CN110402604B - 在无线通信系统中通知移动性事件的方法及其设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明的一个方面的一种在无线通信系统中AMF通知事件的方法，所述方法包括以下步骤：从请求者接收用于终端的移动性事件的通知订阅的订阅消息，其中，订阅消息包括终端的ID和用于过滤终端的移动性事件的事件过滤器；执行终端的注册过程；以及当事件过滤器过滤的移动性事件在注册过程中发生时，在完成注册过程之后将与移动性事件有关的通知消息发送到SMF，其中，如果订阅消息包括指示维持终端的连接模式的指示符，则可以在完成注册过程之后在预定时间内保持终端的连接模式。

Description

在无线通信系统中通知移动性事件的方法及其设备

技术领域

本发明涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及订阅/通知用户设备的移动性事件的方法及其设备。

背景技术

已经开发一种移动通信系统，以在保证用户活动的同时提供语音服务。然而，移动通信系统将区域扩展到数据服务以及语音，并且目前，由于业务的爆炸性增加而导致资源的短缺现象并且使用需要更高速的服务，并且作为结果，需要更加发达的移动通信系统。

下一代移动通信系统的要求主要需要支持爆炸性数据业务的容纳，每个用户传输速率的划时代增加，连接设备数量的显着增加，端到端延迟非常低，和高能效。为此，已经研究了各种技术，其包括双连接、大规模多输入多输出(MIMO)、带内全双工、非正交多址(NOMA)、超宽带支持、设备联网等。

特别地，对于功耗显著影响设备寿命的设备，已经大力开发了降低功耗的各种技术。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是为了提出一种在新无线通信系统中根据UE的移动性有效地减少会话信令开销和过程复杂度的方法及其设备。特别地，本发明的一个目的是为了提出一种使用UE的移动性事件通知服务过程根据UE的移动性有效地减少会话信令开销和过程复杂度的方法及其设备。

提出实施例以描述用于解决上述技术问题的方法和设备。本发明要解决的技术问题不受上述技术问题的限制，并且本发明所属的领域的技术人员从以下描述中可以清楚地理解上面未提到的其他技术问题。

技术方案

在本发明的一个方面，提供一种无线通信系统中的接入和移动性管理功能(AMF)的事件通知方法，该事件通知方法包括：从请求者接收用于订阅用户设备(UE)的移动性事件的通知的订阅消息，其中，订阅消息包括UE的标识符(ID)和用于过滤移动性事件的事件过滤器；执行UE的注册过程；以及当事件过滤器过滤的移动性事件在注册过程中发生时，完成移动性事件的通知消息的注册过程并且然后将通知消息发送到会话管理功能(SMF)，其中，如果订阅消息包括指示维持UE的连接模式的指示符，则在完成注册过程之后在预定时间内维持UE的连接模式。

如果订阅消息不包括指示维持UE的连接模式的指示符，则UE可以在注册过程完成之后在预定时间内转换到空闲模式。

可以基于在发送AMF在注册过程中发送的注册接受消息时启动的定时器的期满时间来确定预定时间。

SMF可以是网络节点，其释放在预定时间内已经为UE建立的现有PDU会话，并且建立新的PDU会话。

移动性事件可以对应于UE的服务小区改变、服务AMF改变、跟踪区域(TA)改变、连接状态改变、接入类型改变、注册状态改变以及对特定区域的进入或者偏离中的至少一个。

事件通知方法可以进一步包括，如果移动事件通知订阅被授权，则存储移动性事件与请求者的ID之间的关联。

通知消息可以包括移动性事件的类型信息和与移动性事件有关的信息。

与移动性事件有关的信息可以是关于UE的注册区域更新和/或新注册区域的信息。

UE可以是配置会话和服务连续性(SSC)模式2或SSC模式3的UE。

SSC模式2可以是其中网络节点触发向UE释放现有分组数据单元(PDU)会话并指示用于相同数据网络的新PDU会话的建立的SSC模式。

SSC模式3可以是其中网络节点在释放UE与先前锚之间的连接之前经由用于相同数据网络的新PDU会话锚允许UE连接的建立的SSC模式。

UE ID可以包括UE的订户永久标识符(SUPI)。

请求者可以是SMF或除了SMF之外的网络节点。

在本发明的另一方面，提供一种用于在无线通信系统中执行事件通知的接入和移动性管理功能(AMF)，该AMF包括：通信模块，该通信模块被配置成发送和接收信号；处理器，该处理器被配置成控制通信模块，其中，处理器被配置成从请求者接收用于订阅用户设备(UE)的移动性事件的通知的订阅消息，其中，订阅消息包括UE的标识符(ID)和用于过滤移动性事件的事件过滤器，为UE执行注册过程，并且当在注册过程中发生由事件过滤器过滤的移动性事件时，完成移动性事件的通知消息的注册过程并且然后将通知消息发送到会话管理功能(SMF)，其中如果订阅消息包括指示维持UE的连接模式的指示符，则在注册过程完成之后在预定时间内维持UE的连接模式。

如果订阅消息不包括指示维持UE的连接模式的指示符，则UE可以在注册过程完成之后在预定时间内转换到空闲模式。

移动性事件可以对应于UE的服务小区改变、服务AMF改变、跟踪区域(TA)改变、连接状态改变、接入类型改变、注册状态改变以及对特定区域的进入或偏离中的至少一个。

有益效果

本发明的实施例具有能够解决如下问题的效果，即，因为在注册程序完成之后维持UE的连接状态/模式，所以将UE转换到连接状态/模式会导致寻呼资源的浪费和电池消耗的增加。

可以从本发明获得的效果不受上述效果的限制，并且本发明所属的领域的技术人员从以下描述中可以清楚地理解上面未提及的其他效果。

附图说明

作为详细描述的一部分被包括以提供对本发明的进一步理解的附图示出本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的技术原理。

图1图示可以应用本发明的演进分组系统(EPS)。

图2图示可以应用本发明的演进通用地面无线电接入网络(E-UTRAN)的一个示例。

图3图示可以应用本发明的无线通信系统中的E-UTRAN和EPC的结构。

图4图示可以应用本发明的无线通信系统中的UE和E-UTRAN之间的无线电接口协议结构。

图5图示可以应用本发明的无线通信系统中的S1接口协议结构。

图6图示可以应用本发明的无线通信系统中的物理信道结构。

图7图示可以应用本发明的无线通信系统中的EMM和ECM状态。

图8图示可以应用本发明的无线通信系统中的基于竞争的随机接入过程。

图9图示使用参考点表示的5G系统架构。

图10图示使用基于服务的表示的5G系统架构。

图11图示可以应用本发明的NG-RAN架构。

图12图示可以应用本发明的无线协议栈。

图13图示UE和可应用本发明的5G/NR系统的核心网络之间的协议栈。

图14图示可以应用本发明的RM状态模型。

图15图示可以应用本发明的CM状态模型。

图16图示根据本发明实施例的QoS流的分类和用户平面标记以及QoS流到AN资源的映射。

图17图示适用于本发明的数据存储架构。

图18是图示适用于本发明的具有服务GW改变的TAU过程的流程图。

图19是图示适用于本发明的注册过程的流程图。

图20图示适用于本发明的UE移动性事件通知服务过程。

图21是图示根据本发明的实施例的使用移动性事件通知服务过程保持UE的连接状态/模式的方法的流程图。

图22是图示根据本发明的实施例的使用移动性事件通知服务过程来发送UE的位置信息的方法的流程图。

图23是图示根据本发明的实施例的通知AMF的移动性事件的方法的流程图。

图24图示根据本发明的实施例的通信设备的块配置图。

图25图示根据本发明的实施例的通信设备的块配置图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的优选实施例。以下提供的详细描述连同附图仅旨在解释本发明的说明性实施例，其不应被视为本发明的唯一实施例。以下详细描述包括提供对本发明的完整理解的具体信息。然而，本领域技术人员将能够理解，可以在没有特定信息的情况下实现本发明。

对于一些情况，为了避免模糊本发明的技术原理，可以省略公众所熟知的结构和设备，或者可以利用结构和设备的基本功能以框图的形式示出这些结构和设备。

本文档中的基站被视为网络的终端节点，其直接与UE执行通信。在该文档中，被认为由基站执行的特定操作可以由基站的上层节点根据情况来执行。换句话说，显而易见的是，在由包括基站的多个网络节点组成的网络中，可以由基站或除基站之外的网络节点执行用于与UE通信的各种操作。术语基站(BS)可以替换为固定站、节点B、演进节点B(eNB)、基站收发器系统(BTS)或接入点(AP)。此外，终端可以是固定的或移动的；该术语可以替换为用户设备(UE)、移动站(MS)、用户终端(UT)、移动订户站(MSS)、订户站(SS)、高级移动站(AMS)、无线终端(WT)、机器类型通信(MTC)设备、机器到机器(M2M)设备或设备到设备(D2D)设备。

在下文中，下行链路(DL)指的是从基站到终端的通信，而上行链路(UL)指的是从终端到基站的通信。在下行链路传输中，发射器可以是基站的一部分，并且接收器可以是终端的一部分。类似地，在上行链路传输中，发射器可以是终端的一部分，并且接收器可以是基站的一部分。

引入以下描述中使用的特定术语以帮助理解本发明，并且具体术语可以以不同方式使用，只要其不脱离本发明的技术范围即可。

下面描述的技术可以用于基于码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)或非正交多址(NOMA)的各种类型的无线接入系统。CDMA可以通过诸如通用地面无线电接入(UTRA)或CDMA2000的无线电技术来实现。TDMA可以通过诸如全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线电服务(GPRS)或用于GSM演进的增强数据速率(EDGE)的无线电技术来实现。OFDMA可以通过诸如IEEE802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802-20或演进UTRA(E-UTRA)的无线电技术来实现。UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)是演进UMTS(E-UMTS)的一部分，其使用E-UTRA，将OFDMA用于下行链路并且将SC-FDMA用于上行链路传输。LTE-A(高级)是3GPP LTE系统的演进版本。

可以通过在包括IEEE 802、3GPP和3GPP2规范的至少一个无线接入系统中公开的标准文档来支持本发明的实施例。换句话说，在本发明的实施例中，为了清楚地描述本发明的技术原理而省略的那些步骤或部分可以由上述文档支持。此外，可以参考标准文档解释本文档中公开的所有术语。

为了阐明描述，该文档基于3GPP LTE/LTE-A，但是本发明的技术特征不限于当前描述。

本文档中使用的术语定义如下：

-通用移动电信系统(UMTS)：由3GPP开发的基于GSM的第三代移动通信技术

-演进分组系统(EPS)：网络系统，包括演进分组核心(EPC)、基于互联网协议(IP)的分组交换核心网络和诸如LTE和UTRAN的接入网络。EPS是从UMTS演进的网络。

-节点B：UMTS网络的基站。节点B安装在外部并提供宏小区的覆盖范围。

-e节点B：EPS网络的基站。e节点B安装在外部并提供宏小区的覆盖范围。

-归属节点B：它作为基站安装在室内，并且覆盖范围是微小区等级。

-归属e节点B：它作为EPS网络的基站安装在室内，并且覆盖范围是微小区等级。

-用户设备(UE)：UE可以被称为终端、移动设备(ME)或移动站(MS)。UE可以是便携式设备，诸如笔记本计算机、移动电话、个人数字助理(PDA)、智能电话或多媒体设备；或固定设备，诸如个人计算机(PC)或车载设备。术语UE可以是指在与MTC相关的描述中的MTC终端。

-IP多媒体子系统(IMS)：基于IP提供多媒体服务的子系统

-国际移动订户标识(IMSI)：在移动通信网络中分配的全球唯一订户标识符

-机器类型通信(MTC)：在没有人为干预的情况下由机器执行的通信。它可以被称为机器到机器(M2M)通信。

-MTC终端(MTC UE或MTC设备或MRT设备)：配备有通过移动通信网络操作并执行MTC功能的通信功能(例如，通过PLMN与MTC服务器通信)的终端(例如，自动售货机、仪表等)。

-MTC服务器：管理MTC终端的网络上的服务器。它可以安装在移动通信网络的内部或外部。它可以提供MTC用户可以接入服务器通过的接口。此外，MTC服务器可以向其他服务器(以服务能力服务器(SCS)的形式)提供MTC相关服务，或者MTC服务器本身可以是MTC应用服务器。

-(MTC)应用：服务(应用MTC)(例如，远程计量、交通运动跟踪、天气观测传感器等)

-(MTC)应用服务器：执行(MTC)应用的网络上的服务器

-MTC特征：支持MTC应用的网络功能。例如，MTC监视是用于准备MTC应用中的设备丢失(诸如，远程计量)的特征，并且低移动性是针对MTC终端(诸如，自动售货机)的MTC应用的特征。

-MTC用户：MTC用户使用MTC服务器提供的服务。

-MTC订户：与网络运营商具有连接关系并向一个或多个MTC终端提供服务的实体。

-MTC组：MTC组共享至少一个或多个MTC特征，并且表示属于MTC订户的一组MTC终端。

-服务能力服务器(SCS)：连接到3GPP网络并用于与归属PLMN(HPLMN)和MTC终端上的MTC互通功能(MTC-IWF)通信的实体。SCS提供一个或多个MTC应用的使用能力。

-外部标识符：3GPP网络的外部实体(例如，SCS或应用服务器)使用的全局唯一标识符，用于指示(或标识)MTC终端(或MTC终端所属的订户)。外部标识符包括域标识符和本地标识符，如下所述。

-域标识符：用于标识移动通信网络服务提供商的控制区域中的域的标识符。服务提供商可以为每个服务使用单独的域标识符，以提供对不同服务的接入。

-本地标识符：用于导出或获得国际移动订户标识(IMSI)的标识符。本地标识符在应用域内应该是唯一的，并由移动通信网络服务提供商管理。

-无线电接入网络(RAN)：包括节点B、控制节点B的无线电网络控制器(RNC)和3GPP网络中的e节点B的单元。RAN在终端级别定义，并提供与核心网络的连接。

-归属位置寄存器(HLR)/归属订户服务器(HSS)：3GPP网络内的数据库供应订户信息。HSS可以执行配置存储、标识管理、用户状态存储等功能。

-RAN应用部分(RANAP)：RAN与负责控制核心网络的节点之间的接口(换句话说，移动性管理实体(MME)/服务GPRS(通用分组无线电服务)支持节点(SGSN)/移动交换中心(MSC))。

-公共陆地移动网络(PLMN)：形成为向个人提供移动通信服务的网络。可以为每个运营商单独形成PLMN。

-非接入层(NAS)：用于在UMTS和EPS协议栈处在终端和核心网络之间交换信号和业务消息的功能层。NAS主要用于支持终端的移动性，以及用于建立和维护终端与PDN GW之间的IP连接的会话管理过程。

-服务能力公开功能(SCEF)：用于服务能力公开的3GPP架构中的实体，其提供用于安全地公开由3GPP网络接口提供的服务和能力的手段。

-MME(移动性管理实体)：EPS网络中的网络节点，其执行移动性管理和会话管理功能

-PDN-GW(分组数据网络网关)：EPS网络中的网络节点，其执行UE IP地址分配、分组筛选和过滤以及计费数据收集功能。

-服务GW(服务网关)：EPS网络中的网络节点，其执行诸如移动性锚点、分组路由、空闲模式分组缓冲和针对MME的ME的触发寻呼的功能。

-策略和计费规则功能(PCRF)：EPS网络中的节点，其执行策略决策以针对每个服务流动态地应用差异化的QoS和计费策略。

-开放式移动联盟设备管理(OMA DM)：用于管理移动设备(诸如，移动电话、PDA和便携式计算机)的协议，其执行诸如设备配置、固件升级和错误报告的功能

-操作管理和维护(OAM)：网络管理功能组，其提供网络故障指示、性能信息以及数据和诊断功能

-NAS配置MO(管理对象)：管理对象(MO)，用于为UE配置与NAS功能相关联的参数。

-PDN(分组数据网络)：支持特定服务的服务器(例如，MMS服务器、WAP服务器等)所在的网络。

-PDN连接：从UE到PDN的连接，即，由IP地址表示的UE与由APN表示的PDN之间的关联(连接)。

-APN(接入点名称)：引用或标识PDN的字符串。它是在接入P-GW以接入所请求的服务或网络(PDN)时在网络中预定义的名称(字符串)(例如，internet.mnc012.mcc345.gprs)。

-归属位置寄存器(HLR)/归属订户服务器(HSS)：表示3GPP网络中的订户信息的数据库(DB)。

-NAS(非接入层)：UE与MME之间的控制平面的上层。它支持UE和网络之间的移动性管理、会话管理和IP地址维护。

-AS(接入层)：它包括UE与无线电(或接入)网络之间的协议栈，并负责发送数据和网络控制信号。

在下文中，将基于以上定义的术语描述本发明。

可以应用本发明的系统的概述

图1图示了可以应用本发明的演进分组系统(EPS)。

图1的网络结构是从包括演进分组核心网(EPC)的演进分组系统(EPS)重构的简化图。

EPC是用于改进3GPP技术的性能的系统架构演进(SAE)的主要组件。SAE是确定支持多种异构网络之间移动性的网络结构的研究项目。例如，SAE旨在提供优化的基于分组的系统，该系统支持各种基于IP的无线接入技术，提供更多改进的数据传输能力等。

更具体地，EPC是用于3GPP LTE系统的基于IP的移动通信系统的核心网络，并且能够支持基于分组的实时和非实时服务。在现有的移动通信系统(即第二代或第三代移动通信系统)中，核心网络的功能已经通过两个独立的子域来实现：用于语音的电路交换(CS)子域和用于数据的分组交换(PS)子域。然而，在3GPP LTE系统中，从第三代移动通信系统演进的CS和PS子域已经统一为单个IP域。换句话说，在3GPP LTE系统中，可以通过基于IP的基站(例如e节点B)、EPC和应用域(例如，IMS)来建立具有IP能力的UE之间的连接。换句话说，EPC提供了实施端到端IP服务所必需的架构。

EPC包括各种组件，其中，图1图示了包括服务网关(SGW或S-GW)、分组数据网络网关(PDN GW或PGW或P-GW)、移动性管理实体(MME)、服务GPRS支持节点(SGSN)和增强型分组数据网关(ePDG)的EPC组件的一部分。

SGW作为无线电接入网络(RAN)与核心网络之间的边界点操作，并维持e节点B与PDN GW之间的数据路径。而且，在UE由e节点B跨越服务区域移动的情况下，SGW充当本地移动性的锚点。换句话说，可以通过SGW路由分组以确保在针对3GPP版本8的后续版本定义的E-UTRAN(演进的UMTS(通用移动电信系统)陆地无线电接入网络)内的移动性。此外，SGW可以充当用于E-UTRAN与其他3GPP网络(在3GPP版本8之前定义的RAN，例如，UTRAN或GERAN(GSM(全球移动通信系统)/EDGE(增强型数据速率全球演进)无线电接入网络)之间的移动性的锚点。

PDN GW对应于到分组数据网络的数据接口的终端点。PDN GW可以支持策略执行功能、分组过滤、计费支持等。此外，PDN GW可以充当3GPP网络和非3GPP网络(例如，诸如互通无线局域网(I-WLAN)的不可靠网络或诸如码分多址(CDMA)网络和Wimax的可靠网络)之间的移动性管理的锚点。

在如图1所示的网络结构的示例中，SGW和PDN GW被视为独立的网关；但是，这两个网关可以根据单个网关配置选项来实施。

MME执行用于UE接入网络的信令、支持分配、跟踪、寻呼、漫游、网络资源的切换等；和控制功能。MME控制与订户和会话管理相关的控制平面功能。MME管理多个e节点B并执行常规网关的选择的信令以用于切换到其他2G/3G网络。此外，MME执行诸如安全过程、终端到网络会话处理、空闲终端位置管理等功能。

SGSN处理包括用于移动性管理和用户针对其他3GPP网络(例如，GPRS网络)的认证的分组数据的各种分组数据。

对于不可靠的非3GPP网络(例如，I-WLAN、WiFi热点等)，ePDG充当安全节点。

如关于图1所描述的，具有IP能力的UE可以经由EPC内的各种组件，不仅基于3GPP接入，而且基于非3GPP接入接入服务提供商(即，运营商)提供的IP业务网络(例如IMS)。

另外，图1图示了各种参考点(例如，S1-U、S1-MME等)。3GPP系统将参考点定义为连接E-UTAN和EPC的不同功能实体中定义的两个功能的概念链路。下面的表1总结了图1中所示的参考点。除了图1的示例之外，可以根据网络结构定义各种其他参考点。

【表1】

在图1所示的参考点中，S2a和S2b对应于非3GPP接口。S2a是提供PDN GW之间的可靠的非3GPP接入相关控制以及到用户平面的移动性资源的参考点。S2b是为ePDG和PDN GW之间的用户平面提供相关控制和移动性资源的参考点。

图2图示了可以应用本发明的演进通用陆地无线接入网(E-UTRAN)的一个示例。

E-UTRAN系统例如已经从现有UTRAN系统演进，并且可以是3GPP LTE/LTE-A系统。通信网络被广泛部署以便通过IMS和分组数据提供包括诸如语音(例如，VoIP(互联网协议语音))的各种通信服务。

参考图2，E-UMTS网络包括E-UTRAN、EPC和一个或多个UE。E-UTRAN包括向UE提供控制平面和用户平面协议的eNB，其中eNB通过X2接口相互连接。

X2用户平面接口(X2-U)在eNB之间定义。X2-U接口提供用户平面协议数据单元(PDU)的无保证传递。X2控制平面接口(X2-CP)被定义在两个相邻eNB之间。X2-CP执行eNB之间的上下文传递、源eNB与目标eNB之间的用户平面隧道的控制、切换相关消息的传递、上行链路负载管理等的功能。

eNB通过无线电接口连接到UE并且通过S1接口连接到演进分组核心网(EPC)。

在eNB和服务网关(S-GW)之间定义S1用户平面接口(S1-U)。在eNB和移动性管理实体(MME)之间定义S1控制平面接口(S1-MME)。S1接口执行EPS承载服务管理、非接入层(NAS)信令传输、网络共享、MME负载均衡管理等功能。S1接口支持eNB与MME/S-GW之间的多对多关系。

MME能够执行各种功能，诸如：NAS信令安全性、接入层(AS)安全控制、用于支持3GPP接入网之间的移动性的核心网络(CN)节点间信令、空闲模式UE可到达性(包括执行寻呼重传和控制)、跟踪区域标识(TAI)管理(用于处于空闲和活动模式的UE)、PDN GW和SGW选择、改变MME的切换的MME选择、用于切换到2G或3G3GPP接入网络的SGSN选择、漫游、认证、包括专用承载建立的承载管理功能、以及支持PWS(公共预警系统)(包括地震和海啸预警系统(ETWS)和商业移动警报系统(CMAS))消息的传输。

图3图示了可以应用本发明的无线通信系统中的E-UTRAN和EPC的结构。

参考图3，eNB能够执行诸如选择网关(例如，MME)、在RRC(无线资源控制)激活期间向网关的路由、调度和发送BCH(广播信道)、在上行链路和下行链路中用于UE的分配动态资源、处于LTE_ACTIVE状态的移动性控制连接的功能。如上所述，属于EPC的网关能够执行诸如寻呼发起、LTE_IDLE状态管理、用户平面加密、SAE(系统架构演进)承载控制、NAS信令加密和完整性保护的功能。

图4图示了可以应用本发明的无线通信系统中的UE和E-UTRAN之间的无线电接口协议结构。

图4(a)图示了控制平面的无线电协议结构，并且图4(b)图示了用户平面的无线电协议结构。

参考图4，UE和E-UTRAN之间的无线电接口协议的层可以基于在通信系统的技术领域中公知的开放系统互连(OSI)模型的较低三层被划分为第一层(L1)、第二层(L2)和第三层(L3)。UE与E-UTRAN之间的无线电接口协议由水平方向上的物理层、数据链路层和网络层组成，而在垂直方向上无线接口协议由作为用于传递数据信息的协议栈的用户平面和作为用于传递控制信号的协议栈的控制平面组成。

控制平面用作通过其发送用于UE和网络来管理呼叫的控制消息的路径。用户平面是指通过其发送在应用层中生成的数据(例如语音数据、互联网分组数据等)的路径。在下文中，所描述的将是无线电协议的控制和用户平面的每一层。

作为第一层(L1)的物理层(PHY)通过使用物理信道向上层提供信息传输服务。物理层通过传输信道连接到位于上层的媒体接入控制(MAC)层，通过该传输信道在MAC层和物理层之间发送数据。传输信道按照通过无线电接口发送数据的方式以及通过无线电接口发送数据的特性进行分类。并且数据通过不同物理层之间以及发射器的物理层和接收器的物理层之间的物理信道发送。物理层根据正交频分复用(OFDM)方案进行调制，并将时间和频率用作无线电资源。

在物理层中使用一些物理控制信道。物理下行链路控制信道(PDCCH)通知UE寻呼信道(PCH)和下行链路共享信道(DL-SCH)的资源分配；和与上行链路共享信道(UL-SCH)有关的混合自动重传请求(HARQ)信息。此外，PDCCH可以承载用于向UE通知上行链路传输的资源分配的UL许可。物理控制格式指示符信道(PCFICH)向UE通知由PDCCH使用并且在每个子帧处发送的OFDM符号的数量。物理HARQ指示符信道(PHICH)响应于上行链路传输而承载HARQ ACK(确认)/NACK(非确认)信号。物理上行链路控制信道(PUCCH)承载诸如关于下行链路传输的HARQ ACK/NACK、调度请求、信道质量指示符(CQI)等的上行链路控制信息。物理上行链路共享信道(PUSCH)承载UL-SCH。

第二层(L2)的MAC层通过逻辑信道向作为其上层的无线电链路控制(RLC)层提供服务。而且，MAC层提供逻辑信道和传输信道之间的映射的功能；以及将属于逻辑信道的MAC服务数据单元(SDU)复用/解复用到传输块，该传输块被提供给传输信道上的物理信道。

第二层(L2)的RLC层支持可靠的数据传输。RLC层的功能包括RLC SDU的级联、分段、重新组装等等。为了满足无线承载(RB)所请求的变化的服务质量(QoS)，RLC层提供三种操作模式：透明模式(TM)、未确认模式(UM)和确认模式(AM)。AM RLC通过自动重传请求(ARQ)提供纠错。同时，在MAC层执行RLC功能的情况下，可以将RLC层作为功能块并入到MAC层中。

第二层(L2)的分组数据汇聚协议(PDCP)层执行传递、报头压缩、用户平面中的用户数据的加密等的功能。报头压缩是指这样的功能，即，减小相对较大并且包括不必要的控制的互联网协议(IP)分组报头的大小以通过窄带宽的无线电接口高效地发送诸如IPv4(互联网协议版本4)或IPv6(互联网协议版本6)分组的IP分组。控制平面中的PDCP层的功能包括传递控制平面数据和加密/完整性保护。

第三层(L3)的最低部分中的无线电资源控制(RRC)层仅在控制平面中被定义。RRC层执行控制UE与网络之间的无线电资源的角色。为此，UE和网络通过RRC层交换RRC消息。RRC层关于无线电承载的配置、重新配置和释放来控制逻辑信道、传输信道和物理信道。无线电承载是指第二层(L2)为UE和网络之间的数据传输提供的逻辑路径。配置无线电承载指示无线电协议层和信道的特性被定义为提供特定服务；并确定其各个参数及其操作方法。无线电承载可以分为信令无线电承载(SRB)和数据RB(DRB)。SRB被用作在控制平面中发送RRC消息的路径，而DRB被用作在用户平面中发送用户数据的路径。

RRC层上部的非接入层(NAS)层执行会话管理、移动性管理等的功能。

构成基站的小区被设置为1.25、2.5、5、10和20MHz带宽中的一个，向多个UE提供下行链路或上行链路传输服务。不同的小区可以设置为不同的带宽。

从网络向UE发送数据的下行链路传输信道包括发送系统信息的广播信道(BCH)、发送寻呼消息的PCH、发送用户业务或控制消息的DL-SCH等等。下行多播或广播服务的业务或控制消息可以通过DL-SCH或通过单独的下行链路多播信道(MCH)发送。同时，从UE向网络发送数据的上行链路传输信道包括发送初始控制消息的随机接入信道(RACH)和发送用户业务或控制消息的上行链路共享信道(UL-SCH)。

逻辑信道位于传输信道上方并且被映射到传输信道。逻辑信道可以被划分为用于传递控制区域信息的控制信道和用于传递用户区域信息的业务信道。控制信道可以包括BCCH(广播控制信道)、PCCH(寻呼控制信道)、CCCH(公共控制信道)、DCCH(专用控制信道)、MCCH(多播控制信道)。业务信道可以包括DTCH(专用业务信道)和MTCH(多播业务信道)。PCCH是传递寻呼信息的下行链路信道，并且在网络不知道UE所属的小区时使用。CCCH由没有与网络的RRC连接的UE使用。MCCH是点对多点下行链路信道，用于从网络向UE传递MBMS(多媒体广播和多播服务)控制信息。DCCH是点对点双向信道，其由具有在UE和网络之间传递专用控制信息的RRC连接的UE使用。DTCH是点对点信道，其专用于UE用于传递可能存在于上行链路和下行链路中的用户信息。MTCH是用于将来自网络的业务数据传递给UE的点对多点下行链路信道。

在逻辑信道和传输信道之间的上行链路连接的情况下，DCCH可以被映射到UL-SCH，DTCH可以被映射到UL-SCH，并且CCCH可以被映射到UL-SCH。在逻辑信道和传输信道之间的下行链路连接的情况下，BCCH可以被映射到BCH或DL-SCH，PCCH可以被映射到PCH，DCCH可以被映射到DL-SCH，DTCH可以被映射到DL-SCH，MCCH可以被映射到MCH，并且MTCH可以被映射到MCH。

图5图示可以应用本发明的无线通信系统中的S1接口协议结构。

图5(a)图示S1接口中的控制平面协议栈并且图5(b)图示S1接口中的用户平面接口协议结构。

参考图5，在eNB和MME之间定义S1控制平面接口(S1-MME)。与用户平面类似，传输网络层基于IP传输。然而，为了确保消息信令的可靠传输，将传输网络层添加到位于IP层之上的流控制传输协议(SCTP)层。应用层信令协议称为S1应用协议(S1-AP)。

SCTP层提供应用层消息的有保证的传递。

传输IP层采用用于协议数据单元(PDU)信令传输的点对点传输。

对于每个S1-MME接口实例，单个SCTP关联使用一对流标识符用于S-MME公共过程。只有部分流标识符对用于S1-MME专用过程。MME通信上下文标识符由MME为S1-MME专用过程分配，eNB通信上下文标识符由eNB分配用于S1-MME专用过程。MME通信上下文标识符和eNB通信上下文标识符用于标识UE特定的S1-MME信令传输承载。在每个S1-AP消息内传递通信上下文标识符。

在S1信令传输层向S1AP层通知信令断开的情况下，MME将已经使用相应信令连接的UE的状态改变为ECM-空闲状态。并且eNB释放相应UE的RRC连接。

在eNB和S-GW之间定义S1用户平面接口(S1-U)。S1-U接口在eNB和S-GW之间提供用户平面PDU的无保证传送。传输网络层基于IP传输，并且GPRS隧道协议用户平面(GTP-U)层在UDP/IP层之上使用，以在eNB和S-GW之间传递用户平面PDU。

图6图示可以应用本发明的无线通信系统中的物理信道结构。

参考图6，物理信道通过使用包括频域中的一个或多个子载波和时域中的一个或多个符号的无线电资源来传递信令和数据。

具有1.0ms长度的一个子帧包括多个符号。子帧的特定符号(例如，子帧的第一符号)可以用于PDCCH。PDCCH承载关于动态分配的资源的信息(例如，资源块和MCS(调制和编码方案))。

EMM和ECM状态

在下文中，将描述EPS移动性管理(EMM)和EPS连接管理(ECM)状态。

图7图示可以应用本发明的无线通信系统中的EMM和ECM状态。

参考图7，为了管理在UE和MME的控制平面中定义的NAS层中UE的移动性，可以根据UE附着到网络或从网络分离来定义EMM注册和EMM注销状态。EMM注册状态和EMM注销状态可以应用于UE和MME。

最初，UE保持在EMM注销状态，如同UE首次通电时一样，并通过初始附着过程执行到网络的注册以连接到网络。如果成功执行连接过程，则UE和MME转换到EMM注册状态。此外，在UE断电或UE未能建立无线电链路的情况下(即，无线电链路的分组错误率超过参考值)，UE与网络分离并转换到EMM注销状态。

另外，为了管理UE与网络之间的信令连接，可以定义ECM连接和ECM空闲状态。ECM连接和ECM空闲状态也可以应用于UE和MME。ECM连接包括UE与eNB之间形成的RRC连接；在eNB和MME之间形成S1和S1信令连接。换句话说，建立/释放ECM连接指示已建立/释放RRC连接和S1信令连接两者。

RRC状态指示UE的RRC层是否逻辑连接到eNB的RRC层。换句话说，在UE的RRC层连接到eNB的RRC层的情况下，UE保持在RRC连接状态。如果UE的RRC层未连接到eNB的RRC层，则UE保持在RRC空闲状态。

网络可以在小区单元级别识别保持在ECM连接状态的UE，并且可以以有效的方式控制UE。

另一方面，网络无法知道保持在ECM空闲状态的UE的存在，并且核心网络(CN)基于作为比小区大的区域单元的跟踪区域单元来管理UE。当UE保持在ECM空闲状态时，UE通过使用在跟踪区域中唯一分配的ID来执行NAS已经配置的不连续接收(DRX)。换句话说，UE可以通过针对每个UE特定寻呼DRX周期在特定寻呼时机监测寻呼信号来接收系统信息和寻呼信息的广播信号。

当UE处于ECM空闲状态时，网络不承载UE的上下文信息。因此，保持在ECM空闲状态的UE可以基于UE执行与移动性相关的过程，诸如小区选择或小区重选，而不必遵循网络的命令。在UE处于ECM空闲状态时UE的位置与网络识别的位置不同的情况下，UE可以通过跟踪区域更新(TAU)过程向网络通知UE的相应位置。

另一方面，当UE处于ECM连接状态时，UE的移动性由网络的命令管理。当UE保持在ECM连接状态时，网络知道UE当前属于哪个小区。因此，网络可以向UE传送数据和/或从UE接收数据，控制UE的移动性(例如，切换)，并且针对相邻小区执行小区测量。

如上所述，UE必须转换到ECM连接状态，以便接收诸如语音或数据通信服务的通用移动通信服务。当UE首次通电时，处于其初始状态的UE如在EMM状态中一样保持在ECM空闲状态，并且如果UE通过初始附着过程成功注册到相应的网络，则UE和MME转换到ECM连接状态。此外，在UE已经向网络注册但由于未激活业务而未分配无线电资源的情况下，UE保持在ECM空闲状态，并且如果为相应的UE生成新的上行链路或下行链路业务，则UE以及MME通过服务请求过程转换到ECM连接状态。

随机接入过程

在下文中，将描述由LTE/LTE-A系统提供的随机接入过程。

UE采用随机接入过程来获得与eNB的上行链路同步或具有上行链路无线电资源。在加电之后，UE获取与初始小区的下行链路同步并接收系统信息。根据系统信息，UE获得一组可用的随机接入前导码和关于用于传输随机接入前导码的无线电资源的信息。用于传输随机接入前导码的无线电资源可以通过至少一个或多个子帧索引和频域上的索引的组合来指定。UE发送以随机方式从该组随机接入前导码中选择的随机接入前导码，并且接收随机接入前导码的eNB通过随机接入响应发送用于上行链路同步的TA(定时对准)值。通过使用上述过程，UE获得上行链路同步。

随机接入过程对于FDD(频分双工)和TDD(时分双工)方案是共同的。随机接入过程与小区大小无关，并且在配置CA(载波聚合)的情况下也与服务小区的数量无关。

首先，UE在以下情况下执行随机接入过程。

-在没有到eNB的RRC连接的情况下UE在RRC空闲状态下执行初始接入的情况

-UE执行RRC连接重建过程的情况

-在执行切换过程的同时UE第一次连接到目标小区的情况

-通过来自eNB的命令请求随机接入过程的情况

-在RRC连接状态下不满足上行链路同步的同时生成下行链路数据的情况

-在RRC连接状态下不满足上行链路同步的同时生成上行链路数据或者未分配用于请求无线电资源的指定无线电资源的情况

-在RRC连接状态下需要定时提前的同时执行UE的定位的情况

-在无线电链路故障或切换失败时执行恢复过程的情况

3GPP Rel-10规范考虑了将适用于一个特定小区(例如，P小区)的TA(定时提前)值共同应用于无线接入系统中的多个小区。然而，UE可以组合属于不同频带的多个小区(即，在频域中以大距离分开)或者具有不同传播特性的多个小区。此外，在特定小区的情况下，如果在诸如RRH(远程无线电报头)(即，转发器)、毫微微小区或微微小区或辅助eNB(SeNB)的小型小区设置在小区内以用于覆盖扩展或移除覆盖空洞的同时UE通过一个小区与eNB(即宏eNB)执行通信，并且通过其他小区执行与SeNB的通信，则多个小区可以具有不同的传播延迟。在这种情况下，当UE执行上行链路传输使得一个TA值共同应用于多个小区时，可能严重影响在多个小区之间发送的上行链路信号的同步。因此，可以优选在其中多个单元被聚合的CA模式下具有多个TA值。3GPP Rel-11规范考虑了单独为每个特定小区组分配TA值以支持多个TA值。这被称为TA组(TAG)；TAG可以具有一个或多个小区，并且相同的TA值可以共同地应用于属于TAG的一个或多个小区。为了支持多个TA值，MAC TA命令控制元素由2比特TAG标识(ID)和6比特TA命令字段组成。

在其上配置载波聚合的UE在结合PCell需要先前描述的随机接入过程的情况下执行随机接入过程。在PCell所属于的TAG(即主TAG(pTAG))的情况下，与现有情况相同基于PCell确定，或通过伴随PCell的随机接入过程进行调节的TA可以应用于pTAG内的所有小区。同时，在仅配置有SCell的TAG(即，辅助TAG(sTAG))的情况下，基于sTAG内的特定SCell确定的TA可以应用于相应sTAG内的所有小区，并且此时，可以通过由eNB发起的随机接入过程来获取TA。具体地，sTAG中的SCell被设置为(随机接入信道)RACH资源，并且eNB在SCell中请求RACH接入以确定TA。也就是说，eNB通过从PCell发送的PDCCH命令在SCell上发起RACH传输。通过使用RA-RNTI，通过PCell发送SCell前导码的响应消息。基于成功完成随机接入的SCell确定的TA可以由UE应用于相应sTAG中的所有小区。像这样，也可以在SCell中执行随机接入过程，以便获取相应SCell所属于的sTAG的定时对准。

在选择随机接入前导码(RACH前导码)的过程中，LTE/LTE-A系统支持基于竞争的随机接入过程和基于非竞争的随机接入过程。在前一过程中，UE从特定集合中选择一个任意前导码，而在后一过程中，UE使用eNB仅分配给特定UE的随机接入前导码。然而，应该注意，基于非竞争的随机接入过程可以被限制于上述切换过程、来自eNB的命令所请求的情况以及用于sTAG的UE定位和/或定时提前对准。在随机接入过程完成之后，发生正常的上行链路/下行链路传输。

同时，中继节点(RN)还支持基于竞争的随机接入过程和基于非竞争的随机接入过程。当中继节点执行随机接入过程时，暂停RN子帧配置。也就是说，这意味着临时丢弃RN子帧配置。此后，当随机接入过程成功完成时恢复RN子帧结构。

图8图示可以应用本发明的无线通信系统中的基于竞争的随机接入过程。

(1)Msg1(消息1)

首先，UE从由系统信息或切换命令指示的一组随机接入前导码中随机选择一个随机接入前导码(RACH前导码)。然后，UE选择能够发送随机接入前导码的PRACH(物理RACH)资源，并通过使用PRACH资源发送随机接入前导码。

在RACH传输信道上以六比特发送随机接入前导码，其中六比特包括用于识别发送RACH前导码的UE的5比特随机标识和用于表示附加信息的1比特(例如，指示Msg3的大小)。

已经从UE接收到随机接入前导码的eNB对前导码进行解码并获得RA-RNTI。由相应UE发送的随机接入前导码的时频资源确定与随机接入前导码被发送到的PRACH相关的RA-RNTI。

(2)Msg 2(消息2)

eNB向UE发送随机接入响应，其中通过使用Msg 1上的前导码获得的RA-RNTI寻址随机接入响应。随机接入响应可以包括RA前导码索引/标识符、指示上行链路无线电资源的UL许可、临时小区RNTI(TC-RNTI)和时间对准命令(TAC)。TAC指示eNB发送到UE以维持上行链路时间对准的时间同步值。UE通过使用时间同步值来更新上行链路传输定时。如果UE更新时间同步，则UE发起或重启时间对准定时器。UL许可包括用于发送稍后描述的调度消息(Msg 3)的上行链路资源分配和TPC(发送功率命令)。TPC用于确定调度的PUSCH的传输功率。

UE尝试在eNB指示的随机接入响应窗口内通过系统信息或切换命令接收随机接入响应，检测用与PRACH对应的RA-RNTI掩蔽的PDCCH，并接收由检测到的PDCCH指示的PDSCH。随机接入响应信息可以以MAC PDU(MAC分组数据单元)的形式发送，并且MAC PDU可以通过PDSCH发送。优选地，PDCCH应该包括必须接收PDSCH的UE的信息、PDSCH的无线电资源的频率和时间信息，以及PDSCH的传输格式。如上所述，一旦UE成功检测到发送给自身的PDCCH，它就可以根据PDCCH的信息正确地接收发送到PDSCH的随机接入响应。

随机接入响应窗口指的是发送前导码的UE等待接收随机接入响应消息的最大时间间隔。随机接入响应窗口具有从发送前导码的最后一个子帧的三个子帧之后的子帧开始的“ra-ResponseWindowSize”的长度。换句话说，UE在从完成前导码传输的子帧开始三个子帧之后保护的随机接入窗口期间等待接收随机接入响应。UE可以通过系统信息获得随机接入窗口大小('ra-ResponseWindowsize')参数，并且随机接入窗口大小被确定为2到10之间的值。

如果接收到具有与发送到eNB的随机接入前导码相同的随机接入前导码定界符/标识的随机接入响应，则UE停止监测随机接入响应。另一方面，如果直到随机接入响应窗口终止未能接收到随机接入响应消息或者未能接收到具有与发送到eNB的随机接入前导码相同的随机接入前导码标识的有效随机接入响应，则UE可以将随机接入响应的接收视为已经失败，并且然后执行前导码的重传。

如上所述，随机接入响应需要随机接入前导标识的原因是一个随机接入响应可以包括一个或多个UE的随机接入响应信息，因此有必要指示UL许可、TC-RNTI和TAC对于哪个UE有效。

(3)Msg 3(消息3)

接收有效的随机接入响应后，UE单独处理随机接入响应中包括的信息。换句话说，UE应用TAC并存储TC-RNTI。此外，通过使用UL许可，UE将存储在其缓冲器中的数据或新生成的数据发送到eNB。在UE第一次连接的情况下，在RRC层生成并通过CCCH发送的RRC连接请求可以包括在Msg 3中并发送。并且在RRC连接重建过程的情况下，在RRC层生成并通过CCCH发送的RRC连接重建请求可以包括在Msg 3中并发送。此外，NAS连接请求消息可以包括在消息3中。

消息3必须包括UE标识。在基于竞争的随机接入过程的情况下，eNB不能确定哪些UE执行随机接入过程。因此，eNB需要每个UE的UE标识以避免潜在的竞争。

存在两种用于包括UE标识的方法。在第一种方法中，如果UE在执行随机接入过程之前已经具有由相应小区分配的有效小区标识(C-RNTI)，则UE通过与UL许可对应的上行链路传输信号来发送其小区标识。另一方面，如果UE在执行随机接入过程之前尚未接收到有效小区标识，则UE发送其唯一标识(例如，S(SAE)-TMSI或随机数)。在大多数情况下，唯一标识比C-RNTI长。

UE使用UE特定的加扰来在UL-SCH上进行传输。在UE已经接收到C-RNTI的情况下，UE可以通过使用C-RNTI来执行加扰。在UE尚未接收到C-RNTI的情况下，UE不能执行基于C-RNTI的加扰，而是使用从随机接入响应接收的TC-RNTI。如果已经接收到与UL许可对应的数据，则UE发起用于解决竞争的竞争解决定时器。

(4)Msg 4(消息4)

通过来自相应UE的Msg 3接收到UE的C-RNTI后，eNB通过使用接收的C-RNTI将Msg4发送到UE。另一方面，在eNB通过Msg 3接收到唯一标识(即S-TMSI或随机数)的情况下，eNB通过使用从随机接入响应分配给相应UE的TC-RNTI将Msg 4发送到UE。作为一个示例，Msg 4可以包括RRC连接建立消息。

在通过随机接入响应中包括的UL许可发送包括标识的数据之后，UE等待来自eNB的命令以解决竞争。换句话说，两种方法也可用于接收PDCCH的方法。如上所述，在响应于UL许可而发送的Msg 3中的标识是C-RNTI的情况下，UE尝试通过使用其C-RNTI来接收PDCCH。在标识是唯一标识(换句话说，S-TMSI或随机数)的情况下，UE尝试通过使用随机接入响应中包括的TC-RNTI来接收PDCCH。之后，在前一种情况下，如果UE在竞争解决定时器期满之前通过其C-RNTI接收PDCCH，则UE确定已经正常执行了随机接入过程并且终止随机接入过程。在后一种情况下，如果UE在竞争解决定时器完成之前通过TC-RNTI接收PDCCH，则UE检查由PDCCH指示的PDSCH发送的数据。如果数据包括UE的唯一标识，则UE确定已成功执行了随机接入过程并终止随机接入过程。UE通过Msg 4获得C-RNTI，其后UE和网络通过使用C-RNTI来发送和接收UE专用消息。

接下来，将描述在随机接入期间用于解决竞争的方法。

在随机接入期间发生竞争的原因在于，随机接入前导码的数量原理上是有限的。换句话说，由于eNB不能对各个UE分配唯一的随机接入前导码，因此UE从公共随机接入前导码中选择并发送一个。因此，尽管存在两个或更多个UE通过使用相同的无线电资源(PRACH资源)来选择和发送相同的随机接入前导码的情况，但是eNB将随机接入前导码视为从单个UE发送的随机接入前导码。因此，eNB向UE发送随机接入响应，并且期望仅一个UE接收随机接入响应。然而，如上所述，由于竞争的可能性，两个或更多个UE接收相同的随机接入响应，并且每个接收UE由于随机接入响应而执行操作。换句话说，在两个或更多个UE通过使用随机接入响应中包括的一个UL许可向同一无线电资源发送不同数据的情况下出现问题。因此，数据的传输可能全部失败，或者eNB可能根据UE的传输功率的位置成功地仅从特定UE接收数据。在后一种情况下，由于两个或更多个UE假设它们都已成功发送了它们的数据，因此eNB必须通知在竞争中已经失败的那些UE关于它们的失败。换句话说，竞争解决是指向UE通知其是已经成功还是失败的操作。

两种方法用于竞争解决。其中一种方法采用竞争解决定时器，另一种方法采用将成功UE的标识发送给其他UE。当UE在执行随机接入过程之前已经具有唯一的C-RNTI时，使用前一种情况。换句话说，已经具有C-RNTI的UE根据随机接入响应向eNB发送包括其C-RNTI的数据，并且操作竞争解决定时器。并且如果UE在竞争解决定时器期满之前接收到由其C-RNTI指示的PDCCH，则UE确定它已经赢得了竞争并且正常地完成随机接入。另一方面，如果UE在竞争解决定时器期满之前未能接收到由其C-RNTI指示的PDCCH，则UE确定它已经丢失了竞争并再次执行随机接入过程或将失败通知上层。当UE在执行随机接入过程之前不具有唯一小区标识时，使用后一种竞争解决方法，即用于发送成功UE的标识的方法。换句话说，在UE没有小区标识的情况下，UE通过根据随机接入响应中包括的UL许可信息在数据中包括高于小区标识的上层标识(S-TMSI或随机数)来发送数据并操作竞争解决计时器。在竞争解决定时器期满之前将包括UE的上层标识的数据发送到DL-SCH的情况下，UE确定已成功执行了随机接入过程。另一方面，在竞争解决数据期满之前，在包括UE的上层标识的数据未被发送到DL-SCH的情况下，UE确定随机接入过程已经失败。

同时，不同于图11中所示的基于竞争的随机接入过程，基于非竞争的随机接入过程仅通过发送Msg 1和2来完成其过程。然而，在UE将随机接入前导码作为Msg 1发送到eNB之前，eNB向UE分配随机接入前导码。当UE将所分配的随机接入前导码作为Msg 1发送到eNB并且从eNB接收到随机接入响应时，终止随机接入过程。

可以应用本发明的5G系统架构

5G系统是通过现有移动通信网络结构或清洁状态结构的演进和长期演进(LTE)的扩展技术从第4代LTE移动通信技术和新无线电接入技术(RAT)发展而来的技术，并且它支持扩展LTE(eLTE)、非3GPP(例如，WLAN)接入等。

基于服务定义5G系统，并且用于5G系统的架构内的网络功能(NF)之间的交互可以通过如下两种方法表示。

-参考点表示(图9)：指示由两个NF(例如，AMF和SMF)之间的点对点参考点(例如，N11)描述的NF内的NF服务之间的交互。

-基于服务的表示(图10)：控制平面(CP)内的网络功能(例如，AMF)允许其他经认证的网络功能接入其自己的服务。如果需要这种表示，它还包括点对点参考点。

图9是图示使用参考点表示的5G系统架构的图。

参考图9，5G系统架构可以包括各种元件(即，网络功能(NF))。该图图示认证服务器功能(AUSF)、(核心)接入和移动管理功能(AMF)、会话管理功能(SMF)、策略控制功能(PCF)、应用功能(AF)、统一数据管理(UDM)、数据网络(DN)、用户平面功能(UPF)、(无线电)接入网络((R)AN)和与各种元件中的一些对应的用户设备(UE)。

每个NF支持以下功能。

-AUSF存储用于UE的认证的数据。

-AMF提供用于UE单元的接入和移动性管理的功能，并且可以基本上连接到每个UE的一个AMF。

具体地，AMF支持以下的功能，诸如CN节点之间用于3GPP接入网络之间的移动性的信令、无线电接入网络(RAN)CP接口(即，N2接口)的终止、NAS信令的终止(N1)、NAS信令安全(NAS加密和完整性保护)、AS安全控制、注册区域管理、连接管理、空闲模式UE可达性(包括寻呼重传的控制和执行)、移动性管理控制(订阅和策略)、系统内移动性和系统间移动性支持、网络切片支持、SMF选择、合法拦截(对于AMF事件和LI系统的接口)、在UE和SMF之间提供会话管理(SM)消息的传输、SM消息路由的透明代理、接入认证、包括漫游权限检查的接入授权、在UE和SMSF(SMS(短消息服务)功能)之间提供SMS消息的传输、安全锚功能(SEA)和/或安全上下文管理(SCM)。

可以在一个AMF的单个实例内支持AMF的一些或所有功能。

-DN表示例如运营商服务、互联网接入或第三方服务。DN将下行链路协议数据单元(PDU)发送到UPF，或者从UPF接收UE发送的PDU。

-PCF提供用于从应用服务器接收关于分组流的信息并确定诸如移动性管理和会话管理的策略的功能。具体地，PCF支持以下的功能，诸如支持用于控制网络行为的统一策略框架，提供策略规则以使得CP功能(例如，AMF或SMF)可以执行策略规则，以及用于接入相关订阅信息的前端的实施方式，以便确定用户数据存储库(UDR)内的策略。

-如果UE具有多个会话，则SMF提供会话管理功能，并且可以由针对每个会话的不同SMF管理。

具体地，SMF支持以下功能，诸如会话管理(例如，会话建立、修改和释放，其包括UPF和AN节点之间的隧道的维护)、UE IP地址分配和管理(可选地包括认证)、UP功能的选择和控制、用于将业务从UPF路由到适当目的地的业务导向配置、对策略控制功能的接口的终止、策略和QoS的控制部分的执行、合法拦截(对于SM事件和LI系统的接口)、NAS消息的SM部分的终止、下行链路数据通知、AN特定SM信息的发起者(通过AMF经由N2转移到AN)、确定会话的SSC模式和漫游功能。

可以在一个SMF的单个实例内支持SMF的一些或所有功能。

-UDM存储用户的订阅数据、策略数据等。UDM包括两个部分，即应用前端(FE)和用户数据存储库(UDR)。

FE包括负责处理位置管理、订阅管理和凭证的UDM FE以及负责策略控制的PCF。UDR存储UDM-FE提供的功能所需的数据以及PCF所需的策略配置文档。存储在UDR内的数据包括用户订阅数据，包括订阅ID、安全凭证、接入和移动性相关的订阅数据以及会话相关的订阅数据和策略数据。UDM-FE支持功能，诸如接入存储在UDR中的订阅信息，认证凭证处理，用户识别处理，接入认证，注册/移动性管理，订阅管理和SMS管理。

-UPF经由(R)AN将从DN接收的下行链路PDU传送到UE，并且经由(R)AN将从UE接收的上行链路PDU传送到DN。

具体地，UPF支持以下的功能，诸如用于帧内/帧间RAT移动性的锚点，到数据网络的互连的外部PDU会话点，分组路由和转发，用于执行分组检查和策略规则的用户平面部分、合法监听、业务使用报告、支持数据网络业务流路由的上行链路分类器、支持多归属PDU会话的分支点、用户平面的QoS处理(例如，分组过滤的执行、选通和上行链路/下行链路速率)、上行链路业务验证(业务数据流(SDF)和QoS流之间的SDF映射)、上行链路和下行链路内的传输级分组标记、下行链路分组缓冲和下行链路数据通知触发功能。可以在一个UPF的单个实例内支持UPF的一些或所有功能。

AF与3GPP核心网络互操作以便提供服务(例如，支持功能，诸如应用对业务路由的影响，网络能力公开接入，与用于策略控制的策略框架的交互)。

-(R)AN统称为支持所有演进的E-UTRA(E-UTRA)和新的无线电(NR)接入技术(例如，gNB)的新无线电接入网络，即，高级版本的4G无线接入技术。

负责与UE发送/接收无线信号的网络节点是gNB，并且扮演与eNB相同的角色。

gNB支持以下的功能，无线电资源管理(即，无线电承载控制和无线电准入控制)、连接移动性控制、在上行链路/下行链路中向UE的资源的动态分配(即，调度)、互联网协议(IP)报头压缩、用户数据流的加密和完整性保护、如果尚未基于提供给UE的信息确定到AMF的路由，则在UE的附着时选择AMF、在UE的附着时选择AMF、用户平面数据路由到UPF、控制平面信息路由到AMF、连接建立和释放、调度和传输寻呼消息(从AMF生成)、调度和传输系统广播信息(由AMF或操作和维护(O&M)生成)、用于移动性和调度的测量和测量报告配置、上行链路中的传输级别数据分组标记、会话管理、支持网络切片、QoS流管理和映射到数据无线承载、作为非活动模式的UE的支持、NAS消息的分发功能、NAS节点选择功能、无线电接入网络共享、双连接以及NR和E-UTRA之间的紧密互通。

-UE表示用户设备。用户设备可以被称为术语，诸如终端、移动设备(ME)或移动站(MS)。此外，用户设备可以是便携式设备，诸如笔记本、移动电话、个人数字助理(PDA)、智能电话或多媒体设备，或者可以是不能承载的设备，诸如个人计算机(PC)或车载设备。

在附图中，为了清楚地描述，非结构化数据存储网络功能(UDSF)、结构化数据存储网络功能(SDSF)、网络公开功能(NEF)和NF存储库功能(NRF)没有示出，但是如果需要，该图中所示的所有NF可以与UDSF、NEF和NRF一起执行相互操作。

-NEF提供用于安全地公开由3GPP网络功能(例如，第三方)提供的服务和能力、内部公开/再公开、应用功能和边缘计算的手段。NEF从其他网络功能接收信息(基于其他网络功能的公开能力)。NEF可以使用标准化接口将作为结构化数据接收的信息存储为数据存储网络功能。所存储的信息由NEF再公开给其他网络功能和应用功能，并且可以用于其他目的，诸如分析。

-NRF支持服务发现功能。它从NF实例接收NF发现请求，并将已发现的NF实例的信息提供给NF实例。此外，它维护可用NF实例支持的可用NF实例和服务。

-SDSF是用于支持由任何NEF存储和检索作为结构化数据的信息的功能的可选功能。

-UDSF是一种可选功能，用于支持任何NF存储和检索信息作为非结构化数据的功能。

在5G系统中，负责与UE进行无线传输/接收的节点是gNB，并且在EPS中扮演与eNB相同的角色。当UE同时连接到3GPP连接和非3GPP连接时，UE通过一个AMF接收服务，如图9所示。在图9中，图示通过非3GPP连接进行的连接并且通过3GPP连接进行的连接连接到一个相同的UPF，但是连接不是特别需要的并且可以通过多个不同的UPF连接。

然而，当UE在漫游场景中选择HPLMN中的N3IWK(也称为非3GPP互通功能(N3IWF))并且连接到非3GPP连接时，管理3GPP连接的AMF可以位于VPLMN中并且管理非3GPP连接的AMF可以位于HPLMN中。

非3GPP接入网络经由N3IWK/N3IWF连接到5G核心网络。N3IWK/N3IWF分别经由N2和N3接口对接5G核心网控平面功能和用户平面功能。

本说明书中提到的非3GPP连接的代表性示例可以是WLAN连接。

同时，为了便于描述，该图图示如果UE使用一个PDU会话接入一个DN时的参考模型，但是本发明不限于此。

UE可以使用多个PDU会话同时接入两个(即，本地和中央)数据网络。在这种情况下，对于不同的PDU会话，可以选择两个SMF。在这种情况下，每个SMF可以具有在PDU会话内控制本地UPF和中央UPF的能力，其可以根据PDU独立地激活。

此外，UE可以同时接入在一个PDU会话内提供的两个(即，本地和中央)数据网络。

在3GPP系统中，将连接5G系统内的NF的概念链接定义为参考点。以下示出在该图中表示的5G系统架构中包括的参考点。

-N1：UE和AMF之间的参考点

-N2：(R)AN和AMF之间的参考点

-N3：(R)AN和UPF之间的参考点

-N4：SMF和UPF之间的参考点

-N5：PCF和AF之间的参考点

-N6：UPF和数据网络之间的参考点

-N7：SMF和PCF之间的参考点

-N24：拜访网络内的PCF与归属网络内的PCF之间的参考点

-N8：UDM和AMF之间的参考点

-N9：两个核心UPF之间的参考点

-N10：UDM和SMF之间的参考点

-N11：AMF和SMF之间的参考点

-N12：AMF和AUSF之间的参考点

-N13：UDM与认证服务器功能(AUSF)之间的参考点

-N14：两个AMF之间的参考点

-N15：在非漫游场景的情况下PCF和AMF之间的参考点以及在漫游场景的情况下在拜访网络内的PCF与AMF之间的参考点

-N16：两个SMF之间的参考点(在漫游场景的情况下，在拜访网络内的SMF与归属网络内的SMF之间的参考点)

-N17：AMF和EIR之间的参考点

-N18：任何NF和UDSF之间的参考点

-N19：NEF和SDSF之间的参考点

图10是图示使用基于服务的表示的5G系统架构的图。

图中所示的基于服务的接口示出了由特定NF提供/开放的一组服务。基于服务的接口在控制平面内使用。图10说明了如图中所示的5G系统架构中包括的基于服务的接口。

-Namf：AMF展示的基于服务的接口

-Nsmf：SMF展示的基于服务的接口

-Nnef：NEF展示的基于服务的接口

-Npcf：PCF展示的基于服务的接口

-Nudm：UDM展示的基于服务的接口

-Naf：AF展示的基于服务的接口

-Nnrf：NRF展示的基于服务的接口

-Nausf：AUSF展示的基于服务的接口

NF服务是通过基于服务的接口由NF(即NF服务提供商)开放给另一NF(即，NF服务消费者)的能力。NF可能会开放一项或多项NF服务。为了定义NF服务，应用以下标准：

-NF服务是从用于描述端到端功能的信息流导出的。

-完整的端到端消息流由NF服务调用的序列来描述。

-NF通过基于服务的接口提供它们的服务的两个操作如下：

i)“请求-响应”：控制平面NF_B(即，NF服务供应者)从另一个控制平面NF_A(即NF服务消费者)接收提供特定NF服务(包括执行操作和/或提供信息)的请求。NF_B基于请求内的由NF_A提供的信息发送NF服务结果作为响应。

为了满足请求，NF_B可以交替地消耗来自其他NF的NF服务。在请求-响应机制中，在两个NF(即，消费者和供应者)之间以一对一的方式执行通信。

ii)“订阅-通知”

控制平面NF_A(即，NF服务消费者)订阅由另一个控制平面NF_B(即，NF服务供应者)提供的NF服务。多个控制平面NF可以订阅相同的控制平面NF服务。NF_B通知感兴趣的NF已订购NF服务结果的NF服务。来自消费者的订阅请求可以包括通过定期更新或特定事件(例如，所请求信息的改变、特定阈值到达等)触发的通知的通知请求。该机制还包括NF(例如，NF_B)在没有明确订阅请求的情况下隐含订阅特定通知的情况(例如，由于成功的注册过程)。

图11图示了本发明可以应用于的NG-RAN架构。

参考图11，新一代无线电接入网络(NG-RAN)包括NR节点B(gNB)和/或e节点B(eNB)，用于向UE提供用户平面和控制平面协议的终止。

Xn接口连接在gNB之间以及gNB和连接到5GC的eNB之间。gNB和eNB也使用NG接口连接到5GC。更具体地，gNB和eNB还使用NG-C接口(即，N2参考点)(即，NG-RAN和5GC之间的控制平面接口)连接到AMF并且使用NG-U接口(即，N3参考点)(即，NG-RAN和5GC之间的用户平面接口)连接到UPF。

无线电协议体系结构

图12是图示了本发明可以应用于的无线电协议栈的图。具体地，图12(a)图示了UE和gNB之间的无线电接口用户平面协议栈，并且图12(b)图示了UE与gNB之间的无线电接口控制平面协议栈。

控制平面意指通过其传输控制消息以便UE和网络管理呼叫的通道。用户平面意指通过其传输在应用层中生成的数据(例如，语音数据或互联网分组数据)的通道。

参考图12(a)，用户平面协议栈可以分为第一层(层1)(即，物理层(PHY)层)和第二层(层2)。

参考图12(b)所示，控制平面协议栈可以分为第一层(即，PHY层)、第二层、第三层(即，无线电资源控制(RRC)层)和非接入层(NAS)。

第二层分为媒体接入控制(MAC)子层、无线电链路控制(RLC)子层、分组数据汇聚协议(PDC)子层和服务数据适配协议(SDAP)子层(在用户平面的情况中)。

无线电承载分为两组：用于用户平面数据的数据无线电承载(DRB)和用于控制平面数据的信令无线电承载(SRB)

在下文中，描述了无线电协议的控制平面和用户平面的层。

1)PHY层(即第一层)使用物理信道向较高层提供信息传输服务。PHY层通过传输信道连接到位于高层的MAC子层。数据通过传输信道在MAC子层和PHY层之间传输。传输信道根据哪些特性通过无线电接口按照如何传输数据进行分类。此外，通过物理信道数据在不同的物理层之间传输，即在传输级的PHY层和接收级的PHY层之间传输。

2)MAC子层执行逻辑信道和传输信道之间的映射；属于一个逻辑信道或不同逻辑信道的MAC服务数据单元(SDU)到通过传输信道传输到PHY层的传输块(TB)的复用/来自通过传输信道从PHY层传输的传输块(TB)的属于一个逻辑信道或不同逻辑信道的MAC服务数据单元(SDU)的解复用；调度信息报告；通过混合自动重传请求(HARQ)进行纠错；使用动态调度的UE之间的优先级处理；使用逻辑信道优先级在一个UE的逻辑信道之间的优先级处理；和填充。

MAC子层提供的不同类型的数据传输服务。每个逻辑信道类型定义传输哪种类型的信息。

逻辑信道分为两组：控制信道和业务信道。

i)控制信道用于仅传输控制平面信息，如下所述。

-广播控制信道(BCCH)：用于广播控制信息的下行链路信道系统。

-寻呼控制信道(PCCH)：传输寻呼信息和系统信息改变通知的下行链路信道。

-公共控制信道(CCCH)：用于在UE和网络之间发送控制信息的信道。该信道用于没有与网络的RRC连接的UE。

-专用控制信道(DCCH)：用于在UE和网络之间发送专用控制信息的点对点双向信道。它由具有RRC连接的UE使用。

ii)业务信道用于仅使用用户平面信息：

-专用业务信道(DTCH)：用于发送用户信息并专用于单个UE的点对点信道。DTCH可以存在于上行链路和下行链路中。

在下行链路中，逻辑信道和传输信道之间的连接如下。

可以将BCCH映射到BCH。BCCH可以被映射到DL-SCH。PCCH可以被映射到PCH。CCCH可以被映射到DL-SCH。DCCH可以被映射到DL-SCH。DTCH可以被映射到DL-SCH。

在上行链路中，逻辑信道和传输信道之间的连接如下。CCCH可以被映射到UL-SCH。DCCH可以被映射到UL-SCH。DTCH可以被映射到UL-SCH。

3)RLC子层支持三种传输模式：透明模式(TM)、未确认模式(UM)和确认模式(AM)。

可以将RLC配置应用于每个逻辑信道。在SRB的情况下，使用TM或AM模式。相反，在DRB的情况下，使用UM或AM模式。

RLC子层执行传输高层PDU；具有PDCP的独立的序列编号；通过自动重传请求(ARW)纠错；分割和重新分割；重组SDU；RLC SDU丢弃；和RLC重建。

4)用户平面的PDCP子层执行序列编号；报头压缩和压缩-解压缩(仅对应于鲁棒报头压缩(RoHC))；用户数据传输；重新排序和重复检测(如果存在传输到比PDCP更高的层)；PDCP PDU路由(在分离承载的情况下)；重传PDCP SDU；加密和解密；PDCP SDU丢弃；RLC AM的PDCP重建和数据恢复；和PDCP PDU的复制。

控制平面的PDCP子层另外执行序列编号；加密、解密和完整性保护；控制平面数据传输；重复检测；PDCP PDU的复制。

当通过RRC配置无线电承载的复制时，将附加的RLC实体和附加的逻辑信道添加到无线电承载，以便控制复制的PDCP PDU。在PDCP中，复制包括两次发送相同的PDCP PDU。第一个传输到原始RLC实体，并且第二个传输到另一个RLC实体。在这种情况下，对应于原始PDCP PDU的复制不被发送到相同的传输块。不同的两个逻辑信道可以属于相同的MAC实体(在CA的情况下)或者不同的MAC实体(在DC的情况下)。在前一种情况下，逻辑信道映射限制用于保证对应于原始PDCP PDU的复制不被传输到相同的传输块。

5)SDAP子层执行i)QoS流和数据无线电承载之间的映射，以及ii)下行链路和上行链路分组内的QoS流ID标记。

SDAP的一个协议实体被配置用于每个PDU会话，但是特别在双连接(DC)的情况下，可以配置两个SDAP实体。

6)RRC子层执行与接入层(AS)和非接入层(NAS)有关的系统信息的广播；由5GC或NG-RAN发起的寻呼；UE与NG-RAN之间的RRC连接的建立、维护和释放(另外包括载波聚合的修改和释放以及另外包括E-UTRAN与NR之间或NR内的双连接的修改和释放)；包括密钥管理在内的安全功能；SRB和DRB的建立、配置、维护和释放；切换和上下文传输；UE小区选择、重新释放和小区选择/重选的控制；包括RAT之间的移动性的移动性功能；QoS管理功能、UE测量报告和报告控制；无线电链路故障的检测和无线电链路故障的恢复；以及从NAS到UE的NAS消息的传输以及从UE到NAS的NAS消息的传输。

图13图示UE和可应用本发明的5G/NR系统的核心网络之间的协议栈。

N1可以起到类似于EPS的NAS协议的作用，并且N2可以起到类似于EPS的S1-AP的作用。5G RRC和5G AS分别对应于现有LTE RRC和LTE AS，或新标准化的NR的NR RRC和NR AS，并且期待所有两个RAT的RRC基于当前LTE RRC。

网络切片

5G系统已经引入了网络切片技术，其基于每个服务向独立切片提供网络资源和网络功能。

当引入网络切片时，可以为每个切片提供网络功能和网络资源的隔离、独立管理等。因此，可以通过根据服务或用户选择和组合5G系统的网络功能来提供对于每个服务或用户独立并且更加灵活的服务。

网络切片是指逻辑上集成接入网络和核心网络的网络。

网络切片可以包括以下中的一个或多个：

-核心网络控制平面和用户平面功能

-NG-RAN

-朝向非3GPP接入网络的非3GPP互通功能(N3IWF)

每个网络切片和网络功能优化支持的功能可以不同。多个网络切片实例可以向不同的UE组提供相同的功能。

一个UE可以通过5G-AN同时连接到一个或多个网络切片实例。一个UE可以通过最多8个网络切片同时被服务。服务于UE的AMF实例可以属于为UE服务的每个网络切片实例。也就是说，AMF实例可以是为UE服务的网络切片实例所共有的。CN选择服务于UE的网络切片实例的CN部分。

一个PDU会话仅属于每个PLMN的特定一个网络切片实例。不同的网络切片实例不共享一个PDU会话。

一个PDU会话属于每个PLMN的特定一个网络切片实例。不同的切片可以使用相同的DNN具有切片特定的PDU会话，但是不同的网络切片实例不共享一个PDU会话。

单个网络切片选择辅助信息(S-NSSAI)识别网络切片。每个S-NSSAI是用于网络选择特定网络切片实例的辅助信息。NSSAI是S-NSSAI集合。S-NSSAI包括以下：

-切片/服务类型(SST)：SST指示从功能和服务的角度预期的网络切片的操作。

-切片区分器(SD)：SD是可选信息，其补充用于从多个潜在网络切片实例中选择网络切片实例的SST，所有这些切片实例都符合所指示的SST。

1)初始接入时，网络切片选择

可以通过每个PLMN的归属PLMN(HPLMN)在UE中配置配置的NSSAI。配置的NSSAI变为PLMN特定的，并且HPLMN指示每个配置的NSSAI已应用于的PLMN。

在初始连接UE时，RAN选择将使用NSSAI传输消息的初始网络切片。为此，在注册过程中，UE向网络提供所请求的NSSAI。在这种情况下，当UE向网络提供所请求的NSSAI时，特定PLMN内的UE仅使用属于相应PLMN的配置的NSSAI的S-NSSAI。

如果UE不向RAN提供NSSAI并且RAN不基于提供的NSSAI选择适当的网络切片，则RAN可以选择默认网络切片。

订阅数据包括UE已订阅的网络切片的S-NSSAI。一个或多个S-NSSAI可以被标记为默认的S-NSSAI。当默认标记S-NSSAI时，虽然UE不在注册请求内向网络发送任何S-NSSAI，但是网络可以通过相关网络切片来为UE提供服务。

当成功注册UE时，CN通过提供NSSAI来通知所有允许的NSSAI(包括一个或多个S-NSSAI)的(R)AN。此外，当UE的注册过程成功完成时，UE可以从AMF获得PLMN的允许NSSAI。

允许的NSSAI优先于PLMN的配置的NSSAI。此后，UE仅使用对应于网络切片的允许NSSAI内的S-NSSAI用于服务PLMN内的网络切片选择相关过程。

在每个PLMN中，UE存储配置的NSSAI和允许的NSSAI(如果存在)。当UE接收PLMN的允许NSSAI时，它覆盖先前存储的PLMN的允许NSSAI。

2)切片改变

网络可以根据UE的本地策略和移动性、订阅信息改变等来改变已经选择的网络切片实例。也就是说，当UE向网络注册时，可以在任何时间改变UE的网络切片集合。此外，UE的网络切片集合的改变可以由网络发起或在特定条件下发起。

网络可以基于本地策略、订阅信息改变和/或UE的移动性来改变UE已经注册的允许的网络切片集合。网络可以在注册过程期间执行这样的改变，或者可以使用能够触发注册过程的过程来通知UE改变所支持的网络切片。

在改变网络切片时，网络可以向UE提供新的允许的NSSAI和跟踪区域列表。UE根据移动性管理过程在信令中包括新的NSSAI，并发送信令，从而引起切片实例的重选。还可以响应于切片实例的改变来改变支持切片实例的AMF。

当UE进入其中网络切片不再可用的区域时，核心网络通过PDU会话释放过程释放与不再可用的网络切片相对应的S-NSSAI的PDU会话。

当释放对应于不再可用的切片的PDU会话时，UE确定是否可以使用UE策略通过属于另一切片的PDU会话来路由现有业务。

对于使用的S-NSSAI集合的改变，UE发起注册过程。

3)SMF选择

PCF向UE提供网络切片选择策略(NSSP)。NSSP将UE与S-NSSAI相关联并且由UE使用以便确定将业务路由到的PDU会话。

为UE的每个应用提供网络切片选择策略。这包括可以为每个UE应用映射S-NSSAI的规则。AMF使用订户信息和本地运营商策略以及由UE发送的SM-NSSAI和DNN信息来选择用于PDU会话管理的SMF。

当建立用于特定切片实例的PDU会话时，CN向(R)AN提供与该PDU会话所属于的切片实例相对应的S-NSSAI，使得RAN可以接入切片实例的特定功能。

会话管理

5GC支持PDU连接服务，即，提供UE和由数据网络名称(DNN)(或接入点名称(APN))识别的DN之间的PDU交换的服务。还通过UE请求时建立的PDU会话来支持PDU连接服务。

每个PDU会话支持单个PDU会话类型。也就是说，当PDU会话建立时，它支持UE所请求的单个类型的PDU的交换。定义了以下PDU会话类型。IP版本4(IPv4)、IP版本6(IPv6)、以太网和非结构化。在这种情况下，UE和DN之间交换的PDU的类型在5G系统中是完全透明的。

使用在UE和SMF之间通过N1(在UE请求时)、修改(在UE和5GC请求时)和释放(在UE和5GC请求时)之间交换的NAS SM信令来建立PDU会话。当应用服务器请求时，5GC可以触发UE内的特定应用。当UE接收到触发消息时，它将相应的消息传输到所识别的应用。所识别的应用可以建立与特定DNN的PDU会话。

SMF检查UE请求是否符合用户订阅信息。为此，SMF从UDM获得SMF级订阅数据。这样的数据可以指示每个DNN的接受的PDU会话类型：

通过多个接入注册的UE选择接入以建立PDU会话。

UE可以请求在3GPP与非3GPP接入之间移动PDU会话。针对每个PDU会话进行用于在3GPP与非3GPP接入之间移动PDU会话的确定。也就是说，UE可以具有使用3GPP接入的PDU会话，而另一个PDU会话使用非3GPP接入。

在由网络发送的PDU会话建立请求内，UE提供PDU会话标识(ID)。此外，UE可以提供PDU会话类型、切片信息、DNN、服务和会话连续性(SSC)模式。

UE可以通过3GPP接入和/或通过非3GPP接入同时建立具有相同DN或不同DN的多个PDU会话。

UE可以建立具有由不同UPF端N6服务的相同DN的多个PDU会话。

具有多个建立的PDU会话的UE可以由不同的SMF服务。

属于相同UE(相同或不同DNN)的不同PDU会话的用户平面路径可以在与DN接口的AN和UPF之间完全分离。

通过支持会话和服务连续性(SCC)，5G系统架构可以满足UE内不同应用/服务的各种连续性要求。5G系统支持不同的SSC模式。与PDU会话锚相关联的SSC模式在建立PDU会话时不会改变。

-在SSC模式1应用于的PDU会话的情况下，网络维持提供给UE的连续性服务。在IP类型的PDU会话的情况下，保持IP地址。

-如果使用SSC模式2，则网络可以释放传递给UE的连续性服务。此外，网络可以释放相应的PDU会话。在IP类型的PDU会话的情况下，网络可以释放分配给UE的IP地址。

-如果使用SSC模式3，用户平面的改变可以由UE知晓，但是网络保证UE不丢失连接性。为了允许更好的服务连续性，在先前连接终止之前建立通过新的PDU会话锚点的连接。在IP类型的PDU会话的情况下，在再次部署锚时不保持IP地址。

SSC模式选择策略用于确定与UE的应用(或应用组)相关联的SSC模式的类型。运营商可以预先在UE中配置SSC模式选择策略。该策略包括一个或多个SSC模式选择策略规则，其可以用于UE以确定与应用(或应用组)相关联的SSC模式的类型。此外，策略可以包括可以应用于UE的全部应用的默认SSC模式选择策略规则。

如果UE在其请求新的PDU会话时提供SSC模式，则SMF选择它是否将接受所请求的SSC模式或者它是否将基于订阅信息和/或本地配置来修改所请求的SSC模式。如果UE在请求新PDU会话时不提供SSC模式，则SMF为订阅信息中列出的数据网络选择默认SSC模式，或者应用本地配置来选择SSC模式。

SMF向UE通知为PDU会话选择的SSC模式。

移动性管理

注册管理(RM)用于向/从网络注册或注销UE/用户并在网络内建立用户上下文。

1)注册管理

UE/用户需要注册网络以接收请求注册的服务。一旦UE/用户被注册，UE可以更新其自己的与网络的注册，以便如果适用的话，在移动(移动性注册更新)时定期地维持可达性(周期性注册更新)，或者以便更新其自身的能力或者再协商协议参数。

初始注册过程包括执行网络接入控制功能(即，基于UDM内的订阅配置文件的用户认证和接入认证)。作为注册过程的结果，注册了UDM内的服务AMF的ID。

图14图示了本发明可以应用于的RM状态模型。具体地，图14(a)示出了UE内的RM状态模型，图14(b)示出了AMF内的RM状态模型。

参考图14，为了反映所选择的PLMN内的UE的注册状态，在UE和AMF内使用RM注销和RM注册的两个RM状态。

在RM注销状态中，UE未向网络注册。AMF内的UE上下文的有效位置或路由信息未被维护。因此，通过AMF，UE不可达。然而，例如，为了防止针对每个注册过程执行认证过程，一些UE上下文可以仍然存储在UE和AMF中。

在RM注销状态中，如果UE需要接收请求注册的服务，则UE尝试使用初始注册过程向选择的PLMN注册。或者，在初始注册时，当UE接收到注册拒绝时，UE保持在RM注销状态中。相反，当UE接收到注册接受时，它进入RM注册状态。

-在RM注销状态中，如果适用，则AMF通过向UE发送注册接受来接受UE的初始注册，并进入RM注册状态。或者，如果适用，AMF通过向UE发送注册拒绝来拒绝UE的初始注册。

在RM注册状态中，UE向网络注册。在RM注册状态中，UE可以接收请求向网络注册的服务。

-在RM注册状态中，如果当前服务小区的跟踪区域标识(TAI)不存在于UE从网络接收到的TAI列表内，则保持UE的注册。UE执行移动性注册更新过程，使得AMF可以寻呼UE。或者，为了通知网络UE仍处于活动状态，UE在周期性更新定时器期满时执行周期性注册更新过程。或者，为了更新自身的能力信息或者再次与网络协商协议参数，UE执行注册更新过程。或者，如果UE不再需要向PLMN注册，则UE执行注销过程并进入RM注销状态。UE可以随时确定从网络注销。或者，当UE在没有发起任何信令的情况下接收注册拒绝消息、注销消息或执行本地注销过程时，它进入RM注销状态。

-在RM注册状态中，当UE不再需要向PLMN注册时，AMF执行注销过程并进入RM注销状态。AMF可以随时确定UE的注销。或者，在隐含注销定时器期满后，AMF随时执行隐含注销。隐含注销后，AMF进入RM注销状态。或者，AMF对在通信结束时已经协商注销的UE执行本地注销。AMF在本地注销后进入RM注销状态。或者，如果适用，AMF接受或拒绝来自UE的注册更新。当AMF拒绝来自UE的注册更新时，AMF可以拒绝UE注册。

注册区域管理包括用于向UE分配或重新分配注册区域的功能。针对每种接入类型(即，3GPP接入或非3GPP接入)管理注册区域。

当UE通过3GPP接入向网络注册时，AMF将TAI列表内的跟踪区域(TA)集合分配给UE。当AMF分配注册区域(即，TAI列表内的TA集合)时，AMF可以考虑各种类型的信息(例如，移动性模式和接受/未接受的区域)。具有整个PLMN或所有PLMN作为服务区域的AMP可以在MICO模式下将整个PLMN(即，注册区域)分配给UE。

5G系统支持在单个TAI列表内分配包括不同5G-RAT的TAI列表。

当UE通过非3GPP接入向网络注册时，用于非3GPP接入的注册区域对应于唯一的保留TAI值(即，专用于非3GPP接入)。因此，对于5GC的非3GPP接入存在唯一的TA，其被称为N3GPP TAI。

当生成TAI列表时，AMF仅包括适用于通过其发送TAI列表的接入的TAI。

2)连接管理

连接管理(CM)用于建立和释放UE与AMF之间的信令连接。CM包括通过N1建立和释放UE与AMF之间的信令连接的功能。信令连接用于实现UE与核心网之间的NAS信令交换。信令连接包括UE与AN之间的UE的AN信令连接以及AN与AMF之间的UE的N2连接。

图15图示了本发明可以应用于的CM状态模型。具体地，图15(a)图示了UE内的CM状态转换，并且图15(b)图示了AMF内的CM状态偏移。

参考图15，为了反映UE与AMF的NAS信令连接，使用CM空闲和CM连接的两个CM状态。

处于CM空闲状态的UE是RM注册状态，并且不具有通过N1与AMF建立的NAS信令连接。UE执行小区选择、小区重选和PLMN选择。

不存在用于处于CM空闲状态的UE的AN信令连接、N2连接和N3连接。

-在CM空闲状态中，如果UE不处于MICO模式，则它通过执行服务请求过程(如果它已经接收到它)来响应寻呼。或者，当UE具有要发送的上行链路信令或用户数据时，它执行服务请求过程。或者，每当在UE和AN之间建立AN信令连接时，UE进入CM连接状态。或者，初始NAS消息(注册请求、服务请求或注销请求)的传输开始从CM空闲状态转换到CM连接状态。

-在CM空闲状态中，如果UE不处于MICO模式，则当AMF具有要发送到UE的信令或移动终止数据时，它通过向相应的UE发送寻呼请求来执行网络触发的服务请求过程。每当建立AN与AMF之间的对应UE的N2连接时，AMF进入CM连接状态。

处于CM连接状态的UE具有通过N1与AMF的NAS信令连接。

在CM连接状态中，每当释放AN信令连接时，UE进入CM空闲状态。

-在CM连接状态中，每当释放针对UE的N2信令连接和N3连接时，AMF进入CM空闲状态。

-当NAS信令过程完成时，AMF可以确定释放UE的NAS信令连接。当AN信令连接释放完成时，UE内的CM状态改变为CM空闲。当N2上下文释放过程完成时，AMF内的UE的CM状态改变为CM空闲。

AMF可以将UE维持在CM连接状态中，直到UE从核心网注销为止。

处于CM连接状态的UE可以是RRC非活动状态。当UE处于RRC非活动状态时，由RAN使用来自核心网络的辅助信息来管理UE可达性。此外，当UE处于RRC非活动状态时，UE寻呼由RAN管理。此外，当UE处于RRC非活动状态时，UE使用UE的CN和RAN ID来监视寻呼。

RRC非活动状态被应用于NG-RAN(即，应用于连接到5G CN的NR和E-UTRA)。

AMF向NG-RAN提供辅助信息，以便基于网络配置帮助NG-RAN确定是否UE将被改变为RRC非活动状态。

RRC非活动辅助信息包括RRC非活动状态期间用于RAN寻呼的UE特定不连续接收(DRX)值和提供给UE的注册区域。

在N2激活期间(即，注册、服务请求或路径切换)，CN辅助信息被提供给服务NG RAN节点。

进入伴随RRC非活动的CM连接状态的UE不改变N2和N3参考点的状态。处于RRC非活动状态的UE知道RAN通知区域。

当UE是伴随RRC非活动的CM连接状态时，由于上行链路数据未决、移动发起的信令过程(即，周期性注册更新)、对RAN寻呼的响应，或者当UE通知网络它已经偏离RAN通知区域时，UE可以恢复RRC连接。

当在相同PLMN内的不同NG-RAN节点中的UE的连接恢复时，从旧NG RAN节点恢复UEAS上下文，并且朝向CN该过程被触发。

当UE处于伴随RRC非活动的CM连接状态时，UE在GERAN/UTRAN/EPS上执行小区选择并且遵从空闲模式过程。

此外，伴随着RRC非活动的处于CM连接状态的UE进入CM空闲模式并且遵从与以下情况有关的NAS过程。

-如果RRC恢复过程失败，

-如果在RRC非活动模式中无法解决的故障情况内需要移动到UE的CM空闲模式。

NAS信令连接管理包括用于建立和释放NAS信令连接的功能。

NAS信令连接建立功能由UE和AMF提供，以建立处于CM空闲状态的UE的NAS信令连接。

当处于CM空闲状态的UE需要发送NAS消息时，UE发起服务请求或注册过程以建立到AMF的信令连接。

AMF可以基于UE的偏好、UE订阅信息、UE移动性模式和网络配置来维持NAS信令连接，直到UE从网络注销为止。

释放NAS信令连接的过程由5G(R)AN节点或AMF发起。

当UE检测到AN信令连接的释放时，UE确定NAS信令连接已被释放。当AMF检测到N2上下文已经释放时，AMF确定NAS信令连接已经释放。

3)UE移动性限制

移动性限制限制5G系统内的UE的服务接入或移动性控制。移动性限制功能由UE、RAN和核心网络提供。

移动性限制仅适用于3GPP接入，但不适用于非3GPP接入。

在伴随RRC非活动的CM空闲状态和CM连接状态中，基于从核心网接收到的信息由UE执行移动性限制。在CM连接状态中，移动性限制由RAN和核心网络执行。

在CM连接状态中，核心网络向RAN提供用于移动性限制的切换限制列表。

移动性限制包括如下的RAT限制、禁止区域和服务区域限制：

-RAT限制：RAT限制被定义为不允许UE的接入的3GPP RAT。基于订阅信息，限制RAT内的UE不被允许发起与网络的任何通信。

-禁止区域：不允许UE基于特定RAT下的禁止区域内的订阅信息发起与网络的任何通信。

-服务区域限制：它定义UE可以发起的不能发起与网络的通信的区域，如下所示：

-允许区域：如果UE通过特定RAT下的允许区域内的订阅信息被允许，则UE被允许发起与网络的通信。

-不允许区域：基于特定RAT下的不允许区域内的订阅信息来限制UE的服务区域。UE和网络不允许发起用于获得服务请求或用户服务(CM空闲状态和CM连接状态)的会话管理信令。UE的RM过程与允许区域中的RM过程相同。不允许区域内的UE作为服务请求响应核心网络的寻呼。

在特定UE中，核心网络基于UE订阅信息确定服务区域限制。可选地，可由PCF(例如，基于UE位置、永久设备标识符(PEI)或网络策略)对允许区域进行微调。例如，可以由于订阅信息、位置、PEI和/或策略改变而改变服务区域限制。可以在注册过程期间更新服务区域限制。

如果UE具有RAT限制、禁止区域、允许区域、不允许区域或它们之间重叠的区域，则UE根据以下优先级执行操作：

-对RAT限制的评估优先于评估任何其他移动限制；

-对禁止区域的评估优先于评估允许区域和不允许区域；和

-对不允许区域的评估优先于评估允许区域。

4)仅移动发起连接(MICO)模式

UE可以在初始注册或注册更新期间指示MICO模式的偏好。AMF基于本地配置、UE指示的偏好、UE订阅信息和网络策略或它们的组合来确定UE是否允许MICO模式，并且在注册过程期间向UE通知结果。

UE和核心网络在以下注册信令中重新发起或退出MICO模式。如果在注册过程中未明确指示MICO模式并且注册过程成功完成，则UE和AMF不使用MICO模式。也就是说，UE作为一般UE操作，并且网络也将对应的UE视为一般UE。

AMF在注册过程期间向UE分配注册区域。当AMF指示用于UE的MICO模式时，注册区域不被限制为寻呼区域大小。如果AMF服务区域是整个PLMN，则AMF可以向UE提供“整个PLMN”注册区域。在这种情况下，不应用可归因于移动性的相同PLMN的重新注册。如果移动性限制被应用于处于MICO模式的UE，则AMF向UE分配允许区域/不允许区域。

当AMF指示用于UE的MICO模式时，AMF认为在CM空闲状态期间UE始终不可达。AMF拒绝处于MICO模式和CM空闲状态的相应UE的任何下行链路数据传输请求。AMF还延迟下行链路传输，诸如通过NAS的SMS或位置服务。只有当UE处于CM连接模式时，处于MICO模式的UE对于移动终止的数据或信令可能是可达的。

当处于MICO模式的UE可以在UE切换到CM连接模式时立即传输移动终止的数据和/或信令时，AMF可以向RAN节点提供未决数据指示。当RAN节点接收到该指示时，RAN节点在确定用户不活动时考虑该信息。

处于MICO模式的UE在CM空闲状态期间不需要监听寻呼。由于以下原因之一，处于MICO模式的UE可以停止CM空闲状态内的任何AS过程，直到它开始从CM空闲切换到CM连接模式。

-如果UE内的改变(例如，配置改变)需要向网络进行注册更新

-如果定期注册定时器期满

-如果MO数据未决

-如果MO(移动启动)信令未决

服务质量(QoS)模型

QoS是用于根据每个字符向用户平滑传输各种业务服务(邮件、数据传输、音频和视频)的技术。

5G QoS模型支持基于框架的QoS流程。5G QoS模型支持需要保证流比特率(GFBR)的QoS流和不需要GFBR的QoS流。

QoS流是PDU会话中的QoS分类的最细粒度。

QoS流ID(QFI)被用于识别5G系统内的QoS流。QFI在PDU会话中是唯一的。在PDU会话内具有相同QFI的用户平面业务接收相同的业务传输处理(例如，调度和准入阈值)。QFI在N3(和N9)上的封装报头内传输。QFI可以应用于PDU的不同有效载荷类型(即，IP分组、非结构化分组和以太网帧)。

在本说明书中，为了便于描述，“QoS”和“QoS流”可互换使用。因此，在本说明书中，“QoS”可以被解释为意指“QoS流”，并且“QoS”可以被解释为意指“QoS流”。

在5G系统内，在PDU会话建立或QoS流建立/修改时，QoS流可以由SMF来控制。

如果适用，所有QoS流程具有以下特征：

-先前在AN中配置的QoS配置文件或者通过N2参考点经由AMF从SMF提供给AN的QoS配置文件；

-一个或多个网络经由AMF通过N1参考点从SMF提供给UE-QoS规则和/或一个或多个UE导出的QoS规则

-通过N4参考点从SMF提供给UPF的SDF分类和QoS相关信息(例如，会话-聚合最大比特率(AMBR))。

根据QoS配置文件，QoS流可以变成“保证比特率(GBR)”或“非保证比特率(非GBR)”。QoS流的QoS配置文件包括以下QoS参数：

i)对于每个QoS流，QoS参数可以包括以下：

-5G QoS指示符(5QI)：5QI是用于参考5G QoS特征(即，用于QoS流的控制QoS传输处理接入节点特定参数，例如，调度权重、准入阈值、队列管理阈值和链路层协议配置)。

-分配和保留优先级(APR)：ARP包括优先级、抢占能力和抢占漏洞。优先级定义资源请求的相对重要性。如果资源受到限制，则用于确定是接受还是拒绝新的QoS流，以及用于确定现有QoS流是否会在资源受限时抢占资源。

ii)此外，仅在每个GBR QoS流的情况下，QoS参数可以进一步包括以下：

-GFBR-上行链路和下行链路；

-最大流比特率(MFBR)-上行链路和下行链路；和

-通知控制。

iii)仅在非GBR QoS流的情况下，QoS参数可以进一步包括以下：反射QoS属性(RQA)

存在支持控制以下QoS流的方法：

1)在非GBR QoS流的情况下：如果使用标准化5QI或先前配置的5QI，则将5QI值用作QoS流的QFI，并且在AN中预先配置默认ARP；

2)在GBR QoS流的情况下：如果使用标准化的5QI或先前配置的5QI，则使用5QI值作为QoS流的QFI。当PDU会话建立时，默认ARP被发送到RAN。每当使用NG-RAN时，PDU会话的用户平面(UP)被激活；

3)在GBR和非GBR QoS流的情况下：使用分配的QFI。5QI值可以被标准化、先前配置或不标准化。当建立PDU会话或建立/改变QoS流时，QoS流的QoS配置文件和QFI可以通过N2被提供给(R)AN。每当使用NG-RAN时，PDU会话的用户平面(UP)被激活。

UE可以基于QoS规则来执行UL用户平面业务的标记和分类(即，用于QoS流的UL业务的关联)。可以向UE明确地提供这样的规则(当建立PDU会话或建立QoS流时)或者可以在UE中先前配置这些规则，或者可以通过应用反射QoS来由UE隐含地导出这些规则。

QoS规则可以包括PDU会话内的唯一QoS规则ID、相关联的QoS流的QFI以及一个或多个分组过滤器和优先值。另外，关于分配的QFI，QoS规则可以包括与UE相关的QoS参数。可以存在与相同QoS流相关联(即，具有相同QFI)的一个或多个QoS规则。

对于所有PDU会话，默认QoS规则可能是必需的。默认QoS规则可以是PDU会话的唯一QoS规则，其可以不包括分组过滤器(在这种情况下，应该使用最高优先值(即，最低优先级))。如果默认QoS规则不包括分组过滤器，则默认QoS规则定义与PDU会话中的另一个QoS规则不匹配的分组的处理。

SMF根据SDF的QoS和服务要求执行用于QoS流的SDF之间的绑定。SMF将QFI分配给新的QoS流，并从PCF提供的信息中导出新QoS流的QoS参数。如果适用，SMF可以提供带有QFI的(R)AN以及QoS配置文件。SMF提供SDF模板(即，与从PCF接收的SDF相关联的分组过滤器集合)以及SDF优先级、QoS相关信息和相应的分组标记信息(即，QFI、差分服务码点(DSCP)值并且可选地使用UPF的反射QoS指示来启用用户平面业务的分类、带宽应用和标记)。如果适用，SMF通过在已添加QoS流的QFI的PDU会话内分配唯一QoS规则ID来为PDU会话生成QoS规则，为SDF模板的UL部分配置分组过滤器，并在SDF优先级中设置QoS规则优先级。QoS规则被提供给能够对UL用户平面业务进行分类和标记的UE。

图16示出了根据本发明实施例的QoS流的分类和用户平面标记以及QoS流到AN资源的映射。

1)下行链路

SMF为每个QoS流分配QFI。此外，SMF从PCF提供的信息中导出QoS参数。

SMF提供具有QFI的(R)AN以及包括QoS流的QoS参数的QoS配置文件。此外，当建立PDU会话或QoS流时，QoS流的QoS参数通过N2作为QoS配置文件被提供给(R)AN。此外，每当使用NG-RAN时，激活用户平面。此外，可以在(R)AN中为非GBR QoS流预先配置QoS参数。

此外，SMF向UPF提供SDF模板(即，与从PCF接收的SDF相关联的分组过滤器集合)以及SDF偏好和相应的QFI，使得UPF可以执行下行链路用户平面分组的分类和标记。

基于SDF模板根据SDF偏好对下行链路流入数据分组进行分类(没有发起附加的N4信令)。CN通过使用QFI的N3(和N9)用户平面标记对属于QoS流的用户平面业务进行分类。AN将QoS流与AN资源(即，在3GPP RAN的情况下的DRB)进行绑定。在这种情况下，QoS流和AN资源之间的关系不限于1：1。AN可以配置将QoS流映射到DRB所需的AN资源，使得UE可以接收QFI(并且可以应用反射QoS)。

如果未发现匹配，则当所有QoS流都与一个或多个DL分组过滤器相关时，UPF可以丢弃DL数据分组。

应用于处理下行链路业务的特性如下：

-UPF基于SDF模板将用户平面业务映射到QoS流。

-UPF执行会话-AMBR执行并执行PDU计数以用于计费支持。

-UPF可以在5GC和(A)AN之间的单个隧道中发送PDU会话的PDU，并且UPF可以在封装报头中包括QFI。

-UPF在下行链路中执行传输级分组标记(例如，在外部IP报头中设置DiffServ码)。传输级别分组标记基于5QI和关联QoS流程的ARP。

-通过考虑与下行链路分组相关联的N3隧道，(R)AN基于QFI、相关的5G QoS特性和参数将来自QoS流的PDU映射到接入特定的资源。

-如果应用了反射QoS，则UE可以生成新的导出的QoS规则(或者可以被称为“UE导出的QoS规则”)。导出的QoS规则内的分组过滤器可以从DL分组(即，DL分组的报头)导出。可以根据DL分组的QFI来配置导出的QoS规则的QFI。

2)上行链路

SMF通过分配QoS规则ID，添加QoS流的QFI，在SDF模板的上行链路部分中设置分组过滤器，以及在SDF优先中设置QoS规则优先来为PDU会话生成QoS规则。SMF可以向UE提供QoS规则，以便UE执行分类和标记。

QoS规则包括QoS规则ID、QoS流的QFI、一个或多个分组过滤器和偏好值。可以关联相同的QFI(即，相同的QoS流)和一个或多个QoS规则。

对于每个PDU会话需要默认QoS规则。默认QoS规则是不包括分组过滤器的PDU会话的QoS规则(在这种情况下，使用最高优先值(即，最低优先级))。如果默认QoS规则不包括分组过滤器，则默认QoS规则定义在PDU会话内处理与任何其他QoS规则不匹配的分组。

UE执行上行链路用户平面业务的分类和标记。也就是说，UE基于QoS规则将上行链路业务与QoS流相关联。该规则可以通过N1(当PDU会话建立时或者当QoS流被建立时或者可以先前在UE中配置或者可以由UE隐含地从反射QoS导出)来明确用信号通知。

在UL中，UE基于QoS规则的优先值(即，优先级增加的顺序)评估关于QoS规则的分组过滤器的UL分组，直到发现匹配的QoS规则(即，分组过滤器与UL分组匹配)。UE在对应的匹配QoS规则中使用QFI将UL分组绑定到QoS流。UE绑定QoS流和AN资源。

如果没有发现匹配并且默认QoS规则包括一个或多个UL分组过滤器，则UE可以丢弃UL数据分组。

应用于处理上行链路业务的特征如下：

-UE可以使用存储的QoS规则以确定UL用户平面业务与QoS流之间的映射。UE可以使用包括匹配分组过滤器的QoS规则的QFI来标记UL PDU，并且可以基于由RAN提供的映射使用用于QoS流的相应的接入专用资源来发送UL PDU。

-对于UPF，(R)AN通过N3隧道发送PDU。当UL分组从(R)AN中通过CN时，(R)AN在ULPDU的封装报头中包括QFI并选择N3隧道。

-(R)AN可以在上行链路中执行传输级分组标记。传输级分组标记可以基于与5QI相关联的QoS流的ARP。

-UPF检查UL PDU的QFI是否被提供给UE或者与由UE隐含地导出的QoS规则对准(例如，在反射QoS的情况下)。

-UPF执行会话-AMBF执行并计数分组以用于计费。

在UL分类器PDU会话的情况下，UL和DL会话AMBR需要在支持UL分类器功能的UPF上执行。此外，DL会话-AMBR需要在终止N6接口的所有UPF中单独执行(即，不需要UPF之间的交互)。

在多归属PDU会话的情况下，UL和DL会话AMBR被应用于支持分支点功能的UPF。此外，DL会话-AMBR需要在终止N6接口的所有UPF中单独执行(即，不需要UPF之间的交互)。

(R)AN需要针对每个非GBR QoS流在UL和DL中执行最大比特率(UE-AMBR)限制。当UE接收到会话AMBR时，它需要使用会话AMBR对非GBR业务执行基于PDU会话的UL速率限制。每个PDU会话的速率限制执行应用于不需要保证流比特率的流。每个SDF的MBR对于GBR QoS流是强制性的，但对于非GBR QoS流是可选的。MBR在UPF中执行。

在PDU会话级别中执行用于非结构化PDU的QoS控制。当为了传输非结构化PDU而建立PDU会话时，SMF向UPF和UE提供要应用于PDU会话的任何分组的QFI。

MM/SM分离

在第五代系统(5GS)的核心网络中，管理移动性的网络节点(AMF)和管理会话的网络节点(SMF)已被划分为单独的功能。如果MME在现有EPC等中已经发挥了控制平面的主要作用，则实体/节点已经模块化并在5GC中按主要功能划分。也就是说，在5GS中，可以认为现有的MME已经被划分为负责移动性管理功能的AMF和负责会话管理功能的SMF。

管理每个会话的SMF负责SM相关的NAS层消息和过程，并且AMF负责包括UE自身的注册管理(RM)和连接管理(CM)的整体移动性管理(MM)。目前在TS 23.501中定义的AMF和SMF的作用如下。

1.AMF

AMF包括以下功能。在AMF的单个实例中，可以支持部分或全部AMF功能：

-终止RAN CP接口(N2)

-终止NAS(N1)、NAS加密和完整性保护

-注册管理

-连接管理

-可达性管理

-移动性管理

-合法拦截(针对AMF事件和到LI系统的接口)

-用于路由SM消息的透明代理

-接入认证

-接入授权

-安全锚功能(SEA)：SEA与AUSF和UE交互，并且接收作为UE认证过程的结果而建立的中间密钥。在基于USIM的身份验证的情况下，AMF从AUSF检索安全材料。

-安全上下文管理(SCM)：SCM从SEA接收其用于导出接入网络特定密钥的密钥。

无论网络功能的数量如何，在UE和CN之间每个接入网络仅存在一个NAS接口实例，并且在至少实现NAS安全性和移动性管理的网络功能之一处终止。

除了上述AMF的功能之外，AMF还可以包括以下功能以支持非3GPP接入网络：

-支持N2与N3IWF的接口。在此接口上，可以不应用通过3GPP接入定义的一些信息(例如，3GPP小区标识)和过程(例如，切换相关)，并且可以应用不适用于3GPP接入的非3GPP接入特定信息。

-通过N3IWF支持对UE的NAS信令。通过3GPP接入的NAS信令支持的一些过程可能不适用于不可信的非3GPP(例如，寻呼)接入。

-支持通过N3IWF连接的UE的认证。

-管理经由非3GPP接入连接或经由3GPP和非3GPP接入同时连接的UE的移动性和认证/安全上下文状态。

-支持通过3GPP和非3GPP接入有效的协调RM管理上下文。

-支持UE的专用CM管理上下文，用于通过非3GPP接入进行连接。

并非所有功能都需要在网络切片的实例中得到支持。

2.SMF

会话管理功能(SMF)包括以下功能。在SMF的单个实例中可以支持部分或全部SMF功能：

-会话管理(例如，会话建立、修改和释放，包括UPF和AN节点之间的隧道维护。

-UE IP地址分配和管理(包括可选授权)。

-选择和控制UP功能。

-在UPF处配置业务导向以将业务路由到适当的目的地。

-终止对策略控制功能的接口。

-控制策略实施和QoS的一部分。

-合法拦截(对于SM事件和到LI系统的接口)。

-终止NAS消息的SM部分。

-下行链路数据通知。

-在N2上经由AMF发送到AN的AN特定SM信息的发起者。

-确定会话的SSC模式(用于IP类型PDU会话)

-漫游功能：

-处理本地实施以应用QoS SLA(VPLMN)。

-计费数据收集和计费接口(VPLMN)。

-合法拦截(在SM事件的VPLMN和到LI系统的接口中)。

支持与外部DN的交互，用于通过外部DN传送用于PDU会话授权/认证的信令。

并非在网络切片的实例中需要支持所有功能。

为了以与现有过程相同的方式启动SM过程，必须建立CM-CONNECTED状态，即，UE和CN之间的安全信令连接。SM NAS消息应通过AMF，但SM NAS消息对AMF是透明的。也就是说，AMF不能解密或识别通过AMF的SM NAS消息本身的内容。因此，如果存在多个SMF，则需要单独指示AMF哪个SMF转发/路由NAS消息。为此，可以将用于单独转发/路由的信息添加到SMNAS消息的外部。

如果已经创建PDU会话，则可以在AMF可以解密的部分(特别是在SM NAS消息之外)中表示相应PDU会话的PDU会话ID，并且AMF可以找到/识别SMF基于此转发/路由消息。在这种情况下，可以使用映射表方案等。如果未创建PDU会话，则AMF可以考虑诸如DNN和S-NSSAI的信息来执行SMF选择功能，以便选择适当的SMF。用于AMF以选择适当的SMF的信息可以由UE在AMF可以解密/识别的部分中表示，并且可以被提供给AMF。

数据存储架构

图17图示适用于本发明的数据存储架构。

更具体地，图17(a)图示用于NF的非结构化数据的数据存储架构，并且图17(b)图示用于NEF的结构化数据的数据存储架构。

如图17(a)中所图示，5G系统架构可以允许任何NF将其非结构化数据存储到UDSF或从UDSF检索其非结构化数据。UDSF属于网络功能所位于的同一PLMN。CP NF可以共享用于存储它们各自的非结构化数据的UDSF，或者每个可以具有它们自己的UDSF(例如，UDSF可以位于靠近每个NF)。

如图17(b)中所示，5G系统架构可以允许NEF将结构化数据存储在被预期用于网络外部和网络内部开放的SDSF中。SDSF属于NEF所位于的同一PLMN。

TAU过程

图18是图示适用于本发明的具有服务GW改变的TAU过程的流程图。

在流程图中，对于基于代理移动IP(PMIP)的S5/S8，在TS 23.402[2]中定义过程步骤(A)和(B)，并且步骤9和10涉及基于GTP的S5/S8。此外，在没有MME改变的TAU的情况下，可以跳过步骤4、5、7和步骤12到17中的信令。

1.可以发生用于启动TAU过程的TAU触发之一。

2.UE通过向eNodeB发送TAU请求消息(UE核心网络能力、MS网络能力、优选网络行为、对增强覆盖使用限制的支持、旧GUTI、旧GUTI类型、上次访问TAI、活动标志、信令活动标志、EPS承载状态、P-TMSI签名、附加GUTI、eKSI、NAS序列号、NAS-MAC、密钥集标识符(KSI)、语音域偏好和UE的使用设置)以及指示所选网络的RRC参数和旧的全球唯一MME标识符(GUMMEI)。例外情况是，如果为了负载重新平衡触发TAU(参见条款4.3.7.3))，则旧的GUMMEI不包括在RRC参数中。UE应设置旧GUTI类型以指示旧GUTI是本地GUTI还是从P-TMSI和路由区域标识(RAI)映射。

如果UE的TIN(下次更新中使用的临时标识符)指示“GUTI”或“RAT相关TMSI”并且UE保持有效GUTI，则旧GUTI指示此有效GUTI。如果UE的TIN指示“P TMSI”并且UE保持有效的P-TMSI和相关的RAI，则这两个元素被指示为旧GUTI。当UE处于连接模式(例如，在URA_PCH中)并重新选择E-UTRAN时，UE将其TIN设置为“P-TMSI”。

如果UE保持有效GUTI并且旧GUTI指示从P-TMSI和RAI映射的GUTI，则UE将GUTI指示为附加GUTI。如果旧GUTI指示从P-TMSI和RAI映射的GUTI并且UE具有有效的P-TMSI签名，则应包括P-TMSI签名。

当旧GUTI指示从P-TMSI和RAI映射的值时，TAU请求消息中的附加GUTI允许新MME找到存储在新MME中的任何已存在的UE上下文。

可替选地，当UE仅支持E-UTRAN时，UE用旧GUTI标识自身并将旧GUTI类型设置为“本地”。

RRC参数“旧的GUMMEI”根据上述规则从作为旧GUTI用信号通知的标识符中取其值。对于组合的MME/SGSN，eNodeB被配置成将该组合节点的MME码路由到相同的组合节点。此eNodeB还被配置成路由通过UE的由组合节点分配的P-TMSI的映射生成的GUTI的MME码。这样的eNodeB配置也可以用于单独的节点以避免由RAT间移动性引起的池中的节点的改变。

包括最后访问的TAI以便于帮助MME产生用于任何后续TAU接受消息的TAI列表。活动标志是UE在UE处于ECM-IDLE状态时通过TAU过程激活用于所有活动EPS承载的无线承载和S1承载的请求。信令活动标志是UE在TAU过程完成之后使用控制平面CIoT EPS优化来维持NAS信令连接的请求，以便使用控制平面CIoT EPS优化或NAS信令中的数据传送来发送待定数据。EPS承载状态指示在UE中活动的每个EPS承载。如TS 33.401[41]中所述，TAU请求消息应由NAS-MAC完整性保护。如果UE具有有效的EPS安全参数，则包括eKSI、NAS序列号和NAS-MAC。NAS序列号指示NAS消息的序号。如果UE指示从信息元素“旧GUTI”中的P-TMSI映射的GUTI，则包括KSI。

对于使用没有任何激活的PDN连接的CIoT EPS优化的UE，TAU请求消息中不包括活动标志或EPS承载状态。

如果UE具有PDN类型“非IP”的PDN连接，则UE应指示包括在TAU请求消息中的EPS承载状态。

UE根据其配置来设置语音域偏好和UE的使用设置。

如果UE需要启用扩展空闲模式DRX，则UE包括扩展空闲模式DRX参数信息元素，即使之前已经协商了扩展空闲模式DRX参数。

如果UE包括优选网络行为，则这定义UE期望在网络中可用的网络行为。

3.eNodeB从携带旧GUMMEI、指示的所选网络和RAT(NB-IoT或WB-E-UTRAN)的RRC参数导出MME地址。如果MME未与eNodeB相关联或者GUMMEI不可用或者UE指示TAU过程由负载重新平衡触发，则eNodeB选择MME作为“MME选择功能”。

eNodeB将TAU请求消息与从其其接收消息的小区的封闭订户组(CSG)接入模式、CSG ID、TAI+ECGI以及所选网络一起转发到新MME。如果UE经由CSG小区或混合小区发送TAU请求消息，则由RAN提供CSG ID。如果UE经由混合小区发送TAU请求消息，则提供CSG接入模式。如果未提供CSG接入模式但提供CSG ID，则MME将该小区视为CSG小区。对于具有独立GW架构的本地网络处的所选IP业务卸载(SIPTO)，如果目标小区在本地归属网络中，则eNodeB在初始UE消息和上行链路NAS传输消息中包括本地归属网络ID。

为了辅助定位服务，eNB向MME指示UE的覆盖水平。

4.新MME区分旧节点(即，MME或SGSN)的类型，使用从UE接收的GUTI以导出旧MME/S4 SGSN地址，并发送上下文请求(旧GUTI、完整的TAU请求消息、P-TMSI签名、MME地址、UE验证、CIET EPS优化支持指示)消息到旧MME/旧S4 SGSN以检索用户信息。UE验证指示新MME已经验证TAU消息的完整性保护(例如，基于UE的本地EPS安全性上下文)。为了验证上下文请求，旧MME使用完整TAU请求消息，并且，如果在旧MME/S4 SGSN中完整性检查失败，则旧S4SGSN使用P-TMSI签名并以适当的错误响应。这启动新MME中的安全功能。如果安全功能正确地认证UE，则新MME将发送上下文请求(IMSI、完整的TAU请求消息、MME地址、UE验证)消息到具有UE验证集的旧MME/S4 SGSN。如果新MME指示其已经认证UE或者如果旧MME/旧S4 SGSN正确验证UE，则旧MME/旧S4SGSN启动定时器。

如果具有紧急承载的UE未在旧MME/旧S4 SGSN中(在支持未认证UE的网络中)被认证，则当无法验证上下文请求时旧MME/旧S4 SGSN通过发送上下文响应并且也启动定时器来继续该过程。

如果新MME支持CIoT EPS优化，则在上下文请求中包括CIoT EPS优化支持指示，其指示对各种CIoT EPS优化的支持(例如，支持用于CP优化的报头压缩等)。

5.如果上下文请求被发送到旧MME，则旧MME通过上下文响应(IMSI、ME身份(IMEISV)、MM上下文、EPS承载上下文、服务GW信令地址和TEID、支持ISR、MS信息改变报告动作(如果可用)、CSG信息报告动作(如果可用)、UE时区、UE核心网络能力、UE特定DRX参数)消息进行响应。如果新MME支持CIoT EPS优化并且已经在UE和旧MME之间协商报头压缩的使用，则上下文响应还包括报头压缩配置，其包括用于ROHC信道建立所必需的信息，但是不包括RoHC上下文本身所必需的信息。

如果将上下文请求发送到旧的S4 SGSN，则旧的S4 SGSN可以用上下文响应(MM上下文、EPS承载上下文、服务GW信令地址和TEID、支持ISR、MS信息改变报告动作(如果可用)、CSG信息报告动作(如果可用)、UE时区、UE核心网络能力、UE特定DRX参数)进行响应。如果源MME尚未向PGW报告非零MO异常数据计数器，则上下文响应还包括MO异常数据计数器，如TS29.274[43]中所述。

MM上下文包括安全相关信息以及其他参数(包括IMSI和ME标识(如果可用))。MM上下文中未使用的认证五元组也在SGSN中被维护。TS 33.401[41]给出有关安全相关信息传输的更多细节。

如果利用上下文响应消息接收的MM上下文不包括IMEISV并且MME尚未存储UE的IMEISV，则MME将从UE检索ME ID(IMEISV)。

PDN GW地址和TEID(用于基于GTP(GPRS隧道协议)的S5/S8)或通用路由封装(GRE)密钥(用于上行链路业务的PDN GW处的基于PMIP的S5/S8)和TI可以是EPS承载上下文的一部分。如果在旧MME/旧S4 SGSN中未知UE或者如果TAU请求消息的完整性检查失败，则旧MME/旧S4 SGSN以适当的错误原因进行响应。如果旧MME/旧S4 SGSN和相关联的服务GW能够激活UE的ISR，则指示支持ISR。

如果UE从旧MME/旧S4 SGSN接收紧急承载服务并且UE不是UICC，则IMSI不能包括在上下文响应中。对于紧急附着的UE，如果IMSI不能被认证，则IMSI应被标记为未认证。此外，在这种情况下，仅在可用时包括安全参数。

如果本地网络处的SIPTO对于具有独立GW的体系结构中的PDN连接是活动的，则旧MME/旧S4 SGSN可以在对应于本地网络PDN连接的SIPTO的EPS承载上下文中包括旧小区的本地归属网络ID。

对于使用没有任何激活的PDN连接的CIoT EPS优化的UE，在上下文响应消息中不包括EPS承载上下文。

基于CIoT EPS优化支持指示，旧MME仅传送新MME支持的EPS承载上下文。如果新MME不支持CIoT EPS优化，则非IP PDN连接的EPS承载上下文不被传输到新MME。如果尚未传输PDN连接的EPS承载上下文，则旧MME将相应PDN连接的所有承载视为失败，并通过触发MME请求的PDN断开过程来释放相应的PDN连接。在收到上下文确认后，丢弃旧MME中的缓冲数据。

6.如果TAU请求消息(在步骤2中发送)的完整性检查失败，则认证是强制性的。如果完成GUTI分配并且网络支持加密，则对NAS消息进行加密。

如果针对已经处于ECM_CONNECTED状态的UE接收到TAU请求并且eNodeB在步骤3中发送的TAI的PLMN-ID与包括在TAU请求中消息的GUTI的PLMN-ID不同，则MME延迟认证UE直到步骤21(TAU完成消息)之后。

MME延迟认证，使得UE首先将其注册的PLMN-ID更新为在切换期间由RAN选择的新PLMN-ID。在步骤20中，新的PLMN-ID由MME提供给UE作为TAU接受消息中的GUTI的一部分。这样做确保在网络和UE两者的Kasme的推导中使用相同的PLMN-ID。

如果新MME被配置成允许未经认证的UE的紧急承载服务，则新MME的行为如下：

-在UE仅具有紧急承载服务的情况下，MME跳过认证和安全过程或接受认证失败并继续TAU过程；或者

-在UE具有紧急和非紧急承载服务并且认证失败的情况下，MME继续TAU过程并且停用所有非紧急PDN连接。

7.MME(如果MME已经改变，则是新MME)确定重新定位服务GW。当旧服务GW不能继续为UE服务时，服务GW被重新定位。如果期望新服务GW在较长时间内服务UE和/或具有更优化的UE到PDN GW的路径，或者如果新服务GW可以与PDN GW共置，则MME(如果MME已经改变，则它是新的MME)也可能决定重新定位服务GW。

如果MME已经改变，则新MME向旧MME/旧S4 SGSN发送上下文确认(服务GW改变指示)消息。服务GW改变指示指示已经选择新服务GW。旧MME/旧S4 SGSN在其UE上下文中标记GW中的信息是无效的。并且，如果旧节点是MME，则旧MME在其UE上下文中标记HSS中的信息是无效的。这确保旧MME/旧S4 SGSN更新GW，并且如果UE在完成正在进行的TAU程序之前发起TAU或路由区域更新(RAU)过程返回到旧MME/旧S4 SGSN，则旧MME更新HSS。

更新GW指的是通过服务GW上的会话的重新创建跟随服务GW上的会话的删除。在服务GW上重新创建会话导致在所选择的服务GW和PDN GW之间成功重新建立S5/S8隧道。

如果安全功能未正确认证UE，则TAU将被拒绝，并且新MME将向旧MME/旧S4 SGSN发送拒绝指示。旧MME/旧S4 SGSN将继续，就像未收到标识和上下文请求一样。

在上下文确认中未指示ISR，因为由于S-GW改变而未激活ISR。

对于使用没有任何激活的PDN连接的CIoT EPS优化的UE，可以跳过步骤8、9、10、11、18和19。

8.如果MME已经改变，则旧MME利用从旧MME/旧S4 SGSN接收的承载上下文来验证从UE接收的EPS承载状态。如果MME没有改变，则MME利用MM上下文中可用的承载上下文来验证来自UE的EPS承载状态。MME释放与在UE中不活动的EPS承载相关的任何网络资源。如果根本没有承载上下文，则MME拒绝TAU请求。

如果MME选择新的服务GW，则MME可以将每个PDN连接的创建会话请求(IMSI、承载上下文、MME地址和TEID、S5/S8上的协议类型、RAT类型、服务网络、UE时区、MO异常数据计数器)信息发送到所选择的新服务GW。PDN GW地址和TFT(用于基于PMIP的S5/S8)在承载上下文中指示。类型指示服务GW以向PDN GW发送修改承载请求。S5/S8上的协议类型提供给服务GW，并且协议应该通过S5/S8接口使用。RAT类型指示无线电接入的变化。如果是从SGSN到MME的移动并且MME支持位置信息改变报告，则MME将在创建会话请求中包括用户位置信息(根据支持的粒度)，不管是否已经通过PGW在之前的RAT中请求位置信息改变报告。如果其是MME间移动并且PDN GW请求位置信息改变报告，如果它与先前发送的信息不同则MME在该消息中包括用户位置信息IE。如果PDN GW请求用户CSG信息，则MME还在该消息中包括用户CSG信息IE。如果应用控制平面CIET EPS优化，则MME还可以指示NAS用户数据的S11-U隧道，并且发送其自己的S11-U IP地址和MME DL TEID以供SGW进行DL数据转发。如果MME接收到RRC原因“MO异常数据”的计数器，则MME应在上下文响应消息中包括MO异常数据计数器。

如果仅使用控制平面CIoT EPS优化，则MME将在创建会话请求中包括仅控制平面的PDN连接指示符。

如果新MME接收到具有SCEF的EPS承载上下文，则新MME如TS 23.682[74]中所定义的那样更新SCEF。

9.服务GW通过向PDN GW发送每个PDN连接的修改承载请求(服务GW地址和TEID、RAT类型、服务网络、PDN计费暂停支持指示)消息向PDN GW通知例如RAT类型的改变(例如，可以用于计费)。如果它们在步骤8中存在，则还包括用户位置信息IE和/或UE时区IE和/或用户CSG信息IE和/或MO异常数据计数器。服务GW和PDN GW在其CDR上通过有关计数器指示RRC建立原因“MO例外数据”的每次使用。

如果服务GW在步骤8中已经接收到仅控制平面的PDN连接指示符，则服务GW仅在其CDR上指示CP的使用。

9a.如果部署动态PCC并且需要将RAT类型信息从PDN GW传送到PCRF，则PDN GW将通过如在TS 23.203中定义的IP-CAN会话修改过程向PCRF发送RAT类型信息。

PDN GW不需要等待PCRF响应，而是在下一步骤中继续。如果PCRF响应导致EPS承载修改，则PDN GW应该发起承载更新过程。

10.PDN GW更新其承载上下文并返回修改承载响应(MSISDN、计费Id、PDN计费暂停使能指示(如果PDN GW已选择启用该功能))消息。如果PDN GW已将其存储在其UE上下文中，则包括MSISDN。如果已经对E-UTRAN进行RAT改变并且在目标MME中需要并且支持位置信息改变报告，则PGW将在修改承载响应中提供MS信息改变报告动作。

如果服务GW被重新定位，则PDN GW在将在切换路径之后立即在旧路径上发送一个或多个“结束标记”分组，以便辅助目标eNodeB中的重新排序功能。如果服务GW没有建立的下行链路用户平面，则服务GW应丢弃从PDN GW接收的“结束标记”，并且将不发送下行链路数据通知。否则，服务GW应将“结束标记”分组转发到源eNodeB或源S4 SGSN。

11.服务GW更新其承载上下文。这允许服务GW在从eNodeB接收时将承载PDU路由到PDN GW。

服务GW可以将创建会话响应(服务GW地址、用于用户平面和控制平面的TEID、以及用于上行链路业务和控制平面的PDN GW TEID(用于基于GTP的S5/S8)或GRE密钥(用于基于PMIP的S5/S8)、MW信息改变报告动作)消息返回到新MME。如果应用控制平面CIoT EPS优化，则MME使用S11-U用户平面和服务GW TEID的服务GW地址以将UL数据转发到SGW。

当MME接收到创建会话响应消息时，MME可以检查在MME中是否存在“DDN失败之后的可用性”监视事件或者为UE配置的“UE可达性”监视事件，并且在这种情况下，可以发送事件通知。

12.新MME验证其是否保持由GUTI标识的UE的订阅数据、附加GUTI、或者从旧CN节点与上下文数据一起接收的IMSI。

如果在该新UE的新MME中没有订阅数据，或者对于特定网络共享场景(例如，网关核心网络(GWCN))，如果eNodeB提供的TAI的PLMN-ID不同于在UE的上下文中GUTI的PLMN-ID，则新MME向HSS发送更新位置请求(MME身份、IMSI、ULR(更新位置请求)-标志、MME能力、基于PS会话的IMS语音的同类支持、UE单无线电语音呼叫连续性(SRVCC)能力、等效PLMN列表、ME身份(IMEISV))消息。ULR标志指示从MME发送更新位置，并且在HSS中更新MME注册。HSS不会取消任何SGSN注册。MME能力指示MME支持区域接入限制功能。包含等效PLMN列表指示MME使用目标PLMN的订阅信息支持到等效PLMN中的CSG小区的PLMN间切换。除非MME已完成对“基于PS会话的IMS语音”的支持的评估，否则不包括“基于PS会话的IMS语音的同类支持”指示。如果步骤5已使MME从UE检索IMEISV，则包括ME标识。

在此步骤处，MME可能不具有确定针对该UE的支持基于基于PS会话的IMS语音的指示的设置所需的所有信息。因此，MME可以在此过程中稍后发送“基于PS会话的IMS语音的同类支持”。

如果UE在支持自主CSG漫游的VPLMN中发起TAU过程，则HPLMN已经在VPLMN中启用了自主CSG漫游(通过服务等级协议)，并且MME需要从CSS(CSG订户服务器)中检索UE的CSG订阅信息，MME可以使用CSS发起CSG位置更新过程。

如果MME确定仅UE SRVCC能力已经改变，则MME向HSS发送通知请求以通知关于改变的UE SRVCC能力。

如果UE的所有EPS承载具有紧急ARP值，则新MME可以跳过位置更新过程或者即使更新位置失败也继续。

13.HSS向具有被设置为更新过程的取消类型的旧MME发送取消位置(IMSI，取消类型)消息。

14.如果在步骤4中启动的计时器未运行，则旧MME移除MM上下文。否则，当计时器期满时，将删除上下文。对于UE在完成对新MME的正在进行的TAU过程之前发起另一个TAU过程的情况，其还确保MM上下文保持在旧MME中。旧MME通过取消位置确认(IMSI)消息进行确认。

15.如果旧的S4 SGSN接收到上下文确认消息并且UE处于Iu连接，则旧的S4 SGSN在步骤4中启动的定时器期满之后向RNC发送Iu释放命令消息。

16.RNC通过Iu释放完成消息进行响应。

17.HSS通过向新MME发送更新位置确认(IMSI，订阅数据)消息来确认更新位置请求消息。订阅数据可以包含用于注册的PLMN以及在步骤12中由MME请求的等效PLMN列表的CSG订阅数据。

订阅数据可以包含增强的覆盖受限参数。如果从HSS接收，则MME将此增强的覆盖限制参数存储在MME MM上下文中。

如果HSS拒绝更新位置，则新MME以适当的原因拒绝来自UE的TAU请求。在这种情况下，新MME释放针对特定UE的任何本地MME EPS承载上下文，并且另外通过向新服务GW发送删除会话请求(原因，操作指示)消息来删除新服务GW中的EPS承载资源。不应设置操作指示标志。因此，接收此请求的新服务GW不应向PDN GW发起删除过程。

如果UE在CSG小区发起TAU过程，则新MME将检查CSG ID和关联的PLMN是否包含在CSG订阅中并且是否未过期。如果CSG ID和关联的PLMN不存在或过期，则MME将适当的原因值与TAU拒绝消息一起发送到UE。如果存在，则UE将从其允许的CSG列表中移除CSG ID和关联的PLMN。如果UE具有正在进行的紧急承载服务，则不应执行CSG接入控制。

如果所有检查都成功，则新MME构建UE的上下文。

18.如果MME已经改变，则当步骤4中启动的定时器期满时，旧MME/旧S4 SGSN释放任何本地MME或SGSN承载资源，并且，另外，如果在步骤7中在上下文确认消息中接收到服务GW改变指示，则旧MME/旧S4 SGSN通过向旧服务GW发送删除会话请求(原因，操作指示)消息来删除EPS承载资源。当未设置操作指示标志时，这向旧服务GW指示旧服务GW不应向PDN GW发起删除过程。如果ISR被激活，则原因向旧S-GW指示旧S-GW将通过向相应的CN节点发送删除承载请求消息来删除另一个旧CN节点上的承载资源。

如果MME没有改变，则步骤11触发旧服务GW处的EPS承载资源的释放。

19.服务GW通过删除会话响应(原因)消息进行确认。服务GW丢弃为UE缓冲的任何分组。

20.如果由于区域订阅限制或接入限制(例如，CSG限制)，则不允许UE接入TA：

-MME对UE以适当的原因拒绝TAU请求。

-对于具有紧急EPS承载的UE，即，如果至少一个EPS承载具有为紧急服务保留的ARP值，则新MME接受TAU请求并停用所有非紧急PDN连接。如果TAU过程在ECM-IDLE状态中启动，则在UE和MME之间没有承载停用信令的情况下，所有非紧急EPS承载通过TAU过程被停用。

MME将TAU接受(GUTI、TAI列表、EPS承载状态、NAS序列号、NAS-MAC、支持基于PS会话的IMS语音、紧急服务支持指示符、位置服务(LCS)支持指示、支持的网络行为)消息发送给UE。如果设置活动标志，则MME可以向eNodeB提供切换限制列表。如果MME分配新的GUTI，则包括GUTI。如果在TAU请求消息中设置活动标志，则可以结合TAU接受消息激活用户平面设置过程。如果MME中的UE的DL数据缓冲器到期时间尚未到期，则即使MME未在TAU请求消息中接收到活动标志，也激活用户平面设置过程。如果新的MME在UE仍然连接的同时接收到下行链路数据通知消息或任何下行链路信令消息，则即使新的MME没有在TAU请求消息中接收到活动标志也可以激活用户平面设置过程。在TS 36.300[5]中详细描述该过程。从MME建立承载时的步骤开始，消息序列应与用于UE触发的服务请求过程的消息序列相同。MME向UE指示EPS承载状态IE。UE移除与在接收的EPS承载状态中未标记为活动的承载相关的任何内部资源。如果EPS承载状态信息在TAU请求中，则MME应向UE指示EPS承载状态。MME设置支持基于PS会话的IMS语音。

对于使用没有任何激活的PDN连接的CIoT EPS优化的UE，不存在被包括在TAU接受消息中的EPS承载状态。

MME在支持的网络行为信息中指示其支持和优选的CIoT EPS优化。

如果UE包括对扩展覆盖的使用的限制的支持，则MME在S1-AP消息中向eNB发送增强的覆盖受限参数。MME还在TAU接受消息中向UE发送扩展覆盖受限参数。UE应存储扩展覆盖受限参数，并应使用扩展覆盖首限参数的值来确定是否应使用扩展覆盖特征。

如果MME在步骤5中成功获得报头压缩配置参数，则其针对UE的每个EPS承载在报头压缩上下文状态中向UE指示继续使用先前协商的配置。当报头压缩上下文状态指示先前协商的配置不再可用于一些EPS承载时，当在EPS承载上使用控制平面CIoT EPS优化发送或接收数据时，UE应停止执行报头压缩和解压缩。

如果MME没有在MM上下文中接收到语音支持匹配指示符，则MME可以向eNB发送UE无线电能力匹配请求。如果MME尚未从eNB接收到语音支持匹配指示符，则基于实现，MME可以设置支持基于PS会话的IMS语音的指示并在稍后阶段进行更新。在步骤12之后并且与前述步骤中的任何一个并行，MME将向HSS发送通知请求(对基于PS会话的IMS语音的同类支持)消息。

紧急服务支持指示符通知UE支持紧急承载服务。LCS支持指示指示网络是否支持EPC-MO-LR和/或CS-MO-LR，如TS 23.271[57]中所述。

如果UE包括扩展空闲模式DRX参数信息元素，则如果MME决定启用扩展空闲模式DRX，则MME包括扩展空闲模式DRX参数信息元素。

当接收到TAU接受消息并且没有ISR激活指示时，UE应将其TIN设置为“GUTI”。

对于S-GW改变，MME不指示ISR激活，因为其首先需要具有相同S-GW的RAU来激活ISR。对于MME更改，新MME不激活ISR以避免具有两个旧CN节点的上下文传送过程。

如果TAU过程由手动CSG选择启动并且经由CSG小区发生，则UE在接收到TAU接受消息时应将CSG ID和关联的PLMN添加到其允许的CSG列表(如果其尚未存在)。如果UE已建立紧急承载，则不支持手动CSG选择。

如果结合TAU接受消息执行用户平面设置并且经由混合小区执行TAU，则MME将UE是否是CSG成员的指示和R-MME控制信息一起发送给RAN。基于此信息，RAN可以对CSG和非CSG成员执行区别对待。

如果UE经由混合小区接收TAU接受消息，则UE不将相应的CSG ID和关联的PLMN添加到其允许的CSG列表。将CSG ID和关联的PLMN添加到用于混合小区的UE的本地允许CSG列表仅由OTA(空口)或开放移动联盟(OMA)设备管理(DM)过程来执行。

21.如果GUTI包括在TAU接受中，则UE通过将TAU完成消息返回到MME来确认所接收的消息。

当在TAU请求消息中未设置“活动标志”并且未在ECM-CONNECTED状态中发起TAU时，新MME释放与UE的信令连接。对于使用控制平面CIoT EPS优化的UE，当设置“信令有效标志”时，新的MME在TAU过程完成后不应立即释放与UE的NAS信令连接。

新的MME可以在执行安全功能之后启动E-RAB建立(参见TS36.413[36])，或者等到TAU过程完成。对于UE，E-RAB建立可以在发送TAU请求之后的任何时间发生。

在拒绝的TAU操作的情况下，由于区域订阅、漫游限制或接入限制(参见TS 23.221[27]和TS 23.008[28])，新MME不应该为UE构建MM上下文。在从HSS接收订户数据的情况下，新MME可以构建MM上下文并存储UE的订户数据以优化MME和HSS之间的信令。拒绝应以适当的原因返回给UE，并且S1连接应被释放。在返回空闲状态时，UE应根据TS 23.122[10]行动。

新的MME将基于在上下文响应消息中接收到的每个承载上下文的APN限制来确定最大APN限制，并且然后存储新的最大APN限制值。

承载上下文由新MME进行优先级划分。如果新MME不能支持与从旧MME/SGSN接收的相同数量的活动承载上下文，则使用优先级划分来确定哪些承载上下文要保持活动以及哪些要删除。在任何情况下，新MME将首先更新一个或多个P-GW中的所有上下文，并且然后根据“MME发起的专用承载停用过程”停用其不能维持的承载上下文。这不应使MME拒绝TAU。

新MME不应停用与紧急服务相关的EPS承载，即，具有为紧急服务保留的ARP值的EPS承载。

如果MS(UE)处于PMM-连接状态，则承载上下文已经在前向重定位请求消息中发送，如TS 23.060[7]的“服务中继节点(RNS)重定位过程”中所述。

如果TAU过程失败最大允许次数，或者如果MME返回TAU拒绝(原因)消息，则UE进入EMM注销状态。

如果新MME识别RAT类型已经改变，则MME检查订阅信息以识别每个APN是否维持PDN连接，通过重新激活请求断开PDN连接，或在没有重新激活请求的情况下断开PDN连接。如果MME决定停用PDN连接，则在TAU过程完成之后但在S1/RRC接口连接被释放之前，其执行MME发起的PDN连接停用过程。如在TS 24.301[46]中指定的现有ESM原因值被用于引起可预测的UE行为。如果所有PDN连接都断开并且UE不支持“在没有PDN连接的情况下的附着”，则MME将请求UE分离并重新附着。

会话和服务连续性

对5G系统架构中的会话和服务连续性的支持使得能够满足针对UE的不同应用/服务的各种连续性要求。5G系统支持不同的会话和服务连续性(SSC)模式。与PDU会话锚相关联的SSC模式在PDU会话的生存期内不会改变。

1.SSC模式1

对于SSC模式1的PDU会话，维持在PDU会话建立时充当PDU会话锚的UPF，不管UE连续用于接入网络的接入技术(例如，接入类型和小区)如何。

在IP类型的PDU会话的情况下，不论UE移动性事件如何，都支持IP连续性。

对于多宿主PDU会话，SSC模式1仅应用于PDU会话的第一前缀。对于这样的会话，如果网络决定(基于本地策略)将附加的PDU会话锚/前缀分配给在SSC模式1中建立的PDU会话，则SSC模式3应用于这些附加前缀。

当UL CL应用于PDU会话时，SSC模式1仅应用于发送给UE的前缀/地址。如果网络决定(基于本地策略)将附加PDU会话锚分配给这样的PDU会话，则SSC模式2应用于这些附加PDU会话锚。

SSC模式1可以应用于任何PDU会话类型和任何接入类型。

2.SSC模式2

对于SSC模式2的PDU会话，网络可以触发PDU会话的释放并指示UE立即建立到相同数据网络的新PDU会话。在建立新的PDU会话时，可以选择充当PDU会话锚的新UPF。

SSC模式2可以应用于任何PDU会话类型和任何接入类型。

在多宿主PDU会话的情况下或者在UL CL应用于PDU会话的情况下，SSC模式2应用于PDU会话的所有PDU会话锚。

在UL CL模式中，对于UE来说多个PDU会话锚的存在是不可见的。

3.SSC模式3

对于SSC模式3的PDU会话，网络允许在释放UE与先前PDU会话锚之间的连接之前经由新PDU会话锚建立到同一数据网络的UE连接。当应用触发条件时，网络决定是否选择适合于UE的新条件(例如，到网络的附着点)的PDU会话锚UPF。

SSC模式3可以应用于任何PDU会话类型和任何接入类型。

在IP类型的PDU会话的情况下，在PDU会话锚的改变过程期间，

-锚定在新PDU会话锚上的新IP前缀可以在同一PDU会话内分配(依赖于IPv6多宿主)(这可以应用于在SSC模式3中建立的PDU会话的情况或在SSC模式1中建立的PDU会话的附加PDU会话锚的情况)，或

-可以在UE被触发以建立的新PDU会话内分配新的IP地址/前缀(这可以应用于在SSC模式3中建立的PDU会话的情况)。

在分配新IP地址/前缀之后，在向UE指示的预定时间内保持旧IP地址/前缀并且然后将其释放。

SSC模式选择策略将用于确定与UE的应用或应用组相关联的会话类型和服务连续性模式。

运营商应该可以为UE提供SSC模式选择策略。此策略包括一个或多个SSC模式选择策略规则，UE可以使用其来确定与应用或一组应用相关联的SSC模式的类型。策略可以包括匹配UE的所有应用的默认SSC模式选择策略规则。

当应用请求数据传输(例如，打开网络套接字)并且应用本身未指定所需的SSC模式时，UE通过使用SSC模式选择策略确定与该应用相关联的SSC模式，并且：

a)如果UE已经具有与应用相关联的SSC模式匹配的活动PDU会话，则UE在此PDU会话内路由应用的数据，除非UE中的其他条件不允许使用此PDU会话。否则，UE请求建立具有与应用相关联的SSC模式匹配的SSC模式的新PDU会话。

b)与应用程序相关联的SSC模式是包括在与应用匹配的非默认SSCMSP规则中的SSC模式或者是包括在默认SSC模式选择策略规则(如果存在)中的SSC模式。如果SSCMSP不包括默认SSCMP规则并且没有其他规则与应用匹配，则UE在不提供SSC模式的情况下请求PDU会话。在这种情况下，网络确定PDU会话的SSC模式。

提供给UE的SSC模式选择策略规则可以由运营商更新。

作为订阅信息的一部分，SMF从UDM接收支持的SSC模式的列表和每DNN的默认SSC模式。

如果UE在请求新PDU会话时提供SSC模式，则SMF通过接受所请求的SSC模式或基于订阅和/或本地配置来修改所请求的SSC模式来选择SSC模式。

如果UE在请求新的PDU会话时不提供SSC模式，则SMF为订阅中列出的数据网络选择默认的SSC模式，或者应用本地配置来选择SSC模式。

SMF将向UE通知用于PDU会话的所选择的SSC模式。

注册过程

在5GS中，组合现有的附着过程和TAU过程以定义注册过程。然而，注册过程可以根据其目的划分/称为初始注册过程(附着)、注册更新过程(TAU)、定期注册更新过程(p-TAU)等。

目前正在讨论在注册过程期间当前是否可以执行会话建立。可能存在在RM过程结束后立即进入SM过程的方法，以及以与EPC技术相同的方式捎带和发送SM消息的方法。

当前在TS 23.502v0.2.0中反映的注册过程如下面的图19。

图19是图示适用于本发明的注册过程的流程图。

1.UE到(R)AN：AN消息(AN参数、注册请求(注册类型、订户永久标识符(SUPI)或临时用户ID、安全参数、NSSAI、UE 5GCN能力、PDU会话状态))。

在5G-RAN的情况下，AN参数包括例如SUPI、临时用户ID、所选网络和/或NSSAI。

注册类型可以指示UE是否想要执行“初始注册”(即，UE处于非注册状态)、“移动性注册更新”(即，UE处于注册状态并且由于移动性而启动注册过程)，或“周期性注册更新”(即，UE处于注册状态并且由于周期性更新定时器期满而启动注册过程)。如果被包括，则临时用户ID可以指示最后服务的AMF。如果UE已经在不同于3GPP接入的PLMN的PLMN中经由非3GPP接入进行注册，则UE将不在通过非3GPP接入的注册过程期间提供由AMF分配的UE临时ID。

安全参数用于认证和完整性保护。NSSAI指示网络切片选择辅助信息。PDU会话状态指示UE中的可用(先前建立的)PDU会话。

2.如果包括SUPI或临时用户ID未指示有效AMF和/或(R)AN，则基于(R)AT和NSSAI选择AMF。如TS 23.501中所描述的，(R)AN选择AMF。如果(R)AN不能选择AMF，则它将注册请求转发到默认AMF。默认AMF负责为UE选择适当的AMF。默认AMF和所选AMF之间的重新定位在第4.2.2.2.3节中描述，其中初始AMF指的是默认AMF，并且目标AMF指的是所选AMF。

3.(R)AN到AMF：N2消息(N2参数、注册请求(注册类型、订户永久标识符或临时用户ID、安全参数、NSSAI))。

当使用5G-RAN时，N2参数包括位置信息、小区标识以及与UE驻留的小区相关的RAT类型。

如果UE指示的注册类型是周期性注册更新，则可以省略步骤4到17。

4.[有条件]新AMF到旧AMF：信息请求(完整注册请求)。

如果UE的临时用户ID包括在注册请求中并且服务AMF自从上次注册以后已经改变，则新AMF可以向包括完整注册请求IE的旧AMF发送信息请求以请求UE的SUPI和MM上下文。

5.[有条件的]旧AMF到新AMF：信息响应(SUPI、MM上下文、SMF信息)。旧AMF通过包括UE的SUPI和MM上下文的信息响应新AMF。如果旧AMF保存有关活动PDU会话的信息，则旧AMF包括SMF信息，其包括SMF ID和PDU会话ID。

6.[有条件的]AMF到UE：标识请求()。

如果UE未提供SUPI也未从旧AMF检索到SUPI，则AMF向UE发送标识请求消息来发起标识请求过程。

7.[有条件的]UE到AMF：标识响应()。

UE以包括SUPI的标识响应消息进行响应。

8.AMF可以决定调用AUSF。在这种情况下，AMF应基于SUPI选择AUSF。

9.AUSF应启动UE和NAS安全功能的认证。

AMF重新定位过程(例如，由于网络切片)可以在步骤9之后发生。

10.[有条件的]新AMF到旧AMF：信息确认()。

如果AMF已经改变，则新AMF确认UE MM上下文的传送。如果认证/安全过程失败，则拒绝注册，并且新AMF向旧AMF发送拒绝指示。旧的AMF继续该过程，就好像从未收到过信息请求一样。

11.[有条件的]AMF到UE：标识请求()。

如果UE未提供PEI也未从旧AMF检索到PEI，则AMF通过将标识请求消息发送给UE以检索PEI来发起标识请求过程。

12.可选地，AMF发起ME标识检查。执行PEI检查，如第4.7节中所描述的。

13.如果要执行步骤14，则AMF基于SUPI选择UDM。

AMF选择UDM，如TS 23.501中所描述的。

14.如果自上次注册以来AMF已经改变，或者如果AMF中没有针对UE的有效的订阅上下文，或者如果UE提供不参考AMF中的有效上下文的SUPI，则AMF可以发起更新位置过程。这包括UDM启动取消到旧AMF的位置(如果有)。旧AMF移除MM上下文并通知所有可能关联的SMF，并且新AMF在从UDM获得AMF相关订阅数据之后为UE创建MM上下文。可以如TS 23.501中所述执行更新位置过程。

在更新位置过程中将PEI提供给UDM。

15.有条件地，AMF基于SUPI选择PCF。AMF选择PCF，如TS23.501[2]中所述。

16.[可选的]]AMF到PCF：UE上下文建立请求()。

AMF请求PCF以针对UE应用运营商策略。

17.PCF到AMF：UE上下文建立确认()。

PCF确认UE上下文建立请求消息。

18.[有条件的]AMF到SMF：N11请求()。

如果AMF改变，则新AMF向每个SMF通知服务UE的新AMF。

AMF利用可用的SMF信息验证来自UE的PDU会话状态。在AMF已经改变的情况下，可以从旧的AMF接收可用的SMF信息。AMF可以请求SMF释放与UE中不活动的PDU会话相关的所有网络资源。

19.SMF到AMF：N11响应()。

SMF可以决定触发例如UPF重新定位。如果UE指示的注册类型是周期性注册更新，则可以省略步骤20和21。

20.[有条件的]AMF到PCF：UE上下文终止请求()。

如果旧AMF先前请求在PCF中建立UE上下文，则旧AMF终止PCF中的UE上下文。

21.AMF到PCF：UE上下文终止确认()。

22.AMF到UE：注册接受(临时用户ID、注册区域、移动性限制、PDU会话状态、NSSAI、周期性注册更新定时器)

AMF向UE发送注册接受消息，其指示已经接受注册。如果AMF分配新的临时用户ID，则包括临时用户ID。如果移动性限制适用于UE，则包括移动性限制。AMF向UE指示PDU会话状态。UE移除与在接收的PDU会话状态中未标记为活动的PDU会话相关的任何内部资源。如果PDU会话状态信息存在于注册请求中，则AMF应向UE指示PDU会话状态。NSSAI包括已接受的S-NSSAI。

23.[有条件的]UE到AMF：注册完成()。

UE向AMF发送注册完成消息以确认是否指配新的临时用户ID。

UE移动性事件通知服务过程

图20图示适用于本发明的UE移动性事件通知服务过程。

关于此过程，“服务描述”向请求者(或称为消费者)NF提供UE移动性事件，请求者NF已经在UE移动性事件之前订阅UE移动性事件。移动性事件包括以下内容：

-位置改变(当UE处于CM-连接状态时的服务小区改变，服务AMF改变)和/或CM状态改变。

在此过程中，UE ID和事件过滤器可以用作输入，并且请求者被通知UE移动性事件作为输出。

下面参考图20详细描述UE移动性事件通知服务过程。

1.请求者NF通过向AMF发送UE移动性事件通知订阅(UE ID和/或事件过滤器)来订阅UE移动性通知服务。UE ID标识UE，并且有效UE ID包括SUPI。事件过滤器识别请求者NF感兴趣的事件。如果AMF授权UE移动性事件通知订阅，则AMF记录事件触发器和请求者标识的关联。订阅信息可以是隐式的或显式的，如果订阅信息是隐式的，则跳过此步骤。

2.AMF检测到UE移动性事件发生，并且向之前已订阅UE移动性事件的请求者NF发送UE移动性事件通知(移动性事件容器)消息。移动性事件容器指示移动性事件的类型和相关信息(例如，注册区域更新/新注册区域)。

网络触发的服务请求

此过程包括支持网络切片所需的方面，并且应该包括在MT UP数据到达时来自UPF的通知。

当网络需要向UE用信号通知(例如，到UE的N1信令、移动终止的SMS、用于递送移动终止用户数据的PDU会话用户平面资源建立)时，使用此过程。如果UE处于CM空闲状态或CM-连接状态，则网络发起网络触发的服务请求过程。如果UE处于CM-空闲状态，并且未激活异步通信，则网络向(R)AN/UE发送寻呼请求。寻呼请求触发UE中的服务请求过程。如果异步通信被激活，则网络通过(R)AN和UE暂停服务请求过程，并且当UE进入CM-连接状态时通过(R)AN和UE继续服务请求过程(即，使会话上下文与(R)AN和UE同步)。

指示维持UE的连接模式的方法

在EPC中，MME管理UE的移动性和会话两者，但是在5G中，管理UE的移动性的网络节点和管理UE的会话的网络节点已经分离为AMF和SMF。也就是说，能够看出，在5G中，EPC的MME已被分离成管理UE的移动性的AMF和管理UE的会话的SMF。因此，基本上，AMF在不知道关于UE的会话的信息的状态下起作用，并且SMF在不知道UE的CM状态(空闲/连接状态)或位置信息的状态下起作用。

如上所述，SMF被定义为即使SMF不知道UE的状态或位置信息，也根据UE的位置执行若干行为。例如，根据5G中引入的SSC模式，如果UE具有SSC模式2PDU会话，则可能存在SMF将基于UE的位置信息断开现有PDU会话并创建新PDU会话的情况。此外，即使在SSC模式3中，也可能存在SMF将根据UE的位置信息创建并行/独立会话的情况。因此，需要SMF从AMF单独获得/接收UE的位置信息的过程。

为了执行这样的行为，每次UE的位置信息改变(例如，UE偏离或进入特定位置)时，AMF可以被配置成使得AMF向SMF告知/通知UE的位置信息。可以通过TS 23.502的基于服务的过程和/或上述“UE移动性事件通知”服务过程来执行该行为。

如果UE处于连接状态，则AMF可以在每个基站的基础上掌握UE的位置，并且如果UE处于空闲状态，则可以在分配给UE的每TA列表的基础上掌握UE的位置。如果UE处于空闲状态中的TA列表(更具体地，TA列表中包括的TA)之外，则UE执行注册过程(例如，EPC的TAU)，并且，在此过程中，AMF获知UE的位置。

如果UE执行TAU，则如果未设置活动标志，则MME立即释放UE的S1连接，并使UE处于空闲状态。如果不存在UE发送和接收的数据，则UE通过设置活动标志立即进入空闲状态，并且因此能够减少电池消耗。

以与此相同的方式，即使在5G中，在UE执行注册之后，AMF可以执行N2释放并立即使UE处于空闲状态/模式。然而，在AMF和SMF彼此分离的5G中，这可能导致UE的空闲状态/模式与连接状态/模式之间的频繁转换。

例如，如果UE具有SSC模式2PDU会话，则AMF可以被配置成使得AMF在UE离开特定区域时通知SMF。如果UE在空闲状态/模式中不在设置的特定区域中，则UE执行注册过程。在这种情况下，AMF可以执行/完成UE的注册过程，并且如现有技术中那样立即使UE处于空闲状态/模式。之后，AMF可以向SMF通知UE的位置。也就是说，在AMF将UE转换到空闲状态/模式之后，AMF向SMF通知UE的位置。接收UE的位置的SMF可以释放现有的PDU会话，生成SM NAS信令以创建新的PDU会话，并且在不存在关于空闲/连接状态/UE的模式的信息的状态下向AMF发送NAS消息。AMF执行寻呼(即，寻呼消息发送)，用于将UE从空闲状态转换到连接状态，以便发送从SMF接收的消息。在接收到寻呼之后，UE通过服务请求变为连接状态/模式。之后，向UE发送SM NAS消息，并且UE经历释放现有PDU会话并创建新PDU会话的过程。

也就是说，总之，在这种情况下，UE在UE转换到用于注册过程的连接状态/模式之后立即转换到空闲状态/模式，并且然后当UE随后接收寻呼时再次重新转换到连接状态/模式。因此，出现这样的情况，其中不存在降低UE的电池消耗的益处并且不必要地浪费寻呼资源。

因此，下面提出用于解决上述问题的各种实施例。具体地，提出一种方法，以在SMF基于UE的位置信息发送信令的情况下降低UE的空闲/连接状态/模式的转换频率。

<方法1-在订阅移动性事件时指示维持连接状态/模式的方法>

在上述过程中，事件过滤器可以由请求者进行各种配置。例如，如果UE在特定小区或TA之外或者进入特定小区或TA，则可以配置事件过滤器使得AMF向请求者进行通知。并且/或者，事件过滤器可以被配置成使得AMF以特定单位(例如，基于每个小区，基于每个TA)周期性地向请求者报告UE的位置。并且/或者，如果UE偏离或进入由网络分配的移动性受限/允许区域，诸如UE的禁止区域、允许区域和非允许区域，则可以配置事件过滤器使得AMF通知请求者。并且/或者，如果接入类型改变(例如，如果UE在3GPP RAT和非3GPP RAT之间移动、如果UE在演进的E-UTRA和新的RAT之间移动等)，则可以配置事件过滤器使得AMF通知请求者。并且/或者，如果UE的注册状态改变，则可以配置事件过滤器使得AMF向请求者进行通知。

如果过滤/生成由事件过滤器配置/指示的事件，则AMF可以通知/报告请求者事件发生。

在上述过程中，当请求者(例如，可以是各种网络节点，诸如SMF、PCF等，并且在下文中为了便于解释假设为SMF)向AMF订阅/配置移动性事件通知时，请求者可以向AMF发送指示UE的连接状态/模式的保持(或禁止转换到空闲状态/模式)的指示。更具体地，该指示可以对应于指示使得如果AMF通过注册过程获知UE的位置则在AMF通知SMF关于UE的位置之前UE不转换到空闲状态/模式(或者使得连接状态/模式在预定时间内保持)的指示。

图21是图示根据本发明的实施例的使用移动性事件通知服务过程维持UE的连接状态/模式的方法的流程图。

参考图21，如上所述，当请求者向AMF订阅/配置UE移动性事件通知时，请求者可以向AMF发送指示在预定时间内维持UE的连接状态/模式(或者在预定时间内禁止转换到空闲状态/模式)的指示。例如，请求者在UE移动性事件通知订阅消息中包括特定指示符，诸如“保持活动标志”，指示维持UE的连接状态/模式(或禁止转换到空闲状态/模式)，并可以将包括特定指示符的消息发送到AMF。这里，如上参考图18所述的活动标志意指用于确定是否对UE释放NAS信令的活动标志。

在这种情况下，在AMF根据UE移动性事件通知订阅执行/完成注册过程并且然后向SMF通知移动性事件之前，UE不立即转换到空闲状态/模式并且可以在预定时间内保持连接状态/模式。也就是说，AMF不执行N2释放过程(就在执行/完成注册过程之后)。

为此，AMF在向UE发送注册接受消息的同时启动定时器，并且可以维持UE的连接模式/状态直到相应的定时器期满。如果相应的定时器期满，则AMF可以执行N2释放过程并将UE转换到空闲状态/模式。定时器的值可以作为特定值预先配置给AMF，或者可以在SMF订阅订阅信息或UE移动性事件通知的过程中提供给AMF。

在本实施例中，当执行/完成注册过程时AMF基本上将UE转换到空闲状态/模式，并且即使单独的指示(例如，“保持活动标志”的指示)被接收也能维持UE的连接状态/模式。然而，本发明不限于此。例如，即使执行/完成注册过程，AMF也基本上维持UE的连接状态/模式，并且即使AMF接收到单独的指示(例如，指示“释放标志”)，AMF也能够将UE转换到空闲状态/模式。

<方法2-在注册过程过程中由UE指示连接状态/模式的维护的方法>

参考参考图19的上述注册过程的步骤18，即使AMF被改变，用于通知其的单独信令也可以从AMF发送到SMF。在本实施例中，提出一种方法，使用在注册过程内从AMF发送到SMF的单独信令AMF将UE的位置信息转发到SMF。因此，在本说明书中，即使AMF没有改变，也可以执行注册过程处理中的步骤18和19，即，从AMF到SMF的信令传输。

为此，当请求者(例如，SMF)向AMF订阅/配置UE移动性事件通知时，请求者可以向AMF发送指示AMF(在注册过程内)向SMF发送UE的位置信息的指示。

图22是图示根据本发明的实施例的使用移动性事件通知服务过程来发送UE的位置信息的方法的流程图。

参考图22，请求者(例如，SMF)在UE移动性事件通知订阅消息中包括特定指示符，诸如“直接位置更新标志”，指示在注册过程期间将UE的位置信息发送到SMF，并且可以将包含特定指示符的消息发送到AMF。

如果AMF接收到这样的特定指示，则AMF可以在注册过程中执行步骤18和/或步骤19(即，与SMF一起发送和接收N11请求/响应消息的步骤)(以便于发送UE的位置信息)，即使在SMF发送“直接位置更新标志”时不存在AMF变化。在这种情况下，AMF在N11请求消息中包括UE的位置信息，并且可以将消息发送到相应的SMF。

如果SMF基于N11请求消息(具体地，UE的位置信息)决定UE需要后续SM NAS操作(例如，释放现有PDU会话并创建新PDU会话的操作)，则SMF在N11响应消息中包含“保持活动标志”，并可以将消息发送到AMF。如果AMF从SMF接收到“保持活动标志”，则AMF不执行N2释放以不立即将UE转换到空闲状态/模式并且维持UE处于连接状态/模式。

为此，AMF可以不执行N2释放，直到定时器运行和期满，如<方法1>中那样。在这种情况下，定时器启动的时间可以是AMF向UE发送注册接受消息的时间，如<方法1>中那样。如果定时器期满，则AMF可以执行N2释放并且将UE转换到空闲状态/模式。

在该实施例中，仅当AMF基本上接收到单独的指示时，AMF才可以在注册过程中通过N11消息发送UE的位置信息。然而，本发明不限于此。例如，AMF基本上在注册过程内通过N11消息发送UE的位置信息，并且仅当AMF接收到单独的指示(例如，“间接位置更新标志”)时，才可以在注册过程内通过N11消息发送UE的位置信息。

集中于请求者明确地订阅UE移动性事件的情况描述上述<方法1/2>，但不限于此。例如，上述<方法1/2>可以同样/类似地应用于在没有请求者的明确请求的情况下将根据特定UE移动性事件的通知隐式地发送给请求者的情况。例如，如果UE处于空闲状态/模式，则即使SMF没有单独向AMF请求UE移动性事件，AMF也可以通知SMF UE已经转换到空闲状态/模式。在这种情况下，SMF执行释放N3隧道的过程。与此类似，如果AMF报告隐式移动性事件，则AMF在没有请求者的单独请求的情况下可以不通过运营商策略或本地配置执行N2释放，并且可以在定时器期满之后执行N2释放以将UE转换为空闲状态/模式。并且/或者，即使AMF报告显式移动性事件，AMF在没有请求者请求的情况下也可以不通过运营商策略或本地配置执行N2释放，并且可以在定时器期满后执行N2释放以将UE转换为空闲状态/模式。

在本说明书中，除了SMF之外，请求者可以是PCF。在这种情况下，例如，PCF可以根据UE的位置向UE通知本地数据网络信息。本地数据网络是只能在特定区域中接入的数据网络，并且只有在存在关于UE所位于的区域的信息时才能发送本地数据网络信息。为此，PCF可以指示/订阅/配置AMF以发送UE的位置信息，并且，如果PCF在UE进入时从PCF接收到与事件相关的通知，则可以给予UE本地数据网络的信息。

图23是图示根据本发明的实施例的通知AMF的移动性事件的方法的流程图。上面描述的所有实施例/描述可以同样/类似地应用于此流程图，并且省略重复的描述。

首先，在S2310中，AMF可以从请求者接收用于订阅UE的移动性事件的通知的订阅消息(例如，UE移动性事件通知订阅消息)。在这种情况下，订阅消息可以包括UE的标识符(ID)和用于过滤移动性事件的事件过滤器，并且UE ID可以包括UE的订户永久标识符(SUPI)。请求者可以是SMF或除SMF之外的网络节点(例如，PCF)。移动性事件可以对应于UE的服务小区改变、服务AMF改变、TA改变、连接状态改变、接入类型改变、注册状态改变以及特定区域的进入或偏离中的至少一个。

接下来，在S2320中，AMF可以执行UE的注册过程。在这种情况下，UE的注册过程的详细描述与参考图19的描述相同。

接下来，当在注册过程中发生由事件过滤器过滤的移动性事件时，在S2330中，AMF可以完成针对移动性事件的通知消息的注册过程，并且然后将通知消息发送到SMF。这里，注册过程完成时间可以被定义为AMF在注册过程中发送注册接受消息的时间，或者UE发送注册完成消息作为对相应注册接受消息的响应的时间。通知消息可以包括移动性事件的类型信息和与移动性事件有关的信息，并且与移动性事件有关的信息可以包括关于UE的注册区域更新和/或新注册区域的信息。SMF可以是释放在预定时间内已经为UE建立的现有PDU会话并且建立新的PDU会话的网络节点。

如果订阅消息包括指示维持UE的连接模式的指示符，则可以在完成注册过程之后在预定时间内维持UE的连接模式。为此，在完成N2释放过程的注册过程之后，AMF可以将UE的连接模式延迟预定时间。相反，如果订阅消息不包括指示维持UE的连接模式的指示符，则UE可以在注册过程完成之后的预定时间内转换到空闲模式。为此，AMF可以在完成注册过程之后在预定时间内执行N2释放过程。可以基于在发送AMF在注册过程中发送的注册接受消息时启动的定时器的期满时间来确定预定时间。

尽管未在此流程图中示出，但是如果AMF授权移动性事件通知订阅，则AMF可以存储移动性事件与请求者的ID之间的关联。

在此流程图中，UE可以是配置SSC模式2或SSC模式3的UE。SSC模式2可以是如下的SSC模式，其中网络节点触发对UE释放现有PDU会话并指示为相同数据网络建立新PDU会话。此外，SSC模式3可以是如下的SSC模式，其中网络节点允许在释放UE与先前锚之间的连接之前经由新PDU会话锚建立到同一数据网络的UE连接。也就是说，可以应用此流程图的UE可以是配置能够根据UE的位置建立新PDU会话的SSC模式2和SSC模式3的UE。

可应用本发明的设备的概述

图24图示根据本发明的实施例的通信设备的块配置图。

参考图24，无线通信系统包括网络节点2410和多个UE 2420。

网络节点2410包括处理器2411、存储器2412和通信模块2413。处理器2411实现上面提出的功能、过程和/或方法。有线/无线接口协议的层可以由处理器2411实现。存储器2412连接到处理器2411并存储用于驱动处理器2411的各种类型的信息。通信模块2413连接到处理器2411并发送和/或接收有线/无线信号。网络节点2410的示例可以对应于基站、MME、HSS、SGW、PGW、应用服务器等。特别地，如果网络节点2410是基站，则通信模块2413可以包括用于发送/接收无线电信号的射频(RF)单元。

UE 2420包括处理器2421、存储器2422和通信模块(或RF单元)2423。处理器2421实现上面提出的功能、过程和/或方法。无线电接口协议的层可以由处理器2421实现。存储器2422连接到处理器2421并存储用于驱动处理器2421的各种类型的信息。通信模块2423连接到处理器2421并发送和/或接收无线电信号。

存储器2412和2422可以在处理器2411和2421的内部或外部，并且可以通过各种公知的手段连接到处理器2411和2421。此外，网络节点2410(在基站的情况下)和/或UE 2420可以具有单个天线或多个天线。

图25图示根据本发明的实施例的通信设备的块配置图。

特别地，图25更详细地图示图24中所图示的UE。

参考图25，UE可以包括处理器(或数字信号处理器(DSP))2510、RF模块(或RF单元)2535、电源管理模块2505、天线2540、电池2555、显示器2515、键盘2520、存储器2530、用户标识模块(SIM)卡2525(可选)、扬声器2545和麦克风2550。UE还可以包括单个天线或多个天线。

处理器2510实现上面提出的功能、过程和/或方法。无线电接口协议的层可以由处理器2510实现。

存储器2530连接到处理器2510并存储与处理器2510的操作有关的信息。存储器2530可以在处理器2510的内部或外部，并且可以通过各种公知的手段连接到处理器2510。

用户例如通过按下(或触摸)键盘2520的按钮或通过使用麦克风2550的语音激活来输入指令信息，诸如电话号码。处理器2510接收并处理指令信息以执行适当的功能，诸如拨打电话号码。可以从SIM卡2525或存储器2530提取操作数据。此外，处理器2510可以在显示器2515上显示指令信息或操作信息，以供用户参考和方便。

RF模块2535连接到处理器2510并发送和/或接收RF信号。处理器2510将指令信息转发到RF模块2535以便发起通信，例如，发送配置语音通信数据的无线电信号。RF模块2535包括接收器和发射器，以接收和发送无线电信号。天线2540用作发送和接收无线电信号。在接收到无线电信号时，RF模块2535可以传输要由处理器2510处理的信号并将信号转换为基带。经处理的信号可以经由扬声器2545转换为可听或可读的信息输出。

上述实施例通过预定形式的本发明的组件和特征的组合来实现。除非单独指定，否则应有选择地考虑每个组件或特征。可以在不与另一组件或特征组合的情况下执行每个组件或特征。此外，一些组件和/或特征彼此组合并且可以实现本发明的实施例。可以改变在本发明的实施例中描述的操作顺序。一个实施例的一些组件或特征可以包括在另一个实施例中，或者可以由另一个实施例的相应组件或特征代替。显而易见的是，引用特定权利要求的一些权利要求可以与引用除特定权利要求之外的权利要求的其它权利要求相结合以构成实施例，或者在提交申请之后通过修改来添加新的权利要求。

本发明的实施例可以通过各种手段来实现，例如，硬件、固件、软件或其组合。当实施例由硬件实现时，本发明的一个实施例可以由一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现。

当通过固件或软件实现实施例时，可以通过执行上述功能或操作的模块、过程、函数等来实现本发明的一个实施例。软件代码可以存储在存储器中，并且可以由处理器驱动。存储器设置在处理器内部或外部，并且可以通过各种众所周知的手段与处理器交换数据。

在本说明书中，“A和/或B”可以意指A和/或B中的至少一个。

对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的基本特征的情况下，本发明可以以其他特定形式实施。因此，前述详细描述不应被解释为在所有方面都是限制性的，并且应该被认为是说明性的。本发明的范围应通过合理地构造所附权利要求来确定，并且在本发明的等同范围内的所有修改都包括在本发明的范围内。

【工业实用性】

尽管已经围绕应用于3GPP LTE/LTE-A/NR(5G)系统的示例描述本发明，但是本发明可以应用于除3GPP LTE/LTE-A/NR(5G)之外的各种无线通信系统系统。

Claims (14)

1.一种无线通信系统中的接入和移动性管理功能(AMF)的事件通知方法，所述事件通知方法包括：

从请求者接收用于订阅用户设备(UE)的移动性事件的通知的订阅消息，

其中，所述订阅消息包括所述UE的标识符(ID)和用于过滤所述移动性事件的事件过滤器；

执行所述UE的注册过程；以及

当由所述事件过滤器过滤的所述移动性事件在所述注册过程中发生时，完成所述移动性事件的通知消息的注册过程并且然后将所述通知消息发送到所述请求者，

其中，如果所述订阅消息包括指示维持所述UE的连接模式的指示符，则在完成所述注册过程之后在预定时间内维持所述UE的连接模式，以及

其中，所述请求者是会话管理功能(SMF)或者除了所述SMF之外的网络节点。

2.根据权利要求1所述的事件通知方法，其中，如果所述订阅消息不包括指示维持所述UE的连接模式的指示符，则所述UE在完成所述注册过程之后在所述预定时间内转换到空闲模式。

3.根据权利要求2所述的事件通知方法，其中，基于在发送所述AMF在所述注册过程中发送的注册接受消息时启动的定时器的期满时间来确定所述预定时间。

4.根据权利要求2所述的事件通知方法，其中，所述SMF是网络节点，所述网络节点释放在所述预定时间内已经为所述UE建立的现有PDU会话，并且所述网络节点建立新的PDU会话。

5.根据权利要求2所述的事件通知方法，其中，所述移动性事件对应于所述UE的服务小区改变、服务AMF改变、跟踪区域(TA)改变、连接状态改变、接入类型改变、注册状态改变以及对特定区域的进入或者偏离中的至少一个。

6.根据权利要求5所述的事件通知方法，进一步包括：

如果移动性事件通知订阅被授权，则存储在所述移动性事件与所述请求者的ID之间的关联。

7.根据权利要求6所述的事件通知方法，其中，所述通知消息包括所述移动性事件的类型信息和与所述移动性事件有关的信息。

8.根据权利要求7所述的事件通知方法，其中，与所述移动性事件有关的信息是关于所述UE的注册区域更新和/或新注册区域的信息。

9.根据权利要求2所述的事件通知方法，其中，所述UE是配置会话和服务连续性(SSC)模式2或SSC模式3的UE。

10.根据权利要求9所述的事件通知方法，其中，所述SSC模式2是其中网络节点触发对所述UE释放现有分组数据单元(PDU)会话并指示用于相同数据网络的新PDU会话的建立的SSC模式。

11.根据权利要求9所述的事件通知方法，其中，所述SSC模式3是其中网络节点在释放所述UE与先前锚之间的连接之前、经由用于相同数据网络的新PDU会话锚允许UE连接的建立的SSC模式。

12.根据权利要求2所述的事件通知方法，其中，所述UE ID包括UE的订户永久标识符(SUPI)。

13.一种用于在无线通信系统中执行事件通知的接入和移动性管理功能(AMF)，所述AMF包括：

通信模块，所述通信模块被配置成发送和接收信号；和

处理器，所述处理器被配置成控制所述通信模块，

其中，所述处理器被配置成：

从请求者接收用于订阅用户设备(UE)的移动性事件的通知的订阅消息，

其中，所述订阅消息包括所述UE的标识符(ID)和用于过滤所述移动性事件的事件过滤器；

执行所述UE的注册过程；并且

当由所述事件过滤器过滤的所述移动性事件在所述注册过程中发生时，完成所述移动性事件的通知消息的注册过程并且然后将所述通知消息发送到所述请求者，

其中，如果所述订阅消息包括指示维持所述UE的连接模式的指示符，则在完成所述注册过程之后在预定时间内维持所述UE的连接模式，以及

其中，所述请求者是会话管理功能(SMF)或者除了所述SMF之外的网络节点。

14.根据权利要求13所述的AMF，其中，所述移动性事件对应于所述UE的服务小区改变、服务AMF改变、跟踪区域(TA)改变、连接状态改变、接入类型改变、注册状态改变以及对特定区域的进入或偏离中的至少一个。

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