报并请求新增配额，或者拒绝建立新的pdu会话；当用户设备ue在切片发起pdu会话释放请求时，本地pcf130会对该切片的pdu数目进行相应的更新。
25.根据本公开的实施例，所述高层nf单元例如可以为5g通信架构下的骨干nrf单元，所述低层nf单元例如可以为5g通信架构下的省级nrf单元。而各nrf单元与pcf单元之间已有现成接口。由此，无需大规模改造，就可以基于现网两级nf部署架构去解决网络切片pdu会话数配额的存储、获取、分配、限制、更新等管理方面的问题。在部署例如5g网络切片时，能有效地对5g网络切片资源进行灵活的管理。
26.根据本公开的实施例的网络切片pdu会话数配额管理系统100，至少可适用于所有5g网络切片数据业务的场景。此外，由于基于运营商现有网络的分级nf架构，硬件方面无需改动；可以仅通过软件升级，即对nf单元和pcf单元新增切片配额管理功能即可实现，对设备改造很小，能够便利且低成本地进行实施。
27.接下来对根据本公开的实施例的网络切片pdu会话数配额管理方法进行说明。图2是示出根据本公开的实施例的网络切片pdu会话数配额管理方法200的示例性流程图。优选地，本实施例可在本公开网络切片pdu会话数配额管理系统100中执行。该方法可以包括以下步骤：
28.会话数配额分配步骤s210：高层nf单元110存储网络切片支持的最大pdu会话数配额，并对多个低层nf单元120的每个低层nf单元(120-1、120-2、
……
、120-n)分配网络切片的pdu会话数配额；
29.会话数配额获取步骤s220：低层nf单元120从所述高层nf单元110获取被分配的网络切片的pdu会话数配额，并存储作为该网络切片的pdu会话数的本地配额，并将所述pdu会话数的本地配额通知给多个本地pcf单元130的每个本地pcf单元(130-1、
……
、130-n)；以及
30.会话数管理步骤s230：当用户设备ue请求在该网络切片建立或释放pdu会话时，所述本地pcf单元130根据由所述低层nf单元120通知的pdu会话数的本地配额，进行相应的处理。
31.由此，能够便利且低成本地执行网络切片pdu会话数配额的存储、获取、分配、限制、更新等各种管理。
32.其中，优选的是，在所述会话数配额分配步骤s210中，所述高层nf单元110可以预留该网络切片的最大pdu会话数配额中的部分pdu会话数配额作为用于动态分配的pdu会话数配额。
33.以下，进一步对会话数管理步骤s230的详细处理进行说明。图3示出了根据本公开的实施例的网络切片pdu会话数配额管理方法200的会话数管理步骤s230的详细处理的示例性流程图。其中图3中的(a)示出了切片pdu会话建立流程中的会话数管理处理，图3中的(b)示出了切片pdu会话释放流程中的会话数管理处理。
34.如图3的(a)所示，优选地，当用户设备ue请求在该网络切片建立新的pdu会话时，本地pcf单元130根据该网络切片的已建立pdu会话数是否达到了所述pdu会话数的本地配额来进行相应的处理。
35.更具体而言，在步骤s301中，当用户设备ue发起切片的pdu会话建立请求时，处理进入步骤s302，本地pcf单元判断已建立切片pdu会话总数是否已达到本地配额。
36.优选地，当本地pcf单元130判断为已建立pdu会话数尚未达到所述pdu会话数的本地配额的情况下，允许用户设备ue在该网络切片建立新的pdu会话，并且更新该网络切片的已有pdu会话数。
37.更具体而言，当在步骤s302中判断结果为否时，处理进入步骤s303，本地pcf单元130把该切片的pdu会话数加1，并允许用户设备ue在该切片建立新的pdu会话。
38.优选地，当本地pcf单元130判断为已建立pdu会话数已经达到所述pdu会话数的本地配额的情况下，经由低层nf单元120向高层nf单元130上报并查询是否有预留的pdu会话数配额，以请求新增pdu会话数的本地配额；更优选地，当所述高层nf单元没有预留的pdu会话数配额的情况下，所述本地pcf单元拒绝用户设备ue在该网络切片建立新的pdu会话；当所述高层nf单元有预留的pdu会话数配额的情况下，所述高层nf单元将预留的pdu会话数配额中的一部分动态分配给进行请求的低层nf单元的网络切片，经由低层nf单元将新增的pdu会话数配额通知给本地pcf单元，并且由本地pcf单元更新该网络切片的pdu会话数的本地配额，允许用户设备ue在该网络切片建立新的pdu会话，并且更新该网络切片的已有pdu会话数。
39.更具体而言，当在步骤s302中判断结果为是时，处理进入步骤s304，本地pcf单元130经由低层nf单元120上报到高层nf单元110，查询是否有预留pdu会话数配额；当在步骤s304中判断结果为否时，处理进入步骤s305，通知用户设备ue无预留配额，本地pcf单元拒绝该用户设备ue的pdu会话建立请求；当在步骤s304中判断结果为是时，处理进入步骤s306，通过低层nf单元120通知到本地pcf单元130新增pdu会话数配额，并且进行与步骤s303中类似的允许新建pdu会话和pdu会话数更新的处理。
40.另一方面，如图3的(b)所示，优选地，当用户设备ue请求在网络切片释放已有的pdu会话时，本地pcf单元130更新该网络切片的已有pdu会话数。更具体而言，当在步骤s307中用户设备ue发起切片的pdu会话释放请求时，处理进入步骤s308，本地pcf单元130把该切片pdu会话数减1。
41.由此，实现了网络切片pdu会话数配额的存储、获取、分配、限制、更新等各种管理步骤。
42.接下来，作为具体实施过程，图4和图5示出了根据本公开的实施例的网络切片pdu会话数配额管理方法在通信架构中的具体实施过程的示例性示意图，其中图4示出了网络切片pdu会话建立流程的具体实施过程，图5示出了网络切片pdu会话释放流程的具体实施过程。如前所述，作为前提，高层nf单元110将切片的pdu会话数配额分配给各低层nf单元120，低层nf单元120通知到相应本地pcf单元130。当用户设备ue请求建立新的pdu会话时，本地pcf单元130查证切片pdu会话数配额，如果本地pcf单元130认定有必要或者pdu会话数配额不够时，可以上报并申请新增pdu会话数配额。
43.首先如图4所示，切片pdu会话建立流程的具体实施过程例如可以包括：
44.步骤s401：用户设备ue利用例如参数s-nssai(single network slice selection assistance information，单网络切片选择辅助信息)向会话管理功能单元smf发起pdu会话建立处理请求；
45.步骤s402：smf向本地pcf单元130发送会话管理策略关联建立请求(sm policy association establishment request)；
46.步骤s403：本地pcf单元130查证切片pdu会话数配额，即计算已有pdu会话数目是否已经达到切片本地配额；
47.步骤s404：本地pcf单元130在有必要时或pdu会话数配额不够时，向低层nf单元120发出切片pdu会话数配额请求，该消息中包括s-nssai、请求配额数目等参数；
48.步骤s405：低层nf单元120进一步将切片pdu会话数配额请求发送给高层nf单元110；
49.步骤s406：在有预留配额的情况下，针对切片pdu会话数配额请求，高层nf单元110对低层nf单元120返回切片pdu会话数配额响应，该消息中包括s-nssai、授权配额数目等参数；
50.步骤s407：低层nf单元120进一步将切片pdu会话数配额响应返回给本地pcf单元130；
51.步骤s408：本地pcf单元130根据接收到的切片pdu会话数配额响应，更新已有pdu会话数目(加1)及切片本地配额；
52.步骤s409：本地pcf单元130向smf返回会话管理策略关联建立请求响应(sm policy association establishment request response)；
53.步骤s410a：smf根据接收到的会话管理策略关联建立请求响应，允许用户设备ue建立pdu会话(pdu session establishment accept)；或者
54.步骤s410b：在pdu会话数配额不足的情况下，smf根据接收到的会话管理策略关联建立请求响应，拒绝用户设备ue建立pdu会话(pdu session establishment reject)。
55.其中，根据本公开的实施例的网络切片pdu会话数配额管理方法主要体现于上述步骤s403～s408。其中，有关虚线框中的请求追加配额的处理、即步骤s404～s407，作为实现的方式和手段，如果在5g架构下，可以利用现有的服务化接口流程，如pcf与nrf之间交互的信令，在其中新增相应参数如切片标识s-nssai、请求/授权的配额数目等；或者如果在其它通信架构下，可以采用新增的切片配额请求/响应的服务化消息等。
56.另一方面，如图5所示，切片pdu会话释放流程的具体实施过程包括：
57.步骤s501：用户设备ue利用例如参数s-nssai向smf发起pdu会话释放请求(pdu session release request)；
58.步骤s502：smf向本地pcf单元130发送会话管理策略关联终止请求(sm policy association termination request)；
59.步骤s503：本地pcf单元130根据接收到的会话管理策略关联终止请求，更新已有pdu会话数目(减1)；
60.步骤s504：本地pcf单元130向smf发送会话管理策略关联终止响应(sm policy association termination response)；
61.步骤s505：smf根据接收到的会话管理策略关联终止响应，向用户设备ue发送pdu
会话释放确认(pdu session release ack)。
62.其中，根据本公开的实施例的网络切片pdu会话数配额管理方法主要体现于上述步骤s503。也就是说，当用户设备ue在切片发起pdu会话释放时，本地pcf单元130会把相应的切片pdu会话数目减1。
63.以上，根据本公开的实施方式的网络切片pdu会话数配额管理方法及系统，能够简易且有效地解决网络切片pdu会话数配额管理的问题。在现有技术中，支持最大pdu会话数目一般针对某个网络系统维度或某个网络设备的维度，而本公开针对的是网络切片的维度。根据本公开的实施方式，实现了采用现网已有的分层nf部署架构对网络切片pdu会话数配额的管理，有效解决了网络切片配额管理的具体问题；在未来部署5g网络切片时，能有效地对5g网络切片资源进行灵活的管理。
64.进一步地，在已有或未来类似的网络架构中，只要能够采用分层nf部署架构，就能够适用根据本公开的实施方式的网络切片pdu会话数配额管理方法及系统。
65.在一些实施例中，高层nf单元110、低层nf单元120和本地pcf单元130等网元单元可以包括存储器和处理电路(未图示)。各网元单元的处理电路可以提供其具备的各种功能。
66.在一些实施例中，提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有可执行指令，当所述可执行指令由信息处理装置执行时，使所述信息处理装置执行根据权本公开的实施例的网络切片pdu会话数配额管理方法，即会话数配额分配步骤s210、会话数配额获取步骤s220和会话数管理步骤s230等。
67.在一些实施例中，提供一种电子设备，该电子设备包括：存储器，以及处理电路，所述处理电路被配置为执行本公开的实施例的网络切片pdu会话数配额管理方法，即会话数配额分配步骤s210、会话数配额获取步骤s220和会话数管理步骤s230等。
68.在此，处理电路可以指在计算系统中执行功能的数字电路系统、模拟电路系统或混合信号(模拟和数字的组合)电路系统的各种实现。处理电路可以包括例如诸如集成电路(ic)、专用集成电路(asic)这样的电路、单独处理器核心的部分或电路、整个处理器核心、单独的处理器、诸如现场可编程门阵列(fpga)的可编程硬件设备、和/或包括多个处理器的系统。存储器可以存储由处理电路产生的信息以及用于电子设备的操作的程序和数据。存储器可以是易失性存储器和/或非易失性存储器。例如，存储器可以包括但不限于随机存取存储器(ram)、动态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram)、只读存储器(rom)以及闪存存储器。
69.应当理解，上述各个步骤、单元等仅是根据其所实现的具体功能所划分的逻辑模块，而不是用于限制具体的实现方式。在实际实现时，上述各个单元可被实现为独立的物理实体，或者也可由单个实体(例如处理器(cpu或dsp等)、集成电路等)来实现。
70.应当理解，本说明书中“实施例”或类似表达方式的引用是指结合该实施例所述的特定特征、结构、或特性系包括在本公开的至少一具体实施例中。因此，在本说明书中，“在本公开的实施例中”及类似表达方式的用语的出现未必指相同的实施例。
71.本领域技术人员应当知道，本公开被实施为一系统、装置、方法或作为计算机程序产品的计算机可读媒体(例如非瞬态存储介质)。因此，本公开可以实施为各种形式，例如完全的硬件实施例、完全的软件实施例(包括固件、常驻软件、微程序代码等)，或者也可实施
为软件与硬件的实施形式，在以下会被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本公开也可以任何有形的媒体形式实施为计算机程序产品，其具有计算机可使用程序代码存储于其上。
72.本公开的相关叙述参照根据本公开具体实施例的系统、装置、方法及计算机程序产品的流程图和/或框图来进行说明。可以理解每一个流程图和/或框图中的每一个块，以及流程图和/或框图中的块的任何组合，可以使用计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可供通用型计算机或特殊计算机的处理器或其它可编程数据处理装置所组成的机器来执行，而指令经由计算机或其它可编程数据处理装置处理以便实施流程图和/或框图中所说明的功能或操作。
73.在附图中显示根据本公开各种实施例的系统、装置、方法及计算机程序产品可实施的架构、功能及操作的流程图及框图。因此，流程图或框图中的每个块可表示一模块、区段、或部分的程序代码，其包括一个或多个可执行指令，以实施指定的逻辑功能。另外应当注意，在某些其它的实施例中，块所述的功能可以不按图中所示的顺序进行。举例来说，两个图示相连接的块事实上也可以同时执行，或根据所涉及的功能在某些情况下也可以按图标相反的顺序执行。此外还需注意，每个框图和/或流程图的块，以及框图和/或流程图中块的组合，可藉由基于专用硬件的系统来实施，或者藉由专用硬件与计算机指令的组合，来执行特定的功能或操作。
74.以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。