与无线网络中的低延迟服务相关的方法、装置和计算机可读介质与流程

本公开的实施例涉及无线网络，并且具体地，涉及与无线网络中的拥塞相关的方法、装置和计算机可读介质。

背景技术：

1、当今，支持4g和更早期版本的典型无线网络主要针对移动宽带(mbb)和语音服务进行了优化。mbb业务可能对吞吐量要求很高，但总体上对延迟不敏感。例如，非实时流服务通过使用大缓冲区来处理长延迟，这有效地隐藏了网络中的延迟抖动，从而仍然产生良好的最终用户体验。在4g的后期版本中，但尤其是在5g中，其他类型的服务已成为焦点。这些新服务的示例是超可靠低延迟通信(urllc)服务(通常针对工业应用)和游戏服务。在3gpp标准化内，正在开发支持这些新urllc服务和用例的特性。

2、遥控驾驶是一种对延迟敏感的用例，但游戏可能是一种更常见的应用示例，包括多用户游戏、增强现实(ar)、虚拟现实(vr)、具有和没有渲染的游戏等。为了满足这些应用的最终用户质量体验，必须考虑端到端(e2e)延迟，即，除了通过无线电接入网络(ran)来提供低延迟之外，还需要考虑通过核心网络(cn)并且一直到应用服务器和/或客户端的延迟。借助应用的边缘云部署，可以减少来自cn以及网络与应用之间的延迟的影响。

3、针对延迟敏感的服务要考虑的另一个服务质量(qos)方面是可靠性，其衡量标准是在指定的时长内传送业务(即，满足延迟要求)的概率。可靠性与延迟要求紧密相关，因为在没有延迟要求的情况下，可以始终通过使用足够多的重传来传送业务。因此，当针对延迟敏感的业务调整网络时，可靠性是非常重要的标准。

4、当要针对给定服务确保特定qos级别时，要考虑的其他参数是资源的可用性。确保资源在服务需要它们时可用将确保及时的数据交换，并且减少给定承载通信过程的失败次数。

5、e2e拥塞控制和活动队列管理

6、e2e拥塞控制允许在业务路径中涉及的节点向源信令发送拥塞。信令可以是显式的或隐式的，例如通过丢弃分组。源检测拥塞信令，然后使它的速率适配最弱链路。活动队列管理(aqm)通常与e2e速率适配组合使用，以减少由突发源导致的长期传输的延迟抖动。e2e拥塞控制和aqm的一个示例是在下一节中描述的低延迟、低损耗、可伸缩吞吐量(l4s)。l4s将显式拥塞通知信令与活动队列管理算法一起使用，并且在本公开内使用以例示该解决方案。本领域技术人员将理解，本文描述的概念同样适用于其他拥塞通知机制。

7、低延迟、低损耗、可伸缩吞吐量(l4s)

8、在e2e数据流中管理延迟(特别是队列延迟)的一种方法是使用l4s(参见互联网草案：low latency,low loss,scalable throughput(l4s)internet service:architecture(低延迟、低损耗、可伸缩吞吐量(l4s)互联网服务：架构)，https://tools.ietf.org/id/draft-ietf-tsvwg-l4s-arch-06.html)。如果经历拥塞，则服务具有l4s能力的数据流的任何节点可以在该流的ip报头中设置显式拥塞通知(ecn)位。接收客户端收集拥塞/ecn统计信息，并且将其反馈给对应的服务器。基于所报告的拥塞信息，服务器应用适配其数据速率以保持低队列延迟和短e2e延迟。因此，拥塞指示在前向方向上被设置，由客户端收集以及在反馈协议中被发送到服务器。

9、当队列延迟非常低时，分组被标记为“拥塞”，这对很小的拥塞迹象做出迅速反应，从而允许终端主机实施可伸缩拥塞控制，其中传输速率(或拥塞窗口)的变化与标记拥塞后的分组的分数(fraction)成比例。另请参见图1，其示出了整体原理。

10、l4s使得实时关键数据应用能够使它们的速率适配最弱链路，从而将由于队列增长(build up)而导致的延迟影响降至最低。最新的l4s通常由传输节点输入队列中的阈值来触发，并且可以被用于信令发送拥塞情况。鉴于大多数传输节点具有相当稳定或缓慢变化的输出速率，因此它提供良好的结果。但是，对于无线电网络，无线链路上的输出速率变化可能比传统的有线解决方案更频繁，这可能导致突然的延迟峰值，即使在使用l4s时也是如此。

11、ran中的高层划分

12、在5g标准中，gnb可以被分成一个中央单元(cu)和一个或多个分布式单元(du)，它们通过f1接口被通信地彼此耦接，如图2中所示(摘自3gpp ts 38.401v16.6.0)。

13、f1接口意味着pdcp功能位于cu中，而rlc和低层功能(例如，mac和phy层)位于du中。

14、图3示出了ran与ue之间的用户面协议栈。在gnb cu-du分离架构中，ran-ue协议栈的责任在cu与du之间划分，其中高层(sdap和pdcp)终止于cu中，而剩余低层(rlc、mac、phy)终止于du中。这在图4中示出。ue不知道内部gnb cu-du划分，这意味着无论gnb内部架构如何，ran-ue过程都是相同的。

15、ran-ue协议层的分布式终止由f1接口实现，f1接口针对用户面提供了在cu与du之间传送nr pdcp pdu的方法。取决于cu与du放置之间的距离，传输延迟可以被加到gnb处理延迟。

16、在f1-u、xn-u、x2-u上使用的用户面协议

17、在3gpp ts 38.425v16.3.0中，描述了用于f1-u、xn-u和x2-u接口的up协议。在该规范中，示出了以下两种类型的pdu：下行链路数据传送状态(ddds)(pdu类型1)和辅助信息(pdu类型2)。

18、pdu类型1已被定义以使得托管低层(例如rlc)的节点能够向托管pdcp的节点传送关于dl业务流的信息。此外，该pdu类型可以被用于向托管pdcp的节点信令发送相关数据无线电承载的无线电链路中断或无线电链路恢复。

19、pdu类型2已被引入以允许托管低层(例如rlc)的节点传送信息，该信息可以帮助托管pdcp的节点更好地管理无线电承载的配置。作为一个示例，辅助信息可以具有不同的类型，如下面借助辅助信息类型字段的值范围所述的。可以看出，辅助信息提供了关于用于drb的无线电信道的信息。

20、辅助信息类型的值范围如下：{0＝未知，1＝平均cqi，2＝平均harq失败，3＝平均harq重传，4＝dl无线电质量指数，5＝ul无线电质量指数，6＝功率余量报告，7-228＝保留用于未来值扩展，229-255＝保留用于测试目的}。

21、本节的剩余部分是来自3gpp ts 38.425v16.3.0的副本。

22、++++++++来自3gpp ts 38.425v16.3.0的文本的开始++++++++++

23、5.5.2.2dl数据传送状态(pdu类型1)

24、该帧格式被定义为传输反馈，以允许接收节点(即，托管nrpdcp实体的节点)经由发送节点(即，对应的节点)控制下行链路用户数据流。

25、以下示出了相应的dl数据传送状态帧。表1示出了当所有可选ie(即，其存在由关联的标志来指示的ie)存在时如何构造帧的示例。

26、缺少这样的ie会改变所有后续ie在八位字节级别上的位置。

27、

28、

29、表1：dl数据传送状态(pdu类型1)格式

30、5.5.2.3辅助信息数据(pdu类型2)

31、该帧格式被定义为允许托管nr pdcp实体的节点接收辅助信息。

32、下表示出了相应的辅助信息数据帧。

33、

34、++++++++来自3gpp ts 38.425v16.3.0的文本的结束++++++++++

35、当前存在某些挑战。当在诸如nr之类的无线电接入网络中使用时，需要对高速率时间关键服务进行有效的速率适配，这对于获得良好的体验质量至关重要。现有的和更早期的ran技术不包括这种可能性。

36、gnb处理延迟的主要部分来自无线电接口和相关调度。但是，在gnb分离架构中，需要在节点之间分配功能和责任，并且定义必要的接口修改。此外，取决于cu与du放置之间的距离，可能必须考虑附加的cu-du传输延迟。由于在拥塞检测与拥塞标记功能之间共享数据的可能性，集成的gnb l4s解决方案(具有共址的cu-du功能或共址的托管pdcp和对应节点)实现了低复杂度设计。问题在于，当前没有解决使用高层分离架构的上行链路l4s的已定义的解决方案/设计。

37、l4s是基于ip级别的信息添加，并且已被证明是提供网络支持的速率适配的有效方法(参见爱立信白皮书“enabling time-critical applications over 5g with rateadaptation(通过速率适配在5g上实现时间关键应用)”，2021年5月)。在ul方向上，在ue处生成ip分组，并且理论上ue可以是负责在ul中被发送的ip分组中设置l4s信息的节点。但是，这样的方法将对l4s解决方案的可用性具有影响，例如这取决于ue支持l4s的能力。一种更好并且更可由运营商控制的方法将是使得l4s信息能够由网络设置，以使得l4s支持与ue类型和能力无关。

技术实现思路

1、因此，由本公开的实施例解决的一个问题是如何支持用于网络中的ul业务的l4s。这样的问题在分离ran架构中甚至更明显，在分离ran架构中，gnb-du通过无线电接口可以看到资源条件(并且因此看到拥塞)，而ul ip分组仅在gnb-cu-up处可见。

2、本公开的某些方面及其实施例能够提供这些或其他挑战的解决方案。本文公开的实施例的一个目标是实现对gnb(cu/du)分离架构中的速率适配应用的支持。提出了如何在gnb(cu/du)分离架构中分配上行链路拥塞控制所需的功能以及必要的接口更新的几种方法。拥塞检测算法和标记概率函数可以被一起部署在du或cu中。还存在具有du部署的拥塞检测以及cu部署的标记概率函数的选项。注意，本公开的实施例还适用于除了分离基站架构之外的场景，例如双连接或多连接配置(例如，其中在主节点与辅节点之间划分承载)。

3、本公开的实施例使得使用特定服务的ue和/或特定订阅能够执行来自ran的指示，以限制由于队列增长而导致的延迟的影响。特定服务的特征可以在于：对低延迟的需求和基于来自ran的通知而执行服务速率适配的能力。

4、本公开的第一方面提供了一种由第一网络节点执行的用于无线电网络中的上行链路拥塞控制的方法。所述第一网络节点处理用于无线设备与所述无线电网络之间的上行链路连接的协议栈的一个或多个第一层，并且被通信地耦接到第二网络节点，所述第二网络节点处理用于所述上行链路连接的所述协议栈的一个或多个第二层。所述一个或多个第二层低于所述一个或多个第一层。所述方法包括：获得在所述上行链路连接上的上行链路用户面流内的要用拥塞指示符来标记的分组的比例的指示，其中，所述比例基于由所述无线设备向所述第二网络节点发送的所述上行链路用户面流的分组所经历的延迟；用所述拥塞指示符来标记所述比例的分组；以及朝向所述无线电网络的核心网络发送所述上行链路用户面流的分组。

5、还提供了用于执行上面阐述的方法的装置。例如，另一个方面提供了一种用于无线电网络中的上行链路拥塞控制的第一网络节点。所述第一网络节点处理用于无线设备与所述无线电网络之间的上行链路连接的协议栈的一个或多个第一层，并且被通信地耦接到第二网络节点，所述第二网络节点处理用于所述上行链路连接的所述协议栈的一个或多个第二层。所述一个或多个第二层低于所述一个或多个第一层。所述第一网络节点包括处理电路，其被配置为使得所述第一网络节点：获得在所述上行链路连接上的上行链路用户面流内的要用拥塞指示符来标记的分组的比例的指示，其中，所述比例基于由所述无线设备向所述第二网络节点发送的所述上行链路用户面流的分组所经历的延迟；用所述拥塞指示符来标记所述比例的分组；以及朝向所述无线电网络的核心网络发送所述上行链路用户面流的分组。

6、在第二方面，本公开提供了一种由第二网络节点执行的用于无线电网络中的上行链路拥塞控制的方法。所述第二网络节点处理用于无线设备与所述无线电网络之间的上行链路连接的协议栈的一个或多个第二层，并且被通信地耦接到第一网络节点，所述第一网络节点处理用于所述上行链路连接的所述协议栈的一个或多个第一层。所述一个或多个第二层低于所述一个或多个第一层。所述方法包括：向所述第一网络节点发送用于所述上行链路连接上的上行链路用户面流的分组，以用于朝向所述无线电网络的核心网络节点继续传输；以及向所述第一网络节点发送以下中的一项或多项：在所述上行链路连接上的所述上行链路用户面流内的要用拥塞指示符来标记的分组的比例的指示，其中，所述比例基于由所述无线设备向所述第二网络节点发送的所述上行链路用户面流的分组所经历的延迟；以及由所述无线设备向所述第二网络节点发送的所述上行链路用户面流的分组所经历的延迟的指示。

7、还提供了用于执行上面阐述的方法的装置。例如，另一个方面提供了一种用于无线电网络中的上行链路拥塞控制的第二网络节点。所述第二网络节点处理用于无线设备与所述无线电网络之间的上行链路连接的协议栈的一个或多个第二层，并且被通信地耦接到第一网络节点，所述第一网络节点处理用于所述上行链路连接的所述协议栈的一个或多个第一层。所述一个或多个第二层低于所述一个或多个第一层。所述第二网络节点包括处理电路，其被配置为使得所述第二网络节点：向所述第一网络节点发送用于所述上行链路连接上的上行链路用户面流的分组，以用于朝向所述无线电网络的核心网络节点继续传输；以及向所述第一网络节点发送以下中的一项或多项：在所述上行链路连接上的所述上行链路用户面流内的要用拥塞指示符来标记的分组的比例的指示，其中，所述比例基于由所述无线设备向所述第二网络节点发送的所述上行链路用户面流的分组所经历的延迟；以及由所述无线设备向所述第二网络节点发送的所述上行链路用户面流的分组所经历的延迟的指示。

8、特定实施例能够提供以下一个或多个技术优点。本文公开的实施例的一个优点是确保了一种在nr中定义的高层分离架构中针对网络支持的速率适配(例如l4s)部署上行链路拥塞检测的有效方式。这将针对要求短延迟的高速率、速率适配服务而实现良好的qoe。