CN114258059A - 时延测量方法及其装置、网络通信设备、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种时延测量方法及其装置、网络通信设备、存储介质。其中，时延测量方法包括：每一次获取并向UE转发来自DN的第一报文，记录一次与第一报文对应的第一时刻；每一次获取并向DN转发由UE根据第一报文而发送的第二报文，记录一次与第二报文对应的第二时刻；根据第一时刻和第二时刻计算得到UE与UPF之间的第一传输时延。根据本发明实施例提供的方案，在整个时延测量过程中，仅需要UPF进行相关的测量处理，并不需要其他网络功能实体参与处理，因此，能够在仅利用UPF的情况下，完成URLLC业务中的时延测量。

Description

时延测量方法及其装置、网络通信设备、存储介质

技术领域

本发明实施例涉及但不限于通信技术领域，尤其涉及一种时延测量方法及其装置、网络通信设备、计算机可读存储介质。

背景技术

3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)TS23.5015.33规范中描述了对URLLC(Ultra Reliable Low Latency Communication，高可靠低时延通信)业务的支持，包括两方面内容：冗余的传输路径保障高可靠通信和QoS(Quality ofService，服务质量)监控辅助URLLC业务。其中，QoS监控主要用于测量UE(User Equipment，用户设备)到PSA(PDU Session Anchor，PDU会话锚点)的UPF(User Plane Function，用户面功能)之间的报文传输的时延。

然而，根据上述规范中的内容，URLLC业务中的端到端时延(UE到UPF的时延)的测量，需要包括UPF、NG-RAN(Next Generation Radio Access Network，下一代无线接入网)和UE在内的多个网络功能实体的参与，并且每个网络功能实体均需要同步支持到3GPP R16标准(E2E Delay Measurement foro QS Monitoring for URLLC，URLLC业务中用于QoS监控的端到端时延测量)。因此，相关技术中会存在如下问题：一是涉及的网络功能实体数量多，彼此之间协作复杂；二是设备针对3GPP R16标准的普遍支持尚需相当长的一段时间，因此难以保证每个涉及的网络功能实体均能同步支持或开启用于URLLC业务的QoS监控。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本发明实施例提供了一种时延测量方法及其装置、网络通信设备、计算机可读存储介质，能够在仅利用UPF的情况下完成URLLC业务中的时延测量。

第一方面，本发明实施例提供了一种时延测量方法，应用于UPF，所述方法包括：

每一次获取并向UE转发来自数据网(Data Network，DN)的第一报文，记录一次与所述第一报文对应的第一时刻；

每一次获取并向所述DN转发由所述UE根据所述第一报文而发送的第二报文，记录一次与所述第二报文对应的第二时刻；

根据所述第一时刻和所述第二时刻计算得到所述UE与所述UPF之间的第一传输时延。

第二方面，本发明实施例还提供了一种时延测量装置，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面所述的时延测量方法。

第三方面，本发明实施例还提供了一种网络通信设备，包括如上第二方面所述的时延测量装置。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如上所述的时延测量方法。

本发明实施例包括：每一次获取并向UE转发来自DN的第一报文，记录一次与第一报文对应的第一时刻；每一次获取并向DN转发由UE根据第一报文而发送的第二报文，记录一次与第二报文对应的第二时刻；根据第一时刻和第二时刻计算得到UE与UPF之间的第一传输时延。根据本发明实施例提供的方案，在每一次获取并向UE转发来自DN的第一报文时，UPF均记录一次与第一报文对应的第一时刻，并且在每一次获取并向DN转发由UE根据第一报文而发送的第二报文时，UPF均记录一次与第二报文对应的第二时刻；由于在每一次记录的第一时刻和第二时刻之间的时间段内，第一报文从UPF传输到UE，第二报文从UE传输到UPF，即报文在UE与UPF之间进行了一次往返传输，所以，UPF根据第一时刻和第二时刻，即可计算得到UE与UPF之间的第一传输时延。由于在整个时延测量过程中，仅需要UPF进行相关的测量处理，并不需要其他网络功能实体参与处理，因此，能够在仅利用UPF的情况下，完成URLLC业务中的时延测量；此外，由于不需要其他网络功能实体参与时延测量的处理，因此不要求其他网络功能实体支持或开启用于URLLC业务的QoS监控。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1是本发明一个实施例提供的用于执行时延测量方法的***架构的示意图；

图2是本发明一个实施例提供的时延测量方法的流程图；

图3是本发明另一实施例提供的时延测量方法中计算得到第一传输时延的流程图；

图4是本发明另一实施例提供的时延测量方法的流程图；

图5是本发明另一实施例提供的时延测量方法中计算得到第二传输时延的流程图；

图6是本发明另一实施例提供的时延测量方法的流程图；

图7是本发明另一实施例提供的时延测量方法中计算得到第三传输时延的流程图；

图8是本发明一个具体示例所提供的时延测量方法的流程图；

图9是本发明另一具体示例所提供的时延测量方法的流程图；

图10是本发明另一具体示例所提供的时延测量方法的流程图；

图11是本发明另一具体示例所提供的时延测量方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本发明提供了一种时延测量方法及其装置、网络通信设备、计算机可读存储介质，在每一次获取并向UE转发来自DN的第一报文时，UPF均记录一次与第一报文对应的第一时刻，并且在每一次获取并向DN转发由UE根据第一报文而发送的第二报文时，UPF均记录一次与第二报文对应的第二时刻；由于在每一次记录的第一时刻和第二时刻之间的时间段内，第一报文从UPF传输到UE，第二报文从UE传输到UPF，即报文在UE与UPF之间进行了一次往返传输，所以，UPF根据第一时刻和第二时刻，可以计算得到UE与UPF之间的第一传输时延。由于在整个时延测量过程中，仅需要UPF进行相关的测量处理，并不需要其他网络功能实体参与处理，因此，能够在仅利用UPF的情况下，完成URLLC业务中的时延测量；此外，由于不需要其他网络功能实体参与时延测量的处理，因此不要求其他网络功能实体支持或开启用于URLLC业务的QoS监控。

下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。

如图1所示，图1是本发明一个实施例提供的用于执行时延测量方法的***架构的示意图。在图1的示例中，该***架构包括UPF110、UE120、NG-RAN130、会话管理功能(Session Management Function，SMF)140和DN150，其中，UPF110能够与UE120、NG-RAN130、SMF130和DN140进行数据交互，NG-RAN130还能够与UE120和SMF130进行数据交互。

其中，当网络侧发起URLLC业务的时延测量时，SMF130会向UPF110发送携带有测量参数指示信息的QoS监控请求信息，该测量参数指示信息用于指示所需要测量的参数，当UPF110接收到该QoS监控请求信息后，UPF110会根据该QoS监控请求信息向SMF130反馈请求成功响应信息，以向SMF130反馈能够支持QoS监控，接着，UPF110会建立QoS监控上下文，按照时间维度持续进行QoS监控。

本发明实施例描述的***架构以及应用场景是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定，本领域技术人员可知，随着***架构的演变和新应用场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

本领域技术人员可以理解的是，图1中示出的***架构的结构并不构成对本发明实施例的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

基于上述***架构的结构，提出本发明的时延测量方法的各个实施例。

如图2所示，图2是本发明一个实施例提供的时延测量方法的流程图，该时延测量方法应用于UPF，该时延测量方法包括但不限于有以下步骤：

步骤S100，每一次获取并向UE转发来自DN的第一报文，记录一次与第一报文对应的第一时刻；

步骤S200，每一次获取并向DN转发由UE根据第一报文而发送的第二报文，记录一次与第二报文对应的第二时刻；

步骤S300，根据第一时刻和第二时刻计算得到UE与UPF之间的第一传输时延。

在一实施例中，当UPF获取并向UE转发来自DN的第一报文，UPF可以记录与该第一报文对应的第一时刻，而当UPF获取并向DN转发由UE根据第一报文而发送的第二报文，UPF可以记录与该第二报文对应的第二时刻，而在UPF把第一报文转发至UE，并且UE根据该第一报文把第二报文发送至UPF的过程中，即在第一时刻至第二时刻的时间段内，报文在UE与UPF之间进行了一次往返传输，因此，根据第一时刻和第二时刻之间的差值，即可得到报文在UE与UPF之间的一次往返传输的往返传输时延，此时，可以认为该往返传输时延为在当前信道状态下的报文在UE与UPF之间的往返传输时延，因此，该往返传输时延的数值的一半，即可认为是在当前信道状态下的UE与UPF之间的上行传输时延或下行传输时延(即第一传输时延)。但是，在某些情况下，仅根据一次记录的第一时刻和第二时刻而计算得到的第一传输时延可能不能够准确表示UE与UPF之间的真实的上行传输时延或下行传输时延，因此，可以在每一次获取并向UE转发来自DN的第一报文时，均记录一次与第一报文对应的第一时刻，并且在每一次获取并向DN转发由UE根据第一报文而发送的第二报文，均记录一次与第二报文对应的第二时刻，接着，针对每一次记录的相互对应的第一时刻和第二时刻，均计算一次第一传输时延，然后取多个第一传输时延的平均值或者加权平均值，以作为在当前信道状态下的UE与UPF之间的上行传输时延或下行传输时延。

值得注意的是，除了可以通过上述方式确定在当前信道状态下的UE与UPF之间的上行传输时延或下行传输时延，还可以通过其他方式确定在当前信道状态下的UE与UPF之间的上行传输时延或下行传输时延，例如，取多个第一传输时延中的最大值作为在当前信道状态下的UE与UPF之间的上行传输时延或下行传输时延，或者取多个第一传输时延中的最小值作为在当前信道状态下的UE与UPF之间的上行传输时延或下行传输时延，本实施例对此并不作具体限定。

在一实施例中，第一报文和第二报文为相互对应的上下行报文，第一报文和第二报文的具体类型，可以有多种实施方式，本实施例对此并不作具体限定。例如，第一报文和第二报文可以为传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)连接过程中三次握手报文中的两个应答报文，即来自网络侧的TCP同步应答报文及来自终端侧的TCP同步应答报文；又如，第一报文可以为来自网络侧的测量请求报文等，而第二报文则可以为与测量请求报文对应的回复报文，如应答报文或者携带有测量参数的报文等。

在一实施例中，第一时刻可以为UPF在接收到第一报文时的接收时间，也可以为UPF在转发第一报文时的发送时间，可以根据实际应用情况而进行适当的选择，本实施例对此并不作具体限定。此外，第二时刻也可以为UPF在接收到第二报文时的接收时间，或者可以为UPF在转发第二报文时的发送时间，可以根据实际应用情况而进行适当的选择，本实施例对此并不作具体限定。

在一实施例中，通过采用包括有上述步骤S100、步骤S200和步骤S300的时延测量方法，使得UPF在每一次获取并向UE转发来自DN的第一报文时，均记录一次与第一报文对应的第一时刻，并且UPF在每一次获取并向DN转发由UE根据第一报文而发送的第二报文时，均记录一次与第二报文对应的第二时刻，而由于在每一次记录的第一时刻和第二时刻之间的时间段内，第一报文从UPF传输到UE，第二报文从UE传输到UPF，即报文在UE与UPF之间进行了一次往返传输，所以，UPF根据第一时刻和第二时刻，即可计算得到UE与UPF之间的第一传输时延。由于在整个时延测量过程中，仅需要UPF进行相关的测量处理，并不需要其他网络功能实体参与处理，因此，能够在仅利用UPF的情况下，完成URLLC业务中的时延测量；此外，由于不需要其他网络功能实体参与时延测量的处理，因此不要求其他网络功能实体支持或开启用于URLLC业务的QoS监控；另外，由于不需要其他网络功能实体参与时延测量的处理，因此也不需要像相关技术中对报文进行例如时间戳、时延测量结果等内容的封装，从而能够节省网络资源。

另外，在一实施例中，参照图3，步骤S300可以包括但不限于有以下步骤：

步骤S310，每记录一次第一时刻和第二时刻，根据当前记录的第一时刻和第二时刻计算一次UE与UPF之间的第一采样时延；

步骤S320，根据多个第一采样时延计算得到UE与UPF之间的第一传输时延。

在一实施例中，当UPF每记录一次第一时刻和第二时刻，均可以根据当前记录的第一时刻和第二时刻计算一次UE与UPF之间的第一采样时延，例如取第一时刻和第二时刻之间的差值的一半，可以得到当前记录的第一时刻和第二时刻所对应的第一采样时延，接着，根据多个第一采样时延，通过取这多个第一采样时延的平均值或者加权平均值，可以计算得到UE与UPF之间的第一传输时延。

值得注意的是，除了可以通过取多个第一采样时延的平均值或者加权平均值的方式计算得到UE与UPF之间的第一传输时延，还可以通过其他方式计算得到UE与UPF之间的第一传输时延，例如，取这多个第一采样时延中的最大值作为UE与UPF之间的第一传输时延，或者取这多个第一采样时延中的最小值作为UE与UPF之间的第一传输时延，本实施例对此并不作具体限定。

另外，在一实施例中，步骤S320可以包括但不限于有以下步骤：

采用以下公式计算得到UE与UPF之间的第一传输时延：

公式1：

其中，Delay₁为第一传输时延；D₁为当前计算得到的第一采样时延，D₂为前1次计算得到的第一采样时延，D₃为前第2次计算得到的第一采样时延，D_n为前第n-1次计算得到的第一采样时延；a₁、a₂、a₃、···、a_n均为取值小于1的权值，并且a₁、a₂、a₃、···、a_n依次减小；n为正整数。

在一实施例中，D₁为当前计算得到的第一采样时延，D₂为前1次计算得到的第一采样时延，D₃为前第2次计算得到的第一采样时延，D_n为前第n-1次计算得到的第一采样时延，而a₁、a₂、a₃、···、a_n均为取值小于1的权值，并且a₁、a₂、a₃、···、a_n依次减小，即，对于距离当前时间越久的第一采样时延，分配的权值会越小，这样，一方面能够有利于对时延变化快速做出反应，另一方面能够减轻时延抖动带来的影响。

针对采用上述公式1进行第一传输时延的计算，下面以一个具体示例进行说明：

在一示例中，UPF在执行UE到UPF的时延测量的过程中，按照预置测量要求的维度(例如每个QoS流或者每个UE)创建QoS监控上下文，存储4个最近的第一采样时延，并通过如下公式计算得到UE与UPF之间的第一传输时延：

其中，Delay₁为第一传输时延；D₁为当前计算得到的最新的第一采样时延，D₂为前1次计算得到的第一采样时延，D₃为前第2次计算得到的第一采样时延，D₄为前第3次计算得到的第一采样时延。对于不同时间计算得到的第一采样时延，距离当前时间越久，分配的权值越小，因此可以抵御一定程度的扰动，从而使得计算得到的第一传输时延能够更加接近真实的传输时延。

另外，在一实施例中，第一报文可以为DN根据由UPF转发的来自UE的第三报文而发送，在这种情况下，参照图4，该时延测量方法还可以包括但不限于有以下步骤：

步骤S400，每一次获取并向DN转发来自UE的第三报文，记录一次与第三报文对应的第三时刻；

步骤S500，根据第一时刻和第三时刻计算得到UPF与DN之间的第二传输时延。

在一实施例中，当UPF获取并向DN转发来自UE的第三报文，UPF可以记录与该第三报文对应的第三时刻，而在UPF记录了与第一报文对应的第一时刻的基础上，在UPF把第三报文转发至DN，并且DN根据该第三报文把第一报文发送至UPF的过程中，即在第三时刻至第一时刻的时间段内，报文在UPF与DN之间进行了一次往返传输，因此，根据第一时刻和第三时刻之间的差值，即可得到报文在UPF与DN之间的一次往返传输的往返传输时延，此时，可以认为该往返传输时延为在当前信道状态下的报文在UPF与DN之间的往返传输时延，因此，该往返传输时延的数值的一半，即可认为是在当前信道状态下的UPF与DN之间的上行传输时延或下行传输时延(即第二传输时延)。但是，在某些情况下，仅根据一次记录的第一时刻和第三时刻而计算得到的第二传输时延可能不能够准确表示UPF与DN之间的真实的上行传输时延或下行传输时延，因此，可以在每一次获取并向DN转发来自UE的第三报文时，均记录一次与第三报文对应的第三时刻，并且在每一次获取并向UE转发来自DN的第一报文时，均记录一次与第一报文对应的第一时刻，接着，针对每一次记录的相互对应的第一时刻和第三时刻，均计算一次第二传输时延，然后取多个第二传输时延的平均值或者加权平均值，以作为在当前信道状态下的UPF与DN之间的上行传输时延或下行传输时延。

值得注意的是，除了可以通过上述方式确定在当前信道状态下的UPF与DN之间的上行传输时延或下行传输时延，还可以通过其他方式确定在当前信道状态下的UPF与DN之间的上行传输时延或下行传输时延，例如，取多个第二传输时延中的最大值作为在当前信道状态下的UPF与DN之间的上行传输时延或下行传输时延，或者取多个第二传输时延中的最小值作为在当前信道状态下的UPF与DN之间的上行传输时延或下行传输时延，本实施例对此并不作具体限定。

在一实施例中，由于第二报文为UE根据第一报文而发送，而第一报文为DN根据第三报文而发送，因此，第三报文、第一报文和第二报文为依次对应的上下行报文，所以，第三报文、第一报文和第二报文可以为TCP连接过程中的三次握手报文，其中，第三报文可以为来自终端侧的TCP同步报文，第一报文可以为来自网络侧的TCP同步应答报文，第二报文可以为来自终端侧的TCP同步应答报文。值得注意的是，由于网络中90％以上的流量都是TCP流量，因此，选取TCP报文作为本实施例中的第一报文、第二报文和第三报文，能够保证有足够的数据来源，从而能够实现实时的时延测量；另外，采用TCP连接过程中的三次握手报文作为本实施例中的第一报文、第二报文和第三报文，不仅可以使第一报文、第二报文和第三报文这些上下行报文对应起来，还能够避免TCP协议中累积确认机制所带来的时延测量不准确的问题。

在一实施例中，第三时刻可以为UPF在接收到第三报文时的接收时间，也可以为UPF在转发第三报文时的发送时间，可以根据实际应用情况而进行适当的选择，本实施例对此并不作具体限定。

在一实施例中，通过采用上述步骤S100、步骤S200、步骤S300、步骤S400和步骤S500，能够计算得到UPF与DN之间的第二传输时延，相比于相关技术中的时延测量方法(例如TS23.501规范中所推荐的UE与UPF的时延测量方法)，本实施例的时延测量方法不仅能够实现UE与UPF之间的时延测量，还能够实现UPF与DN之间的时延测量，从而可以提供更完善的URLLC的路径信息。

另外，在一实施例中，参照图5，步骤S500可以包括但不限于有以下步骤：

步骤S510，每记录一次第一时刻和第三时刻，根据当前记录的第一时刻和第三时刻计算一次UPF与DN之间的第二采样时延；

步骤S520，根据多个第二采样时延计算得到UPF与DN之间的第二传输时延。

在一实施例中，当UPF每记录一次第一时刻和第三时刻，均可以根据当前记录的第一时刻和第三时刻计算一次UPF与DN之间的第二采样时延，例如取第一时刻和第三时刻之间的差值的一半，可以得到当前记录的第一时刻和第三时刻所对应的第二采样时延，接着，根据多个第二采样时延，通过取这多个第二采样时延的平均值或者加权平均值，可以计算得到UPF与DN之间的第二传输时延。

值得注意的是，除了可以通过取多个第二采样时延的平均值或者加权平均值的方式计算得到UPF与DN之间的第二传输时延，还可以通过其他方式计算得到UPF与DN之间的第二传输时延，例如，取这多个第二采样时延中的最大值作为UPF与DN之间的第二传输时延，或者取这多个第二采样时延中的最小值作为UPF与DN之间的第二传输时延，本实施例对此并不作具体限定。

另外，在一实施例中，步骤S520可以包括但不限于有以下步骤：

采用以下公式计算得到UPF与DN之间的第二传输时延：

公式2：

其中，Delay₂为第二传输时延；T₁为当前计算得到的第二采样时延，T₂为前1次计算得到的第二采样时延，T₃为前第2次计算得到的第二采样时延，T_n为前第n-1次计算得到的第二采样时延；b₁、b₂、b₃、···、b_n均为取值小于1的权值，并且b₁、b₂、b₃、···、b_n依次减小；n为正整数。

在一实施例中，T₁为当前计算得到的第二采样时延，T₂为前1次计算得到的第二采样时延，T₃为前第2次计算得到的第二采样时延，T_n为前第n-1次计算得到的第二采样时延，而b₁、b₂、b₃、···、b_n均为取值小于1的权值，并且b₁、b₂、b₃、···、b_n依次减小，即，对于距离当前时间越久的第二采样时延，分配的权值会越小，这样，一方面能够有利于对时延变化快速做出反应，另一方面能够减轻时延抖动带来的影响。

针对采用上述公式2进行第二传输时延的计算，下面以一个具体示例进行说明：

在一示例中，UPF在执行UPF到DN的时延测量的过程中，按照预置测量要求的维度(例如每个QoS流或者每个UE)创建QoS监控上下文，存储4个最近的第二采样时延，并通过如下公式计算得到UPF与DN之间的第二传输时延：

其中，Delay₂为第二传输时延；T₁为当前计算得到的最新的第二采样时延，T₂为前1次计算得到的第二采样时延，T₃为前第2次计算得到的第二采样时延，T₄为前第3次计算得到的第二采样时延。对于不同时间计算得到的第二采样时延，距离当前时间越久，分配的权值越小，因此可以抵御一定程度的扰动，从而使得计算得到的第二传输时延能够更加接近真实的传输时延。

另外，在一实施例中，参照图6，该时延测量方法还可以包括但不限于有以下步骤：

步骤S600，根据第一传输时延和第二传输时延计算得到UE与DN之间的第三传输时延。

在一实施例中，当UPF计算得到UE与UPF之间的第一传输时延和UPF与DN之间的第二传输时延后，根据第一传输时延和第二传输时延之和，即可得到报文在UE与DN之间的传输时延，此时，可以认为该传输时延为在当前信道状态下的报文在UE与DN之间的上行传输时延或下行传输时延(即第三传输时延)。但是，在某些情况下，仅根据一次计算得到的第一传输时延和第二传输时延而计算得到的第三传输时延可能不能够准确表示UE与DN之间的真实的上行传输时延或下行传输时延，因此，可以在每一次计算得到第一传输时延和第二传输时延后，均计算一次第三传输时延，然后取多个第三传输时延的平均值或者加权平均值，以作为在当前信道状态下的UE与DN之间的上行传输时延或下行传输时延。

值得注意的是，除了可以通过上述方式确定在当前信道状态下的UE与DN之间的上行传输时延或下行传输时延，还可以通过其他方式确定在当前信道状态下的UE与DN之间的上行传输时延或下行传输时延，例如，取多个第三传输时延中的最大值作为在当前信道状态下的UE与DN之间的上行传输时延或下行传输时延，或者取多个第三传输时延中的最小值作为在当前信道状态下的UE与DN之间的上行传输时延或下行传输时延，本实施例对此并不作具体限定。

在一实施例中，通过采用上述步骤S100、步骤S200、步骤S300、步骤S400、步骤S500和步骤S600，能够计算得到UE与DN之间的第三传输时延，相比于相关技术中的时延测量方法(例如TS23.501规范中所推荐的UE与UPF的时延测量方法)，本实施例的时延测量方法不仅能够实现UE与UPF之间的时延测量，还能够实现UPF与DN之间的时延测量，以及能够实现UE与DN之间的时延测量，从而可以提供全链路的时延信息以及更完善的URLLC的路径信息。

另外，在一实施例中，参照图7，步骤S600可以包括但不限于有以下步骤：

步骤S610，每计算一次第一传输时延和第二传输时延，根据当前计算的第一传输时延和第二传输时延计算一次UE与DN之间的第三采样时延；

步骤S620，根据多个第三采样时延计算得到UE与DN之间的第三传输时延。

在一实施例中，当UPF每计算一次第一传输时延和第二传输时延，均可以根据当前计算的第一传输时延和第二传输时延计算一次UE与DN之间的第三采样时延，例如取第一传输时延和第二传输时延之和，可以得到当前计算的第一传输时延和第二传输时延所对应的第三采样时延，接着，根据多个第三采样时延，通过取这多个第三采样时延的平均值或者加权平均值，可以计算得到UE与DN之间的第三传输时延。

值得注意的是，除了可以通过取多个第三采样时延的平均值或者加权平均值的方式计算得到UE与DN之间的第三传输时延，还可以通过其他方式计算得到UE与DN之间的第三传输时延，例如，取这多个第三采样时延中的最大值作为UE与DN之间的第三传输时延，或者取这多个第三采样时延中的最小值作为UE与DN之间的第三传输时延，本实施例对此并不作具体限定。

另外，在一实施例中，步骤S620可以包括但不限于有以下步骤：

采用以下公式计算得到UE与DN之间的第三传输时延：

公式3：

其中，Delay₃为第三传输时延；Q₁为当前计算得到的第三采样时延，Q₂为前1次计算得到的第三采样时延，Q₃为前第2次计算得到的第三采样时延，Q_n为前第n-1次计算得到的第三采样时延；c₁、c₂、c₃、···、c_n均为取值小于1的权值，并且c₁、c₂、c₃、···、c_n依次减小；n为正整数。

在一实施例中，Q₁为当前计算得到的第三采样时延，Q₂为前1次计算得到的第三采样时延，Q₃为前第2次计算得到的第三采样时延，Q_n为前第n-1次计算得到的第三采样时延，而c₁、c₂、c₃、···、c_n均为取值小于1的权值，并且c₁、c₂、c₃、···、c_n依次减小，即，对于距离当前时间越久的第三采样时延，分配的权值会越小，这样，一方面能够有利于对时延变化快速做出反应，另一方面能够减轻时延抖动带来的影响。

针对采用上述公式3进行第三传输时延的计算，下面以一个具体示例进行说明：

在一示例中，UPF在执行UE到DN的时延测量的过程中，按照预置测量要求的维度(例如每个QoS流或者每个UE)创建QoS监控上下文，存储4个最近的第三采样时延，并通过如下公式计算得到UE与DN之间的第三传输时延：

其中，Delay₃为第三传输时延；Q₁为当前计算得到的最新的第三采样时延，Q₂为前1次计算得到的第三采样时延，Q₃为前第2次计算得到的第三采样时延，Q₄为前第3次计算得到的第三采样时延。对于不同时间计算得到的第三采样时延，距离当前时间越久，分配的权值越小，因此可以抵御一定程度的扰动，从而使得计算得到的第三传输时延能够更加接近真实的传输时延。

为了更加清楚的说明上述各个实施例中时延测量方法的具体步骤流程，下面以具体的示例进行说明。

示例一：

如图8所示，图8是本发明一个示例所提供的时延测量方法的流程图，该流程具体为：

步骤S701，SMF通过N4口向UPF发送QoS监控请求信息；

步骤S702，UPF向SMF回复QoS监控请求成功响应信息，并建立QoS监控上下文；

步骤S703，UE向UPF发送上行TCP同步报文；

步骤S704，UPF记录接收到上行TCP同步报文的第一接收时间；

步骤S705，UPF向DN转发上行TCP同步报文；

步骤S706，DN向UPF回复下行TCP同步应答报文；

步骤S707，UPF记录接收到下行TCP同步应答报文的第二接收时间，并根据第一接收时间和第二接收时间计算得到UPF与DN之间的传输时延；

步骤S708，UPF向UE转发下行TCP同步应答报文；

步骤S709，UE向UPF回复上行TCP同步应答报文；

步骤S710，UPF记录接收到上行TCP同步应答报文的第三接收时间，根据第二接收时间和第三接收时间计算得到UE与UPF之间的传输时延，并根据UPF与DN之间的传输时延和UE与UPF之间的传输时延计算得到UE与DN之间的传输时延；

步骤S711，UPF通过N4口将满足上报条件的传输时延上报至SMF；

步骤S712，UPF向DN转发上行TCP同步应答报文。

示例二：

如图9所示，图9是本发明另一个示例所提供的NG-RAN不支持QoS监控的时延测量方法的流程图，该流程具体为：

步骤S720，SMF通过N4口向UPF发送QoS监控请求信息；

步骤S721，UPF向SMF回复QoS监控请求成功响应信息，并建立QoS监控上下文；

步骤S722，SMF通过N2口向NG-RAN发送QoS监控请求信息；

步骤S723，NG-RAN向SMF回复不支持QoS监控的响应信息；

步骤S724，UE向NG-RAN发送上行TCP同步报文；

步骤S725，NG-RAN向UPF转发上行TCP同步报文；

步骤S726，UPF记录接收到上行TCP同步报文的第一接收时间；

步骤S727，UPF向DN转发上行TCP同步报文；

步骤S728，DN向UPF回复下行TCP同步应答报文；

步骤S729，UPF记录接收到下行TCP同步应答报文的第二接收时间，并根据第一接收时间和第二接收时间计算得到UPF与DN之间的传输时延；

步骤S730，UPF向NG-RAN转发下行TCP同步应答报文；

步骤S731，NG-RAN向UE转发下行TCP同步应答报文；

步骤S732，UE向NG-RAN回复上行TCP同步应答报文；

步骤S733，NG-RAN向UPF转发上行TCP同步应答报文；

步骤S734，UPF记录接收到上行TCP同步应答报文的第三接收时间，根据第二接收时间和第三接收时间计算得到UE与UPF之间的传输时延，并根据UPF与DN之间的传输时延和UE与UPF之间的传输时延计算得到UE与DN之间的传输时延；

步骤S735，UPF通过N4口将满足上报条件的传输时延上报至SMF；

步骤S736，UPF向DN转发上行TCP同步应答报文。

示例三：

如图10所示，图10是本发明另一个示例所提供的NG-RAN支持QoS监控的时延测量方法的流程图，该流程具体为：

步骤S740，SMF通过N4口向UPF发送QoS监控请求信息；

步骤S741，UPF向SMF回复QoS监控请求成功响应信息，并建立QoS监控上下文；

步骤S742，SMF通过N2口向NG-RAN发送QoS监控请求信息；

步骤S743，NG-RAN向SMF回复支持QoS监控的响应信息，并初始化Uu口时延；

步骤S744，UE向NG-RAN发送上行TCP同步报文；

步骤S745，NG-RAN向UPF转发上行TCP同步报文；

步骤S746，UPF记录接收到上行TCP同步报文的第一接收时间；

步骤S747，UPF向DN转发上行TCP同步报文；

步骤S748，DN向UPF回复下行TCP同步应答报文；

步骤S749，UPF记录接收到下行TCP同步应答报文的第二接收时间，并根据第一接收时间和第二接收时间计算得到UPF与DN之间的传输时延；

步骤S750，UPF向NG-RAN转发下行TCP同步应答报文；

步骤S751，NG-RAN向UE转发下行TCP同步应答报文；

步骤S752，UE向NG-RAN回复上行TCP同步应答报文；

步骤S753，NG-RAN在上行TCP同步应答报文的GTP-U扩展头中***下行报文接收时间戳、上行报文发送时间戳、Uu口上行时延测量结果和Uu口下行时延测量结果；

步骤S754，NG-RAN向UPF转发上行TCP同步应答报文；

步骤S755，UPF忽略GTP-U扩展头的内容，记录接收到上行TCP同步应答报文的第三接收时间，根据第二接收时间和第三接收时间计算得到UE与UPF之间的传输时延，并根据UPF与DN之间的传输时延和UE与UPF之间的传输时延计算得到UE与DN之间的传输时延；

步骤S756，UPF通过N4口将满足上报条件的传输时延上报至SMF；

步骤S757，UPF向DN转发上行TCP同步应答报文。

示例四：

如图11所示，图11是本发明另一个示例所提供的UE不支持Uu口时延测量的时延测量方法的流程图，该流程具体为：

步骤S760，SMF通过N4口向UPF发送QoS监控请求信息；

步骤S761，UPF向SMF回复QoS监控请求成功响应信息，并建立QoS监控上下文；

步骤S762，SMF通过N2口向NG-RAN发送QoS监控请求信息；

步骤S763，NG-RAN向SMF回复支持QoS监控的响应信息，并初始化Uu口时延；

步骤S764，UE向NG-RAN发送上行TCP同步报文；

步骤S765，NG-RAN向UPF转发上行TCP同步报文；

步骤S766，UPF记录接收到上行TCP同步报文的第一接收时间；

步骤S767，UPF向DN转发上行TCP同步报文；

步骤S768，DN向UPF回复下行TCP同步应答报文；

步骤S769，UPF记录接收到下行TCP同步应答报文的第二接收时间，并根据第一接收时间和第二接收时间计算得到UPF与DN之间的传输时延；

步骤S770，UPF向NG-RAN转发下行TCP同步应答报文；

步骤S771，NG-RAN向UE转发下行TCP同步应答报文；

步骤S772，UE向NG-RAN回复上行TCP同步应答报文；

步骤S773，NG-RAN在UE不支持QoS监控的情况下仅在上行TCP同步应答报文的GTP-U扩展头中***下行报文接收时间戳和上行报文发送时间戳；

步骤S774，NG-RAN向UPF转发上行TCP同步应答报文；

步骤S775，UPF忽略GTP-U扩展头的内容，记录接收到上行TCP同步应答报文的第三接收时间，根据第二接收时间和第三接收时间计算得到UE与UPF之间的传输时延，并根据UPF与DN之间的传输时延和UE与UPF之间的传输时延计算得到UE与DN之间的传输时延；

步骤S776，UPF通过N4口将满足上报条件的传输时延上报至SMF；

步骤S777，UPF向DN转发上行TCP同步应答报文。

另外，本发明的一个实施例还提供了一种时延测量装置，该时延测量装置包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。

处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

需要说明的是，本实施例中的时延测量装置，可以设置于如图1所示实施例的***架构中的UPF110，本实施例中的时延测量装置和如图1所示实施例的***架构中的UPF110具有相同的发明构思，因此这些实施例具有相同的实现原理以及技术效果，此处不再详述。

实现上述实施例的时延测量方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中，当被处理器执行时，执行上述实施例中的时延测量方法，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤S100至S300、图3中的方法步骤S310至S320、图4中的方法步骤S400至S500、图5中的方法步骤S510至S520、图6中的方法步骤S600、图7中的方法步骤S610至S620。

另外，本发明的一个实施例还提供了一种网络通信设备，该网络通信设备包括如上所述实施例中的时延测量装置。

需要说明的是，本实施例中的网络通信设备，包括如上所述实施例中的时延测量装置，并且可以构成如图1所示实施例的***架构中的UPF110，本实施例中的网络通信设备和如图1所示实施例的***架构中的UPF110属于相同的发明构思，因此这些实施例具有相同的实现原理以及技术效果，此处不再详述。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

此外，本发明的一个实施例还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计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个处理器或控制器执行，例如，被上述装置实施例中的一个处理器执行，可使得上述处理器执行上述实施例中的时延测量方法，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤S100至S300、图3中的方法步骤S310至S320、图4中的方法步骤S400至S500、图5中的方法步骤S510至S520、图6中的方法步骤S600、图7中的方法步骤S610至S620。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、***可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。

Claims (12)

1.一种时延测量方法，应用于用户面功能UPF，所述方法包括：

每一次获取并向用户设备UE转发来自数据网DN的第一报文，记录一次与所述第一报文对应的第一时刻；

每一次获取并向所述DN转发由所述UE根据所述第一报文而发送的第二报文，记录一次与所述第二报文对应的第二时刻；

根据所述第一时刻和所述第二时刻计算得到所述UE与所述UPF之间的第一传输时延。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一时刻和所述第二时刻计算得到所述UE与所述UPF之间的第一传输时延，包括：

每记录一次所述第一时刻和所述第二时刻，根据当前记录的所述第一时刻和所述第二时刻计算一次所述UE与所述UPF之间的第一采样时延；

根据多个所述第一采样时延计算得到所述UE与所述UPF之间的第一传输时延。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据多个所述第一采样时延计算得到所述UE与所述UPF之间的第一传输时延，包括：

采用以下公式计算得到所述UE与所述UPF之间的第一传输时延：

其中，Delay₁为所述第一传输时延；D₁为当前计算得到的第一采样时延，D₂为前1次计算得到的第一采样时延，D₃为前第2次计算得到的第一采样时延，D_n为前第n-1次计算得到的第一采样时延；a₁、a₂、a₃、···、a_n均为取值小于1的权值，并且a₁、a₂、a₃、···、a_n依次减小；n为正整数。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述第一报文为所述DN根据由所述UPF转发的来自所述UE的第三报文而发送，所述方法还包括：

每一次获取并向所述DN转发来自所述UE的所述第三报文，记录一次与所述第三报文对应的第三时刻；

根据所述第一时刻和所述第三时刻计算得到所述UPF与所述DN之间的第二传输时延。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一时刻和所述第三时刻计算得到所述UPF与所述DN之间的第二传输时延，包括：

每记录一次所述第一时刻和所述第三时刻，根据当前记录的所述第一时刻和所述第三时刻计算一次所述UPF与所述DN之间的第二采样时延；

根据多个所述第二采样时延计算得到所述UPF与所述DN之间的第二传输时延。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据多个所述第二采样时延计算得到所述UPF与所述DN之间的第二传输时延，包括：

采用以下公式计算得到所述UPF与所述DN之间的第二传输时延：

其中，Delay₂为所述第二传输时延；T₁为当前计算得到的第二采样时延，T₂为前1次计算得到的第二采样时延，T₃为前第2次计算得到的第二采样时延，T_n为前第n-1次计算得到的第二采样时延；b₁、b₂、b₃、···、b_n均为取值小于1的权值，并且b₁、b₂、b₃、···、b_n依次减小；n为正整数。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述第一传输时延和所述第二传输时延计算得到所述UE与所述DN之间的第三传输时延。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一传输时延和所述第二传输时延计算得到所述UE与所述DN之间的第三传输时延，包括：

每计算一次所述第一传输时延和所述第二传输时延，根据当前计算的所述第一传输时延和所述第二传输时延计算一次所述UE与所述DN之间的第三采样时延；

根据多个所述第三采样时延计算得到所述UE与所述DN之间的第三传输时延。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据多个所述第三采样时延计算得到所述UE与所述DN之间的第三传输时延，包括：

采用以下公式计算得到所述UE与所述DN之间的第三传输时延：

其中，Delay₃为所述第三传输时延；Q₁为当前计算得到的第三采样时延，Q₂为前1次计算得到的第三采样时延，Q₃为前第2次计算得到的第三采样时延，Q_n为前第n-1次计算得到的第三采样时延；c₁、c₂、c₃、···、c_n均为取值小于1的权值，并且c₁、c₂、c₃、···、c_n依次减小；n为正整数。

10.一种时延测量装置，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至9中任意一项所述的时延测量方法。

11.一种网络通信设备，其特征在于，包括如权利要求10所述的时延测量装置。

12.一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行权利要求1至9中任意一项所述的时延测量方法。

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