一种用于降低用户面和控制面信令交互负载的方法及装置与流程

本发明涉及计算机网络和通信，特别涉及一种用于降低用户面和控制面信令交互负载的方法及装置。

背景技术：

1、目前第四代通信（4g）以及第五代通信系统（5g）的核心网采用控制面（cp）和用户面（up）分离的架构。在大量用户接入场景，比如窄带物联网（nb-iot narrow-bandinternet of things）或海量设备间通信（mmtc massive machine type communication）场景中，存在着大量的分组数据单元会话（pdu session）的建立及修改，这使得控制面的会话管理网元（smf session management function）需要针对每一个会话通过数据包转发控制协议pfcp（packet forwarding control protocol）会话建立请求（pfcp sessionestablishment request）以及pfcp会话修改请求（pfcp session modification request）来提供或修改作为用户面功能（upf user plane function）网元的用户流量数据包检测规则（pdr packet detection rule）以及用量上报规则（urr usage reporting rule），这使得控制面和用户面网元负载过高，从而整体业务系统的稳定性和可靠性无法保证。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于降低用户面和控制面信令交互负载的方法及装置，以克服现有技术中的不足。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明公开了一种用于降低用户面和控制面信令交互负载的方法，包括如下步骤：

4、步骤1、控制面对业务会话进行建立或修改；

5、步骤2、控制面检查当前创建或者修改会话选择的计费配置，确定对用户面装载流处理规则内容的重复部分；

6、步骤3、在创建或更新用量上报规则信元中加入紧凑型用量上报规则结构，使控制面检查重复内容并合并用量上报规则内容，紧凑型用量上报规则结构部分引用当前锚定的用量上报规则，其余区别部分自身携带对应内容；

7、步骤4、控制面下发经过重复用量上报规则内容索引处理的pfcp会话建立或修改请求到用户面；

8、步骤5、用户面收到pfcp会话建立或修改请求并根据索引结构成功重组各个创建或更新用量上报规则以及成功装载对应流处理规则后，回复pfcp会话建立或修改请求并设置原因为成功；

9、步骤6、用户面根据收到的用量上报规则流处理规则（流检测及上报），对上下行流量进行对应流量检测操作。

10、作为优选的，所述步骤1中，通过pfcp协议在用户面进行对应流检测及上报规则创建或修改实现控制面对会话的建立及修改。

11、作为优选的，所述步骤3的具体子步骤在于：

12、步骤3.1、在创建或更新用量上报规则信元中加入紧凑型用量上报规则结构，通过紧凑型用量上报规则结构引用并指示当前用量上报规则内容与被引用用量上报规则内容的不同部分，同时该紧凑型用量上报规则结构还需包含本身的用量上报规则id；

13、步骤3.2、为每个创建或者修改的会话的每个层级对应创建或更新用量上报规则做内容索引并包含对应更改部分。

14、作为优选的，每一条所述创建或更新用量上报规则均有唯一一个用量上报规则id与之对应，当紧凑型用量上报规则结构被插入该创建或更新用量上报规则时，表示当前该创建或更新用量上报urr id 被锚定，同时该用量上报规则的部分或全部内容会被插入的紧凑型用量上报规则所引用，与引用内容不同的部分由该紧凑型用量上报规则携带来指示对应修改内容。

15、作为优选的，所述紧凑型用量上报规则结构的具体内容中包括该紧凑型用量上报规则本身的用量上报规则id，以及引用的锚定用量上报规则id对应的用量上报规则内容的变动部分。

16、作为优选的，在所述步骤3.1中，同时插入多个紧凑型用量上报规则结构表示同时有多个紧凑型用量上报规则引用当前被锚定的用量上报规则id所对应的创建或更新用量上报规则内容，同时对引用内容的改动或补充由各个紧凑型用量上报规则分别携带。

17、本发明公开了一种用于降低用户面和控制面信令交互负载的数据结构，所述数据结构位于控制面和用户面之间的创建或更新用量上报规则信元中，为一种紧凑型用量上报规则结构，所述紧凑型用量上报规则结构用于指示当前用量上报规则内容与被引用用量上报规则内容的不同部分，以及该紧凑型用量上报规则内容所对应的用量上报规则id，使控制面检查重复内容并合并用量上报规则内容，紧凑型用量上报规则结构部分引用当前锚定的用量上报规则，其余区别部分自身携带对应内容。

18、本发明公开了一种用于降低用户面和控制面信令交互负载的装置，所述装置包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器中存储有可执行代码，所述一个或多个处理器执行所述可执行代码时，用于实现权利要求1-6任一项所述降低用户面和控制面信令交互负载的方法。

19、本发明的有益效果：本发明通过在创建或更新用量上报规则信元中加入紧凑型用量上报规则结构有效降低控制面对用户面的信息下发比特数，同时硬件上降低了控制面对用户面下发规则数据，以及用户面对下发规则的处理能力和存储能力需求，这有效降低了整体网络设备硬件成本。同时对比传统方案和标准定义的改进方案，本发明有效减少因使用业务开始触发条件造成的额外pfcp会话上报流程（pfcp session report procedure）以及pfcp 会话建立或修改流程（pfcp session establishment/modification procedure），这进一步减少了控制面和用户面间的信令交互，降低了该部分负载对控制面和用户面硬件上的处理能力、存储能力的需求。在高负载，大量用户接入场景中，本发明可以低硬件成本以及高效的提升整体业务系统的稳定性和可靠性。

技术特征：

1.一种用于降低用户面和控制面信令交互负载的方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种用于降低用户面和控制面信令交互负载的方法，其特征在于：所述步骤1中，通过pfcp协议在用户面进行对应流规则创建或修改实现控制面对会话的建立及修改。

3.如权利要求1所述的一种用于降低用户面和控制面信令交互负载的方法，其特征在于：所述步骤3的具体子步骤在于：

4.如权利要求1所述的一种用于降低用户面和控制面信令交互负载的方法，其特征在于：每一条所述创建或更新用量上报规则均有唯一一个用量上报规则id与之对应，当紧凑型用量上报规则结构被插入该创建或更新用量上报规则时，该用量上报规则id为插入的紧凑型用量上报规则所锚定的用量上报规则id，同时该创建或更新用量上报规则的部分或全部内容会被插入的紧凑型用量上报规则引用，对锚定的用量上报规则引用内容的改变部分由插入该锚定用量上报规则的紧凑型用量上报规则结构中携带的内容进行指示。

5.如权利要求1所述的一种用于降低用户面和控制面信令交互负载的方法，其特征在于：所述紧凑型用量上报规则结构的具体内容中包括分配给该紧凑型用量上报规则的id以及对锚定用量上报规则id所引用内容的变动部分。

6.如权利要求3所述的一种用于降低用户面和控制面信令交互负载的方法，其特征在于：在所述步骤3.1中，同时插入多个紧凑型用量上报规则结构表示多个紧凑型用量上报规则内容从当前锚定的用量上报规则中引用，对锚定的用量上报规则id对应的创建或更新用量上报规则中的改变部分由各自紧凑型用量上报规则结构中携带的内容进行指示。

7.一种用于降低用户面和控制面信令交互负载的数据结构，其特征在于：所述数据结构位于控制面和用户面之间的创建或更新用量上报规则信元中，为一种紧凑型用量上报规则结构，所述紧凑型用量上报规则结构用于指示当前用量上报规则内容与被引用用量上报规则内容的不同部分，以及该紧凑型用量上报规则id，使控制面检查重复内容并合并用量上报规则内容，紧凑型用量上报规则结构部分引用当前锚定的用量上报规则，其余区别部分自身携带对应内容。

8.一种用于降低用户面和控制面信令交互负载的装置，其特征在于：所述装置包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器中存储有可执行代码，所述一个或多个处理器执行所述可执行代码时，用于实现权利要求1-6任一项所述降低用户面和控制面信令交互负载的方法。

技术总结
本发明公开了一种用于降低用户面和控制面信令交互负载的方法及装置，在创建及更新用户上报规则信元中加入紧凑型用户上报规则结构，所述紧凑型用户上报规则结构用于指示当前用户上报规则内容与被引用用户上报规则内容的不同部分，以及被引用的用户上报规则内容所属的用户上报规则ID，使控制面检查重复内容并合并用户上报规则内容，只保留一份完整内容，其余用户上报规则均采用参考内容引用的方式，本发明使用参考结构有效降低控制面对用户面的信息下发比特数，同时硬件上降低了控制面对用户面下发规则数据，以及用户面对下发规则的处理能力和存储能力需求，这有效降低了整体网络设备硬件成本。

技术研发人员：郝楠,邹涛,王华,杨照辉,高万鑫
受保护的技术使用者：之江实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12