具体实施方式

PCF(策略控制功能网元)是5GC中最高级别的规则分配网元。策略控制功能网元负责对用户分配pcc-rule(策略计费控制规则)，策略计费控制规则中带有qos(服务质量参数)。服务质量参数由ARP、QCI、xBR、RQA、Notification Control和Maximum Packet LossRate组成，目前主要适用ARP、QCI、xBR这三个参数，另外三个参数不做考虑控制。

参照图1，一些相关技术中，要想建立专有flow(流，具体可以是数据流)，SMF(会话管理功能网元)需要从策略控制功能网元中获得pcc-rule(策略计费控制规则)，将策略计费控制规则打包后下发给NF(网络功能)集合，其中NF集合包括UPF(用户平面功能网元)和AMF(接入和移动性管理功能网元)等，由NF集合来建立pdu-session，使UE(用户设备)和用户平面功能网元之间建立流。

本实施例中，用户设备可以是具有卫星通信功能的手机、平板电脑等移动设备，也可以是固定在建筑物或者接收站处的卫星信号收发设备。卫星基站可以是在高、中、低不同轨道上运行的通信卫星。策略控制功能网元、会话管理功能网元、接入和移动性管理功能网元和用户平面功能网元等网元，可以是5G核心网或者更先进的核心网的组成网元，这些网元可以是独立的硬件设备，也可以是运行在计算机中的程序或者进程。

参照图1，一些相关技术中，用户设备与卫星基站建立流(Flow)和PDU会话的过程包括：

1.当会话管理功能网元SMF收到用户信息请求建立pdu-session时，会话管理功能网元SMF会把用户信息(包括supi、dnn、tarType等)打包成一个数据结构SmPolicyContextData，在协议基础上，会话管理功能网元SMF会把接入和移动性管理功能网元AMF带上来的基站唯一标识符cell-id也写入SmPolicyContextData中。

2.当会话管理功能网元SMF打包完成SmPolicyContextData后，会通过http2的post方法发送给策略控制功能网元PCF，这个动作称为Npcf_SMPolicyControl_CreateReq(全称为npolicy charging function session manage policy control createrequest，即npcf-会话策略控制生成请求)，当策略控制功能网元PCF成功收到smf发过来的SmPolicyContextData时，策略控制功能网元PCF会根据在策略控制功能网元PCF上配置的用户订阅进行PCF内部pcc-rule匹配。参照图2，相关技术中，要求一个用户设备订阅多条服务策略。参照图3，服务策略、会话管理策略描述SmPolicyDecision、策略计费控制规则Pcc-Rule与服务质量参数qos之间可以是嵌套关系，即一条服务策略包含会话管理策略描述，会话管理策略描述包含策略计费控制规则，策略计费控制规则包含服务质量参数。由于每个服务质量参数分别针对不同轨道的通信卫星，因此每条服务策略分别针对不同轨道的通信卫星。当匹配成功后，策略控制功能网元PCF会将已配置好的pcc-rule打包在SmPolicyDecision中。

3.当策略控制功能网元PCF把SmPolicyDecision打包好了之后，策略控制功能网元PCF会随着会话管理功能网元SMF发送的http2post触发的resp将SmPolicyDecision回复给会话管理功能网元SMF，这个动作称为Npcf_SMPolicyControl_CreateResp(全称为npolicy charging function session manage policy control create respect，即npcf-会话策略控制生成回复)。

4.当smf收到SmPolicyDecision后，他会和接入和移动性管理功能网元AMF、用户平面功能网元UPF等交互，使用户终端UE和用户平面功能网元UPF建立flow，生成一条pdu-session。

本实施例中，服务质量参数分配方法可以由策略控制功能网元PCF来执行。为方便理解，在没有特别注明的情况下，其中的用户设备是指策略控制功能网元PCF所服务的众多用户设备当中的一台特定的用户设备，即上下文的“用户设备”可以是指同一台设备。

参照图4，服务质量参数分配方法包括以下步骤：

S1.确定第一服务质量参数；第一服务质量参数为用户设备当前所连接的卫星基站适配的服务质量参数；

S2.将第一服务质量参数添加到第一策略中；第一策略为用户设备所订阅的服务策略；

S3.将第一策略发送至会话管理功能网元；第一策略用于供会话管理功能网元建立或维持与用户设备之间的流。

步骤S1中，策略控制功能网元PCF可以跟踪用户设备所连接的卫星基站的变化，当检测到用户设备切换了卫星基站，策略控制功能网元PCF即查询用户设备切换后的卫星基站适配的服务质量参数。用户设备切换后的卫星基站适配的服务质量参数就是步骤S1中的第一服务质量参数。

步骤S2中，策略控制功能网元PCF查找出用户设备所订阅的服务策略。由于本实施例中的服务质量参数分配方法能够实现仅订阅一条服务策略即适配不同轨道的卫星基站的效果，因此策略控制功能网元PCF允许用户设备仅订阅一条服务策略。在用户设备在策略控制功能网元PCF处仅订阅一条服务策略的情况下，这条服务策略便是步骤S2中的第一策略。在用户设备在策略控制功能网元PCF处订阅多条服务策略的情况下，步骤S2中的第一策略可以是指其中一条特定的服务策略，此时可以忽略其他的服务策略，仅使用第一策略。

本实施例中，第一策略也可以具有图3所示的嵌套结构，即第一策略内部可以包含会话管理策略描述SmPolicyDecision，会话管理策略描述SmPolicyDecision内部可以包含策略计费控制规则pcc-rule，策略计费控制规则pcc-rule内部可以包含服务质量参数qos。步骤S2中，将第一服务质量参数添加到第一策略中，可以是指将第一服务质量参数按照图3所示的嵌套关系，先将将第一服务质量参数加载到策略计费控制规则pcc-rule，然后将策略计费控制规则pcc-rule打包为第一策略中的会话管理策略描述SmPolicyDecision，从而打包得到第一策略。

步骤S3中，策略控制功能网元PCF将第一策略发送至会话管理功能网元SMF。具体地，步骤S3中，策略控制功能网元PCF触发Npcf_SMPolicyControl_UpdateNotify动作，重新生成pcc-rule并打包成SmPolicyDecision，再打包成第一策略，通过http2 post方法将第一策略发送给会话管理功能网元SMF。

Npcf_SMPolicyControl_UpdateNotify动作的流程如图5所示，此动作为策略控制功能网元PCF主动为用户更新pcc-rule，当策略控制功能网元PCF上的用户策略配置信息发生修改时，策略控制功能网元PCF可以选择主动为服务更新策略服务。策略控制功能网元PCF会重新生成pcc-rule并打包成SmPolicyDecision，再打包成第一策略，通过http2 post方法将第一策略发送给会话管理功能网元SMF，这个动作被称为Npcf_SMPolicyControl_UpdateNotifyReq(全称为n policy charging function session manage policycontrol update notify request，即npcf-会话策略控制更新通知请求)。

当会话管理功能网元SMF收到第一策略后，从第一策略解析出SmPolicyDecision、pcc-rule和服务质量参数。在解析成功后，会话管理功能网元SMF随着Npcf_SMPolicyControl_UpdateNotifyReq的http2 resp回复给策略控制功能网元PCF 200OK，这个动作被称为Npcf_SMPolicyControl_UpdateNotifyResp(全称为n policy chargingfunction session manage policy control update notify respect，即npcf-会话策略控制更新通知回复)。

会话管理功能网元SMF在从第一策略解析出服务质量参数后，与会话管理功能网元SMF使用解析出的服务质量参数，与接入和移动性管理功能网元AMF、用户平面功能网元UPF等交互，使用户终端UE和用户平面功能网元UPF建立流flow，生成一条pdu-session。由于建立和维持流所使用的第一策略以及服务质量参数是与用户设备当前所连接的卫星基站适配的，因此能够获得符合标准的或更高的通信质量。在执行步骤S1-S3过程中，只用到第一策略这一条服务策略，因此用户设备仅需在策略控制功能网元PCF处订阅一条服务策略，无需订阅多条服务策略，即可满足切换不同轨道的卫星基站所产生的服务质量参数分配需求。由于无需订阅多条服务策略，针对每个用户设备的服务策略的增删改查等工作量较小，在同样的性能条件下，能够服务更多的用户设备。

本实施例中，步骤S2，也就是确定第一服务质量参数这一步骤，具体包括以下步骤：

S101.从操作维护管理网元获取卫星基站链路数据；

S102.根据卫星基站链路数据进行通信仿真；

S103.在通信仿真中确定不同的卫星基站链路数据分别对应的服务质量参数最佳值；

S104.以卫星基站链路数据对应的卫星基站以及服务质量参数最佳值，建立适配表；

S105.通过会话管理功能网元接受用户设备的注册；

S106.确定用户设备注册的卫星基站；

S107.根据用户设备注册的卫星基站，在适配表中查询相适配的服务质量参数作为第一服务质量参数。

步骤S101-S107的过程如图6所示。其中，步骤S101-S104是建立适配表的过程。步骤S105-S107是根据适配表查询第一服务质量参数的过程。

步骤S101中，每个卫星基站统计过去一周的链路数据，然后利用prophet进行建模，利用prophet模型预测当天的packet delay budget以及packet error loss rate，对数据进行下采样，每10分钟输出一组值，从而得到该卫星基站的卫星基站链路数据。本实施例中，一条卫星基站链路数据的格式如表1所示。

表1

步骤S101中，操作维护管理网元OAM接收不同的卫星基站定期或不定期上报的卫星基站链路数据。操作维护管理网元OAM将这些卫星基站链路数据存储在本地的数据库中，得到卫星基站链路数据表。本实施例中，卫星基站链路数据表的类型为json，卫星基站链路数据表的结构及内容如下：

{cell-Id：{}，cell-Id：{}，......,cell-Id：{}}

Cell-id：基站唯一标识符

策略控制功能网元PCF从操作维护管理网元所存储的卫星基站链路数据表中读取出卫星基站链路数据。步骤S102和S103中，策略控制功能网元PCF在本地进行通信仿真，即基于当前卫星基站的位置以及工作状态等参数模拟出通信环境，仿真在这样的通信环境下，不同的卫星基站链路数据分别对应的服务质量参数最佳值。步骤S104中，策略控制功能网元PCF以卫星基站链路数据对应的卫星基站以及服务质量参数最佳值，建立适配表，即适配表记录不同的卫星基站与服务质量参数之间的适配关系。例如如果用唯一的ID来区分不同的卫星基站，那么适配表的主要内容是卫星基站ID与服务质量参数之间的映射关系，根据一个卫星基站ID查询到的服务质量参数，便是与该卫星基站适配的服务质量参数。

本实施例中，适配表的类型为json，适配表的结构及内容如下：

{cell-Id:{5qi:9,arp:8,GbrDl:1024000,GbrUl:1024000,MbrDl:1024000,MbrUl:1024000}，…,cell-Id:{5qi:3,arp:3,GbrDl:2048000,GbrUl:2048000,MbrDl:2048000,MbrUl:2048000}}

Cell-id：基站唯一标识符

本实施例中，服务质量参数可以包括多种具体参数，策略控制功能网元PCF所用到的具体参数可以包括以下几种：

5qi：5g-QoS-Class-Identifier，QoS类标识符；

Arp：Allocation and Retention Priority，分配保留优先级；

GbrDl：Guaranteed-Bitrate-DL最低下行比特速率；

GbrUl：Guaranteed-Bitrate-UL最低上行比特速率；

MbrDl：Max-Requested-Bandwidth-DL请求最大带宽下行速率；

MbrUl：Max-Requested-Bandwidth-UL请求最大带宽上行速率。

在获得适配表后，策略控制功能网元PCF可以执行步骤S105-S107。

步骤S105中，当用户设备初始连接或切换连接到一个卫星基站，用户设备在会话管理功能网元SMF进行注册。当用户设备在会话管理功能网元SMF注册后，策略控制功能网元PCF可以确定用户设备所连接的是哪个卫星基站。步骤S107中，策略控制功能网元PCF根据用户设备注册的卫星基站，在适配表中查询相适配的服务质量参数，以查询到的服务质量参数作为第一服务质量参数，供执行步骤S2时调用。

本实施例中，策略控制功能网元PCF在执行步骤S1和S2的基础上，还可以执行以下步骤：

S4.根据用户设备当前所连接的卫星基站以及适配表，确定第一服务质量参数的允许偏移量；

S5.将允许偏移量添加到第一策略中。

步骤S4具体包括以下步骤：

S401.根据用户设备当前所连接的卫星基站所在位置，确定空间范围；

S402.将位于空间范围内的多个卫星基站确定为目标卫星基站；

S403.根据适配表，确定各目标卫星基站对应的服务质量参数；

S404.根据第一服务质量参数与各目标卫星基站对应的服务质量参数，确定允许偏移量。

步骤S401中，策略控制功能网元PCF根据用户设备当前所连接的卫星基站所在位置，确定空间范围。用户设备当前所连接的卫星基站，可以是指用户设备切换后所连接的卫星基站。步骤S401中的空间范围可以是指外太空的一个空间范围，也可以是指各卫星基站之间连接所成的网络拓扑中的一个空间范围。当步骤S401中的空间范围是外太空的一个空间范围，用户设备当前所连接的卫星基站所在位置可以通过坐标来表示，该空间范围将用户设备当前所连接的卫星基站所在位置包括在内，并外延出一定的距离形成。当步骤S401中的空间范围是各卫星基站之间连接所成的网络拓扑中的一个空间范围，用户设备当前所连接的卫星基站所在位置可以通过节点编号来表示，该空间范围将用户设备当前所连接的卫星基站所在位置包括在内，并外延出一定的节点数形成。位于空间范围内的多个卫星基站都成为步骤S402中的目标卫星基站。

步骤S403中，根据适配表，查询得到各目标卫星基站对应的服务质量参数。

步骤S404中，如果一个服务质量参数是单一的指标，例如一个服务质量参数仅指时延这一参数，那么查询得到的多个服务质量参数中的最大值和最小值可以确定一个数值区间，第一服务质量参数也位于这个区间内，那么可以将这个数值区间确定为允许偏移量。如果一个服务质量参数是由多个指标组成，例如一个服务质量参数包括吞吐量、时延、时延变化和丢失率等4个参数，那么可以将一个服务质量参数视为有吞吐量、时延、时延变化和丢失率这4个维度的向量，那么查询得到的多个服务质量参数将位于同一个最小的多维空间，那么可以将这个多维区间确定为允许偏移量。

通过步骤S401-S404确定的允许偏移量，可以在步骤S5中被添加到第一策略中。步骤S5与步骤S2的原理相同，也就是将第一服务质量参数的允许偏移量视为与第一服务质量参数同类型的数据，参照图3所示的结构，将第一服务质量参数的允许偏移量视为与第一服务质量参数一起依次打包为策略计费控制规则pcc-rule、会话管理策略描述SmPolicyDecision和第一策略。打包好的第一策略可以按照步骤S3发送至会话管理功能网元SMF。

会话管理功能网元SMF可以从第一策略中解析出第一服务质量参数的允许偏移量，并且在使用第一服务质量参数的时候，在允许偏移量确定的范围内对第一服务质量参数进行调整。由于第一服务质量参数的意义是用户设备当前所连接的卫星基站适配的服务质量参数，而由步骤S401-S404的原理可知，允许偏移量表示了用户设备当前所连接的卫星基站在太空中或者网络拓扑中周边的卫星基站适配的服务质量参数，因此会话管理功能网元SMF在允许偏移量确定的范围内对第一服务质量参数进行调整，可以弥补因测量精度低或者实时性低造成的误差。

可以通过编写执行本实施例中的服务质量参数分配方法的计算机程序，将该计算机程序写入至计算机装置或者存储介质中，当计算机程序被读取出来运行时，执行本实施例中的服务质量参数分配方法，从而实现与实施例中的服务质量参数分配方法相同的技术效果。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本实施例所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实施例说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本实施例所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本实施例所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本实施例描述的过程的操作，除非本实施例另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本实施例描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本实施例所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本实施例所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。