一种O-RAN与MEC的通信方法及系统与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种o-ran与mec的通信方法及系统。

背景技术：

随着国际形势的突变，国内进一步加速了5g建设，同时也在加速各类基于5g技术的二次开发和应用方案。3gpp定义了5g应用的三大场景：embb、urllc和mmtc。

鉴于5g网络单站设备成本高、建网规模大的特点，o-ran由此应运而生。o-ran通过对接入网进行全面革新降低建设难度，减少无线网络的运营商网络综合成本投入。同时，mec作为5g演进的关键技术，在更靠近用户的网络边缘提供云计算能力和it服务环境，具备超低时延、超大带宽、本地化、高实时性分析处理等特点。

但目前mec与o-ran的结合还处于讨论阶段，缺乏相应的技术和规范来支撑两者的有效交互。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种o-ran与mec的通信方法及系统，能够实现mec与o-ran之间的通信交互。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，本申请实施例提供一种o-ran与mec的通信方法，包括：

在o-ran上配置mec功能支持模块，通过所述mec功能支持模块将第一信息进行第一封装；

所述o-ran向所述mec系统发送经过所述第一封装后的信息，其中，所述第一信息包含mec系统所需的信息，所述mec系统所需的信息至少包括：当前无线网络的可用资源信息和对将来无线网络资源的预测信息，所述第一封装匹配所述mec系统的第二解析；

在所述mec系统上配置ric功能支持模块，通过所述ric功能支持模块将第二信息进行第二封装；

所述mec系统向所述o-ran发送经过所述第二封装后的信息，其中，所述第二信息包含ric功能所需的信息，所述ric功能所需的信息至少包括：业务类型信息、业务占用资源的预测信息、业务资源请求信息，所述第二封装匹配所述ric功能的第一解析。

再一方面，本申请实施例提供一种o-ran与mec的通信系统，包括：

o-ran上配置mec功能支持模块，mec系统上配置ric功能支持模块；

所述mec功能支持模块，用于将第一信息进行第一封装，所述o-ran用于向所述mec系统发送经过所述第一封装后的信息，其中，所述第一信息包含mec系统所需的信息，所述mec系统所需的信息至少包括：当前无线网络的可用资源信息和对将来无线网络资源的预测信息，所述第一封装匹配所述mec系统的第二解析；

所述ric功能支持模块，用于将第二信息进行第二封装，所述mec系统用于向所述o-ran发送经过所述第二封装后的信息，其中，所述第二信息包含ric功能所需的信息，所述ric功能所需的信息至少包括：业务类型信息、业务占用资源的预测信息、业务资源请求信息，所述第二封装匹配所述ric功能的第一解析。

本发明实施例提供的o-ran与mec的通信方法及系统，o-ran存在mec功能支持模块，该模块负责将mec系统所需的信息封装成mec系统能解析的格式，并通过相应的协议（如udp、sctp）传送给mec系统。mec系统存在ric功能支持模块，该模块负责将ric功能所需的信息封装成ric功能能解析的格式，并通过相应的协议（如udp、sctp）传送给ric功能。当o-ran与mec属于不同运营商时，两者之间需提供互相认证机制，以保障两者交互的可信性与安全性。通过本实施例的o-ran与mec的通信方案，使得两者之间有效交互，将接入网与边缘计算深度结合，在靠近用户的网络边缘提供服务，实现接入网能力定制，以提升用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的mec与o-ran的交互架构；

图2为本发明实施例提供的mec与o-ran的接口交互图；

图3为本发明实施例提供的mec与o-ran的由mec触发的交互流程图；

图4为本发明实施例提供的mec与o-ran的由o-ran触发的交互流程图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本实施例中所出现的一些英文缩写，分别表示：

nssf（networksliceselectionfunction,网络切片选择功能）、

nrf（networkrepositoryfunction，网络存储功能）、

nef（networkexposurefunction，网络开放功能）、

ausf（authenticationserverfunction，认证服务器功能）、

amf（accessandmobilitymanagementfunction，接入与移动性管理功能）、

smf（sessionmanagementfunction，会话管理功能）、

pcf（policycontrolfunction，策略控制功能）、

urllc（ultra-reliableandlowlatencycommunications，超高可靠低时延通信）、

udp（userdatagramprotocol，用户数据报协议）、

upf（userplanefunction，用户面功能）、

udm（unifieddatamanagement，统一数据管理）、

mec（multi-accessedgecomputing，多接入边缘计算）、

mecsystemlevel（mec系统级）、

mecorchestrator（mec编排器）、

operationssupportsystem（运营支撑系统）、

mecplatform（mec平台）、

mechostlevel（mec主机级）、

land（localareadatanetwork，本地数据网络）、

servicemanagementandorchestrationframework（业务管理域编排框架）、

ran（radioaccessnetwork，无线接入网络）、

o-ran（openradioaccessnetwork，开放无线接入网络）、

o-cu（o-rancentralizedunit，o-ran集中单元）、

cp（controlplane，控制面）、

up（userplane，用户面）、

ue(userequipment,用户终端)、

o-cu-cp(o-ran集中单元的控制面)、

o-cu-up(o-ran集中单元的用户面)、

o-du（o-randistributedunit，o-ran分布式单元）、

o-ru（o-ranradiounit，o-ran射频单元）、

ric（ranintelligentcontroller，无线网络智能控制器）、

rt(realtime，实时)、

non-rtric（non-rtranintelligentcontroller，非实时的无线网络智能控制器）、

near-rtric（near-rtranintelligentcontroller，近实时的无线网络智能控制器）、

pcc（policycontrolandcharging，策略控制和计费）、

5g（5thgenerationmobilenetworks或5thgenerationwirelesssystems、5th-generation，第五代移动通信技术）、

3gpp（3rdgenerationpartnershipproject，第三代合作伙伴计划）、

embb（enhancedmobilebroadband，增强移动宽带）、

sctp（streamcontroltransmissionprotocol，流控制传输协议）

mmtc（massivemachinetypecommunication，海量机器类通信）、

需要说明的是，在图1和2中，n1、n3、n4、n6、a1、e1、e2、f1-c和f1-u，分别代表目前已有的各个接口的代号，这些接口和相关的代号已为目前5g技术中所通用的，是目前标准中已经有定义的，本领域技术人员可以基于目前的5g技术的相关信息理解其含义。

本实施例中的方法流程，可以实现在如图1所示的mec与o-ran的交互架构上。其中，etsigsmec规范定义了mec参考架构，etsimec系统由mec主机级和mec系统级两部分组成。mec主机级包含upf、mec平台、以及mec应用等。mec系统级包含运营支撑系统和mec编排器等。mec编排器是mec系统级管理中的核心功能，主要负责维护mec系统的总体视图，包括部署的mec主机、可用资源、可用mec服务以及网络拓扑。

o-ran产业联盟定义了o-ran的架构，在5g接入网cu/du架构和功能虚拟化的基础上，引入了两级非实时与实时ric。其中，ric主要利用大数据分析以及人工智能引擎针对无线网络环境进行感知、预测并对无线资源的分配进行决策。根据处理时延特性，ric分为非实时的无线网络智能控制器non-rtric和近实时的无线网络智能控制器near-rtric。具体可以理解为两种逻辑功能，near-rtric可通过细粒度的数据收集和通过e2接口进行的操作，实现ran元素和资源的近实时控制和优化；non-rtric支持ran元素和资源的非实时控制和优化，ai/ml工作流（包括模型训练和更新）以及基于策略的近rtric的应用/功能指南。非实时ric支持导入定制化策略和生成人工智能模型以及应用。近实时ric支持在线实时执行人工智能模型推理和应用。o-cu和o-du之间接口为f1。

本发明实施例提供一种o-ran与mec的通信方法，该方法的大致流程包括：

在o-ran一侧：

在o-ran上配置mec功能支持模块，通过所述mec功能支持模块将第一信息进行第一封装；所述o-ran向所述mec系统发送经过所述第一封装后的信息，其中，所述第一信息包含mec系统所需的信息，所述第一封装匹配所述mec系统的第二解析，并通过相应的协议（如udp、sctp）传送给mec系统。，所述mec系统所需的信息至少包括：当前无线网络的可用资源信息和对将来无线网络资源的预测信息，需要说明的是，o-ran本身即具有这些信息，可以是o-ran收集的或者统计的，然后通过o-ran与mec之间的接口（本实施例中称之为xm接口）将这些信息发送给mec。

在mec系统一侧：

在所述mec系统上配置ric功能支持模块，通过所述ric功能支持模块将第二信息进行第二封装；所述mec系统向所述o-ran发送经过所述第二封装后的信息，其中，所述第二信息包含ric功能所需的信息，所述ric功能所需的信息至少包括：业务类型信息、业务占用资源的预测信息、业务资源请求信息，所述第二封装匹配所述ric功能的第一解析，并通过相应的协议（如udp、sctp）传送给ric功能。

本实施例中的mec功能支持模块和ric功能支持模块，表示的都是一种应用在mec系统和o-ran上的功能模块，本实施例中对于功能模块是硬件还是软件实现不作限定。

在本实施例中，在所述通过所述mec功能支持模块将第一信息进行第一封装之前，还包括：所述mec系统的系统级管理功能mec编排器，与所述o-ran中的近实时ric之间，建立xm接口，并通过所述xm接口传输经过封装的信息。例如图1所示的，为支持5gmec与o-ran交互，本实施例中设计并定义了mec与o-ran之间的接口xm，具体地，mec系统级管理功能mec编排器与o-ran中的近实时ric之间存在交互接口。通过该接口，mec系统将接收来自o-ran的关于无线网络的信息，该信息包括当前无线网络的可用资源以及对将来无线网络资源的预测等信息；通过该接口，o-ran将接收来自mec系统的关于业务的信息，该信息包括业务类型、业务占用资源的预测、业务资源请求等信息。当o-ran与mec属于不同运营商时，两者之间需提供互相认证机制，以保障两者交互的可信性与安全性。

在本实施例的优选方案中，所述mec系统与所述o-ran之间，通过udp协议或者sctp协议进行数据交互。上述的第一封装匹配第二解析，第二封装匹配第一解析，可以理解为具体采用的，是基于udp协议或者sctp协议对数据进行封装/解析的算法，“匹配”则指的是封装的数据包可以通过解析来进行解包。例如图2所示的mec与o-ran的接口交互图，o-ran存在mec功能支持模块，该模块负责将mec系统所需的信息封装成mec系统能解析的格式，并通过相应的协议（如udp、sctp）传送给mec系统。mec系统存在ric功能支持模块，该模块负责将ric功能所需的信息封装成ric功能能解析的格式，并通过相应的协议（如udp、sctp）传送给ric功能。

本实施例中，还提供一种由mec触发的交互流程，在所述mec系统向所述o-ran发送经过所述第二封装后的信息之后，还包括：所述mec系统通过mec编排器生成订阅消息，并通过所述mec编排器向near-rtric发送所述订阅消息，同时所述mec系统还向所述o-ran订阅无线网络资源信息；所述near-rtric根据本地信息生成所述mec系统所订阅的消息，并生成响应消息；所述near-rtric向所述mec编排器回复所述响应消息，所述响应消息中的参数至少包括可用带宽信息和时间信息；所述mec系统根据收到的响应消息，更新业务参数。near-rtric的本地信息可以包括：near-rtric本地所在无线网络资源的信息。在本实施例中，mec系统和o-ran都可以订阅一种或者多种消息，比如mec系统订阅当前的无线网络资源有多少，则回复消息里包含了当前的无线网络资源可用状态。可以理解为mec系统订阅的是near-rtric生成的消息。而o-ran所订阅的消息，则是mec系统生成的；从而实现mec系统与o-ran之间的消息交互和相互感知，这个过程中，mec系统相当于提问题，o-ran相当于做答复。

例如，在mec与o-ran的通信过程中，由mec触发的交互流程如图3所示，其中包括：

步骤1：mec根据业务需求生成订阅消息，具体地，mec系统中的mec编排器根据mec应用/服务需求（比如，业务类型，资源占用模型统计等信息）生成订阅消息。例如：用户发起一个8k高清视频的mec应用业务，那么mec可以向o-ran订阅当前无线资源信息，以便判定当前的带宽资源是否能满足用户高清视频的需求。

步骤2：mec编排器向near-rtric发送订阅消息，向o-ran订阅无线网络资源信息，比如，可用带宽，无线资源统计信息等。

步骤3：near-rtric根据本地信息生成mec所订阅的消息，当满足订阅条件（比如时间周期）时，生成回复响应。

步骤4：near-rtric向mec编排器回复响应消息，携带如可用带宽、时间等参数；

步骤5：mec系统根据收到的信息，优化业务参数（如视频业务的视频码率）等。

本实施例中，还提供一种由o-ran触发的交互流程，在所述mec系统向所述o-ran发送经过所述第二封装后的信息之后，还包括：所述o-ran通过near-rtric根据网络需求生成订阅消息，并通过所述near-rtric向所述mec编排器发送所述订阅消息；所述mec编排器根据本地信息生成所述o-ran所订阅的消息，并生成响应消息；所述mec编排器向所述near-rtric回复所述响应消息，所述响应消息中的参数至少包括业务类型；所述near-rtric根据收到的响应消息，更新无线资源分配。

其中，网络需求包括可以是带宽、优先级等信息。mec系统的本地信息包含业务需求，比如业务类型、带宽等。o-ran的本地信息包含无线资源可用性等。需要说明的是，各个设备所发出的响应消息的内容并不相同，可以按照通常的理解，在2个设备一问一答的过程中，消息一般都是成对出现，即请求消息与响应消息一般都是成对出现，mec系统通过发出请求消息向o-ran发出询问，o-ran则向mec系统反馈响应消息作为应答，反之也同理。

例如，在mec与o-ran的通信过程中，由o-ran触发的交互流程如图4所示，其中包括：

步骤1：o-ran根据网络需求生成订阅消息，具体地，near-rtric根据网络需求生成订阅消息。

步骤2：near-rtric向mec编排器发送订阅消息，比如，业务类型，资源占用模型统计等信息。

步骤3：mec编排器根据本地信息生成o-ran所订阅的消息，当满足订阅条件（比如时间周期）时，生成回复响应。

步骤4：mec编排器向near-rtric回复响应消息，携带如业务类型等参数；

步骤5：near-rtric根据收到的信息，优化无线资源分配等，优化无线资源分配的具体方式可以依据具体应用场景而定，比如：调高优先级或者调低，或者为某些业务预留资源，或者抢占资源等等。

需要说明的是，本实施例中的举例说明采用的是mec编排器与near-rtric之间的交互过程，该交互流程也适用于mec编排器与non-rtric之间的交互，此处不再赘述。

本实施例中，为支持5gmec与o-ran交互，提供了mec与o-ran之间的接口xm，具体地，mec系统级管理功能mec编排器与o-ran中的近实时ric之间存在交互接口。通过该接口，mec系统将接收来自o-ran的关于无线网络的信息，具体地，该信息包括当前无线网络的可用资源以及对将来无线网络资源的预测等信息。通过该接口，o-ran将接收来自mec系统的关于业务的信息，具体地，该信息包括业务类型、业务占用资源的预测、业务资源请求等信息。

o-ran存在mec功能支持模块，该模块负责将mec系统所需的信息封装成mec系统能解析的格式，并通过相应的协议（如udp、sctp）传送给mec系统。mec系统存在ric功能支持模块，该模块负责将ric功能所需的信息封装成ric功能能解析的格式，并通过相应的协议（如udp、sctp）传送给ric功能。当o-ran与mec属于不同运营商时，两者之间需提供互相认证机制，以保障两者交互的可信性与安全性。

通过本实施例的o-ran与mec的通信方案，使得两者之间有效交互，将接入网与边缘计算深度结合，在靠近用户的网络边缘提供服务，实现接入网能力定制，以提升用户体验。

本实施例中，还提供一种o-ran与mec的通信系统，在如图1、2所示的系统架构上，o-ran上配置mec功能支持模块，mec系统上配置ric功能支持模块。

所述mec功能支持模块，用于将第一信息进行第一封装，所述o-ran用于向所述mec系统发送经过所述第一封装后的信息，其中，所述第一信息包含mec系统所需的信息，所述mec系统所需的信息至少包括：当前无线网络的可用资源信息和对将来无线网络资源的预测信息，所述第一封装匹配所述mec系统的第二解析。

所述ric功能支持模块，用于将第二信息进行第二封装，所述mec系统用于向所述o-ran发送经过所述第二封装后的信息，其中，所述第二信息包含ric功能所需的信息，所述ric功能所需的信息至少包括：业务类型信息、业务占用资源的预测信息、业务资源请求信息，所述第二封装匹配所述ric功能的第一解析。

具体的，所述mec系统的系统级管理功能mec编排器，与所述o-ran中的近实时ric之间，通过xm接口传输经过封装的信息。所述mec系统与所述o-ran之间，通过udp协议或者sctp协议进行数据交互。

具体的，所述mec编排器，还用于生成订阅消息，并向near-rtric发送所述订阅消息，所述mec系统，还用于向所述o-ran订阅无线网络资源信息。所述near-rtric，用于根据本地信息生成所述mec系统所订阅的消息，并生成响应消息，并向所述mec编排器回复所述响应消息，所述响应消息中的参数至少包括可用带宽信息和时间信息，所述mec系统，还用于根据收到的响应消息，更新业务参数。

具体的，所述near-rtric，还用于根据网络需求生成订阅消息，并向所述mec编排器发送所述订阅消息。所述mec编排器，还用于根据本地信息生成所述o-ran所订阅的消息，并生成响应消息，之后向所述near-rtric回复所述响应消息，所述响应消息中的参数至少包括业务类型。所述near-rtric，还用于根据收到的响应消息，更新无线资源分配。

本实施例中，为支持5gmec与o-ran交互，提供了mec与o-ran之间的接口xm，具体地，mec系统级管理功能mec编排器与o-ran中的近实时ric之间存在交互接口。通过该接口，mec系统将接收来自o-ran的关于无线网络的信息，具体地，该信息包括当前无线网络的可用资源以及对将来无线网络资源的预测等信息。通过该接口，o-ran将接收来自mec系统的关于业务的信息，具体地，该信息包括业务类型、业务占用资源的预测、业务资源请求等信息。

o-ran存在mec功能支持模块，该模块负责将mec系统所需的信息封装成mec系统能解析的格式，并通过相应的协议（如udp、sctp）传送给mec系统。mec系统存在ric功能支持模块，该模块负责将ric功能所需的信息封装成ric功能能解析的格式，并通过相应的协议（如udp、sctp）传送给ric功能。当o-ran与mec属于不同运营商时，两者之间需提供互相认证机制，以保障两者交互的可信性与安全性。

通过本实施例的o-ran与mec的通信方案，使得两者之间有效交互，将接入网与边缘计算深度结合，在靠近用户的网络边缘提供服务，实现接入网能力定制，以提升用户体验。

结合本申请公开内容所描述的方法或者算法的步骤可以硬件的方式来实现，也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、闪存、只读存储器(readonlymemory，rom)、可擦除可编程只读存储器(erasableprogrammablerom，eprom)、电可擦可编程只读存储器(electricallyeprom，eeprom)、寄存器、硬盘、移动硬盘、只读光盘(cd-rom)或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于asic中。另外，该asic可以位于核心网接口设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于核心网接口设备中。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本申请所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

以上所述的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的保护范围之内。