在多连接性5G网络中促进承载中QoS差异化的制作方法

各种通信系统可以受益于高服务质量(QoS)。例如，第五代(5G)无线通信系统可以受益于用户平面中可能影响或不影响核心网络的差异化服务流。

背景技术：

由于不断增加的数据业务性质，无线电接入网络(RAN)用户平面拥塞已变成越来越重要的问题。在长期演进(LTE)中，用户平面业务通过位于数据承载中的虚拟连接(称为服务流)运载。增加的数据业务量导致这些服务流中的拥塞。

当由于RAN用户平面拥塞而使通过默认承载或专用承载递送给用户的服务不满足用户的预期服务体验时，发生拥塞。服务流中增加的拥塞通常可以导致流数量增加。

每个服务流可以具有它自己的唯一QoS特征，这意味着QoS控制可以针对每服务流有所不同。此外，QoS控制可以处于不同级别，例如RAN、核心网络(CN)和交换到交换(E2E)。RAN级别无线电链路特定的控制可以独立于CN级别回程连接特定的控制。

在当前LTE体系结构中，为了缓解用户平面拥塞，可以将具有不同优先级别的不同QoS类标识符(QCI)值分配给由不同类订户打开的承载。

下一代移动通信系统5G还可以受益于一种服务流差异化方法，该方法将有助于缓解由增加的数据业务性质导致的拥塞。

技术实现要素：

根据某些实施例，一种方法能够包括在服务无线电接入网络处判定服务流的修改是否将影响核心网络服务监视、控制以及配置中的至少一者。所述方法还包括基于所述判定，直接使用用户设备或通过位于所述核心网络中的控制网络实体发起所述服务流的所述修改。

根据某些实施例，一种方法能够包括从网络实体接收在服务无线电接入网络中进行的关于服务流的修改是否将影响核心网络服务监视、控制以及配置中的至少一者的判定。所述方法还包括基于所述判定，直接或者通过位于所述核心网络中的控制网络实体修改所述服务流。

根据某些实施例，一种装置可以包括至少一个处理器和至少一个存储器，所述至少一个存储器包括计算机程序代码。所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起导致所述装置在服务无线电接入网络处判定服务流的修改是否将影响核心网络服务监视、控制以及配置中的至少一者。所述至少一个存储器和所述计算机程序代码还被配置为与所述至少一个处理器一起导致所述装置基于所述判定，直接使用用户设备或通过位于所述核心网络中的控制网络实体发起所述服务流的所述修改。

根据某些实施例，一种装置可以包括至少一个处理器和至少一个存储器，所述至少一个存储器包括计算机程序代码。所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起导致所述装置从网络实体接收在服务无线电接入网络中进行的关于服务流的修改是否将影响核心网络服务监视、控制以及配置中的至少一者的判定。所述至少一个存储器和所述计算机程序代码还被配置为与所述至少一个处理器一起导致所述装置基于所述判定，直接或者通过位于所述核心网络中的控制网络实体修改所述服务流。

根据某些实施例，一种编码了指令的非瞬时性计算机可读介质，当所述指令在硬件中被执行时执行处理。所述处理可以包括在服务无线电接入网络处判定服务流的修改是否将影响核心网络服务监视、控制以及配置中的至少一者。所述处理还可以包括基于所述判定，直接使用用户设备或通过位于所述核心网络中的控制网络实体发起所述服务流的所述修改。

根据某些实施例，一种编码了指令的非瞬时性计算机可读介质，当所述指令在硬件中被执行时执行处理。所述处理可以包括从网络实体接收在服务接入网络中进行的关于服务流的修改是否将影响核心网络服务监视、控制以及配置中的至少一者的判定。所述处理还可以包括基于所述判定，直接或者通过位于所述核心网络中的控制网络实体修改所述服务流。

根据某些实施例，一种装置可以包括用于在服务无线电接入网络处判定服务流的修改是否将影响核心网络服务监视、控制以及配置中的至少一者的部件。所述装置还可以包括用于基于所述判定，直接使用用户设备或通过位于所述核心网络中的控制网络实体发起所述服务流的所述修改的部件。

根据某些实施例，一种装置可以包括用于从网络实体接收在服务无线电接入网络中进行的关于服务流的修改是否将影响核心网络服务监视、控制以及配置中的至少一者的判定的部件。所述装置还可以包括用于基于所述判定，直接或者通过位于所述核心网络中的控制网络实体修改所述服务流的部件。

附图说明

为了正确理解本发明，应该参考附图，这些附图是：

图1示出根据某些实施例的信号流图；

图2示出根据某些实施例的信号流图；

图3示出根据某些实施例的信号流图；以及

图4示出根据某些实施例的系统。

具体实施方式

某些实施例可以在5G多连接性环境中促进有效的承载中QoS差异化。其它实施例可以包括取决于QoS差异化的从用户平面(UP)到控制平面(CP)的触发器。

UP可以是运载用户业务和数据分组的网络部分。另一方面，CP可以运载信令业务，并且可以是负责路由用户业务的网络部分。QoS差异化可以用于允许根据网络负载确定不同用户业务流的优先次序。

在某些实施例中，术语5G服务流(SF)可以指5G UP中活动用户设备(UE)与服务用户网关(uGW)之间的逻辑连接。这种连接可以包括UE与服务RAN之间的无线电接入链路或连接，以及服务RAN与服务uGW之间的传输网络路径。因此，在演进分组核心(EPC)承载与无线电承载之间的隧穿和映射，以及服务流内部的逻辑服务流解析方面，5G SF可以比LTE的EPC承载更广泛和更灵活。

活动UE可以具有针对一个或多个服务uGW建立的一个或多个SF。SF的建立涉及来自控制网关(cGW)的控制。

在一些实施例中，SF可以是本地的，意味着它可能不通过服务uGW路由，而是通过更靠近RAN的可选本地网关功能路由。这种本地网关可以位于uGW与RAN之间。

此外，SF可以具有至少一个基本流(eF)，其可以是更精细或更低级别的SF解析。在5G中，可以过滤、监视和控制个体eF级别。因此，在某些实施例中，eF级别可以在QoS或体验质量(QoE)控制框架中发挥作用。在单个SF中可以具有数十或数百个eF，尤其是在多连接性RAN环境中。

在某些实施例中，SF中具有至少一个预定义的通用属性的eF组或子集可以称为5G子流(sF)。在一些实施例中，单个sF可以具有数十或数百个eF，尤其是在多连接性RAN环境中。

某些实施例有助于促进高级别的服务质量。具体地说，某些实施例能够在具有至少一个eF的多连接性RAN环境中有效实现承载中QoS差异化。此外，提供明确和高效的UP和CP划分以便有助于在UE与网络之间控制SF、eF和sF。

CP可以在SF和sF级别配置和控制UP。因此，SF和sF的上下文，以及在RAN和CN级别上的SF与sF之间的链路管理映射可以由CP建立和维护。在一些实施例中，从RAN的角度来看，sF类似于演进通用陆地无线电接入网络(E-UTRAN)的无线电承载，因为它们被配置为服务于RAN以便RAN级别传输和QoS控制。

在某些实施例中，可以在服务无线电接入网络处进行关于SF的修改是否将影响核心网络服务监视的判定。基于这种判定，可以直接使用用户设备或者备选地通过位于核心网络中的控制网络实体来发起修改。在某些实施例中，修改可以涉及基于所述判定，在服务流之间重新布置eF。

在某些其它实施例中，在个体eF级别发生承载中、SF中或sF中QoS差异化。eF级别被保持在UP中，并且主要由来自某一RAN级别的网络转换子层(NCS)管理和控制。NCS可以被视为E-UTRAN中分组数据转换协议(PDCP)的扩展和增强型5G变体。还可以使用CN中的UP主QoS处理实体(例如uGW)管理和控制CN和RAN两者。因此，在一些实施例中，CP可能不维护个体eF的上下文。这允许使用可能的承载中QoS差异化灵活处理UP。从传输承载服务的角度来看，这种实施例的灵活性实现的一个实例涉及这样的简单普通选项：每个UE具有映射到1个sF的1个SF并且没有eF。另一个实例涉及这样的更高级选项：每个UE具有映射到M个sF的L个SF，并且N个eF获得某种QoS差异化处理。

此外，某些实施例为承载中QoS差异化提供足够明确的CP或UP解析。这种解析确保QoS差异化不会针对CP导致显著级别的额外复杂性或开销。

在其它实施例中，当由UP触发和请求时，CP可以帮助UP在服务RAN或CN与UE之间用信号通知eF相关控制信息。在这种实施例中，UP触发CP以帮助用信号通知eF控制信息，并且帮助实际控制eF。触发和请求可以涉及RAN中的L2网络转换子层(NCS)，或者CN中的UP主QoS处理实体(例如用户网关(uGW))。在由UP从CP请求帮助中，UP可以为CP提供有关感兴趣的eF的详细信息，这可以包括无线电资源控制或非接入层。然后可以触发CP以便提供帮助，并且可以在sF建立期间提供这种帮助，在该期间可以用信号通知预期eF的相关控制信息。备选地，当UP标识了需要某种QoS差异化处理的eF时，UP可以触发CP以便帮助，在此时UP将向CP发送帮助请求。

在另一实施例中，例如使用不同NCS控制协议数据单元(C-PDU)或NCS协议数据单元(PDU)标头字段，可以将有关至少一个eF的新UP控制信令过程引入到RAN与UE之间的NCS。然后可以在UP中保持eF杠杆控制，并且可能不会针对CP导致任何显著影响。

图1示出eF中的QoS差异化以及在对CP或CN没有任何影响的情况下发起eF的修改的一个实施例。在步骤110，UE可以是具有已配置的某一sF的活动UE，并且可以由服务RAN NCS提供服务。在步骤120，服务RAN NCS可以监视和确定UP中的个体eF，以及沿着另一个方向的对应eF，可以过滤出并且选择这些eF以便QoS差异化处理。有关个体eF的监视和确定可以基于至少一个分组过滤属性(例如分组的标头信息)和已过滤的eF的进度(例如吞吐量延迟或使用期限相关信息)。在其中NCS数据PDU运载基于IP的分组的服务数据单元的实施例中，可以扩展分组的标头信息以便包括有关基于IP的分组的信息，例如源或目的地IP地址、端口地址、流标签、以及差异化服务代码点(DSCP)，可以在基于IP的分组的标头中发现它们。

在某些实施例中，在步骤130，服务RAN NCS然后可以请求UE对等方从UE侧提供有关已过滤出的eF的某些高级信息。在步骤140，UE然后可以过滤和确定已请求的eF详细信息，并且将所述信息与有关已过滤出的eF的指定信息的指示一起发送到RAN NCS。该特定信息可以包括以下至少一个：应用信息、预计的剩余业务量或会话使用期限、E2E传输协议相关信息，以及对应的反馈eF相关信息，例如传输控制协议或网际协议(TCP/IP)基本应用。

在某些其它实施例中，在步骤150，UE可以被配置为在不从网络侧接收显式请求的情况下，监视和确定个体eF，并且然后向服务网络发起指定信息的指示，如上面讨论的那样。在某些其它实施例中，UE可以在不从网络侧接收显式请求的情况下，控制或配置个体eF。网络可以使用规则和阈值参数配置UE以便触发UE指示，这些规则和阈值参数例如包括要发送或接收的剩余应用内容的最小大小，以及预计会话寿命。在某些其它实施例中，服务RAN NCS和UE可以被配置为监视和确定个体eF。备选地，如果可能不需要或不使用来自UE的高级应用相关信息，则对UE支持和帮助的需要可以变成可选的。高级应用相关信息可以包括应用标识、预计数据量以及寿命。

在步骤160，网络侧可以基于已接收的eF信息，确定eF的实际QoS差异化处理，并且还确定如何配置服务RAN和UE的eF以便执行所确定的QoS差异化处理。

在图1的实施例中，可以在不需要任何CP-UP和RAN-CN交互的情况下，在RAN级别进行QoS差异化处理。在步骤170，UE根据eF中的已确定的UP重新映射或重新路由，重新配置UP中的eF。在某些实施例中，UE将eF从当前对应的sF重新映射到UE的其它已建立的sF，这些已建立的sF具有更合适的QoS属性和约束。此外，在步骤170的实施例中，针对CP没有显著影响，并且这些sF的标识上下文不会展现变化。而是，NCS可以使用它自己的信令过程来配置服务RAN与UE之间的这种重新映射或重新路由。在某些其它实施例中，NCS可以请求RRC配置服务RAN与UE之间的这种重新映射或重新路由。

在多连接性环境中，UE可以由多个应用协议(AP)提供服务，并且因此已确定的eF在两个现有sF之间的重新映射和重新路由可以涉及AP的变化。

在图1的实施例中，UP的已确定的设置针对有关感兴趣的eF的已确定的QoS差异化处理，确定当前对应的sF内部的某些行为。如上面讨论的，NCS可以使用它自己的信令过程或者请求RRC，以便配置服务RAN与UE之间的重新映射或重新路由。所述行为可以包括用于与eF和对应sF关联的数据缓冲和/或缓冲区状态报告(BSR)的新RAN级别设置。所述行为还可以包括eF在与对应sF相关的连接移动性方面的保留上下文。

在某些实施例中，当UE指示eF的预计数据量和会话寿命时，服务RAN可以配置UE以便在某一时间段内或者在UE接收具有某种重新配置的进一步通知之前，针对eF和/或sF跳过介质访问控制(MAC)级别BSR。此外，当调度具有或没有sF中的eF的某种已修改优先级的操作时，可以针对eF和/或sF使用满缓冲区模型配置MAC。在其它实施例中，可以在UE或服务RAN中保留扩展的存储空间，以便缓冲和存储eF的数据。在感知行为的更高级应用中，可以提供用于支持对应于eF的传输层连接的新操作。例如，可以提供eF在服务AP之间的切换(HO)。

在图2的实施例中，QoS差异化处理可以导致CP与UP以及RAN与CN之间的交互。这种交互允许针对E2E QoS/QoE控制操作的涉及RAN和CN的处理，并且允许可能的UE协商以及运行中的收费影响。

在某些其它实施例中，可以引入UE、服务RAN与网络之间的信令过程。信令过程可以包括重新协商、修改或取消针对已确定的eF的进行中的差异化处理。可以由UE或者由网络使用NCS、RRC或NAS的至少一者发起信令过程。在步骤210，UE是具有某一SF和sF的活动UE，该SF和sF由服务RAN和CN配置和提供服务。然后，在步骤220，服务RAN可以在对CP和CN具有影响的情况下确定有关所述eF的QoS差异化，并且可以针对所述eF重新配置UP。

接下来，UP可以请求CP针对已确定的eF建立新sF或逻辑通道，意味着所确定的eF被升级到sF，从而拆分现有sF。UP请求可以由服务网络(RAN或CN)触发，该服务网络可以利用来自RAN和CN的许可控制。服务网络可以包括服务RAN和CN。在图2的实施例中，从服务RAN触发UP请求。在该实施例中，NCS可以经由主QoS处理实体(uGW)向cGW发起请求，cGW针对所请求的sF执行许可控制并且配置uGW和RAN。在另一个实施例中，NCS可以请求RRC以便针对所确定的eF建立新sF或逻辑通道。RRC可以与cGW协商以便许可控制(如果需要)，并且RRC或cGW可以针对新sF配置UP。在多连接性环境中，UE可以由多个AP提供服务。因此，设置新sF以及将所确定的eF映射到新sF还可以涉及AP的变化。

在步骤230，将所述信息发送到RRC，RRC然后可以确定许可控制、QoS差异化控制和UE配置。然后在步骤240将所述信息发送到CN。位于CN中的控制网络实体可以确定许可控制、QoS差异化控制和UE配置。然后在步骤250将该信息发送到服务RAN，服务RAN将RRC sF建立消息发送到UE。在步骤260，针对所述eF配置sF，并且sF由服务RAN和CN提供服务。

在图3中示出需要CP-UP和RAN-CN交互的QoS差异化处理的另一个实施例。在图3中，CN(而不是RAN)触发UP请求CP以便针对所确定的eF建立新sF。因此，一旦服务RAN确定有关所述eF的QoS差异化(对CP和CN具有影响)，信息就被发送到CN。CN然后可以确定许可控制、QoS差异化控制和配置。并且将所述信息发送到服务RAN。服务RAN然后将所述信息发送到UE。

在其它实施例中，UP可以请求CP以便重新配置对应sF的某些QoS属性或约束。所述属性或约束例如可以包括由于所确定的eF及其处理而新导致的数据速率或优先级别。

图4示出根据某些实施例的系统。应该理解，图1、2或3的流程图的每个方框及其任意组合可以由各种部件或它们的组合实现，例如硬件、软件、固件、一个或多个处理器和/或电路。在一个实施例中，系统可以包括数个设备，例如网络节点420和UE或用户设备410。系统可以包括多个UE 410和多个网络节点420，然而出于示例目的仅示出每种设备中的一个。网络节点可以是接入点、基站、eNB、服务器、主机或在此讨论的任何其它网络节点。这些设备的每一个可以包括至少一个处理器或控制单元或模块，分别指示为421和411。可以在每个设备中提供至少一个存储器，并且分别指示为422和412。存储器可以包括包含在其中的计算机程序指令或计算机代码。可以提供一个或多个收发器423和413，并且每个设备还可以包括天线，分别示出为424和414。尽管仅示出每个设备的一个天线，但可以向每个设备提供许多天线和多个天线元件。例如，可以提供这些设备的其它配置。例如，除了针对无线通信配置之外，另外可以针对有线通信配置网络节点420和UE 410，并且在这种情况下，天线424和414可以示出任意形式的通信硬件，而不仅限于天线。

收发器423和413各自可以分别是发送器、接收器，或者是发送器和接收器，或者是可以针对发送和接收配置的单元或设备。发送器和/或接收器(只要涉及无线电部件)还可以被实现为远程无线电头端，其不位于设备本身中，而是例如位于铁塔中。可以以灵活方式在诸如节点、主机或服务器之类的不同实体中执行操作和功能。换言之，劳动分工可以因情况不同而有所改变。一种可能的使用是使网络节点递送本地内容。一个或多个功能还可以被实现为能够在服务器上运行的软件中的虚拟应用(多个)。

用户设备410可以是移动站(MS)(例如移动电话或智能电话或多媒体设备)、具备无线通信能力的计算机(例如平板计算机)、具备无线通信能力的个人数据或数字助理(PDA)、便携式媒体播放器、数字照相机、袖珍摄像机、具备无线通信能力的导航单元或它们的任意组合。

在某些实施例中，装置(例如节点或用户设备)可以包括用于执行上面针对图1、2或3描述的实施例的部件。在某些实施例中，包括计算机程序代码的至少一个存储器可以被配置为与至少一个处理器一起导致所述装置至少执行在此描述的任意处理。

在某些实施例中，至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起导致装置在服务无线电接入网络处判定服务流的修改是否将影响核心网络服务监视、控制以及配置中的至少一者，以及基于所述判定，直接使用用户设备或通过位于所述核心网络中的控制网络实体发起所述服务流的所述修改。

在某些实施例中，至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起，导致装置从网络实体接收在服务无线电接入网络中进行的关于服务流的修改是否将影响核心网络服务监视、控制以及配置中的至少一者的判定，以及基于所述判定，直接或者通过位于所述核心网络中的控制网络实体修改所述服务流。

处理器411和421可以由任意计算或数据处理设备体现，该计算或数据处理设备例如包括中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字增强型电路，或者类似设备或它们的组合。处理器可以实现为单个控制器，或者多个控制器或处理器。

对于固件或软件，实施方式可以包括具有至少一个芯片组的模块或单元(例如，过程、函数等)。存储器412和422可以分别是任意合适的存储器件，例如非瞬时性计算机可读介质。可以使用硬盘驱动器(HDD)、随机存取存储器(RAM)、闪存或其它合适的存储器。存储器可以在单个集成电路上组合为处理器，或者可以与处理器分离。此外，计算机程序指令可以存储在存储器中，并且可以由处理器处理的计算机程序指令能够是任意合适形式的计算机程序代码，例如以任意合适的编程语言编写的已编译或已解释的计算机程序。存储器或数据存储实体通常是内部的，但也可以是外部的或其组合，例如在以下情况下：当从服务提供者获得额外存储容量时。存储器可以是固定的或者可移动的。

存储器和计算机程序指令可以被配置为与特定设备的处理器一起，导致硬件装置(例如网络节点420和/或UE 410)执行上面描述的任意过程(例如，参见图1、2和3)。因此，在某些实施例中，非瞬时性计算机可读介质可以编码有计算机指令或一个或多个计算机程序(例如已添加或已更新的软件例程、小程序或宏)，当在硬件中执行时，这些计算机指令或一个或多个计算机程序可以执行处理，例如在此描述的处理。计算机程序可以由编程语言编码，该编程语言可以是诸如objective-C、C、C++、C#、Java之类的高级编程语言，或者诸如机器语言或汇编语言之类的低级编程语言。备选地，某些实施例可以完全在硬件中执行。

此外，尽管图4示出包括网络节点420和UE 410的系统，但某些实施例可以适用于其它配置，并且配置涉及其它元件，如在此示出和讨论的那样。例如，可以存在多个用户设备和多个网络节点，或者存在提供类似功能的其它节点，例如组合用户设备和接入点的功能的节点(例如中继节点)。UE 410同样可以具备不同于通信网络节点420的各种通信配置。例如，可以针对设备到设备和/或机器类型通信配置UE 410。

有关基于TCP/IP的eF的QoS差异化可以考虑对应的反馈eF，如上面讨论的那样。在某些实施例中，服务网络可以确定和配置UE以便修改所确定的eF在UE与服务uGW之间的传输协议，例如TCP到UDP，从而实现如由服务网络确定的差异化目的。

在某些其它实施例中，为了降低显式控制信令开销，可以使用对应于不同类型的QoS处理的指定简档身份，预先对eF进行表征和分类。此外，在某些实施例中，可以为针对QoS差异化过滤出的个体eF指定唯一ID，这些唯一ID被配置到相关网络节点和UE以便实现寻址目的。有关用于QoS差异化的eF的控制信令可以基于两个已配置的信息元素：eF ID和QoS简档ID。

在本说明书中描述的某些实施例的特性、结构或特征可以以任意合适的方式组合在一个或多个实施例中。例如，在本说明书中对短语“某些实施例”、“一些实施例”或其它类似语言的使用指这样的事实：结合该实施例描述的特定特性、结构或特征可以包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书中出现的短语“在某些实施例中”、“在一些实施例中”、“在其它实施例中”或其它类似语言不一定指相同一组实施例，并且描述的特性、结构或特征可以以任意合适的方式组合在一个或多个实施例中。

本领域的技术人员将很容易理解，如上面讨论的本发明可以使用步骤以不同顺序实现，和/或使用硬件元件在不同于所公开配置的配置中实现。因此，尽管已基于这些优选实施例描述了本发明，但对于本领域的技术人员显而易见的是，某些修改、变化和备选结构显而易见，同时保持在本发明的精神和范围内。

部分词汇

LTE 长期演进

BSR 缓冲区状态报告

UE 用户设备

RRC 无线电资源控制

AP 接入点

CP 控制平面

HO 切换

RB 无线电承载

NCS L2的网络转换子层

QoS 服务质量

SF 服务流

sF 子流

eF 基本流

MAC 介质访问控制

uGW 用户网关

cGW 控制网关