一种切片资源分配和接纳控制方法及相关装置与流程

1.本发明涉及nr系统无线通信技术，尤其涉及一种切片资源分配和接纳控制方法及相关装置。


背景技术：

2.5g对网络提出了三大需求：高速率、低时延、广连接。对应到5g的三大场景，就是embb、mmtc、urllc。当然，针对不同的终端形态，网络并非要求全部满足三种场景。在4g时代，如果想要实现这三种需求，需要分别部署三个网络。而如今5g时代，引入了切片技术，将三种场景在同一张网络中实现。
3.网络切片的目的就是为不同的业务和不用的用户提供不同的网络服务和服务质量。就像高速公路划分了客车道、货车道、应急车道，根据不同车辆的需求，安排到不同的道路上行驶。运营商可以根据业务不同分配不同的切片，即使是同样的业务，也可以为不同的用户分配不同的切片，从而可以使不同等级用户享受不同的用户体验；终端可以为不同业务工作在不同的切片上，满足多元化的用户需求。
4.3gpp ts38.401协议对nr系统的ng-ran网络架构做了规定，主要cu(central unit，中央单元)和du(distributed unit，分布单元)是分离的，cu支持rrc、sdap和pdcp协议栈功能，du支持rlc、mac和phy协议栈功能，一个cu可以管理一个或多个du。然而现有技术存在如下缺陷：
5.(1)3gpp协议并没有说明具体切片资源分配以及接纳控制的标准或方法；
6.(2)基于cu和du分离的nr系统架构，切片资源的分配和接纳控制一般实现是cu做接纳控制，du做资源分配，但是这种方法通过cu做接纳控制，cu又没有实时的总体切片资源的和剩余切片资源的信息，往往通过du向cu周期性上报资源的情况来实现，这种方法缺点是上报周期过短，加重cu和du的处理负担，上报周期过长，cu做接纳控制时会不准确，特别是大量用户一起接入的场景，接纳控制会变得非常困难。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种切片资源分配和接纳控制方法及相关装置，由cu按照切片统一进行资源的分配，解决了cu做接纳控制、du做资源分配通用方法的弊端，同时能满足大量用户一起接入时场景的接纳控制。
8.以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
9.根据本发明的第一方面，提供了一种切片资源分配和接纳控制方法，由中央单元执行，包括：
10.建立或修改pdu session时，计算切片资源利用率；
11.根据切片利用率是否达到门限，判断是否执行抢占方法；
12.如果切片利用率未达到门限，则直接接纳通过，返回分配资源；否则进行抢占；
13.如果抢占成功，确定需分配最小资源m1和需分配最大资源m2，并接纳通过，返回分配资源；
14.如果抢占不成功，则接纳不通过。
15.在一实施例中，在根据切片利用率是否达到门限，判断是否执行抢占之前，还包括：
16.判断新建承载是否为gbr；
17.当新建承载为gbr时，通过参数保障速率gbr计算得到需分配最小资源m1；
18.当新建承载为nongbr时，通过配置获取需分配最小资源m1。
19.在一实施例中，当新建承载为gbr时，只有在需要分配资源不超过可抢占资源之和时，才执行抢占。
20.在一实施例中，当新建承载为gbr时，所述需分配最大资源m2通过最大速率参数mbr获取。
21.在一实施例中，所述切片资源利用率＝所有切片已分配资源总和/切片总资源，其中，所有切片已分配资源总和为所有pdu session分配的最小资源之和。
22.在一实施例中，所述抢占方法包括：
23.遍历所有的pdu session，找到比当前需要建立或修改的pdu session优先级更低的pdu session，并判断是否满足抢占条件；
24.将满足抢占条件的pdu session保存生成可抢占列表，并按优先级排序；
25.根据可抢占列表，预估可抢占资源，生成需要抢占列表；
26.如果没有可以抢占的pdu session，则结束抢占；
27.否则执行抢占，遍历需要抢占列表，依次释放pdu session。
28.在一实施例中，在依次释放pdu session后，如果ue内剩余pdu session个数为0，则释放ue。
29.在一实施例中，所述判断是否满足抢占条件包括：
30.判断是否为非gbr的承载，非gbr的承载不可被gbr抢占；
31.判断是否为语音包vonr承载，语音包vonr承载不可被抢占；以及如果arp信息支持该pdu session不可被抢占，则不可被抢占。
32.根据本发明的第二方面，提供了一种中央单元，被配置为能够执行上述任一实施例所述的切片资源分配和接纳控制方法。
33.根据本发明的第三方面，提供了一种切片资源分配和接纳控制方法，包括：
34.中央单元在收到建立或修改pdu session的消息后，采用上述任一实施例所述切片资源分配和接纳控制方法，按照切片统一进行资源分配；
35.中央单元通过ue上下文设置/修改消息将会话的信息发送给分布单元，同时通过oam模块将会话资源的分配情况发送给分布单元；
36.分布单元将中央单元资源的分配情况作为配置保存，分布单元按照配置进行资源的管理和业务调度。
37.在一实施例中，所述中央单元通过oam模块将会话资源的分配情况发送给分布单
元，包括：
38.oam模块负责读取基站配置文件并加载配置；
39.中央单元通过接口修改oam模块中的基站配置；
40.分布单元从oam模块读取配置；
41.所述配置包含资源的分配情况。
42.根据本发明的第四方面，提供了一种基站，包括中央单元、分布单元和oam模块，所述中央单元用于在收到建立或修改pdu session的消息后，采用上述任一实施例所述切片资源分配和接纳控制方法，按照切片统一进行资源分配；
43.所述中央单元通过ue上下文设置或修改消息将会话的信息发送给分布单元，同时通过oam模块将会话资源的分配情况发送给分布单元；
44.所述分布单元用于将中央单元资源的分配情况作为配置保存，分布单元按照配置进行资源的管理和业务调度。
45.本发明实施例的有益效果是：通过统一在cu做切片资源分配和接纳控制，解决以往由cu做接纳控制、由du做资源分配通用方法的弊端，同时能满足大量用户一起接入时场景的接纳控制；此外，由cu按照切片统一进行资源的分配，资源分配根据不同切片和等级灵活分配，可以满足不同切片不同的需求和体验；当切片资源不足时，还给出了一种根据优先级抢占的实现方法，该方法简单、灵活，易于实现。
附图说明
46.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。
47.在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
48.图1是本技术实施例的方法流程图；
49.图2是本技术实施例的信息交互关系示意图；
50.图3是本技术实施例的模块示意图。
具体实施方式
51.以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
52.3gpp ts23.501协议对网络切片做了定义，每个网络切片由s-nssai(single network slice selection assistance information，单个网络切片选择辅助信息)进行唯一标识。但是3gpp协议只是对切片做了定义和功能做了规定，并没有给出具体切片资源分配以及接纳控制的方法。当切片可用资源不足时，如何对不同业务的切片资源做接纳控制，以及高优先级的业务(如语音业务)如何进行抢占，这些协议中都没有提供具体的解决办法；以及运营商不通等级的用户有不通的体验需求，如高等级的用户享受更大的带宽，这
些也都可以通过切片来实现，但协议没有提供这些功能具体的切片实现方法。
53.因此，本实施例提供了一种切片资源分配和接纳控制方法，由中央单元执行，包括：
54.建立或修改pdu session时，计算切片资源利用率；
55.根据切片利用率是否达到门限，判断是否执行抢占方法；当切片利用率没有达到门限时，无需抢占，直接确定分配资源即可；当切片利用率达到门限时，则需进行抢占；
56.如果抢占成功，确定需分配最小资源m1和需分配最大资源m2，并接纳通过，返回分配资源；
57.如果抢占不成功，则接纳不通过。
58.需要说明的是，上述方法中的资源指空口资源，主要指带宽资源。当需要建立或修改pdu session时，由ue发起业务请求，先由ue发送pdu session establishment request给核心网amf，这是一个nas消息，ue发给基站，然后由基站透传给核心网amf，通常这条消息会带有切片信息(s-nssai：this is ue preferred network slice or nssai where ue was registered before)。amf收到消息后，amf基于该请求类型指示
″
初始请求
″
，确定该消息对应于对新pdu会话的请求，并且该pdu会话id不用于ue的任何现有pdu会话。如果nas消息中不包含s-nssai，则amf根据ue的订阅数据，给ue分配一个pdu会话的默认s-nssai，或者基于运营商策略，选择一个s-nssai。核心网amf向基站发送pdu session resource setup request消息，携带需要建立的pdu会话列表、切片信息、每个pdu会话的qos flow列表、以及每个qos flow的质量属性等，基站中的中央单元(cu)在接收到pdu session resource setup request消息后，执行上述方法。
59.根据qci的不同，承载(bearer)可以划分为两大类：gbr(guaranteed bit rate，保证比特速率)类承载和non-gbr类承载。因此在可能的实施例中，上述方法中对gbr和nongbr进行了区分：
60.在根据切片利用率是否达到门限，判断是否执行抢占之前，判断新建承载是否为gbr；当新建承载为gbr时，通过参数保障速率gbr计算得到需分配最小资源m1；当新建承载为nongbr时，通过配置获取需分配最小资源m1。例如gbr业务gbr为200m，则m1就为200m；nongbr通过配置获取，读取基站配置可以得到(读取配置文件或者基站从核心网下发参数获取)。当新建承载为gbr时，需分配最大资源m2通过最大速率参数mbr获取。例如gbr业务mbr为800m，则m2就为800m。nongbr这个值没意义，可忽略。
61.此外，当新建承载为gbr时，只有在需要分配资源不超过可抢占资源之和时，才执行抢占。
62.上述方法中，切片资源利用率＝所有切片已分配资源总和/切片总资源，其中，所有切片已分配资源总和为所有pdu session分配的最小资源之和。切片利用率的接纳门限为基站配置，若切片资源利用率未达到门限，则直接接纳；否则触发抢占。
63.图1示出了一个实施例中的切片资源分配和接纳控制方法流程图，如图1所示，cu在处理pdu session建立或修改时，首先计算切片资源利用率；判断新建承载是否为gbr；如果是gbr，则根据gbr，计算需要分配最小资源m1；如果是nongrb，则根据配置，确定需分配的最小资源m1。然后判断切片利用率是否达到门限，如没有达到门限，则确定需分配最小资源m1和需分配最大资源m2，直接返回分配资源和接纳通过。如果达到了门限，则gbr需要计算
当前可被抢占pdu session资源之和；如果需要的资源超出了可抢占资源之和，则判定为抢占未成功；如果有足够的资源，则执行抢占。而nongbr由于只需抢占一个pdu session，因此可以直接进行抢占。如果抢占成功，则确定需分配最小资源m1和需分配最大资源m2，并输出接纳通过，返回分配资源。如果抢占不成功，则输出接纳不通过。
64.图1所示方法的输入包括：总资源大小配置、切片资源利用率接纳门限(本技术中简称为门限)、nongbr业务最小资源配置。该方法的输出为：是否接纳通过，如果接纳通过，分配资源大小(包括最小资源m1和最大资源m2)。
65.本技术实施例还提供了上述方法中的具体抢占方法，包括：
66.遍历所有的pdu session，找到比当前需要建立或修改的pdu session优先级更低的pdu session，并判断是否满足抢占条件；
67.将满足抢占条件的pdu session保存生成可抢占列表，并按优先级排序；
68.根据可抢占列表，预估可抢占资源，生成需要抢占列表；
69.如果没有可以抢占的pdu session，则结束抢占；
70.否则执行抢占，即遍历需要抢占列表，依次释放pdu session。
71.在依次释放pdu session后，如果ue内剩余pdu session个数为0，则释放ue。
72.上述抢占方法中的抢占条件包括但不限于：
73.判断是否为非gbr的承载，非gbr的承载不可被gbr抢占；
74.判断是否为语音包vonr承载，语音包vonr承载不可被抢占；以及
75.如果arp信息支持该pdu session不可被抢占，则不可被抢占。
76.与上述切片资源分配和接纳控制方法相对应地，本技术实施例还提供了一种中央单元，该中央单元通过软件等手段被配置为能够执行上述任一实施例中的方法，由于与方法对应，因此不再赘述。
77.基于上述由中央单元执行的切片资源分配和接纳控制方法，本技术实施例还提供了一种由基站执行的切片资源分配和接纳控制方法，如图2所示，包括：
78.中央单元在收到建立或修改pdu session的消息后，采用上述任一实施例中的切片资源分配和接纳控制方法，按照切片统一进行资源分配；
79.中央单元通过ue上下文设置/修改消息将会话的信息发送给分布单元，中央单元通过oam模块将会话资源的分配情况发送给分布单元；
80.分布单元将中央单元资源的分配情况作为配置保存，分布单元按照配置进行资源的管理和业务调度。
81.其中，中央单元通过oam模块将会话资源的分配情况发送给分布单元，具体包括：
82.oam模块负责读取基站配置文件并加载相关配置；
83.中央单元通过接口修改oam模块中的基站配置；
84.分布单元从oam模块读取配置；
85.所述配置包含资源的分配情况。
86.基站启动时，oam模块负责读取基站配置文件并加载这些配置，cu和du分别通过oam模块提供的接口读取配置；同时cu和du可以通过oam模块提供接口修改配置，cu配置修改后，同步更新到oam模块，du从oam模块读取的配置就是cu设置更新后的。例如cu对id为1的pdu session分配资源m1为200m，m2为800m，cu通过oam模块提供的接口将分配资源配置
更新到oam，然后du从oam读取到配置(id为1的pdu session分配资源m1就为200m，m2为800m)。
87.对应于上述方法，本技术实施例还提供了一种基站，如图3所示，包括中央单元(cu)301、分布单元(du)302和oam模块303，中央单元301用于在收到建立或修改pdu session的消息后，采用上述由中央单元301执行的切片资源分配和接纳控制方法，按照切片统一进行资源分配；
88.中央单元301通过ue上下文设置/修改消息将会话的信息发送给分布单元302，同时通过oam模块303将会话资源的分配情况发送给分布单元302；
89.分布单元302用于将中央单元301资源的分配情况作为配置保存，分布单元302按照配置进行资源的管理和业务调度。
90.综上所述，本技术实施例提供了一种统一在cu做切片资源分配和接纳控制的方法，解决了cu做接纳控制、du做资源分配通用方法的弊端，同时能满足大量用户一起接入时场景的接纳控制；同时，cu按照切片统一进行资源的分配，资源分配根据不同切片和等级灵活分配，能够满足不同切片不同的需求和体验；此外，本技术实施例还给出一种切片资源不足时支持根据优先级抢占的实现方法，该方法简单、灵活，易于实现。
91.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
92.提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。
93.以上所述仅为本技术的较佳实例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。

技术特征：
1.一种切片资源分配和接纳控制方法，由中央单元执行，其特征在于，包括：建立或修改pdu session时，计算切片资源利用率；根据切片利用率是否达到门限，判断是否执行抢占方法；如果切片利用率未达到门限，则直接接纳通过，返回分配资源；否则进行抢占；如果抢占成功确定需分配最小资源m1和需分配最大资源m2，并接纳通过，返回分配资源；如果抢占不成功，则接纳不通过。2.根据权利要求1所述的切片资源分配和接纳控制方法，其特征在于，在根据切片利用率是否达到门限，判断是否执行抢占之前，还包括：判断新建承载是否为gbr；当新建承载为gbr时，通过参数保障速率gbr计算得到需分配最小资源m1；当新建承载为nongbr时，通过配置获取需分配最小资源m1。3.根据权利要求2所述的切片资源分配和接纳控制方法，其特征在于，当新建承载为gbr时，只有在需要分配资源不超过可抢占资源之和时，才执行抢占。4.根据权利要求2所述的切片资源分配和接纳控制方法，其特征在于，当新建承载为gbr时，所述需分配最大资源m2通过最大速率参数mbr获取。5.根据权利要求1所述的切片资源分配和接纳控制方法，其特征在于，所述切片资源利用率＝所有切片已分配资源总和/切片总资源，其中，所有切片已分配资源总和为所有pdu session分配的最小资源之和。6.根据权利要求1所述的切片资源分配和接纳控制方法，其特征在于，所述抢占方法包括：遍历所有的pdu session，找到比当前需要建立或修改的pdu session优先级更低的pdu session，并判断是否满足抢占条件；将满足抢占条件的pdu session保存生成可抢占列表，并按优先级排序；根据可抢占列表，预估可抢占资源，生成需要抢占列表；如果没有可以抢占的pdu session，则结束抢占；否则执行抢占，遍历需要抢占列表，依次释放pdu session。7.根据权利要求6所述的切片资源分配和接纳控制方法，其特征在于，在依次释放pdu session后，如果ue内剩余pdu session个数为0，则释放ue。8.根据权利要求6所述的切片资源分配和接纳控制方法，其特征在于，所述判断是否满足抢占条件包括：判断是否为非gbr的承载，非gbr的承载不可被gbr抢占；判断是否为语音包vonr承载，语音包vonr承载不可被抢占；以及如果arp信息支持该pdu session不可被抢占，则不可被抢占。9.一种中央单元，其特征在于，被配置为能够执行权利要求1～8中任一所述的切片资源分配和接纳控制方法。10.一种切片资源分配和接纳控制方法，其特征在于，包括：中央单元在收到建立或修改pdu session的消息后，采用如权利要求1～8任一所述切片资源分配和接纳控制方法，按照切片统一进行资源分配；
中央单元通过ue上下文设置/修改消息将会话的信息发送给分布单元，中央单元通过oam模块将会话资源的分配情况发送给分布单元；分布单元将中央单元资源的分配情况作为配置保存，分布单元按照配置进行资源的管理和业务调度。11.根据权利要求10所述的切片资源分配和接纳控制方法，其特征在于，所述中央单元通过oam模块将会话资源的分配情况发送给分布单元，包括：oam模块负责读取基站配置文件并加载配置；中央单元通过接口修改oam模块中的基站配置；分布单元从oam模块读取配置；所述配置包含资源的分配情况。12.一种基站，其特征在于，包括中央单元、分布单元和oam模块，所述中央单元用于在收到建立或修改pdu session的消息后，采用如权利要求1～8任一所述切片资源分配和接纳控制方法，按照切片统一进行资源分配；所述中央单元通过ue上下文设置或修改消息将会话的信息发送给分布单元，同时通过oam模块将会话资源的分配情况发送给分布单元；所述分布单元用于将中央单元资源的分配情况作为配置保存，分布单元按照配置进行资源的管理和业务调度。

技术总结
本申请提供了一种切片资源分配和接纳控制方法及相关装置，其中由CU执行的方法包括：建立或修改PDU SESSION时，计算切片资源利用率；根据切片利用率是否达到门限，判断是否执行抢占方法；如果切片利用率未达到门限，则直接接纳通过，返回分配资源；否则进行抢占；如果抢占成功，确定需分配最小资源M1和需分配最大资源M2，并接纳通过，返回分配资源；如果抢占不成功，则接纳不通过。通过统一在CU做切片资源分配和接纳控制，解决以往由CU做接纳控制、由DU做资源分配通用方法的弊端，同时能满足大量用户一起接入时场景的接纳控制；此外，由CU按照切片统一进行资源的分配，可以满足不同切片不同的需求和体验。不同的需求和体验。不同的需求和体验。


技术研发人员：李斌 宋海燕
受保护的技术使用者：江苏亨鑫众联通信技术有限公司
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2022/3/8