CN109792458A - 用于用户面路径选择的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本公开的各方面提供了用于允许路径选择或重选(在此(重新)选择)的系统和方法。在一些实施例中，用于UE与应用系统(AS)之间的会话的数据分组可以利用AS与服务于UE的接入节点(AN)之间的预先建立的用户面路径。这样可以允许更快的会话建立时间，因为如果可以利用现有的UP路径，则不需要为每个新会话建立新的用户面(UP)路径。一些实施例允许用户面的应用感知(重新)选择。

Description

用于用户面路径选择的方法和系统
相关申请交叉引用
本申请要求享有于2016年9月30日提交的、申请号为62/402,412的、题为“用于用户面路径选择的方法和系统”的美国临时专利的优先权，其内容通过引用整体并入本文。本申请还要求享有于2017年9月22日提交的、申请号为15/712,820的、题为“用于用户面路径选择的方法和系统”的美国临时专利的优先权，其内容也通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开一般涉及无线通信网络领域，尤其涉及数据路径或用户面路径配置领域。
背景技术
无线网络可以用于延迟敏感的应用，因此具有紧缩的延迟预算。智能电网运营和辅助医疗服务等应用就是两个这样的例子。对于具有紧缩的延迟预算的应用，网络响应时间是一个重要的关键性能指标(key performance indicator,KPI)。可以增加延迟的一个因素是网络建立用户面路径(也称为数据路径)以允许数据传输所花费的时间量。
因此，存在一种至少部分地解决现有技术的一个或多个限制的系统和方法的需求。
提供该背景信息是为了揭示申请人认为可能与本发明相关的信息。不允许或不应解释任何前述信息构成对抗本发明的现有技术。
发明内容
本公开的各方面提供了用于允许路径选择或重选的系统和方法。在本说明书中，术语“选择”可以指用户面路径的初始选择或重选。为方便起见，术语(重新)选择也用于包括选择和重选。在一些实施例中，用于UE与应用系统(application system,AS)之间的会话的数据分组可以利用AS与服务于UE的接入节点(access node,AN)之间的预先建立的用户面路径。这样可以得到更快的会话建立时间，因为如果可以利用现有的UP路径，则不需要为每个新会话建立新的用户面(user plane,UP)路径。一些实施例允许应用感知用户面的(重新)选择。
本公开的一方面提供了一种用于路径选择的方法。这种方法可以包括接收对会话的请求；并将所请求会话的业务分配给已建立的用户面路径。在一些实施例中，分配包括将在UE和应用系统(Application System,AS)之间流动的业务从第一用户面路径分配到第二用户面路径。在一些实施例中，所述请求源自AS。
本公开的一方面提供了一种用于通过控制面功能进行路径选择的方法。该方法包括从应用系统接收对会话的请求，该请求包括用户设备的位置区域的指示。该方法包括，作为响应，通过根据请求选择的第一用户面功能为所述会话建立端到端路径。在一些实施例中，根据请求中包括的用户设备(User Equipment,UE)位置区域，基于潜在接入节点(Access Node,AN)的位置来选择第一用户面功能。在一些实施例中，该方法还包括选择第二用户面路径。在一些这样的实施例中，该方法还可以包括将在UE和应用系统(Application System,AS)之间流动的业务从第一用户面路径分配到第二用户面路径。在一些实施例中，该请求是路径选择请求。在一些实施例中，应用系统(Application System,AS)包括应用控制器，并且所述请求源自应用控制器。在一些实施例中，选择第二用户面路径包括预先配置第二用户面路径。在一些这样的实施例中，分配业务包括接收将所述会话从第一接入节点切换到第二接入节点的请求，以及激活第二用户面路径。在一些实施例中，在指向第二接入节点的第一数据分组中携带切换所述会话的请求。在一些实施例中，用户面路径包括多个隧道。在一些实施例中，该方法还包括配置用于建立用户面隧道的业务引导(traffic steering)规则。在一些这样的实施例中，业务引导规则包括在用户面路径中配置上行链路分类器功能。在一些这样的实施例中，会话是分组数据单元(packet dataunit,PDU)会话，预先建立的端到端路径可用于承载业务，并且建立端到端路径包括选择至少一个预先建立的路径和预先建立的隧道来承载PDU会话。在一些实施例中，该请求是隧道绑定请求。在一些实施例中，建立端到端路径包括选择UP锚。在一些实施例中，在UE和UP锚之间的路径上支持分组分类。在一些实施例中，通过服务能力曝光功能(ServiceCapability Exposure Function,SCEF)从应用系统接收该请求。在一些实施例中，该请求包括应用位置和应用重定位中的至少一个的指示。在一些实施例中，该请求是对从用户设备接收的分组数据单元(packet data unit,PDU)会话的请求，并指示PDU会话所关联的应用。在一些实施例中，建立端到端路径包括建立隧道。在一些实施例中，对会话的请求是对多个会话的请求。在一些实施例中，请求由AS重定位触发。在一些实施例中，请求由AS重选触发。
本公开的另一方面提供了一种控制面功能。这种控制面功能包括处理器和存储用于由处理器执行的路径选择程序的计算机可读存储介质，该程序包括使控制面功能执行路径选择方法的指令。因此，程序指令使控制面功能从应用系统接收对会话的请求，该请求包括用户设备的位置区域的指示，并且作为响应，通过根据请求选择的第一用户面功能，为会话建立端到端路径。在一些实施例中，该请求是路径选择请求。在一些实施例中，程序包括进一步使控制面功能选择第二用户面路径的指令；并且将UE和应用系统(ApplicationSystem,AS)之间的业务从端到端路径通过第一用户面功能分配到第二用户面路径。在一些实施例中，程序包括进一步使控制面功能配置用于建立用户面隧道的业务引导规则的指令。在一些实施例中，请求由AS重定位触发。
通过以下结合附图的详细描述，本发明的前述和其他目的、特征、方面和优点将变得更加明显，附图仅作为示例进行描述。
附图说明
为了更完整地理解本公开，现在参考以下结合附图和详细描述进行的简要描述，其中相同的附图标记表示相同的部分。
图1示出了根据实施例的具有端到端路径的示例网络；
图2示出了根据实施例的网络的示例架构。
图3示意性地示出了根据实施例的作为UP路径(重新)选择方法的一部分的消息流。
图4示出了根据实施例的用于UP改变通知和业务引导配置的过程；
图5示出了根据实施例的用于在没有IP锚UP改变的情况下的应用感知UP路径(重新)选择的过程；
图6示出了根据实施例的用于具有IP锚UP改变的应用感知UP路径(重新)选择的过程；
图7A示出了根据实施例的初始附接过程，图7B示出了替代过程；
图8A示出了根据实施例的会话建立过程，图8B示出了替代过程；
图9A示出了根据实施例的切换过程，图9B示出了替代过程；
图10示出了根据实施例的用于通过控制面功能进行路径选择的方法。以及
图11是根据实施例的可用于实现各种网络功能的处理系统的示例性框图。
具体实施方式
例如智能电网运营和辅助医疗服务或其他紧急服务的一些应用是延迟敏感的。因此，网络响应时间是这种应用的重要KPI。为了改善网络响应时间，实施例在PDU会话到达之前建立和配置用户面(user plane,UP)路径(也称为数据面路径)。该预先建立减少了由于在UP路径(重新)选择过程期间与路径建立相关的运行时信令而导致的延迟。结果，预先建立的路径减少了网络响应时间。一些实施例为3GPP TR 23.799v0.8.0第6.5.5节中讨论的方法提供增强的解决方案，以便为具有紧缩的延迟预算的应用启用UP路径预建立。
实施例包括在UP(重新)选择请求过程中提供端到端路径建立。这种请求由控制面(control plane,CP)功能处理，该功能选择核心网络(core network,CN)中的UP路径。在一些实施例中，根据UP功能或应用系统(Application System,AS)位置的列表来选择UP路径，所述UP功能或应用系统(AS)位置被指定为适合和/或不适合在请求中进行选择。在一些实施例中，AS位置指的是托管参与会话的应用的AS服务器或节点。在一些实施例中，术语AS位置是指AS的接入点，其可以是配置有适当的业务处理规则并且可以将应用业务递送到正确的应用位置的数据网络接入点，并且可以是AS服务器、网关或其他节点。CP配置UP中的路径。该请求还可以包括UE的位置区域。根据该信息，CP识别潜在地为UE服务的接入节点(AN)并配置这些AN与UP之间的连接。如果UE已被附接(attached)，则CP可替代地与移动性管理功能协商以识别UE位置区域，然后识别潜在的服务AN。AN可以包括基站、eNodeB、接入点等，包括连接到控制器的远程无线电头的CRAN集群。
图1示出了根据实施例的具有端到端路径的示例网络。在该示例中，所示的端到端路径40包括潜在的AN-UP连接30、UP路径32和业务引导规则34，每个示意性地示出具有包络以指示数据可以被包含在沿着UP路径所发送的分组中。业务引导规则是用于在核心网络19内的多个可能的应用系统(Application System,AS)位置20和多个UP功能之间进行选择的过程。例如，对于上行链路(uplink,UL)业务，业务引导规则确定UP功能应该将UL业务引导到的多个AS位置中的哪个。此外，对于下行链路(downlink,DL)业务，业务引导规则确定AS应该将业务引导到的UP功能。此外，可能存在多个潜在的服务AN AN-1 1、AN-2 5和AN-3 7。此外，可以存在多个AS位置，其中在数据网络21内仅示出了一个AS位置(AS位置20)。数据网络21可以是公共因特网或私有数据网络，例如包括AS的医院或企业内的数据网络。因此，存在为PDU会话建立的多个潜在的端到端路径。在图1中，UP路径有三个可能的端到端路径：(AN-1 1、UPGW1 10、UPGW2 14)、(AN-2 5、UPGW1 10、UPGW214)和(AN-3 7、UPGW1 10、UPGW214)。在UP路径(重新)选择期间，为PDU会话激活的AN-UP连接取决于UE的实际服务AN。分别为PDU会话的UL业务和DL业务在服务AN和UP处发生激活。在一些实施例中，该激活包括在PDU会话和AN-UP连接之间创建映射或关联。在一些实施例中，端到端UP路径包括服务AN 7和UPGW1 10之间的第一隧道(隧道9)，UPGW1 10和UPGW2 14之间的第二隧道(隧道13)以及UPGW2 14与AS位置20之间的第三隧道(隧道18)。为了减少CP-UP信令和响应时间，一些实施例在发送第一UL数据分组时触发激活。例如，在图1中，AN-3 7是UE的实际服务AN；在从UE接收到第一UL数据分组时，AN-3 7激活其与UP用于PDU会话的连接，并使用到UPGW1 10的连接发送PDU会话的第一数据分组。在接收到数据分组时，UPGW1 10激活PDU会话的DL业务的AN-UP连接。UPGW1 10还沿着UP路径将数据分组发送到UPGW2 14，然后UPGW2 14将数据分组发送到AS位置20。注意，这两个步骤可以以任何顺序发生。对于一些实施例，在例如初始附接和切换的一些UP路径(重新)选择情况下，AN可以生成显式连接激活请求以激活端到端路径。这允许去往UE的DL业务在接收到来自UE的任何数据分组之前流动。在一些实施例中，第一UL数据分组搭载(piggyback)在显式连接激活请求上。换句话说，UE可以与请求一起发送第一分组，而不是在开始发送UL分组之前等待建立连接。
图2示出了根据一个实施例的网络的示例架构。在一些实施例中，包括UE 50、AN15、核心网络(Core Network,CN)UP 60和控制面(Control Plane,CP)70的架构组件可以与3GPP架构一致。图2允许UE 50和AS网络25之间的UP连接。AS网络25可以包括一个或多个应用服务器。在一些实施例中，UP路径(重新)选择由控制面70功能和AS控制器80(其可以是非3GPP功能)执行，AS控制器80负责AS(重新)选择/(重新)定位。由虚线标记的接口81可以是连接到AS网络25或形成AS网络25的一部分的本地数据网络。AS控制器80使用接口81与AS进行通信以执行(重新)选择/(重新)定位。接口81可以不在3GPP的范围内，并且在一些情况下可能不受AN和/或CN的运营商的控制。在一些实施例中，AS控制器可以合并在AS网络内，例如在AS服务器内实例化。在一些实施例中，AS控制器80是在运营商的控制下并且在可信域内的功能，并且被假设一定程度上知晓关于AS网络25的CN用户面的拓扑。一些实施例提供了允许应用感知(重新)选择用户面路径的方法和系统。在此讨论的过程中涉及的实际控制面70功能组或与AS控制器80接口连接的实际控制面70功能组统称为“控制面”。如本领域技术人员应理解的，这种控制面功能可以包括会话管理功能(Session ManagementFunction,SMF)、策略控制功能(Policy Control Function,PCF)、网络暴露功能(NetworkExposure Function,NEF)、统一数据存储库(Unified Data Repository,UDR)和统一数据管理(Unified Data Management,UDM)中的至少一个。图2中的粗体连接41、43和45表示UP连接，并且连接73和75是CP连接。
现在将讨论根据实施例的应用感知UP路径(重新)选择过程。一些实施例适合作为上面引用的解决方案6.5.5的早期版本中指定的现有过程的更新。一些实施例包括UP(和AN-UP连接)建立作为UP(重新)选择过程的一部分以支持“跳上”。跳上是一个术语，指的是允许预先建立的端到端路径的方法和系统，这些路径可用于承载不同功能的业务。
图3示出了根据实施例的由AS请求触发的UP(重新)选择。在一些实施例中，在会话被切换到另一AS服务器的情况下，这可以考虑到AS重定位。因此，实施例提供了将分组数据单元(packet data unit,PDU)会话从第一应用服务器切换到第二应用服务器。这可以出现，例如针对AS负载平衡目的，或者允许维护AS服务器，或者更新AS软件负载，或者遵循UE移动性以减少端到端延迟。UP-A 64和UP-B 67是UP功能，其可以是UPGW功能。在图3中，步骤1示出了UE通过UP-A 64与应用系统(application system,AS)建立了PDU会话100，并且与会话相关联的DL/UL业务150已经开始流动。该步骤是可选的，因为例如在初始UP路径选择的情况下不会执行该步骤。基于来自AS控制器80的请求时的UE(重新)选择请求过程200通常在步骤2中示出。在一些实施例中，这包括隧道创建。在步骤2a，控制面中的功能接收UP路径(重新)选择请求，如信号210所示，用于与应用相关联的PDU会话。这可以作为AS重定位/重选步骤205的结果而出现。换句话说，(重新)选择请求210可以由AS重定位和AS重选205中的至少一个触发。请求210可以包括UE过滤信息，该信息指示应用所请求的UP路径(重新)选择的PDU会话。如上所述，该请求还可以包括UE的位置区域。注意，在初始UP路径选择的情况下，PDU会话可以是将来的会话，或者在UP路径重选的情况下，PDU会话可以是正在进行的会话。为了便于说明，该过程描述了单个UE 50连接到AS的示例。然而，AS可以同时服务于多个UE，这可能导致重新选择多个UE的PDU会话的UP路径。该请求可以包括在UP路径(重新)选择期间考虑的UP功能，或适合和/或不适合选择的AS位置的列表。可以使用例如IP地址、MAC地址或其他类型的地址之类的网络地址来指定UP功能和AS位置。请求210可以包括指示何时应该应用所请求的UP路径(重新)选择的时间段。在一些实施例中，这样时间段的不存在指示所请求的UP路径(重新)选择应立即进行。请求210可以包括UE 50的位置改变信息，其指示应该应用所请求的路径(重新)选择的位置。这些指示何地以及何时的指示可以采取例如UE已知或预期的边界框的形式。在一些实施例中，这样位置区域的不存在指示所请求的UP路径(重新)选择，不管UE 50的位置而应该继续进行。请求210可以包括QoS要求，例如PDU会话的延迟要求。在一些实施例中，请求210可以包括PDU会话的会话和服务连续性(sessionand service continuity,SSC)指示符。指示符指示CP 70应配置用于维护SSC的业务引导。对于使用SSC的实施例，缺少指示符意味着SSC将由AS网络25处理。如果包括SSC指示符并且AS控制器80没有为PDU会话提供SSC模式，那么根据上面提到的3GPP TR 23.799文件的第6.6.1节确定与PDU会话相关联的SSC模式。在一些实施例中，AS控制器80直接与控制面70进行通信，而在其他实施例中，AS控制器80通过服务能力暴露功能(Service CapabilityExposure Function,SCEF)进行通信，SCEF也被称为网络暴露功能(Network ExposureFunction,NEF)。
在步骤2b中，控制面20对UP路径(重新)选择请求执行验证和授权过程220。其他安全措施(如身份验证)也可以在此步骤中执行。应注意，该图中的CP 70通常指的是控制面。每个步骤将由CP功能执行，但是应当理解，不同的CP功能可以执行不同的步骤。在步骤2c，控制面70将响应发送回AS控制器80，如信号230所示，确认接受所请求的UP路径(重新)选择。在某些情况下，响应可以指示拒绝请求。
在步骤2d，CP 70识别了预先配置UP和(潜在)服务AN(s)与UP之间的连接的需要，例如，根据请求中的PDU会话QoS要求经由建立过程240。然后，CP 70根据需要建立UP-B 67以及AN-UP-B连接。在一些实施例中，AN-UP-B连接包括AN与UP-B 70之间的隧道。例如，如果在请求时未附接UE 50，则CP 70根据UE 50的位置区域识别潜在的服务AN。可以在请求中提供UE 50的位置区域；否则，CP 70可以通过UE位置跟踪机制，或者通过向移动性管理功能发送请求来估计潜在的服务AN15。在步骤2e，CP 70根据UP(重新)选择请求生成业务引导规则，并将规则配置到UP-A 64，如信号250所示。该步骤是可选的，因为其可能不被执行，例如，如果这是初始UP路径选择请求，或UP路径重选请求不包括SSC指示符。在步骤2f，CP70根据UP(重新)选择请求生成业务引导规则，并将规则配置到UP-B 67，如信号260所示。该步骤是可选的，因为其可能不被执行，例如，如果UP路径(重新)选择请求不包括SSC指示符。在UP路径选择的情况下，该步骤允许在会话建立之前在UP功能处配置业务引导规则(例如，用于UL业务)。如果业务控制被配置为动态的(例如，如下面参考图4所述的步骤2(过程400)中所示)，则是可选的。
在步骤3，控制面从步骤2(a)知道哪些PDU会话受到影响以及哪些UP功能或AS位置适合和/或不适合使用。CP 70启动过程300以相应地为PDU会话(重新)选择UP。控制面70为UP-B 67建立PDU资源。对于UP重选的情况，CP 70进一步更新PDU会话资源以将PDU会话路径从UP-A 64改变为UP-B 67。如果已经在UP(重新)选择请求过程的步骤2d预先建立了UP-B67和AN-UP-B连接，则该步骤中的UP-B 67和AN-UP-B连接是可选的。
在一些实施例中，(重新)选择过程270包括一旦步骤270完成就创建与UP路径相关联的任何隧道，已经创建了AN-UP-B连接，这允许与UP-B 67相关联的DL和UL业务在UE 50和AS网络25之间流动。
图4示出了根据一个实施例的用于UP改变通知和业务引导配置的过程。在一些实施例中，图4示出了图3的过程270的细节，但不限于图3中所示的场景。在步骤1，控制面70为关联到AS的PDU会话发起UP(重新)选择通知过程300。这可以由控制面在会话建立期间确定UP网关或者当控制面由于UP路径重选而确定PDU会话的新UP网关时产生。在步骤1a，CP 70向UP通知关于与AS相关联的PDU会话的建立或改变到AS控制器80，如信号310所示。在步骤1b，AS控制器80执行AS(重新)定位或AS状态(重新)定位过程320的必要步骤，其可以包括业务引导配置(例如，针对SSC)。AS(重新)定位320的细节可以根据AS的要求而变化。在一些实施例中，AS(重新)定位320包括状态(重新)定位。作为示例，(重新)定位可以在有或没有状态的情况下发生。例如，可以在AS网络内的多个服务器上实例化应用。这允许在AS服务器之间重新定位与应用业务相关联的上下文。当AS应用的状态从激活状态更改为非激活状态时，可能会出现状态重定位。该改变可以基于每个UE或每个UE组而出现。在一些实施例中，AS应用可以对于一个UE组(或UE组)是激活的，而对于另一个UE(或UE组)是不激活的。例如，实例化的AS应用可以在源AS服务器处处于非激活状态并在目标AS服务器处处于激活状态，其中源AS服务器是当前服务器，并且目标AS服务器将是应用的新激活主机。当应用本身在AS服务器之间重新定位应用业务时，可能会出现AS(重新)定位(没有“状态”)。这假设应用尚未在目标AS服务器上实例化。因此，当重新定位应用时，“状态”通常与其一起移动。此外，应注意，步骤320以虚线示出，并且在某些情况下可以是可选的，因为可能存在路径(重新)选择而不必具有AS重定位。在步骤1c，AS控制器80向控制面70发送关于接受通知的确认消息，如信号330所示。确认还可以包括SSC指示符，暗示UP应该由CP 70配置以维持SSC。在一些实施例中，指示符的缺失意味着SSC已经由AS网络25处理。在步骤2，如果在步骤1c中检测到SSC指示符，则CP 70启动业务引导配置过程400。在步骤2a，如信号410所示，控制面70更新UP以建立新UP-B 67和服务于UE 50的新AS网络25之间的业务的路由。在步骤2b，CP 70接收指示业务路由的成功更新的业务引导配置确认信号420。在步骤2c，如信号430所示，CP70通知AS控制器80关于业务引导配置的完成，以便它们可以开始使用新的UP-B 67。该通知可以触发AS控制器80完成AS重定位，例如释放资源和清理数据结构。AS控制器行为的详细信息可能会根据AS的要求而有所不同。注意，如果在UP路径(重新)选择之前，已经在UP路径(重新)选择请求过程(例如，图3的步骤250和260)预先配置了业务引导，则步骤2，过程400是可选的。应当注意，对于图4表示图3的UP路径(重新)选择过程270的实施例，业务引导配置可以作为图3的步骤250/260或图4的过程400的一部分出现。例如，在一些实施例中，应用重定位可以触发业务引导配置，如图3中的步骤2a 210所示。例如，当存在与应用相关联的正在进行的PDU会话时，步骤2a 210触发CP 70以在UPF(重新)配置业务引导。注意，业务引导规则的这种重新配置可以独立于UP(重新)选择(例如，是否存在UP(重新)选择)而出现。还应当理解，UE 50在过程300和400的执行期间连接到AN 15。
图5示出了根据实施例的用于在没有IP锚UP改变的情况下进行应用感知的UP路径(重新)选择的过程。在这种情况下，PDU会话与IP锚用户面保持一致，而通过本地用户面卸载到AS网络的业务。在步骤1，过程100，UE 50具有与IP锚UP 90建立的PDU会话。在一些实施例中，业务引导规则包括在用户面路径中配置上行链路分类器功能。因此，在一些实施例中，UP-A 64可以在UE 50和IP锚90之间的路径上支持UL分类器(UL classifier,UL-CL)功能。UL CL功能是UP功能，其对业务进行分类并将分类的业务引导至适当的UP功能。在步骤2，控制面70经由信号500将业务路由规则发送到UP-A 64以将业务卸载到AS网络25。业务路由规则包括流描述。在一些实施例中，业务路由规则500可以在UP-A 64中配置UL-CL。注意，配置业务引导和发送业务路由规则的术语是可互换的。应当理解，与UP-A 64相关联的DL和UL数据在UE 50和AS网络25之间流动(由信号150示出)。在步骤3，过程600，UE 50执行从源RAN节点到目标RAN节点的切换。如果在内部由AS控制器80触发UP重选，则可能不会发生该步骤。在步骤4，过程800，AS控制器触发UP重选过程。应当理解，过程800执行图3的步骤2a：UP路径(重新)选择请求210,2b：验证和授权220，以及2c：UP路径(重新)选择响应230。AS控制器80可以做出决定根据UE 50的位置变化或AS负载平衡触发UP重选。在步骤5，如信号650所示，如果UP重选在内部由AS控制器80触发，例如，为了负载平衡，CP 70可以指示UP以更新相关资源。在步骤6，过程300，CP 70可以将UP改变事件通知给AS控制器80。应当理解，过程300执行图4的步骤1a：UP建立(更新)通知310,1b：AS(重新)定位320，和1c：UP建立(更新)通知ACK 330。在步骤7，如信号510所示，控制面70将业务路由规则发送到UP-B 67以将业务路由到AS网络25。应当理解，在该过程的这一点，与UP-B 67相关联的DL和UL数据在UE 50和AS网络25之间流动(如信号155所示)。注意，在一些实施例中，UP-A 64和UP-B 67仅卸载朝向AS网络25的业务。所有其他业务，例如，指向因特网的UL业务，仍将被路由到IP锚UP 90。注意，如果没有本地UP可用，则CP 70将拒绝UP重选过程。还应当理解，UE 50在该过程期间连接到AN 15。
图6示出了根据实施例的用于具有IP锚UP改变的应用感知UP路径(重新)选择的过程。在这种情况下，可以通过IP锚UP(SSC模式1、2、3，如3GPP TR 23.799v0.8.0子条款6.6.1.1.3中所规定的)卸载到AS网络25的业务。在步骤1，过程100，UE 50具有与UP-A 64建立的PDU会话1。应当理解，与UP-A 64相关联的DL和UL数据在UE 50和AS网络25之间流动(由信号150示出)。在步骤2，过程600，UE 50执行从源RAN节点到目标RAN节点的切换。如果在内部由AS控制器80触发UP重选，则可能不会发生该步骤。在步骤3，过程800，AS控制器80触发UP重选过程，如图3所示。例如，过程800执行图3的步骤2a：UP路径(重新)选择请求210，2b：验证和授权220，和2c：UP路径(重新)选择响应230。AS控制器80可以根据UE 50的位置或AS负载平衡的变化做出触发UP重选的决定。对于SSC模式1，CP 70拒绝重定位请求，但是可以调整业务路由以在步骤3b中将业务路由到新AS位置。对于SSC模式2和3，CP将接受该请求。在步骤3b，如信号805所示，控制面70将业务路由规则发送到UP-A 64以将业务路由到AS网络25。在路径重选请求作为AS重定位的一部分发生的实施例中，该步骤配置UP-A以将业务路由到步骤800中指示的新AS位置。在步骤4，如信号820所示，CP 70功能向UE 50发送PDU会话重定向消息。如果为UE 50选择了SSC模式2和3，则该消息触发UE 50为相同的数据网络请求新的PDU会话。在步骤5，过程850，UE 50与UP-B 67建立PDU会话2。在该步骤中，业务路由规则从CP 70发送到UP。在步骤6，过程300，控制面70可以触发UP改变通知过程，例如如图4中所指定的。例如，过程300执行图4的步骤1a：UP建立(更新)通知310,1b：AS(重新)定位320，和1c：UP建立(更新)通知ACK 330。在步骤7，如信号810所示，控制面70将业务路由规则发送到UP-B 67，以便将业务路由到AS网络25。应当理解，在该过程的这一点，与UP-B 67相关联的DL和UL数据在UE 50和AS网络25之间流动(如信号155所示)。还应当理解，UE 50在该过程期间连接到AN 15。
现在根据实施例讨论指示在切换的情况下使用预先配置的AN-UP连接用于初始附接和会话建立的步骤的新过程。
图7A示出了根据实施例的具有预先配置的UP和AN-UP连接的初始附接过程的示例。在该示例中，UP-B 67以及AN 15与UP-B 67之间的连接已经建立，以允许UE 50会话“跳上”并利用预先建立的UP连接(由过程110示出)。在步骤1，如信号830所示，UE 50向AN 15发送初始附接请求，并且AN 15又将请求转发到CP 70。在步骤2，过程840，CP 70对UE 50进行认证。在步骤3，如信号860所示，CP 70请求AN 15准备资源。该请求指示UP功能，如上所述，可以是UPGW。在该示例中，先前已经建立了UP-B 67，因此该请求指示UP-B 67的先前建立。在步骤4，如信号870所示，AN 15为UE 50准备资源并通过AN-UP连接向UP-B发送连接激活请求。在步骤5，过程880，UP-B 67在接收到激活请求时激活PDU会话的AN-UP连接。在一些实施例中，该激活允许传递与PDU会话相关联的DL业务。在步骤6，如信号890所示，UPGW向CP 70发送连接激活完成消息。该消息可以包括分配给UE 50的IP地址。在步骤7，如信号900所示，CP 70发送附接完成消息到AN 15。该消息可以包括分配给UE 50的IP地址。然后，AN 15将该消息转发给UE 50。在一些实施例中，UP-A 64、AS控制器80和AS网络25用虚线示出为：在所示的实施例中，这些节点不涉及该图中描述的动作。
图7B示出了根据一个实施例的具有预先配置的UP和AN-UP连接的替代初始附接过程(过程110)。在步骤1，如信号830所示，UE 50向AN 15发送初始附接请求，然后AN 15将请求转发到CP 70。在步骤2，过程840，CP 70认证附接请求。在步骤3，如信号860所示，CP 70请求AN 15准备资源。在一些实施例中，该请求还指示使用预先建立的UP配置。在步骤4，CP 70接收对发送给AN 15的请求的响应。在一些实施例中，这包括，在步骤4a，并且如信号910所示，CP 70接收来自AN 15的响应。这可以出现，例如，如果不需要IP分配(或UPGW不需要)。在其他实施例中，IP分配由UPGW执行，如替代资源响应过程4b中所示。在这种情况下，在步骤4b，过程920，CP 70接收来自UP-B 67 GW的响应。这可以包括4.1的子步骤，如信号822所示，其中AN 15请求UP-B 67向CP 70提供响应。在一些实施例中，这样的请求消息还请求UE 50的IP分配。下一步骤通过过程824可选地激活隧道。该隧道对应于AN-UP-B连接。隧道激活824以虚线示出为可选的，因为并非所有AN-UP-B连接都需要隧道，或者隧道可能已经是激活的。在子步骤4.2，如信号826所示，UP-B 67 GW代表AN 15向CP 70发送资源响应。该消息包括分配给UE 50的IP地址。在步骤5，如信号900所示，CP 70向AN 15发送附接完成消息。该消息可以包括分配给UE 50的IP地址，其由AN 15转发到UE 50。在一些实施例中，UP-A 64、AS控制器80和AS网络25用虚线示出，如在所示实施例中，这些节点不涉及该图中描述的动作。
图8A示出了根据实施例的具有预先配置的UP和AN-UP连接的会话建立过程(过程110)。在步骤1，如信号830所示，UE 50向CP 70发送PDU会话请求(或者更具体地，向CP中的功能发送)。该请求指示PDU会话与之关联的应用。因此，在一些实施例中，请求830指示PDU会话所关联的AS。例如，请求830可以识别AS网络25。假设已经完成了初始附接过程(以上参考图3描述)。在步骤2，过程840，CP 70验证服务订阅并授权PDU会话。该步骤是可选的，因为例如在附接过程期间预先授权请求时可能不执行该步骤。在步骤3，如信号860所示，CP 70请求AN 15为PDU会话准备资源。在步骤4，如信号910所示，AN 15为PDU会话准备资源并向CP70发送资源请求响应。在一些实施例中，AN 15将PDU会话映射(关联或绑定)到AN-UP连接。在步骤5，如信号930所示，CP 70向UE 50发送PDU会话响应，指示PDU会话已经建立。在一些实施例中，该步骤包括分配给PDU会话的IP地址。在步骤6，如信号940所示，AN 15接收第一数据分组。在步骤7，如信号970所示，AN 15向UP-B 67发送连接激活请求。在一些实施例中，第一数据分组搭载在请求上。在步骤8，过程960，UP-B 67激活AN-UP连接。激活允许传递与PDU会话相关联的DL业务。在步骤9，如信号975所示，UP-B 67识别在连接激活请求上搭载的数据分组并将其发送到AS网络25。步骤10示出了经由信号155如何通过预先配置的UP和AN-UP连接传输数据业务。在一些实施例中，UP-A 64、AS控制器80用虚线示出，如在所示实施例中，这些节点不涉及该图中描述的动作。
图8B示出了根据一个实施例的替代过程，其中连接激活请求是隧道绑定请求，如信号970所示。图8B示出了在步骤1，如信号830所示，UE 50发送PDU会话请求到CP 70(或更具体地说是到CP中的功能)。应当理解，AN 15和UP-B 67之间的连接已经建立(过程110)。该请求指示与PDU会话相关联的应用。假设已完成初始附接过程(以上参考图3描述)并且AN15和UP-B 67之间存在连接(过程110)。在步骤2，过程840，CP 70验证服务订阅并授权PDU会话。该步骤是可选的，例如，如果在附接过程期间预先授权请求，则可以不执行该步骤。在步骤3，如信号865所示，CP 70请求AN 15为PDU会话准备资源。当资源可用时，AN 15向CP 70发送资源请求响应。在一些实施例中，AN 15将PDU会话映射(关联或绑定)到AN-UP UL连接。在一些实施例中，这包括AN将PDU会话绑定到用于UL的正确AN-UP隧道。在步骤4，如信号930所示，CP 70向UE 50发送PDU会话响应，指示PDU会话的建立。在步骤5，如信号940所示，AN 15接收第一数据分组。在步骤6，AN 15通过向UP-B 67发送隧道绑定请求970来将PDU会话映射(关联或绑定)到AN-UP连接。绑定请求970允许UPGW(例如，UP-B 67)将PDU会话绑定到DL中的正确隧道。在一些实施例中，第一数据分组搭载在该请求上。在步骤7，如信号975所示，UP-B 67识别搭载在连接激活请求上的数据分组并将其发送到AS网络25。步骤8通过信号155说明如何通过预先配置UP和AN-UP连接来传输数据业务。应当理解，在所示的实施例中，UP-A 64和AS控制器80都不参与图8B中描述的动作。
图9A示出了根据实施例的在AN-2 17和UP-B 67之间具有预先配置的AN-UP连接的切换过程。在步骤1，如信号816所示，数据业务通过AN-112传输。在步骤2，过程980，PDU会话被切换到AN-2 17。这可以包括AN-1 12被配置为将PDU会话的任何剩余数据分组转发到AN-2 17和AN-2 17将PDU会话映射(关联)到AN-2 17和UP-B 67之间的预先配置的AN-UP连接。在步骤3，如信号990所示，AN-2 17接收与PDU会话相关联的第一数据分组。第3步是可选的。在步骤4，如信号1000所示，AN-2 17通过预先配置的AN-UP连接向UP-B 67发送连接激活请求。在AN-2 17(如果有的话)处接收的第一个数据分组搭载在请求上。然而，如果没有从UE50接收到第一分组，则注意到该步骤仍然在切换过程之后出现。在一些实施例中，发送虚拟分组。在步骤5，过程1010，UP激活AN-UP连接。激活允许传递与PDU会话相关联的DL业务。在步骤6，如信号1020所示，UP-B 67识别在连接激活请求上搭载的数据分组并将其发送到AS网络25。在步骤7，信号1030，数据业务通过AN-2 17传输。应当理解，在所示的实施例中，AS控制器80以虚线示出，因为其不参与图9A的动作。
图9B示出了根据实施例的在AN-2 17和UP-B 67之间具有预先配置的AN-UP连接的替代切换过程。应当理解，AN-2 17和CP-B 67之间的连接已经建立(过程120)。在步骤1，如信号816所示，经由AN-1传输数据业务。在步骤2，过程1040，PDU会话被切换到AN-2 17，并且AN-1 12被配置为将PDU会话的任何剩余数据分组转发到AN-2 17。AN-2 17还绑定PDU会话到预先配置的AN-UP-B连接。在步骤3，如信号1050所示，AN-2 17向CP 70通知UE 50的位置(其可用于位置跟踪目的)。在步骤4，如信号990所示，AN-2接收与PDU会话相关联的第一数据分组。步骤4是可选的。在步骤5，如信号1000所示，AN-2 17向UP-B 67 GW发送隧道绑定请求。通过AN-2 17路由的第一个数据分组(如果有的话)搭载在请求上。应当理解，“隧道绑定通知(数据分组)”是“连接激活请求”的替代描述(图9A中的信号1000)。下一步是通过过程824可选地激活隧道。在该示例中，隧道可以对应于AN-2和UP-B之间的连接。在步骤6，如信号1020所示，UP-B 67 GW绑定PDU会话到预先配置的AN-UP-B连接。绑定允许传递与PDU会话相关联的DL业务。UP-B 67 GW识别在隧道绑定请求上搭载的数据分组并将其发送到AS网络25。在步骤7，如信号1030所示，数据业务通过AN-2 17传输。应当理解，在所示的实施例中，AS控制器80以虚线示出，因为其不参与图9B的动作。
实施例提供用于支持通过网络的客户服务递送的方法和系统。实施例提供了一种用于在5G无线通信网络中实现与节点级隧道协议一起使用的数据传输过程的方法和装置。该方法和系统采用网络片来为连接到网络的UE提供对客户服务的访问。网络片概念已被无线电信行业所接受。如这里所使用的，“片”是一组网络资源(云资源、物理连接资源、无线频谱资源、电信设备资源(接入小区)、UP路径、隧道)，其已被分配给服务或一组服务。所创建的片也可以称为虚拟网络(virtual network,VN)，并且这些术语在本文中可互换使用。
在一些实施例中，该系统和方法有助于片-感知服务业务传送或“跳上”业务传送。特别地，该业务传送系统和方法可以与跳上具有预定观光路线的旅游巴士的旅行者进行比较。旅行者可以选择加入或离开旅游巴士，而无需在初次进入巴士后进行任何额外的建立或协调。在当前的业务传送系统和方法中，预先建立的UP路径可以被认为是VN，或者在一些情况下是片，其可以用于为服务或会话传送业务。在一些情况下，对服务的访问可能不需要为每个UE建立一个会话，并且可能不需要UE和服务提供商之间的端到端连接建立。在某些情况下，没有会话建立，因为会话有效地“预先存在”作为在网络上建立的VN片。VN片由网络上配置的预定义VN拓扑支持。UE仅需要协商其进入或退出可能在局部级别出现的片。片访问点和服务提供者之间的连接由管理片的控制功能建立和维护。
这种跳上方案有助于通过VN隧道在每个服务的基础上管理服务传送。例如，可以在每个PDU会话的基础上使用预先配置的隧道。或者，可以在每个服务的基础上使用预先配置的隧道，允许每个服务隧道由多个PDU会话共享。物理网络节点可以将一个服务的业务视为相同，并且可能不需要区分UE，除了在接入链路中。因此，可以移除或减少每UE/每会话建立相关的开销(远程配置)和等待时间，并且网络中不需要(或减少)每个UE“会话连接上下文”。
在UE注册到网络和UP片之后，所需的唯一所需UE特定上下文是UE的位置(即，该UE在VN节点处的当前锚点)，激活状态和已注册的UP片允许跳上并在需要时访问客户服务。
图10示出了根据实施例的用于通过控制面功能进行路径选择的方法。该方法包括从应用系统接收会话520的请求，该请求包括用户设备的位置区域的指示。该方法包括，作为响应，通过根据请求选择的第一用户面功能为会话建立端到端路径530。应当理解，端到端路径可以包括附加的用户面功能，包括锚功能。这种方法可以由处理系统执行，该处理系统包括处理器和存储用于由处理器执行的路径选择程序的计算机可读存储介质，该程序包括使控制面功能执行本文所述的方法步骤的指令。
本公开的另一方面提供了一种由应用系统执行的方法。这种方法包括将路径选择请求发送到网络控制面功能，从网络控制面功能接收响应，以及将分组数据单元(packetdata unit,PDU)会话从第一应用服务器切换到第二应用服务器。在一些实施例中，该请求包括与PDU相关联的用户设备的位置区域。这种方法可以由处理系统执行，该处理系统包括处理器和存储用于由处理器执行的程序的计算机可读存储介质，该程序包括使应用系统执行本文所述的方法步骤的指令。
图11是根据实施例的可用于实现各种网络功能的处理系统700的示例性框图。如图10所示，处理系统700包括处理单元702，处理单元702包括处理器(例如，CPU)714、大容量存储器704、存储器708、网络接口706、网络722、I/O接口712，其在处理单元直接接收或向用户、鼠标/键盘/打印机716、视频适配器710和显示器718提供输入的一些情况下，所有这些都通过双向总线720通信地耦合。
根据某些实施例，可以利用所有描绘的元素，或者仅利用元素的子集。此外，处理单元702可以包含某些元素的多个实例，例如多个处理器、存储器或收发器。此外，处理系统702的元件可以在没有双向总线的情况下直接耦合到其他组件。
存储器可以包括任何类型的非暂时性存储器，例如静态随机存取存储器(staticrandom access memory,SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic random access memory,DRAM)、同步DRAM(synchronous DRAM,SDRAM)、只读存储器(read-only memory,ROM)，这些的任何组合等。大容量存储器元件可以包括任何类型的非暂时性存储设备，例如固态驱动器、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器、USB驱动器或被配置为存储数据和机器可执行程序代码的任何计算机程序产品。根据某些实施例，存储器或大容量存储器上记录有可由处理器执行的语句和指令，用于执行上述功能和步骤。
处理单元702可以用于实现执行各种网络控制面功能的UE或主机，或者如本文所述的AS控制器或AS服务器。
通过前述实施例的描述，本公开可以仅通过使用硬件或通过使用软件和必要的通用硬件平台来实现。基于这样的理解，本公开的技术方案可以以软件产品的形式体现。软件产品可以存储在非易失性或非暂时性存储介质中，其可以包括如上所述的设备存储器，或者存储在可移动存储器中，例如压缩盘只读存储器(compact disk read-only memory,CD-ROM)、闪存存储器、或可移动硬盘。该软件产品包括许多指令，这些指令使计算机设备(计算机、服务器或网络设备)能够执行本公开的实施例中提供的方法。例如，这样的执行可以对应于如本文所述的逻辑操作的模拟。软件产品可以附加地或替代地包括多个指令，这些指令使计算机设备能够执行根据本公开的实施例的用于配置或编程数字逻辑装置的操作。
尽管已经参考具体特征和其实施例描述了本公开，但是显而易见的是，在不脱离本公开的情况下，可以对其进行各种修改和组合。因此，说明书和附图仅被视为由所附权利要求限定的本公开的说明，并且预期涵盖落入本公开的范围内的任何和所有修改、变化、组合或等同物。

Claims (20)

1.一种用于控制面功能的路径选择的方法，包括：
接收来自应用系统的对会话的请求，所述请求包括用户设备UE的位置区域；以及
作为响应，通过根据所述请求选择的第一用户面功能，为所述会话建立端到端路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述请求中包括的所述用户设备的位置区域，基于潜在接入节点AN的位置来选择所述第一用户面功能。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
选择第二用户面路径；以及
将UE和应用系统AS之间流动的业务从所述端到端路径通过所述第一用户面功能分配到所述第二用户面路径。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述请求是路径选择请求。
5.根据权利要求4所述的方法，
其中，所述选择第二用户面路径包括：预先配置所述第二用户面路径，
其中，所述分配业务包括：
接收将所述会话从第一接入节点切换到第二接入节点的请求；以及
激活所述第二用户面路径。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，切换所述会话的所述请求被携带在指向所述第二接入节点的第一数据分组中。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：配置用于建立用户面隧道的业务引导规则。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，配置所述业务引导规则包括：在所述用户面路径中配置上行链路分类器功能。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述会话是分组数据单元PDU会话，其中，预先建立的端到端路径可用于承载业务，其中，建立端到端路径包括选择预先建立的路径和预先建立的隧道中的至少一个，来承载所述PDU会话。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，为所述会话建立端到端路径包括选择UP锚。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，通过服务能力曝光功能SCEF从应用系统接收所述请求。
12.根据权利要求1所述的方法，还包括响应于接收到所述请求而建立隧道。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述会话的所述请求是对多个会话的请求。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述请求由AS重定位触发。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述请求由AS重选触发。
16.一种控制面功能，包括：
处理器；以及
存储路径选择程序的计算机可读存储介质，所述程序由所述处理器执行，所述程序包括指令，所述指令使所述控制面功能：
接收来自应用系统的对会话的请求，所述请求包括用户设备的位置区域；以及
作为响应，通过根据所述请求选择的第一用户面功能为所述会话建立端到端路径。
17.根据权利要求16所述的控制面功能，其中，所述请求是路径选择请求。
18.根据权利要求17所述的控制面功能，其中，所述程序包括指令，所述指令进一步使所述控制面功能：
选择第二用户面路径；以及
将UE和应用系统AS之间流动的业务从所述端到端路径通过所述第一用户面功能分配到所述第二用户面路径。
19.根据权利要求16所述的控制面功能，其中，所述程序包括指令，所述指令进一步使控制面功能：
配置用于建立用户面隧道的业务引导规则。
20.根据权利要求16所述的控制面功能，其中，所述请求由AS重定位触发。
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