CN108702692B - 移动网络中的功能选择 - Google Patents
移动网络中的功能选择 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108702692B CN108702692B CN201680082241.2A CN201680082241A CN108702692B CN 108702692 B CN108702692 B CN 108702692B CN 201680082241 A CN201680082241 A CN 201680082241A CN 108702692 B CN108702692 B CN 108702692B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- terminal device
- slice
- functions
- combination
- network
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000006870 function Effects 0.000 claims abstract description 203
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 58
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 9
- 238000013475 authorization Methods 0.000 claims description 7
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 6
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 20
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 12
- 101150114331 MME1 gene Proteins 0.000 description 9
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 4
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 3
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 3
- 101150096310 SIB1 gene Proteins 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 2
- 101000658124 Apomastus schlingeri Mu-cyrtautoxin-As1a Proteins 0.000 description 1
- 102100024170 Cyclin-C Human genes 0.000 description 1
- 101000980770 Homo sapiens Cyclin-C Proteins 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- GVVPGTZRZFNKDS-JXMROGBWSA-N geranyl diphosphate Chemical compound CC(C)=CCC\C(C)=C\CO[P@](O)(=O)OP(O)(O)=O GVVPGTZRZFNKDS-JXMROGBWSA-N 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
- H04W48/17—Selecting a data network PoA [Point of Attachment]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
- H04W48/08—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery
- H04W48/12—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery using downlink control channel
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
- H04W48/08—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery
- H04W48/10—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery using broadcasted information
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W74/00—Wireless channel access
- H04W74/002—Transmission of channel access control information
- H04W74/006—Transmission of channel access control information in the downlink, i.e. towards the terminal
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W76/00—Connection management
- H04W76/10—Connection setup
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
提供了一种电信网络(1),包括:功能集合,包括至少一个接入功能和至少一个网络功能;其中,所述电信网络用于基于至少一个接入功能和至少一个网络功能提供功能组合,并且每个功能组合由标识符唯一地标识;其中,所述电信网络进一步用于基于至少一个接入功能和至少一个网络功能向终端设备提供至少一个功能组合;其中,所述电信网络进一步用于将所述至少一个功能组合的信息提供给所述终端设备(2);其中,所述至少一个功能组合的信息包括所述至少一个功能组合的每个功能组合的标识符;其中,所述电信网络进一步用于从所述终端设备(2)接收使用至少一个功能组合的请求;其中,所述电信网络(1)进一步用于响应来自所述终端设备(2)的所述请求。
Description
技术领域
本发明涉及电信网络技术领域。具体地,本发明涉及电信网络、终端设备以及向终端设备提供网络服务的方法。
背景技术
根据业界共识,第五代移动技术(5G)将在2020年前实现标准化和部署。与4G移动通信系统相比,5G可以支持在性能属性方面具有很高多样性的用例,例如,用于关键任务服务的超可靠通信、电子卫生保健、公共安全、实时车辆控制、触觉互联网、无人机连接等。
根据3GPP(参见3GPP TR22.891中第一阶段第14版中的“新服务和市场技术实现手段的可行性研究”(3GPP TR22.891,“Feasibility Study on New Services and MarketsTechnology Enablers;Stage 1,Release 14”)),网络切片由支持特定用例通信服务需求的逻辑网络功能集合组成。网络切片主要针对核心网的分区,但并不排除RAN可能需要特定的功能性来支持多个切片或者甚至支持不同网络切片的资源分区。
NGMN(下一代移动网络,参见2015年2月17日NGMN联盟的“5G白皮书”(5G WhitePaper))与3GPP定义的网络切片一致。NGMN定义了5G网络切片以具体方式对特定连接类型的通信服务的控制平面(C-plane)和用户平面(U-plane)进行处理来支持该服务(用户平面是本文中数据平面的同义词)。
在目前的移动网络中,例如,在4G LTE系统中,如3GPP TS 23.401 V13.2.0的“用于演进通用陆地无线接入网(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network,E-UTRAN)接入的通用分组无线业务(General Packet Radio Service,GPRS)增强”中所述的,核心网具有静态架构。网络C-平面和U-平面的功能由诸如移动性管理实体(MobilityManagement Entity,MME)、服务网关(Serving Gateway,SGW)、PDN网关(PDN Gateway,PGW)等固定网络元件提供。这些网络元件服务所有通过演进分组核心(Evolved Packet Core,EPC)的业务,而无论服务类型如何。
专用核心网概念在3GPP TR 23.707的第13版中的“专用核心网架构增强”(3GPP TR 23.707,rel.13,“Architecture enhancements for dedicated corenetworks”)被提出,其中,定义除了一个公共核心网之外一个或多个专用核心网可以共存于公共陆地移动网络(Public Land Mobile Network,PLMN)内,每个核心网专用于特定类型的用户。基于订阅信息和运营商配置选择服务于终端设备的特定专用核心网。这种设计仍然是提供网络功能的静态方式。
上述3GPP活动解决了在同一个PLMN(即同一个运营商)内启用专用核心网。在3GPPTS 23.251的V13.1.0中的“网络共享;架构和功能描述”(3GPP TS 23.251,V13.1.0,“Network sharing;Architecture and functional description”)(3GPP TS 23.251)中描述的3GPP活动解决了如何使属于不同运营商的不同核心网连接到共享无线接入网。定义了两种方法。第一种方法是多运营商核心网(Multi-Operator Core Network,MOCN)方法,该方法定义了多个CN节点连接到单个无线网络控制器(Radio Network Controller,RNC)。第二种方法被称为网关核心网(Gateway Core Network,GWCN)方法,该方法与MOCN相反,MME也在不同运营商之间共享。
Y.Shoji、M.Ito、K.Nakauchi、L.Zhong、Y.Kitatsuji和H.Yokota在2014年1月的IEEE CCNC学报第182-187页中的“为自己的网络提供-一种用以减轻信令流量对网络资源利用的影响的网络管理技术”(Y.Shoji,M.Ito,K.Nakauchi,L.Zhong,Y.Kitatsuji andH.Yokota,“Bring your own network-A network management technique to mitigatethe impact of signaling traffic on network resource utilization”,in proc.ofIEEE CCNC,pp.182-187,Jan 2014)中也涉及专用网络。该著作定义了任何类型的服务部可以在公共层开始,然后一些用于特定服务的通信流可以在必要时切换到服务特定层。因此,层选择是基于从公共层切换到服务特定层的机制。调度到不同CN的移动流量在基站(basestation,BS)处完成。BS被虚拟化为几个实例,例如,一个BS实例用于为公共层的流量服务,而多个服务特定BS的实例用于为专用层的流量服务。它们使用支持虚拟化的基站交换机来实现层间切换。
T.Taleb、A.Ksentini和A.Kobbane在2014年9月的IEEE Access期刊第2卷第1128-1137页中的“用于机器类型通信的轻量级移动核心网”(T.Taleb,A.Ksentini andA.Kobbane,“Lightweight mobile core net-works for machine typecommunications,”IEEE Access,vol.2pp.1128-1137,Sep 2014)中提出使用专用核心网来处理机器类型通信(Machine Type Communication,MTC)服务。BS通过新的MTC服务类型检测功能(MTC Service Type Detection Function,MTC-STDF)检测服务类型。
3GPP TS 36.304 V12.6.0的“空闲模式下的设备(UE)程序(第12版)”(3GPP TS36.304 V12.6.0,“Equipment(UE)procedures in idle mode(Release 12)”)描述了基于软件定义网络(software defined networking,SDN)的云基础设施中的网络功能分配。该文件进一步描述了在蜂窝网络内的小区重选过程。
发明内容
在所描述的背景技术中,可能需要提及使5G系统中的端到端(E2E)切片选择和附接能够根据所请求服务和/或附接终端设备的操作、性能和功能需求(例如,灵活性和可扩展性)来执行这一问题。
已经认识到,为了支持具有不同需求范围的服务,根据标准化论坛达成的最近协议,网络切片概念有望成为5G网络的关键组成部分之一。其实现了服务定制的网络功能配置方案,该方案特别针对垂直行业整合。
通常,网络分片由组合用于特定用例的5G网络功能集合和特定无线电接入技术(Radio Access Technology,RAT)设置组成。切片定义集中在切片端到端(E2E)特征上,这意味着切片配置是从接入网(access network,AN)到核心网(core network,CN)。在本发明中,网络切片的最一般的定义被认为是:切片是用以满足不同需求范围的互连式逻辑接入网和核心网的功能集合。
基于当前静态网络(例如,4G LTE)的系统架构,可能无法启用服务定制网络功能配置。已经认识到,在目前的静态网络中,网络资源不能在同一个PLMN内的不同核心网之间共享。在中使用非接入层(Non-Access Stratum,NAS)消息重定向机制将NAS消息从某个终端设备调度到合适的核心网。例如,来自终端设备的NAS消息从演进型Node B(eNB)被定向到MME网络实体。如果这样的网络实体不专门服务于这个终端设备的用户类型,则NAS消息将被重定向到专用网络实体。尽管这种重定向机制可以将不同用户的NAS消息调度到不同的核心网,但是会延长C-平面的信令时延,同时也增加了C-平面的开销。而且,通过的资源分离仅在核心网(CN)内被启用,这意味着所有用户在无线接入网(RadioAccess Network,RAN)中共享相同的资源。这样的问题是,例如,不能将要求高性能属性(例如,超低时延或超高可靠性)的终端设备与具有低性能属性的终端设备(例如,低成本传感器)区分开来。
根据本发明一个方面,提供了一种电信网络,包括:功能集合,包括至少一个接入功能和至少一个网络功能;其中,所述电信网络用于基于至少一个接入功能和至少一个网络功能提供功能组合,并且每个功能组合由标识符唯一地标识;其中,所述电信网络进一步用于基于至少一个接入功能和至少一个网络功能向终端设备提供至少一个功能组合;其中,所述电信网络进一步用于将所述至少一个功能组合的信息提供给所述终端设备;其中,所述至少一个功能组合的信息包括所述至少一个功能组合的每个功能组合的标识符;其中,所述电信网络进一步用于从所述终端设备接收使用至少一个功能组合的请求;其中,所述电信网络进一步用于响应来自所述终端设备的所述请求。
所述功能组合可以被描述为切片。参考由5G系统支持的E2E切片的先前定义,包括接入网功能和核心网功能,本申请提出了一种新型终端设备触发的和网络控制的E2E切片选择机制,基于该机制,终端设备(或终端装置,这些术语对于本申请的范围是等同的)可以附接到期望的一个或多个切片。5G系统接入点(access point,AP)在其覆盖范围内广播与切片相关信息,例如,性能和/或功能性能力。当终端设备从AP接收所广播的切片信息后,终端设备触发E2E切片。E2E切片选择机制在切片附接程序期间由网络引导和完成,这将在下面更详细地描述。
本申请提出并实现了覆盖从无线电接入到核心网的E2E切片,相应地,存在这样一种机制,即,终端设备可以通过灵活且可扩展的方式选择E2E切片,并将其附接到E2E切片上。在相关著作中并且与本文描述的方法相反,在终端设备附接到所述网络之后,选择和附接全部发生在接入节点(例如,eNB)或接入点之外(例如,在核心网中)。此外,上述相关著作中提到的网络切片(即,不同核心网)都是指独立的网络基础设施,这些网络切片根据所部署的资源和所配置的网络功能被固定。为了克服现有技术的上述缺陷并根据公知,本申请提出通过向终端设备广播切片相关信息来实现E2E切片的概念,因此终端设备可以直接选择并附接到其优选切片。这种方法可能在以下方面具有优势:减少C-平面信令交换、不会由于不必要的附接程序而使网络过载、通过将终端设备附加到错误的切片来最小化延迟,等等。
本文所述电信网络可以用于向终端设备发送多个功能组合(切片)中每个功能组合的功能信息。例如,切片信息可以包含服务类型、服务质量参数等。电信网络可以是任何类型的数据传输网络,特别是包括接入点的用于连接到终端设备的移动通信网络和可能由多个核心网节点组成的核心网。
终端设备可以基于所述多个功能组合中每个功能组合的功能信息来选择要连接的功能组合。换言之,功能组合可以称为针对特定终端设备或终端设备组的特定需求而定制的逻辑电信网络;因此,任何终端设备都可以根据其具体需求和需要选择一个功能组合。
切片可以具体地指E2E切片。接入功能和网络功能可以在不同的网络节点上实现,或者其也可以作为同一网络节点上的虚拟功能实现。例如,在所述网络的最小硬件配置中,可能存在两个彼此连接的接入点,并且切片分别由所述网络节点中每个网络节点的一个功能组成。一般而言并且仅为了示例性目的,提供不同的切片,只要第一网络节点(1)具有不同功能(a;b),而第二网络节点(2)可以仅具有一个功能(a)就足够了。因此,可以创建不同的切片(1a-2a)或(1b-2a)并提供给终端设备。注意:相对于第一和第二网络节点的功能的字母“a”并不表示这些功能相互对应!用于功能的字母a和b仅仅是变量。网络功能可以是电信网络中的网络节点的功能或角色,其中,所述功能/角色至少部分涉及诸如数据传输和服务提供的电信网络任务。
接入功能是执行用以提供从终端设备到接入点的连接的动作的电信网络的组件。所述接入功能可以是逻辑功能或在计算机化设备内或在这种设备的元件内实现的功能。
网络功能是执行用以提供与接入点之外的终端设备的连接的动作的电信网络的组件。作为接入功能,网络功能也可以是逻辑功能或在计算机化设备内或在这种设备的元件内实现的功能。
电信网络可以包括物理基础设施,所述物理基础设施包括用于建立移动电信网络的基本物理组件,包括无线接入点、核心网节点、数据中心、边缘数据中心或存在点;这些组件通常通过至少一个数据传输或传输网络互连。终端设备使用网络功能的信息来调谐其无线电接口(无线电接入技术RAT,如波形、编码方案、调制),并获得所组成的网络功能的特性(如E2E性能、功能信息)并接入电信网络,例如,蜂窝网络。电信网络可以承载多个并且不同的功能组合,而不同功能组合中的每个功能组合和任一个功能组合共享公共物理基础设施;具体地,功能组合共享专用于对功能组合的唯一标识符进行广播的无线电接入接口。
综上所述,在终端设备连接到相应的一个切片或多个切片之前,电信网络将关于切片的信息发送给终端设备。因此,每个终端设备可以确定要使用哪个可用切片并可以附接到所选择的切片。这种方法能够从终端设备的角度实现简单而有效的切片选择。
根据本发明的一个实施例,所述电信网络进一步用于通过选择以下各项来为其所提供的每个功能组合选择无线接入技术RAT:通过选择由所述由电信网络的空中接口支持的多个调制方案中的调制方案;和/或由所述由电信网络的所述空中接口支持的多个编码方案中的编码方案;和/或由所述由电信网络的所述空中接口支持的多个频率中的频率;和/或由所述电信网络的所述空中接口支持的多个数据信号传输波形中的数据信号传输波形;其中,所述至少一个功能组合的所述信息包括所选择的用于数据信号传输的调制方案、编码方案、频率或波形。
根据本发明的又一实施例,所述电信网络进一步用于,通过执行以下动作中的一个来响应所述请求:接受附接到所述功能组合的请求、拒绝附接到所述功能组合的请求或将所述请求重定向给另一个功能组合。
根据本发明的又一实施例,所述电信网络进一步用于,通过判断所请求的功能组合是否具有足够的资源来与所述终端设备建立连接,并且通过在所请求的功能组合不具有足够的资源来与所述终端设备建立连接时向所述终端设备发送替代功能组合的唯一标识符,将所述请求重定向给另一个功能组合。
可以基于已经连接的终端设备的数量或基于任一切片的负载(例如,发送的数据量)来确定切片是否有足够的资源。因此,在切片过载,并且存在可以使用的替代切片的情况下,终端设备被呈现为其最初请求的切片的替代方案,从而可以建立快速的服务提供。
根据本发明的又一实施例,所述功能集合包括以下接入功能中的至少一个:
-所述终端设备到第一和第二网络节点的物理接入;
-无线电连接管理;
以及以下网络功能中的至少一个:
-转发路径管理;
-地址解析;
-地址分配;
-跟踪区域管理;
-寻呼管理;
-切换管理;
-中继;
-数据分组转发;
-所述终端设备的认证;
-所述终端设备的授权;
-接入层安全管理。
根据本发明的又一实施例,功能组合包括提供预定义服务所需的接入功能和网络功能。
根据本发明的又一实施例,所述电信网络包括能够进行计算、数据存储和分组转发中的至少一个并且用于虚拟化所述功能的网络节点。
根据本发明的又一实施例,所述电信网络包括用于确定哪些所述功能组合被允许由所述终端设备使用的授权组件。
根据本发明的又一实施例,所述电信网络用于通过经由所述电信网络的空中接口广播所述至少一个功能组合的信息以使其由所述终端设备的空中接口接收来将该信息提供给所述终端设备。
根据本发明的又一实施例,所述电信网络用于提供被允许由所有终端设备使用的的基本功能组合。
该基本功能组合可以被称为默认配置,并且可以具体地被所谓的不能够执行切片选择的非智能终端设备使用。这种非智能设备使用基本功能组合。
根据本发明的又一实施例,所述电信网络包括第一网络节点和第二网络节点,其中,所述第一网络节点用于承载所述功能集合的第一功能,所述第二网络节点用于承载所述功能集合的第二功能和第三功能,其中,所述第二功能和所述第三功能是不同的功能,所述电信网络用于选择所述第二网络节点的所述第二功能和所述第三功能中的一个以与所述第一功能一起创建所述功能组合。
在该具体实施例中,所述功能集合承载在不同的物理网络节点上(不是作为同一节点上的不同虚拟功能)。然而,应该注意的是,所述功能集合可以作为同一物理节点上的虚拟功能实现。
根据本发明的又一实施例,所述电信网络进一步可以包括第三网络节点,所述第三网络节点用于承载所述功能集合的第四功能,其中,所述电信网络用于判断所述第三网络节点的第四功能是否是功能组合所必需的,其中,所述电信网络用于通过将第四功能添加到所述功能组合来创建功所述功能组合。
所述第三网络节点对于切片组成是可选的,即,在所述第三网络节点处承载的功能可以是或者可以不是所述功能组合的一部分。只有在所述功能组合需要网络节点的功能时,才可以通过使用所述网络节点的功能来创建所述功能组合。终端设备可以向所述电信网络发送附接请求,并且所述电信网络可以基于所述附接请求确定对于所述请求需要哪些功能组合以便向所述终端设备提供服务。从功能组合中省略不必要的网络功能可以减少所述电信网络中的总体负载,因为非必需的功能和网络节点仅涉及在需要它们的过程中。
根据本发明的又一实施例,所述第一和第二网络节点中的至少一个实现转发单元的功能,所述转发单元用于根据预配置的数据转发规则转发数据分组。本实施例涉及切片方法与SDN机制的组合。
根据本发明的另一方面,提供了一种终端设备,用于与上述的电信网络建立通信连接;其中,所述终端设备进一步用于从所述电信网络接收一个或多个功能组合的唯一标识符,并且通过向所述电信网络发送选择请求来选择所述一个或多个功能组合中的至少一个。
所述终端设备可以是需要所述电信网络服务的任一种类的设备。根据所述终端设备的需要,为所述终端设备提供组合的网络功能。所述组合的网络功能可以由所述终端设备(如逻辑上分开的网络)使用,并且为了所述终端设备的目的,只有那些网络功能涉及服务的提供并且是所述组合的网络功能的一部分。因此,可以减少所述电信网络的负载,因为只有那些网络节点和网络功能涉及提供所述特定目的所需的服务。
根据本发明的一个实施例,所述终端设备进一步用于基于在所述终端设备上运行的应用的服务需求做出所述选择,或者基于在所述终端设备上预先配置的信息做出所述选择。
切片选择可能取决于在所述终端设备上运行的所述应用的至少一个要求(如服务质量QoS、响应时间、可用带宽、所需服务等)。
根据本发明的又一个实施例,所述终端设备进一步用于通过向所述一个或多个功能组合中的多个功能组合发送相应的附接请求来附接到这些多个功能组合。
根据本发明的又一实施例,所述终端设备用于接收所述选择请求的重定向并附接到重定向的功能组合。
根据本发明的另一方面,提供了一种终端设备,用于与上述和下述电信网络建立通信连接,其中,所述终端设备包括存储模块,所述存储模块包含所述电信网络的功能组合的预定义的唯一标识符,其中,所述终端设备用于仅根据所述存储模块中预定义的所述唯一标识符,通过使用所述功能组合来使用所述电信网络的服务。
这方面的所述终端设备涉及所谓的“非智能”终端,例如,传感器。这样的非智能终端是预先配置的并且包含要使用的切片的标识符。这个方面的所述终端设备可以是低成本设备(例如传感器),其用于使用移动电信网络的特定功能来发送测量值并且可选地用于接收配置命令。这种低成本设备可能只需要特定功能或特定功能组,所述特定功能组可以由专门针对所述终端设备的需要和需求量身定制的特定网络功能组成。
根据本发明的另一方面,提供了一种由电信网络向终端设备提供网络服务的方法。所述方法具体地可以在软件定义网络SDN上实现,其中,所述电信网络能够提供至少一个功能组合,其中,每个功能组合由唯一的标识符标识,所述方法包括:由所述电信网络向终端设备发送被允许给所述终端设备的所有功能组合的标识符;通过参考所选功能组合的唯一标识符,由所述终端设备选择并请求所述至少一个功能组合;由所述电信网络响应所述选择并请求所述至少一个功能组合。
为了将切片的唯一标识符发送给所述终端设备,所述电信网络使用传输信道,其具体地为广播信道。在该广播信道内,有关移动系统的信息(也称为“系统信息”)从基站(接入点)发送给终端设备。所述“系统信息”还可以携带切片信息,即,关于所述功能组合的信息。切片信息可以包含两个组成部分:唯一ID,其可以用来唯一地寻址切片;以及性能和/或功能信息(例如,具有移动性支持、没有移动性支持),其提供关于切片的额外信息。因此,可以实现诸如系统信息以及空中接口的扩展之类的特征,以便将所需的信息从所述电信网络发送给所述终端设备。
所述电信网络与所述终端设备之间的所述方法和交互可以,换言之并且仅出于示例性目的,概括如下:
所述方法使得终端设备能够选择并附接到在公共物理基础设施上操作的一个或多个逻辑电信网络(切片),其中,逻辑电信网络可以由一个或多个接入功能和一个或多个网络功能组成,并且每个所述逻辑电信网络均分配有唯一的标识符,该方法包括以下步骤:
a)在所述物理基础设施的空中接口上启用多个逻辑电信网络(这涉及空中接口处的修改);
b)将逻辑电信网络广告至终端设备,其中,所述物理基础设施用于向终端设备发送包含一个或多个逻辑电信网络信息的系统信息;
c)通过参考相应的唯一标识符和/或基于包含在所述系统信息中的逻辑电信网络信息并基于终端设备能力,使得终端设备能够选择并附接到一个或多个逻辑电信网络;
d)使逻辑电信网络能够接受/拒绝/重定向来自终端设备的附接请求。
根据本发明的另一方面,提供了一种网络系统,包括如上所述的电信网络和如上所述的至少一个终端设备。在一个实施例中,所述电信网络和所述至少一个终端设备可以根据如上所述的方法进行操作。
附图说明
将参考以下附图描述本发明的实施例,其中:
图1示意性地示出了根据本发明示例性实施例的SDN系统;
图2示意性地示出了SDN架构;
图3示意性地示出了电信网络中的切片的组成;
图4示意性地示出了不同的切片组成方法;
图5示意性地示出了切片信息广告;
图6示意性地示出了在终端设备侧触发的切片选择过程;
图7示意性地示出了基于终端设备的切片选择;
图8示意性地示出了电信网络中的切片的实现方式;
图9示意性地示出了电信网络的不同参数化;
图10示意性地示出了细化的下行链路和上行链路逻辑传输信道;
图11示意性地示出了电信网络的不同切片;
图12示意性地示出了电信网络的不同切片;
图13示意性地示出了切片附接程序的概况。
具体实施方式
图1提供了SDN系统10的结构的概述。本文描述的电信网络及其功能可以通过使用这样的SDN系统来实现。控制平面100与数据平面200分离。控制平面100由至少一个控制单元110形成,控制单元110控制数据平面(或用户平面)的配置和功能,具体地,控制数据平面的转发单元210,220的配置。
SDN系统10及其组件用于,参照电信网络和由电信网络向终端设备提供网络服务的方法,执行上述功能。
图1从结构的角度描述了SDN系统,图2从逻辑的角度描述了SDN系统。
软件定义网络(SDN)是网络设计和管理的一种方法,所述方法将网络的控制与转发平面分离开来,因此实现网络的自主演进并集中控制平面,从而使控制平面协议的发展更加简单快捷。
SDN网络的一个组件是SDN控制器。控制器通过其南向API与网络元件(交换机)进行通信,并将必要数据中继转发给网络元件,或从网络元件中继转发必要数据,从而构建网络状态的集中视图。控制器通过其北向API将这个视图显示给控制应用,使这些应用能够执行其逻辑并操纵网络状态。
应该指出的是,在本申请中,功能组合和切片等术语用作同义词。本申请的一个方面旨在实现E2E切片在移动网络中的支持,并提供使终端设备(终端装置)选择并附接到一个或多个E2E切片的机制。这种E2E切片可以在移动网络中动态部署。终端设备可以获得由移动网络的接入点(AP)广告的切片相关性能和功能能力。
本申请涉及上述提供的E2E网络切片的定义,并基于以下步骤定义了实现E2E切片选择和附接的机制:
1.切片信息广告:由AP广播与可用切片有关的信息。这样的信息可以是可用切片的性能和/或功能信息。该方案允许终端设备获知具有相关性能和功能特性的可用E2E切片的列表,该终端设备可以使用该E2E切片的列表来决定要选择和附接的切片。
2.切片选择和附接请求:基于从AP获得的切片信息,终端设备选择最合适的切片进行附接,并通过AP向网络发送附接请求。
3.切片附接接受/拒绝/重定向:在AP接收到附接请求并将该附接请求转发给负责处理所述请求的网络功能之一后,网络功能可以根据终端设备的凭证、资源可用性和请求重定向支持来决定接受/拒绝/重定向所述请求。
本文描述的E2E切片方法的网络架构可以根据网络功能虚拟化(NetworkFunction Virtualization,NFV)和软件定义网络(SDN)范例或依靠专用硬件设备来实现。移动电信网络的C-平面和U-平面可以建立在虚拟和/或物理基础设施(包括无线接入点、数据中心、边缘数据中心或存在点)上,并通过传输网络互连,该传输网络由传统连接方法或由SDN控制器控制的虚拟链路、虚拟交换机和虚拟路由器互连实现来实现。C-平面可以具体由如图3所示的控制应用集合组成,即,接入功能(Access Function,AF)和网络功能(Network Function,NF),它们通过逻辑互连相互连接。NF可以作为SDN控制应用实现,这需要通过专用API与SDN控制器交互,NF也可以作为在数据中心(Data Center,DC)、边缘数据中心或存在点(Point of Presence,PoP)环境中的虚拟机上运行的软件来实现,该环境中提供计算和存储资源。AP可以具有计算和存储能力,例如,演进型Node B(eNB),其也可以是只接收无线信号、对接收到的信号进行一些基本处理并将接收到的信号转发给边缘DC或PoP(其中包含计算资源并距离AP不远)进行进一步信号相关处理的远端射频头。对于前一种情况,AF可以与AP集成或共同定位。例如,AF可以作为软件实现,并被部署在AP中运行的虚拟机中。对于AP不具备计算和存储能力的后一种情况,AF可以作为软件实现并在边缘DC或PoP中运行。
如图3所示,基础设施由SDN控制器控制的路由器或转发元件来实现。
控制应用(App)的示例是:
-接入功能(AF)App,执行连接管理动作,并可能执行接入网络的选择相关动作;
-连接管理(Connection Management,CM)应用,对用户设备进行无线连接管理、转发路径管理、DNS地址解析、地址分配;
-移动性管理(Mobility Management,MM)App,执行用户可达性、跟踪区域管理、寻呼和切换管理、中继;
-转发管理(Forwarding Management,FM)App,执行用于数据平面的分组路由配置;
-认证和授权(Authentication and Authorization,AA)App,执行用户设备的认证和授权;
-安全App:执行接入层安全管理。
除AF App外,所有其它控制应用(即CM、MM、FM等)在此称为网络功能(NF)。在根据NFV范式的实施方式的情况下,C-平面架构的初始实例化被假定为由编排和管理机制来执行,例如,AF和NF可以在接入网和核心网中动态地部署。
在初始实例化中,根据驱动实例化过程的需求,可能会生成相同控制应用的多个实例化。例如,如本申请中所提出的可以实例化多个切片。
U-平面架构可以由终端设备初始附接或服务请求处的C-平面程序来确定,并且在底层基础设施中被实例化。与C-平面功能一样,U-平面功能在此称为网络功能(NF)。
E2E切片(功能组合)可以由逻辑AF、NF以及相关逻辑互连的集合构成,构建C-平面和U-平面以支持具有同质功能和性能要求的特定服务集群的通信服务。
图3示出了E2E切片的示例,其中,两个E2E切片在移动网络中启用。例如,切片1包括接入功能AF1、网络功能NF1,NF2和NF3。切片2包括接入功能AF2、网络功能NF4和NF5。NF5可以作为SDN控制应用实现。每个切片可以由唯一的标识符(ID)关联,这样的切片ID可以由,例如,网络运营商预定义,或者可以根据需要动态地分配。
C-平面程序可以是切片相关的。例如,C-平面程序可以具有仅针对一些切片执行的可选部分,例如,不具有移动性的机器类型通信(MTC)类型终端设备(例如,智能仪表),具有移动性的MTC类型终端设备(例如,车辆上的传感器)。
给定相同的C-平面程序,逻辑功能可以是切片相关的,使得一些功能专用于一些切片,例如,群组位置更新(例如,针对传感器)和个体位置更新(例如,针对智能电话)。
U-平面中分配的资源可以取决于切片;例如,高性能传输网络可以保留给给定的切片。
例如,如图4所示,E2E切片可以包含子切片。启用子切片选择的原因是因为一些切片可以共享同一个功能,例如,并非所有的切片都可以要求不同的空中接口设置并共享相同的设置。一组切片可以共享相同的空中接口(例如,所有MTC类型的终端设备附接到MTCE2E切片1,这意味着通过AF1进行接入),并且进一步的核心网功能扩张通过子切片选择(例如,MTC切片1可以包含如图4所示的两个子切片,子切片1和子切片2,这两个切片在NF1处区分开来,其中,子切片1包含没有移动性支持的NF,子切片2包含具有移动性支持的NF)来完成。一旦终端设备附接到切片,可以从用户数据库(例如,HSS)为该终端设备检索更多的信息。因此,子切片的存在不会影响切片信息广播,因为只有当设备已经附接到网络时才获得子切片信息。可以使用这样的子切片信息来提供细粒度的网络功能支持,例如,具有或不具有移动性支持、离线或在线计费等。因此,可以在某个NF上启用子切片选择。
E2E切片可以根据服务定制。其可以主要是为满足5G服务需求而构建。可以存在一个公共切片(或默认切片),其在,例如,时延、可靠性等方面并不能保证5G的特定要求,但是可以被具有正确凭证的所有终端设备使用,例如:
-终端设备未发现要附接的期望E2E切片;
-终端设备无法附接到期望的E2E切片;
-终端设备需要更多的信息来附接到期望的E2E切片,这些信息可以在终端设备附接到默认切片后从网络获得。
图5示意性地描述了切片广告的方案。切片信息可以包括在系统信息(SystemInformation,SI)中。这些信息具体地可以由移动网络中的AP广播,并且可以被终端设备用来调谐其无线电接口并接入蜂窝网络。AP可以广播网络切片相关信息,终端设备可以用该信息连接到最合适的切片。对于某个AP,其可能不支持所有由移动网络支持的切片。因此,AP只能包含该AP可以支持的切片的信息。切片信息可以配置在负责动态地生成SI(例如,AF是可编程的)或被固定(例如,AF与AP集成)的AF中·。
在图5中示出了E2E切片信息的广告示例。如该图所示,AP1可以仅广播包括切片1的信息的SI。AP2可以广播包括切片1和切片2的信息的SI。AP3、4和5可以广播包括切片1和切片2的信息的SI。AP 6可以仅广播包括切片2的信息的SI。
图6示出了在终端设备侧触发的切片选择过程。为了接入移动网络,在终端设备侧执行以下步骤:
(1)频率搜索;
(2)小区搜索;
(3)小区选择;
(4)系统信息(SI)解码;
(5)切片选择;
(6)初始无线电接入;
(7)附接程序。
步骤(1)到(3)可以是现有蜂窝系统中遵循的典型步骤。在步骤(4)中可以通过SI解码来获得两种类型的信息:a)切片相关信息;和b)所支持切片的对应无线电接入信息。
切片信息可以包含但不限于切片ID、E2E切片性能和功能信息。无线电接入信息可以包含但不限于:对于每个切片,可能需要特定的RAT设置(例如,波形、编码方案、调制、切片所支持的特定AF或NF等)来获得进一步的切片信息或附接到特定切片。
上述性能信息可以是,例如,保证的E2E时延、最小或最大吞吐量。功能信息是指C-平面和/或U-平面功能相关的信息,其可以指示切片支持哪种类型的功能,例如,具有或不具有移动性支持等。
步骤(5)中,基于终端设备能力和由AP广播的切片信息,在终端设备侧执行切片选择。如果切片需要特定的用于无线电接入的配置(这种信息可以包含在SI中),并且终端设备能够这样做,则终端设备根据RAT设置重新配置其自己的空中接口,以便能够读取从所选切片广播的附加SI。基于从上述SI获得的信息,终端设备可以在附接到所选切片之前,选择或重新配置其无线电接入设置(例如,波形、调制和编码方案等)。
根据设备的能力,可以将设备分为两类:支持单切片的终端设备或支持多切片的终端设备。支持单切片的终端设备能够仅连接(接入能力)并附接(非接入能力)到一个特定的E2E切片,例如,仅连接到一个MTC切片的传感器是支持单切片的终端设备。支持多切片的终端设备能够连接(接入能力)并附接(非接入能力)到多个切片,例如,智能手机和平板电脑型终端设备可以接入切片以获得尽力而为服务(例如,移动宽带)并接入超高可靠性和低时延切片以获得生命关键型服务(例如,电子健康、V2X等)。支持多切片的终端设备可以选择一个或多个切片来附接,在这种情况下,对于每个切片,可以同时或顺序地执行步骤(6)和(7)。
步骤(5)中发生的高级终端设备行为如图6所示。该行为取决于所接收到的从AP广播的系统信息以及终端设备能力,并且考虑以下两种场景:
如果终端设备包含其期望附接的切片的信息(例如,切片ID),则触发过程1以获得适当的无线电接入信息,以便附接到特定切片。对于某些设备,例如,具有低能力的哑设备,通过在设备中预先配置期望的切片信息(例如,在装置硬件中编码),这样的设备可以更容易地执行切片选择。这种期望的切片信息也可以从先前的附接中获得并存储在终端设备中。
如果终端设备不包含任何切片信息(例如,切片ID),则触发过程2以执行以下处理,即,使用可用的E2E切片性能和功能信息来决定哪个切片适合于附接,并从系统信息获得对应的无线接入信息以便附接到所选切片。
如果期望的切片不被AP支持,并且终端设备能够使用其它切片,则该终端设备可以从过程1移动到过程2。
在步骤(6)中,在终端设备处初始化无线电接入过程,以便附接到所选切片。可能需要无线电接入的不同机制或RAT设置来附接到不同的切片。
在步骤(7)中,附接程序通过终端设备向特定切片发送附接请求而触发,并且切片内的网络功能可以根据终端设备的凭证、资源可用性、请求重定向支持来决定接受、拒绝或重定向请求。
步骤(1)到(7)不仅在初始接入(即,终端设备上电)期间被使用。例如,终端设备附接到网络后,当在同一网络内执行小区重选时,可能会发现新的切片。
图7示出了基于终端设备的切片选择的示例,其中,终端设备解码由AP2广播的SI,并且从解码的SI获得切片2信息。该终端设备选择切片2附接。终端设备通过AP2接入切片2。终端设备将附接请求消息发送给AF2,AF2将该消息转发给NF4。此NF可以,例如,负责认证终端设备的凭证并执行附接程序。
在NF处接收到的附接请求消息触发相关切片所要求的附接程序的执行,这可能涉及属于相同切片的其它NF。接收请求的NF首先检查终端设备是否具有附接凭证,以及切片是否具有足够的资源来接受附接请求。如果两个条件都满足,则上述NF将向相关的AF发送附接接受消息,并且AF将在接入接口上完成附接程序。如果上述条件中至少有一个条件不满足,则终端设备无法连接到该切片,并且相关的NF将向相关的AF发送附接拒绝消息,并且AF将在接入接口上拒绝附接程序。
切片重定向功能用于将附接请求消息重定向给终端设备应该附接到的替代E2E切片的NF,而不是附接到终端设备选择的E2E切片。如果NF支持切片重定向功能,则NF将启动切片重定向程序而不向相关AF发送附接拒绝消息。如果终端设备具有附接到替代E2E切片的凭证,并且如果替代E2E切片中有资源可用,则替代E2E切片的NF将向终端设备选择的E2E切片的NF发送附接接受消息。终端设备选择的E2E切片的NF和AF将通过将附接重定向消息发送到终端设备,并迫使其重新连接到其应该连接到的替代E2E切片来在接入接口上完成附接程序。
切片ID可以在附接请求消息中指定,基于此,CN可以根据切片使用不同的程序和/或提供不同的QoS。
图8示出了4G LTE网络中E2E切片的可能的实现方式。如图所示,定义了两个E2E切片,即,E2E切片1和E2E切片2。每个E2E切片由无线接入网(RAN)切片和核心网(CN)切片构成。RAN切片通过定制LTE Um接口在eNB处定义。eNB同时支持切片1和切片2。CN切片由C-平面(即,MME)和U-平面(即,SDW、PGW)网络元件定义。切片1的CN切片由MME1、SGW1和PGW1构成。相比之下,切片2的CN切片由MME2、SGW2和PGW2构成。假设PCRF和HSS对于所有切片是公共的。这个假设只与这个特定实施例有关。HSS和PCRF都可以是特定切片。
为了支持RAN切片,单个eNB可以实现多个Um接口,每个接口构建与E2E切片关联的AF功能。所有AF的公共部分是广播信道(Broadcast Channel,BCH)传输信道和相关的广播控制信道(Broadcast Control Channel,BCCH)逻辑信道,用于广播切片广告的系统信息。
图9示出了LTE Um协议栈的两个不同的参数化作为示例。然而,每个RAN切片的栈完全可以重新设计并重新建造。
图10示出了下行链路和上行链路的逻辑信道以及传输信道。如图10所示,针对切片1和切片2定义了不同的下行链路逻辑信道和上行链路逻辑信道。例如,使用BCH发送MIB使用DL-SCH发送SIB。设备可以获得关于包含切片信息的特定SIB的调度信息。例如,如图10所示,如果终端设备想要附接到切片1,则该终端设备可以使用DL-SCH1来接收包含切片1信息的SIB并且可以使用UL-SCH1来进行上行链路数据传输。相比之下,如果终端设备想要附接到切片2,则该终端设备可以使用DL-SCH2来接收包含切片2的信息的SIB并且可以使用UL-SCH2来进行上行链路数据传输。
如图11所示,eNB可以通过多个(不同的)S1-MME接口连接到属于不同切片的多个(不同的)MME。不同的MME表示不同C-平面NF构成不同切片的C-平面。图11示出了S1-MME协议栈的两个不同参数化作为示例。然而,每个核心网切片的栈完全可以重新设计并重新建造。
多个S1接口将eNB连接到多个SGW(并且从而连接到多个PGW)。多个SGW/PGW表示多个U-平面NF构成多个切片的U-平面。图12示出了S1-U和S5协议栈的两个不同的参数化,但是每个核心网切片的栈完全可以重新设计并重新建造。
参照图13,提供了基于增强型SIB的切片广告的示例性实施例。
在4G LTE系统中,系统信息元素在系统信息块(System Information Block,SIB)中广播,系统信息块被组织成树形结构。根据来自3GPP的定义,主信息块(MasterInformation Block,MIB)向小区中的多个SIB提供参考和调度信息。SIB包含实际的系统信息。MIB还可以可选地也将参考和调度信息包含到一个、两个或三个调度块,这些块为附加SIB提供参考和调度信息。系统信息块的调度信息可以只包含在MIB或一个调度块中。MIB、SIB类型1和2是必需的,其提供了接入到RAN的最低限度的所需信息。其它SIB和调度块是可选的。
为了实现E2E切片,本实施例提出使用eNB来广播SIB中编码的信息。该信息标识了终端设备可以附接到的一个或多个E2E切片。因此,终端设备可以在无线资源控制(RadioResource Control,RRC)附接程序期间直接附接到适当的网络切片。该机制实现了从无线接入网开始并在核心网结束的网络切片,因此跨越整个E2E系统。
在本实施例中,MIB保持与4G LTE系统相同(也可以扩展MIB以包含切片相关信息),并且为了支持E2E切片,需要以下SIB修改。采用可用切片的信息扩展SIB1,例如,其它SIB的切片ID和调度信息,其可以用于获得进行无线电接入的进一步信息,以便执行切片附接程序。对于每个切片,使用(新)SIB来对实现上行链路信道接入的必要RAT设置(例如,波形、编码方案、调制等)进行描述。可以应用于所有切片的通用系统信息将被保留在传统的SIB中而不需要修改。例如,如果在系统中支持M个E2E切片,则SIB1包含切片ID和用于解码SIB2.i(其中,i=1…M)的调度信息。SIB2.i用于包含由终端设备使用的用以执行对切片i的无线电接入的RAT设置。所有的SIB2.i(其中,i=1…M)在物理下行链路共享信道(Physical Downlink Shared Channel,PDSCH)上发送。
在本发明的这个优选实施例中,SIB2.i的内容可以以不同的选项来实现:
如果切片信息可以在终端设备的SIM中预先配置或者从先前附接中获得,则可以使用选项1。此切片信息可以包含,例如,切片ID、E2E切片性能信息和功能信息,终端设备可以使用该切片信息来在由AP支持的切片集合中选择要附接的切片(或切片子集)。在这种场景下,对于每个E2E切片(例如,切片i),可以指定新SIB(例如,SIB2.i)包括RAN信息(为了执行对片i的无线电接入所需的RAT设置,例如,波形、调制和编码方案等)。对于每个切片ID,可以指定用以接收并解码SIB2.i的调度信息。
如果UE上没有预先存储的切片信息,则可以使用选项2。在这种情况下,所有关于可用切片的信息都通过AP广播,基于此,终端设备选择要附接的合适切片(或切片子集)。选项2有两种可能的实施方式:
实施方式1:每个SIB2.i包含用于接入的切片信息和RAN信息。对于这种实施方式,终端设备需要解码所有的SIB2.i(其中,i=1…M),以便选择要附接的切片(或切片子集)。
实施方式2:使用额外的SIB,例如,SIB2.0,其包含所有支持的切片的概述:SIB2.i(其中,i=1…M)的切片信息和调度信息。终端设备可以仅基于切片信息来选择要附接的切片(例如,SIB2.i)(或切片子集)。基于SIB2.0中记录的调度信息,终端设备将对SIB2.i进一步解码,以得到RAN信息。终端设备不需要解码所有的SIB2.i(其中,i=1…M)。
表1中示出了切片信息的示例列表。
表1:切片信息示例、性能描述和功能描述
为了描述切片选择和附接,再次参考图6。在该图中,示出了描述终端设备切片选择和附接的流程图,其中,对终端设备的行为进行建模。这种行为取决于从AP广播的信息。
如果终端设备包含授权附接的一个或多个切片的信息,则触发过程1。这样的切片信息可以预先配置在终端设备的硬件(例如,SIM卡)中,或者其可以从先前附接中获得并存储在终端设备中。如果终端设备不包含任何切片信息,则触发过程2。
参考图13,描述了E2E切片附接程序。在下文中,参考该切片附接过程的步骤,其中,步骤在附图中分别用箭头上方的数字1至23表示。
在步骤1和步骤2中,终端设备通过广播的MIB和SIB接收E2E切片信息,该E2E切片信息在步骤3中用作终端设备侧执行的切片选择功能的输入。在步骤3中,终端设备中执行的切片选择过程可以如参照图6所解释的那样实现。
步骤4、5和6执行建立RRC连接的步骤。在步骤4中,RRC连接请求(ConnectionRequest,CR)消息经由专用于切片1的UL-SCH被从终端设备发送到eNB,终端设备在运行切片选择功能后计划接入切片1。切片ID可以被包括在RRC CR消息中。在步骤5中,建立RRC连接所需的信息被包括在RRC连接设置(Connection Setup,CS)消息中,该消息也经由专用于片1的UL-SCH发送。在步骤6中,发送RRC连接设置完成(Connection Setup Complete,CSC)消息经由专用于切片1的UL-SCH从终端设备发送到步骤6中的eNB,然后建立RRC连接。
在步骤7中,终端设备通过向eNB发送附接请求来启动附接程序。切片ID可以被包含在附接请求消息中。
在步骤8中,eNB将附接请求消息转发给MME1。
步骤9中,MME1从eNB接收到附接请求消息后,其向HSS发送认证/安全/切片(Authentication/Security/Slice,ASS)附接验证请求消息。
在步骤10中,在HSS中完成切片凭证(Slice Credential,SC),以查看终端设备是否具有足够的凭证来使用切片1,并且在步骤11中将ASS附接验证确认消息中的验证结果发送给MME1。
由虚线框突出显示的步骤是基于参考图3至7以及上述相关描述给出的建议的扩展步骤。
如步骤12中由MME1验证的,如果终端设备被允许接入切片1,则如以下简要描述执行步骤13-23:
在步骤13中,将创建会话请求(Create Session Request,CSReq)消息从MME1发送到SGW1,所述消息可以包括切片ID。在步骤14中,将创建会话请求(CSReq)消息从SGW1发送到PGW1,所述消息可以包括切片ID。在步骤15中,PGW1执行与PCRF的IP-CAN会话建立程序。在步骤16中,PGW1向SGW1返回创建会话响应(Create Session Response,CSRes.)消息,所述消息可以包括切片ID。在步骤17中,SGW1向MME1返回创建会话响应(CSRes.)消息,所述消息可以包括切片ID。在步骤18中,MME1向eNB发送初始上下文设置请求/附接接受消息,所述消息可以包括切片ID。在步骤19中,eNB向设备发送RRC连接重配置消息以及附接接受消息,所述消息均可以包括切片ID。在步骤20中,UE向eNB发送RRC连接重配置完成消息,所述消息可以包括切片ID。在步骤21中,eNB向MME1发送初始上下文响应消息,所述消息可以包括切片ID。在步骤22中,UE向eNB发送附接完成消息和直接传输消息,所述消息均可以包括切片ID。在步骤23中,eNB将附接完成消息转发给MME1,所述消息可以包括切片ID。
图13描绘了单切片附接。对于支持多切片的终端设备,其可以通过不同的RACH同时或依次附接到多个切片。切片ID可以被包括在用以实现如参照图3和图4所解释的动态C-平面操作的任何C-平面消息中,特别是参考如下附接请求消息所解释的:
NF可以根据在所接收到的控制平面消息中指定的切片ID使用不同的程序和/或提供不同的QoS。
当E2E切片包含子切片时,NF可以使用所接收到的控制面消息中指定的切片ID来选择子切片。例如,切片1和2可以共享同一个MME(例如,MME1),在MME1接受来自终端设备的附接请求后,其可以从HSS获取更多关于该终端设备的信息,因此,基于额外的信息,MME1可以选择SGW 1或SGW 2来处理来自该终端设备的流量。
综上所述,本说明书描述了与5G网络技术研究一致的系统架构。此描述的一个优点是为移动网络启用E2E切片,并提供减少信令开销的快速切片附接。
换言之,本文描述的方法可以总结如下:
提供了一种用以实现终端设备处的端到端(E2E)网络切片选择和附接的系统与方法,包括:
a.将切片信息广告给终端设备,这影响了接入点(AP)和接入功能(AF)上的无线电接口,这些接入点可以位于或不位于AP:
b.由终端设备选择一个或多个切片;
c.由无线接入网支持一个或多个切片,这允许终端设备直接接入并附接到一个或多个切片;
d.由终端设备请求附接到一个或多个切片;
e.处理来自终端设备的附接请求,并完成由相关核心网功能(NF)执行的附接程序。
具体地,在上述列出的a下描述的步骤可以基于由AP广播的扩展系统信息来广告E2E切片信息和对应的无线电接入相关信息。E2E切片信息可以包括切片E2E性能保证、控制平面和用户平面功能信息以及切片ID。
具体地,在上述列出的b下描述的步骤包括:由用于切片选择的终端设备使用从系统信息广播接收到的E2E切片信息和无线电接入相关信息。
具体地,在上述列出的c下描述的步骤包括来自不同切片的AF可以服务终端设备请求附接到不同切片的请求。这些AF可以共同位于同一AP上,也可以位于AP外。在上述列出的c下描述的步骤包括:电信网络可以支持默认切片和/或多个专用切片。如果AP不支持期望的切片,则允许终端设备使用可从系统获得的默认服务的默认切片。
具体地,在上述列出的d下描述的步骤包括:电信网络可以支持可以附接到一个或多个切片的终端设备,以及可以仅附接到单个切片的终端设备。
具体地,在上述列出的e下描述的步骤包括来自某个网络切片的NF有能力决定根据终端设备凭证、资源可用性和请求重定向支持来接受/拒绝/重定向所述请求。当一个切片内的多个NF与同一切片内的其它NF进行通信时,在一个切片内的多个NF可以包括信令消息中的切片ID。
参考符号列表
1 电信网络
2 终端设备
10 SDN系统
100 控制平面
110 控制单元
200 数据平面
210 转发单元
220 转发单元
Claims (15)
1.一种电信网络系统(1),包括:
功能集合,包括至少一个接入功能和至少一个网络功能;
其中,所述电信网络系统(1)用于基于至少一个接入功能和至少一个网络功能提供功能组合,并且每个功能组合由标识符唯一地标识;
其中,所述电信网络系统(1)进一步用于基于至少一个接入功能和至少一个网络功能向终端设备(2)提供至少一个功能组合;
其中,所述电信网络系统(1)进一步用于将所述至少一个功能组合的信息提供给所述终端设备(2);
其中,所述至少一个功能组合的信息包括所述至少一个功能组合的每个功能组合的标识符;
其中,所述电信网络系统(1)进一步用于从所述终端设备(2)接收使用至少一个功能组合的请求;
其中,所述电信网络系统(1)进一步用于响应来自所述终端设备(2)的所述请求。
2.根据权利要求1所述的电信网络系统(1),进一步用于通过选择以下各项来为其所提供的每个功能组合选择无线电接入技术RAT:
由所述电信网络系统(1)的空中接口支持的多个调制方案中的调制方案;和/或
由所述电信网络系统(1)的所述空中接口支持的多个编码方案中的编码方案;和/或
由所述电信网络系统(1)的所述空中接口支持的多个频率中的频率;和/或
由所述电信网络系统(1)的所述空中接口支持的多个数据信号传输波形中的数据信号传输波形;
其中,所述至少一个功能组合的所述信息包括所选择的用于数据信号传输的调制方案、编码方案、频率或波形。
3.根据权利要求1或2所述的电信网络系统(1),进一步用于,通过接受针对所述功能组合的请求、拒绝针对所述功能组合的请求或将所述请求重定向给另一个功能组合来响应所述请求。
4.根据权利要求3所述的电信网络系统(1),进一步用于,通过判断所请求的功能组合是否具有足够的资源来与所述终端设备(2)建立连接,并且通过在所请求的功能组合不具有足够的资源来与所述终端设备(2)建立连接时向所述终端设备(2)发送替代功能组合的唯一标识符,将所述请求重定向给另一个功能组合。
5.根据权利要求1、2和4中任一项所述的电信网络系统(1),
其中,所述功能集合包括以下接入功能中的至少一个:
-所述终端设备(2)到第一和第二网络节点的物理接入;
-无线电连接管理;
以及以下网络功能中的至少一个:
-转发路径管理;
-地址解析;
-地址分配;
-跟踪区域管理;
-寻呼管理;
-切换管理;
-中继;
-数据分组转发;
-所述终端设备(2)的认证;
-所述终端设备(2)的授权;
-接入层安全管理。
6.根据权利要求1、2和4中任一项所述的电信网络系统(1),其中,功能组合包括提供预定义服务所需的接入功能和网络功能。
7.根据权利要求1、2和4中任一项所述的电信网络系统(1),包括网络节点,所述网络节点能够进行计算、数据存储和分组转发中的至少一个并且用于虚拟化所述电信网络系统(1)向所述终端设备(2)所提供的所述至少一个功能组合中的功能。
8.根据权利要求1、2和4中任一项所述的电信网络系统(1),包括授权组件,所述授权组件用于确定哪些所述功能组合被允许由所述终端设备(2)使用。
9.根据权利要求1、2和4中任一项所述的电信网络系统(1),用于通过在空中接口中广播,将所述至少一个功能组合的信息提供给所述终端设备(2)。
10.根据权利要求1、2和4中任一项所述的电信网络系统(1),用于提供被允许由所有终端设备(2)使用的基本功能组合。
11.一种终端设备(2),
用于与权利要求1至10中任一项所述的电信网络系统(1)建立通信连接;并且
进一步用于从所述电信网络系统(1)接收一个或多个功能组合的唯一标识符,并且通过向所述电信网络系统(1)发送选择请求来选择所述一个或多个功能组合中的至少一个。
12.根据权利要求11所述的终端设备(2),进一步用于基于在所述终端设备(2)上运行的应用的服务需求做出所述选择,或者基于在所述终端设备(2)上预先配置的信息做出所述选择。
13.根据权利要求11或12所述的终端设备(2),进一步用于通过向所述一个或多个功能组合中的多个功能组合发送相应的附接请求来附接到这些多个功能组合。
14.根据权利要求11或12所述的终端设备(2),用于接收所述选择请求的重定向并附接到重定向的功能组合。
15.一种在软件定义网络SDN(10)上实现的由电信网络系统(1)向终端设备(2)提供网络服务的方法,其中,所述电信网络系统(1)能够基于至少一个接入功能和至少一个网络功能提供至少一个功能组合;
其中,每个功能组合由唯一的标识符标识;
所述方法包括:
由所述电信网络系统(1)向终端设备(2)发送被允许给所述终端设备(2)的所有功能组合的标识符;
通过参考所选功能组合的唯一标识符,由所述终端设备(2)选择并请求所述至少一个功能组合;
由所述电信网络系统(1)响应所述选择并请求所述至少一个功能组合。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/EP2016/053537 WO2017140375A1 (en) | 2016-02-19 | 2016-02-19 | Function selection in mobile networks |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108702692A CN108702692A (zh) | 2018-10-23 |
CN108702692B true CN108702692B (zh) | 2021-04-20 |
Family
ID=55409825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201680082241.2A Active CN108702692B (zh) | 2016-02-19 | 2016-02-19 | 移动网络中的功能选择 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10805873B2 (zh) |
EP (1) | EP3412066B1 (zh) |
CN (1) | CN108702692B (zh) |
WO (1) | WO2017140375A1 (zh) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3048574A1 (fr) * | 2016-03-07 | 2017-09-08 | Orange | Selection d'une instanciation de tranche de reseau pour la transmission de paquets montants |
US10405239B2 (en) * | 2016-03-23 | 2019-09-03 | Nec Corporation | Core node, base station, radio terminal, communication method, radio resource allocation method, base station selection method, and readable medium |
JP2019096918A (ja) * | 2016-04-05 | 2019-06-20 | シャープ株式会社 | 端末装置、基地局装置、MME(Mobility Management Entity)および通信制御方法 |
JP6750003B2 (ja) * | 2016-04-05 | 2020-09-02 | シャープ株式会社 | Ue及びueの通信方法 |
WO2018004529A1 (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-04 | Intel Corporation | Core network design for mission-critical iot |
EP3277008A1 (de) * | 2016-07-29 | 2018-01-31 | Deutsche Telekom AG | Teilnehmeridentitätselement zum authentifizieren eines kommunikationsgerätes gegenüber einem kommunikationsnetzwerk |
JP6727087B2 (ja) * | 2016-09-28 | 2020-07-22 | Kddi株式会社 | 通信システム、通信装置、及びプログラム |
CN109891829B (zh) * | 2016-10-18 | 2022-04-15 | 瑞典爱立信有限公司 | 网络切片中的sla处理 |
EP3632156A4 (en) * | 2017-06-02 | 2021-03-03 | Fg Innovation Company Limited | PROCEDURES, DEVICES AND SYSTEMS FOR SERVICE-DRIVEN MOBILITY MANAGEMENT |
EP3711319A1 (en) | 2017-11-16 | 2020-09-23 | Huawei Technologies Co., Ltd. | SYSTEM AND INTERFACE FOR CROSS ADMINISTRATION OR TECHNOLOGY DOMAIN NETWORK FUNCTIONS (NFs) INSTANTIATION AND CONFIGURATION FOR ROAMING USERS |
US10433177B2 (en) | 2017-12-01 | 2019-10-01 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Adaptive pairing of a radio access network slice to a core network slice based on device information or service information |
CN110120879B (zh) * | 2018-02-06 | 2020-12-01 | 华为技术有限公司 | 一种应用服务水平协议的保障方法、设备及系统 |
CN110278095A (zh) * | 2018-03-13 | 2019-09-24 | 华为技术有限公司 | 一种消息传输方法和装置 |
US11019668B2 (en) | 2018-04-09 | 2021-05-25 | Ofinno, Llc | PDU session establishment for cellular IoT |
EP3874851A1 (en) * | 2018-10-29 | 2021-09-08 | Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) | Methods, wireless communication devices and systems adapted for network slicing scenarios |
CN111786758B (zh) * | 2019-04-04 | 2022-01-11 | 华为技术有限公司 | 一种通信方法及装置 |
US11469942B2 (en) * | 2019-08-15 | 2022-10-11 | At&T Intellectual Property I, L.P. | System and method for SDN orchestration validation |
CN113498208A (zh) * | 2020-04-02 | 2021-10-12 | 维沃移动通信有限公司 | 随机接入方法和设备 |
CN113312322B (zh) * | 2021-04-21 | 2022-04-01 | 厦门芯泰达集成电路有限公司 | Stdf文件的读写方法、介质、设备及装置 |
CN113810990B (zh) * | 2021-09-23 | 2024-06-18 | 上海移远通信技术股份有限公司 | 通信方法和装置 |
CN114786239A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-07-22 | 哲库科技(北京)有限公司 | 系统信息的调度方法、装置、设备及存储介质 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015084767A1 (en) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | Nec Laboratories America, Inc. | System and method for query differentiation in distributed relational database management system based on software-defined network |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8913672B2 (en) * | 2008-09-12 | 2014-12-16 | Qualcomm Incorporated | Efficiently identifying system waveform in uplink transmission |
US9985799B2 (en) * | 2014-09-05 | 2018-05-29 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Collaborative software-defined networking (SDN) based virtual private network (VPN) |
WO2016188548A1 (en) | 2015-05-22 | 2016-12-01 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Telecommunication network with automated control and data plane instantiation |
EP3378270B1 (en) * | 2015-11-18 | 2020-06-03 | Telefonaktiebolaget LM Ericsson (PUBL) | Radio network node, network node and methods performed therein |
-
2016
- 2016-02-19 WO PCT/EP2016/053537 patent/WO2017140375A1/en active Application Filing
- 2016-02-19 CN CN201680082241.2A patent/CN108702692B/zh active Active
- 2016-02-19 EP EP16705930.2A patent/EP3412066B1/en active Active
-
2018
- 2018-08-17 US US16/104,785 patent/US10805873B2/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015084767A1 (en) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | Nec Laboratories America, Inc. | System and method for query differentiation in distributed relational database management system based on software-defined network |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
5G WHITE PAPER;NGMG Alliance;《NGMN 5G WHITE PAPER》;20150217;说明书44页,45-48页 * |
Non-IP data via SCEF Open Issues;3gpp;《S2-161080》;20160218;全文 * |
Solution to support a UE with simultaneous connections to multiple Network Slices;NTT DOCOMO;《SA WG2 Meeting #113AH S2-161043》;20160218;全文 * |
ZTE Corporation.update the network slicing use case in SMARTER.《3GPP TSG-SA WG1 Meeting #71 S1-152074》.2015, * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017140375A1 (en) | 2017-08-24 |
CN108702692A (zh) | 2018-10-23 |
EP3412066A1 (en) | 2018-12-12 |
US10805873B2 (en) | 2020-10-13 |
EP3412066B1 (en) | 2022-04-06 |
US20180359688A1 (en) | 2018-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108702692B (zh) | 移动网络中的功能选择 | |
JP7400016B2 (ja) | 移動通信システムでアクセス及び移動性管理機能を選択するための方法及び装置 | |
CN110402600B (zh) | 基站、无线终端及其方法和非暂时性计算机可读介质 | |
JP2020504553A (ja) | ネットワークスライシングを実装する5gネットワークにrrc手順を適合させる通信システムおよび方法 | |
CN113498121B (zh) | 一种通信的方法及装置 | |
KR101885043B1 (ko) | 동적 가입들의 확립 및 구성 | |
CN109155968B (zh) | 用于在网络之间转向终端设备的设备和方法 | |
US11770748B2 (en) | Interconnections between the core networks | |
US20240196316A1 (en) | Systems and methods for inhomogeneous slice support | |
CN118104312A (zh) | 接入本地化服务的网络发现和选择 | |
WO2024041157A1 (zh) | 注册方法及装置 | |
KR20220055365A (ko) | 초경량 5g 전용망 시스템 및 그 방법 | |
CN103582083A (zh) | Lte网络共享时cdma网络的选择方法、终端和基站 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |