CN110447302B - 用于在无线通信系统中管理会话以改变用户平面功能的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于将用于支持超过第4代(4G)系统的更高的数据率的第5代(5G)通信系统与物联网(IoT)技术融合的通信方法和系统。本公开可以基于5G通信技术和IoT相关技术应用于智能服务，例如智能家庭、智能建筑、智能城市、智能汽车、连接汽车、健康护理、数字教育、智能零售、安保和安全服务。本公开还涉及由网络中的会话管理功能(SMF)进行的方法，该网络包括经由第一用户平面功能(UPF)建立的会话。该方法包括确定是否将第一UPF改变为第二UPF，以及当需要改变第一UPF时，经由接入和移动功能(AMF)向终端发送包括经由第一UPF建立的会话的保持时间的第一消息。

Description

用于在无线通信系统中管理会话以改变用户平面功能的方法和装置
技术领域
本公开的各种实施例涉及一种在蜂窝无线通信系统中用于根据管理会话的网络实体(会话管理功能(SMF))的确定，使用会话和服务连续性(SSC)模式2作为属性重定位用于协议数据单元(PDU)会话的锚用户平面功能(UPF)的方法。
背景技术
为了满足自4G通信系统部署以来已经增长的对于无线数据业务的需求，已经做出努力开发改进的5G或预5G(pre-5G)通信系统。因此，5G或预5G通信系统也称为“超4G网络”或“后LTE系统”。考虑5G通信系统以较高频率(mmWave)波段(例如60GHz波段)来实施，以便取得更高的数据率。为了减少无线电波的传播损耗并增加传输距离，在5G通信系统中讨论了波束形成技术、大规模多输入多输出(massive multiple-input multiple-output，MIMO)技术、全维度MIMO(Full Dimensional MIMO，FD-MIMO)、阵列天线技术、模拟波束形成技术和大规模天线技术。另外，在5G通信系统中，对于系统网络改进的开发正在基于高级小小区、云无线接入网络(RAN)、超密集网络、设备到设备(D2D)通信、无线回程、移动网络、协同通信、协作多点(CoMP)、接收端干扰消除等等而进行。在5G系统中，已经开发了混合FSK和QAM调制(FQAM)以及滑动窗口叠加编码(sliding window superposition coding，SWSC)作为高级编码调制(ACM)，以及滤波器组多载波(filter bank multi carrier，FBMC)、非正交多址接入(non-orthogonal multiple access，NOMA)和稀疏码多址接入(sparse codemultiple access，SCMA)作为高级接入技术。在5G系统中，已经开发了混合FSK和QAM调制(FQAM)以及滑动窗口叠加编码(sliding window superposition coding，SWSC)作为高级编码调制(ACM)，以及滤波器组多载波(filter bank multi carrier，FBMC)、非正交多址接入(non-orthogonal multiple access，NOMA)和稀疏码多址接入(sparse code multipleaccess，SCMA)作为高级接入技术。
作为人在其中生成并耗费信息的以人为中心的连接性网络的互联网现在正在演进到物联网(IoT)，在物联网中分布的实体(例如物品)在没有人干预的情况下交换并处理信息。出现了万物联网(IoE)，其是IoT技术和大数据处理技术通过与云服务器的连接的结合。由于IoT实现需要各种技术元素，例如“感测技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”和“安全技术”，最近已经对传感器网络、机器到机器(M2M)通信、机器类型通信(MTC)等展开研究。这样的IoT环境可以通过收集并分析在连接的物品当中生成的数据以提供为人类生活创造新价值的智能互联网技术服务。通过现有信息技术(IT)和各种工业应用之间的融合和结合，IoT可以应用于不同领域，包括智能家庭、智能建筑、智能城市、智能汽车或连接汽车、智能电网(grid)、健康护理、智能家电和高级医疗服务。
相应于此，已经做出各种尝试以将5G通信系统应用于IoT网络。举例来说，例如传感器网络、机器类型通信(MTC)和机器到机器(M2M)通信的技术可以通过波束形成、MIMO和阵列天线来实现。如上述描述的大数据处理技术，云无线接入网络(RAN)的应用也可以视为5G技术和IoT技术之间融合的示例。
负责蜂窝移动通信标准的第三代合作伙伴计划(3GPP)将新的核心网络架构命名为5G核心(5GC)，并已进行从常规4G LTE系统到5G系统演化的标准化。
5GC从演进分组核心(EPC)支持下述差异化功能，EPC是常规LTE的网络核心。第一，利用网络切片功能。作为对于5G的要求，5GC需要支持各种类型的终端和服务，例如，增强型移动宽带(eMBB)、超可靠低延迟通信(URLLC)和大规模机器类型通信(mMTC)。这些终端/服务均对核心网络有不同要求。例如，eMBB服务将需要高数据速率，并且URLLC服务将需要高稳定性和低延迟。网络切片是一种提议的以满足服务的各种要求的技术。网络切片是一种虚拟化一个物理网络以形成多个逻辑网络的方法，其中每个网络切片实例(NSI)可以具有不同的特性。因为每个NSI具有适合其特性的网络功能(NF)，所以这变得可能。通过分配适合每个终端所需的服务的特性的NSI，可以高效地支持各种5G服务。第二，通过分离移动性管理功能和会话管理功能，容易支持网络虚拟化的范例。在常规的4G LTE中，可以通过与移动性管理实体(MME)的信令交换向所有终端提供来自网络的服务，其中移动性管理实体是负责注册、认证、移动性管理和会话管理功能的单核设备。但是，在5G中，根据终端数量的爆炸性增加，以及根据终端类型支持的移动性和业务/会话特性的细分，当例如MME的单个设备支持所有功能时，用于根据需要添加每个功能的实体的可扩展性不得不恶化。因此，已经基于分离移动性管理功能和会话管理功能的结构开发了各种功能，以便在负责控制平面和信令负载的核心设备的功能/实现复杂性方面提高可扩展性。图1示出了5G系统的网络架构。管理终端的移动性和网络注册的接入和移动性管理功能(AMF)以及管理端到端会话的会话管理功能(SMF)彼此分离，并且可以通过N11接口彼此发送和接收信令。第三，采用服务和会话连续性(SSC)模式以支持终端的应用或服务的连续性的各种要求，并且可以指定SSC模式并将其用于每个PDU会话。有三种SSC模式。SSC模式1是这样一种模式，其中作为与外部数据网络(DN)的通信联系点的锚UPF在对应会话被保持时不被重定位，即使在终端移动时也是如此，并且因为分配给对应会话的IP地址(前缀)不会改变，所以可以保证IP级别的会话连续性。然而，SSC模式2和3允许上述锚UPF的重定位。SSC模式2和SSC模式3之间的区别在于，在SSC模式2中，当重定位锚UPF时，需要在断开与现有锚UPF的连接之后立即配置与新锚UPF的连接，而在SSC中在模式3中，可以在配置与新锚UPF的连接的同时保持与现有锚UPF的连接。因此，在SSC模式3的会话中，可以关于相同外部数据网络通过多个锚UPF同时执行数据传输(先接后断类型)。然而，在SSC模式2的会话中，由于使用先断后接方案，因此在核心网络中实体和隧道管理之间的信令开销很小，但是当在发送终端的业务的时间点重定位锚UPF时，可能发生业务中断。
发明内容
技术问题
本公开的实施例涉及限定在对于SSC模式2的会话执行锚用户平面功能(UPF)重定位时最小化服务中断时间所需的信令及其程序。本公开的另一目的涉及限定在对于SSC模式3的会话执行锚UPF重定位时所需的信令及其程序。
本公开的目的不限于上述目的。也就是说，本公开所属领域的技术人员可以从以下描述中明显地理解未提及的其他目的。
问题的解决方案
根据本公开的一方面，提供了一种由网络中的会话管理功能(SMF)进行的方法，所述网络包括经由第一用户平面功能(UPF)建立的会话。该方法包括确定是否将第一UPF改变为第二UPF，以及当需要改变第一UPF时，经由接入和移动性功能(AMF)向终端发送包括经由第一UPF建立的会话的保持时间的第一消息。
该方法还可以包括：经由AMF从终端接收第二消息，以使用第二UPF建立会话；以及当会话的保持时间到期时，执行用于释放经由第一UPF建立的会话的程序。
第一消息包括会话的协议数据单元(PDU)会话标识(ID)或使用第二UPF建立会话的指示符。
根据本公开的一方面，提供了一种由网络中的会话管理功能(SMF)进行的方法，所述网络包括经由第一用户平面功能(UPF)建立的会话。该方法包括确定是否将第一UPF改变第二UPF；以及当需要改变第一UPF时，经由第一UPF向终端发送包括与第一UPF对应的第一互联网协议(IP)前缀的第一消息，并且经由第二UPF向终端发送包括与第二UPF对应的第二IP前缀的第二消息。
基于会话的保持时间确定第一IP前缀的有效生存期的字段，并且将第一IP前缀的优选生存期的字段确定为0。
该会话包括使用互联网协议版本6(IPv6)的会话。
根据本公开的另一方面，提供了一种由网络中的接入和移动性管理功能(AMF)进行的方法，所述网络包括经由第一用户平面功能(UPF)建立的会话。该方法包括当需要改变第一UPF时，从会话管理功能(SMF)接收包括经由第一UPF建立的会话的保持时间的第一消息；以及向终端转发所述第一消息。
第一消息包括会话的协议数据单元(PDU)会话标识(ID)或使用第二UPF建立会话的指示符。
根据本公开的另一方面，提供了一种网络中的会话管理功能(SMF)，所述网络包括经由第一用户平面功能(UPF)建立的会话。该SMF包括收发器；以及控制器，与所述收发器联接并且被配置为：确定是否将第一UPF改变为第二UPF，并且当需要改变第一UPF时，控制所述收发器经由接入和移动性功能(AMF)向终端发送包括经由第一UPF建立的会话的保持时间的第一消息。
控制器可以被配置为控制收发器经由AMF从终端接收第二消息以使用第二UPF建立会话，以及当会话的保持时间到期时，执行用于释放经由第一UPF建立的会话的程序。
第一消息包括会话的协议数据单元(PDU)会话标识(ID)或使用第二UPF建立会话的指示符。
根据本公开的另一方面，提供了一种网络中的会话管理功能(SMF)，所述网络包括经由第一用户平面功能(UPF)建立的会话。所述SMF包括收发器；以及控制器，与所述收发器联接并且被配置为：确定是否将第一UPF改变为第二UPF；和当需要改变第一UPF时，控制所述收发器经由第一UPF向终端发送包括与第一UPF对应的第一互联网协议(IP)前缀的第一消息，并且经由第二UPF向终端发送包括与第二UPF对应的第二IP前缀的第二消息。
基于会话的保持时间确定第一IP前缀的有效生存期的字段，并且将第一IP前缀的优选生存期的字段确定为0。
根据本公开的另一方面，提供了一种网络中的接入和移动性管理功能(AMF)，所述网络包括经由第一用户平面功能(UPF)建立的会话。所述AMF包括收发器；以及控制器，与所述收发器联接并且被配置为：当需要改变第一UPF时，控制所述收发器从会话管理功能(SMF)接收包括经由第一UPF建立的会话的保持时间的第一消息，以及控制所述收发器向终端转发所述第一消息。
根据本公开的另一方面，提供了一种网络中的终端，所述网络包括经由第一用户平面功能(UPF)建立的会话。所述终端包括：收发器；以及控制器，与所述收发器联接并且被配置为：当需要改变第一UPF时，控制所述收发器经由接入和移动性管理功能(AMF)从会话管理功能(SMF)接收包括经由第一UPF建立的会话的保持时间的第一消息，决定发起使用第二UPF建立会话的程序，并且控制所述收发器向AMF发送包括经由第二UPF建立的会话的协议数据单元(PDU)会话标识(ID)的第二消息。
发明的有益效果
本公开限定了用于配置5G系统的网络实体之间的UPF重定位所需的参数，并提出包括所述限定的详细重定位程序，使得通过重用先前分配的会话资源来缩短UPR重定位所需的时间，从而提高用户的体验质量(QoE)。
可以通过本公开的实施例实现的效果不限于上述目的。也就是说，本公开所属领域的技术人员可以从以下描述中明显地理解未提及的其他效果。
附图说明
为了更完整地理解本公开及其优点，现在对结合附图理解的以下描述进行参考，附图中相同的附图标记表示相同的部分：
图1是示意5G系统的网络架构和接口的图；
图2是示意由管理SSC模式2的PDU会话的SMF重定位锚UPF的程序的图；
图3是示意由管理SSC模式2的PDU会话的SMF重定位锚UPF的程序的图；
图4是示意由管理SSC模式2的PDU会话的SMF重定位锚UPF的程序的图；
图5是示意由管理SSC模式2的PDU会话的SMF重定位锚UPF的程序的图；
图6是示意由管理SSC模式2的PDU会话的SMF重定位锚UPF的程序的图；
图7是示意由管理SSC模式2的PDU会话的SMF重定位锚UPF的程序的图；
图8是示意由管理SSC模式2的PDU会话的SMF重定位锚UPF的程序的图；
图9是示意由管理SSC模式2的PDU会话的SMF重定位锚UPF的程序的图；
图10是示意由管理SSC模式2的PDU会话的SMF重定位锚UPF的程序的图；
图11是示意由管理SSC模式3的PDU会话的SMF重定位锚UPF的程序的图；
图12是示意当由管理SSC模式3的PDU会话的SMF使用IPv6多宿主(multi-homing)重定位锚UPF时的网络架构的图；和
图13A和13B是示意由管理SSC模式3的PDU会话的SMF使用IPv6多宿主重定位锚UPF的程序的图。
图14是根据本发明实施例的网络中的SMF的框图。
图15是根据本发明实施例的网络中的AMF的框图。
图16是根据本发明实施例的网络中的终端的框图。
具体实施方式
在本专利文档中在下文讨论的图1至图16以及用于描述本公开的原理的各种实施例仅是示例性的，而不应以任何方式解释为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解，本公开的原理可以在任何适当地布置的系统或设备中实现。
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。在解释本公开时，当确定对已知特征或配置的详细描述可能会不必要地使本公开的主旨模糊不清时，将省略其详细描述。此外，考虑本公开中的功能来限定以下术语，并且可以根据用户、操作者的意图或惯例以不同的方式来解释以下术语。因此，术语的限定应基于整个说明书中的内容来解释。
在下文中，作为对于终端执行资源分配的主体的基站可以是演进节点B(eNodeB)、节点B、BS、无线电接入网络(RAN)、接入网络(AN)、无线电接入单元、基站控制器和网络上的节点中的至少一个。终端可以包括用户设备(UE)、移动站(MS)、蜂窝电话、智能电话、计算机或能够执行通信功能的多媒体系统。在本公开中，下行链路(DL)表示由基站发送到终端的信号的无线传输路径，并且上行链路(UL)表示由终端发送到基站的信号的无线传输路径。此外，在下文中，将通过示例的方式利用LTE或LTE-A系统来描述本公开的实施例，但是本公开的实施例还可以应用于具有类似技术背景或信道类型的其他通信系统。此外，根据本领域技术人员的确定，本公开的实施例还可以通过不脱离本公开的范围的一些修改而应用于其他通信系统。
本公开限定当作为负责协议数据单元(PDU)会话管理(与会话的设置、改变和释放相关的所有事项)的实体的会话管理功能(SMF)确定对于蜂窝核心网络中的服务和会话连续性(SSC)模式2的会话执行锚用户平面功能(UPF)重定位时要发送到另一网络实体的信令消息，并提供用于使用信令消息执行锚UPF重定位程序的方法。
特别地，用于由SMF确定对于SSC模式2的会话执行锚UPF重定位的因素可以包括由于终端的移动的终端位置的改变，或者SMF自主地确定对于会话执行锚UPF重定位，或者SMF从其他网络实体(例如，应用功能(AF))接收对于会话的锚UPF重定位的请求。当SMF基于该因素确定执行锚UPF重定位程序时，SMF可以通过信令将以下新消息传送到其他网络实体。SMF将对于其确定锚UPF重定位的PDU会话的PDU会话释放消息与PDU会话的PDU会话ID一起发送到用户设备(UE)。此时，SMF将PDU会话重建所需消息与其一起发送，使得通过接收消息，UE在释放对应的PDU会话之后立即使用与用于现有PDU会话相同的PDU会话ID再次执行设置会话的程序。
另外，当在使用新锚UPF设置会话时确定会话的服务质量(QoS)没有改变时，SMF可以向(R)AN(包括3GPP RAN和非3GPP AN)发送可重用指示符而不释放用于数据传输的数据无线电承载(DRB)。当(R)AN从SMF接收指示符时，可以执行将作为与UPF的数据传输信道的N3隧道从现有锚UPF改变为新锚UPF同时保持与UE的DRB不变的程序。此时，当完成与新锚UPF的会话的设置并且新IP地址被分配时，UE可以用UP地址更新QoS流映射信息(或QoS规则)。
另外，当对于SSC模式2的会话执行锚UPF重定位时，SMF可以传送用于进行接入和移动性功能(AMF)的指示符，以保持PDU会话ID与负责会话的SMF ID的映射(关联)，PDU会话ID是对于已经为每个UE设置的会话设法路由会话管理(SM)非接入层(NAS)信令消息的信息。当从SMF接收指示符时，AMF保持映射，并且当从UE接收包括PDU会话建立请求的NAS消息时，AMF可以检查包括在NAS消息中的PDU会话ID，并将PDU会话建立请求路由到管理过刚释放的PDU会话的SMF。
另外，当由不同的SMF执行PDU会话释放和PDU会话重建时，确定SMF选择的AMF可以向管理SSC模式2的会话的现有SMF发送指示SMF要被改变的指示符。从AMF接收用于改变SMF的指示符的SMF检查是否需要对于SSC模式2的会话的锚UPF重定位，并且如果需要，则执行锚UPF重定位程序。此时，SMF可以向AMF发送用于移除会话ID和由AMF管理的服务SMF ID的映射的指示符。通过这样，当UE稍后发送PDU会话建立请求消息时，AMF可以将会话建立请求消息路由到新选择的SMF而不是现有的SMF，使得通过新SMF执行设置会话的其余程序。
在下文中，将通过具体实施例描述本公开的主要操作。
一个实施例描述了一种用于基于PDU会话释放进行操作的方法和用于对于SSC模式2的会话的锚UPF重定位的PDU会话建立程序。参考图2，在步骤1中，当或确定对于终端或网络运营商有利(例如，当改变当前正被对应的会话使用的锚UPF时可以使用较短的数据传输路径或者数据到达时间减少)时，管理SSC模式2的会话的SMF确定执行锚UPR重定位程序。步骤2包括释放会话的上下文和现有锚UPF的过程。该过程包括恢复分配的IP地址(前缀)和释放对于会话设置的UP连接资源(例如，N3隧道)。步骤3包括由SMF向AMF发送用于UPF重定位的信令消息。该信令消息可以包括要发送给UE的NAS消息、要发送到(R)AN的N2消息、要发送到AMF的PDU会话ID以及用于保持PDU会话ID和服务SMF ID的映射信息的指示符。NAS消息可以包括PDU会话释放和使用PDU会话ID所需的PDU会话重建。N2消息可以包括PDU会话释放。在步骤4中，AMF从接收的N11信令中检查PDU会话ID，并通过考虑指示UE的信令连接状态的连接管理(CM)状态来确定是否执行后续操作。在UE处于CM-CONNECTED状态的情况下，立即执行后续程序。步骤5包括(R)AN根据在步骤4中接收的信令释放会话的上下文并将NAS信令消息传送到UE的过程。这里，接收NAS信令消息的UE释放现有会话的上下文，并通过重新使用NAS消息中包括的PDU会话ID立即执行PDU会话建立程序。在步骤6中，(R)AN向AMF发送PDU会话释放的确认(ACK)，并且步骤7包括将ACK消息传送到SMF的过程。步骤8到18示出了UE建立新PDU会话的过程。步骤8包括UE使用PDU会话ID将NAS信令传送到AMF以进行PDU会话建立的过程。步骤9示出了从接收的NAS消息中检查PDU会话ID并将NAS消息路由到与SSC模式2的PDU会话相同的SMF的过程。在步骤10中，SMF可以通过UPF选择来选择不同的UPF。在已经在上面的步骤1中执行该过程的情况下，可以省略该过程。步骤11包括用于设置与新选择的UPF的会话的过程。当完成与新UPF的会话的设置时，步骤12包括用于设置与(R)AN的会话的信令。该信令可以包括到UE的NAS消息和到(R)AN的N2消息。在IPv4会话类型的情况下，NAS消息可以包括PDU会话建立接受和用于会话的IP地址，并且N2消息可以包括关于在步骤11中对于UPF设置的N3隧道的信息(例如，隧道ID)。步骤13包括AMF将N2消息和NAS消息传送到(R)AN并且(R)AN根据接收的N2消息对于UPF设置隧道的过程。步骤14包括(R)AN对于UE和会话执行DRB设置并将NAS消息传送到UE的过程。步骤15包括在将关于由(R)AN设置的N3隧道的信息包括ACK中时(R)AN向AMF发送在步骤13中执行的信令的ACK。在步骤16中，AMF将从(R)AN接收的N3隧道信息传送到SMF，并且在步骤17中，SMF将由(R)AN生成的N3隧道信息传送到新选择的锚UPF，从而最终完成N3隧道的设置以进行数据传输。步骤18包括这样的程序，其中在IPv6 PDU会话类型的情况下，SMF生成包括关于新分配的IP前缀的信息的路由器通告消息，并且经过重定位的锚UPF通过UP信令将该消息传送到UE。
另一实施例还包括一种在没有由于锚UPF重定位的与PDU会话对应的QoS配置文件的改变时保持与PDU会话对应的UE与(R)AN之间的DRB的方法。参考图3，在步骤3中，SMF可以在要发送到(R)AN的N2消息中包括指示释放与N3隧道相关的资源的信令(即，N3资源释放请求)。该信令可以被限定为新消息类型或者通过共同商定的指示符在实体之间传送。在步骤4中，AMF向UE接入的(R)AN转发从SMF接收的N11消息，并且接收N11消息的(R)AN不执行如同对于DRB释放的与UE的RRC连接重配置的RRC信令程序，而仅释放会话的N3隧道资源，以便保持与一起发送的PDU会话ID对应的DRB。在步骤5中，(R)AN向UE传送包括PDU会话释放和重建所需消息的NAS消息。然后，在PDU会话建立过程中，当SMF从UE接收具有相同PDU会话ID的PDU会话建立请求消息时(步骤9)，SMF将N3隧道设置请求包括在N2消息中(步骤12)。在步骤14中，当接收N3隧道设置请求时，(R)AN为PDU会话的N3隧道分配资源，并且在DRB被保持而没有在步骤5中被释放的情况下执行映射。此外，当新IP地址被分配时，UE用新IP地址更新PDU会话的QoS规则。在本实施例中未提及的步骤遵循图2中描绘的实施例。
另一实施例描述了一种用于基于对于SSC模式2的会话的锚UPF重定位的PDU会话修改程序进行操作的方法。参考图4，在步骤1中，管理PDU会话的SMF确定数据传输路径通过作为新锚UPF的UPF2而不是作为现有锚UPF的UPF1更有利。此时，SMF还检查现有IP地址是否可重用。当IP地址不可重用时，在IPv6会话类型的情况下，SMF可以另外地生成路由器通告(RA)消息以使UE不使用对应的会话。RA消息可以包括已经分配的IP前缀，并且在有效生存期字段被设置为0的状态下发送。接收RA消息的UE立即可以不使用对应的IP前缀，并且因此可以不使用PDU会话。在步骤2中，SMF执行与对于现有锚UPF的PDU会话相关的上下文释放。步骤3包括用于与在步骤1中确定的新锚UPF设置会话的过程。此时，当在步骤1中确定IP地址可重用时，SMF进行配置以路由相同的IP地址，当在步骤1中确定IP地址不可重用时，SMF进行配置使得锚UPF路由新IP地址。此外，SMF将由(R)AN分配的N3隧道信息提供给UPF，并且UPF将新分配的隧道信息传送到SMF以设置N3隧道。在步骤4中，SMF生成要传送到UE的NAS信令和要传送到(R)AN的N2信令，并将NAS信令和N2信令传送到AMF。此时，当使用新IP地址时，NAS信令可以包括IPv4会话类型的IP地址。在步骤5中，AMF将从SMF传送的信令转发到UE接入的(R)AN。在步骤6中，(R)AN通过从接收的N2消息接收N3隧道信息来改变N3隧道。此外，(R)AN将一起接收的NAS消息传送到UE。当传送新IP地址时，UE用新IP地址更新属于PDU会话的QoS映射(或QoS规则)。此时，UE可以生成接收的NAS消息的ACK。通过步骤7和8，(R)AN和UE进行的PDU会话修改ACK消息被传送到SMF。对于IPv6会话类型，SMF生成包括新IP前缀的路由器通告消息，并将路由器通告消息传送到UE(步骤9)。UE可以通过延迟执行步骤2的时间点来使用现有IP地址更长时间段来接收移动终止(MT)数据。基于PDU会话修改程序描述了本实施例，但是也可以将本实施例限定为新程序，并且在这种情况下，可以改变信令消息的名称。
另一实施例描述了用于对于SSC模式2的会话的锚UPF重定位的新程序。参考图5，在步骤1中，管理PDU会话的SMF确定数据传输路径通过作为新锚UPF的UPF2而不是作为现有锚UPF的UPF1更有利。此时，SMF还检查现有IP地址是否可重用。本实施例与分配新IP地址的情况对应。在步骤2中，SMF通过NAS信令消息向UE发送称为PDU会话暂时不可用的指示符，使得与PDU会话ID对应的会话暂时不可用。在IPv6会话类型的情况下，可以通过IPv6路由器通告消息来发送NAS信令。此时，可以在作为路由器通告消息的选项字段的有效生存期值被设置为0的状态下发送IPv6路由器通告消息。接收NAS消息的UE可以不通过对应的会话发送移动台发起(MO)业务，直到接收称为PDU会话现在可用的指示符。SMF释放由现有锚UPF分配的PDU会话的上下文(步骤3)，并且用新锚UPF设置PDU会话的上下文(步骤4)。步骤2和3可以以不同的顺序执行。当完成与新锚UPF的会话的设置时，SMF通过AMF将包括N3隧道信息的N3隧道修改命令消息传送到(R)AN(步骤5和6)。当接收N2消息时，(R)AN检查PDU会话ID并更新对应会话的N3隧道，并将对其的ACK传送给SMF(步骤7)。接收ACK的SMF识别对于SSC模式2的会话的锚UPF重定位完成，并且向UE发送包括PDU会话ID和PDU会话现在可用指示符的NAS信令消息。接收NAS消息的UE变为通过对应的PDU会话的数据发送和接收可用的状态(步骤8)。此外，当一起传送新IP地址时，UE用新IP地址更新属于PDU会话的QoS映射(或QoS规则)。在IPv6会话类型的情况下，SMF可以另外地向UE发送包括新IP前缀的路由器通告消息(步骤9)。
图6示意了在图5中描述的实施例中描述的新程序中可重用IP地址的情况。因此，可以不包括由SMF发送到UE的NAS消息。图6中的步骤遵循图5中描述的方法。根据本实施例，由于IP地址可重用，因此当在现有锚UPF或SMF中生成对于对应会话的MT业务时可以执行缓冲直到完成通过新锚UPF的PDU会话的数据传输路径的配置。在这种情况下，包括SMF指示对于对应会话进行缓冲的过程，而不是图6中描述的步骤2。
图7示意了用于基于PDU会话释放和用于对于SSC模式2的会话的锚UPF重定位的PDU会话建立程序进行操作的方法。这里，包括由不同SMF执行PDU会话释放程序和PDU会话建立程序的情况。因此，步骤2到7的程序被配置为释放PDU会话的基本程序，并且步骤8到19的程序被配置为新设置PDU会话的基本程序。然而，存在与基本程序不同的部分，即在步骤3中，PDU会话释放/重建所需指示符包括在要发送到UE的NAS消息中，并且PDU会话释放指示符包括在要发送到(R)AN的N2消息中。
另一实施例提出了一种方法，其中通过由处于CM-CONNECTED状态的UE的移动引起的切换来执行SSC模式2的会话的锚UPF重定位。这里，由于在源(R)AN和目标(R)AN之间存在用于转发信令和数据的Xn接口，因此发生基于Xn的切换。参考图8，当完成准备和执行基站之间的切换的步骤时，目标基站将N2路径切换请求信令发送到AMF(步骤1)。AMF将包括路径切换请求信令的N11消息发送到管理在其中数据传输路径基于PDU会话ID与由AMF管理的服务SMF ID的映射信息而被设置的会话的SMF(步骤2)。可以将N11消息传送到多个SMF。当管理SSC模式2的会话的SMF接收N11消息时，检查是否需要锚UPF重定位，并且当确定需要执行锚UPF重定位时，执行锚UPF重定位程序使用根据上述实施例的程序(步骤4)。当锚UPF重定位程序完成时，SMF向AMF发送在步骤2中接收的消息的ACK(步骤5)。当在步骤2中从AMF发送N11消息的所有SMF接收消息时，AMF将路径切换请求的ACK发送到目标基站(步骤6)。目标基站将用于释放UE上下文的信令发送到源基站。
另一实施例提出了一种方法，其中通过由UE的移动引起的切换来执行针对SSC模式2的会话的锚UPF重定位。这里，由于在源(R)AN和目标(R)AN之间不存在上述Xn接口，因此发生AMF参与的基于N2的切换。图9示意了UE执行从RAN1到RAN2的基于N2的切换的情况。在步骤1中，源基站(RAN1)将包括关于目标基站(RAN2)的信息的切换所需消息发送到AMF。此时，还可以另外地提供在跟踪区域(TA)单元中的UE位置信息。在步骤2中，当终端执行到目标基站的切换时，AMF检查目标基站是否包括在管理终端的会话的SMF的服务区域中。当确定目标基站在SMF的服务区域之外时，执行选择新SMF的程序。这里，AMF一起向作为现有SMF的SMF1发送指示需要重新选择SMF的指示符，使得管理SSC模式2的会话的SMF检查是否需要另外地执行UPF重定位。步骤3是管理SSC模式2的会话的现有SMF(SMF1)在接收重新选择SMF的指示时确定需要执行UPF重定位并且因此执行PDU会话释放的程序。此时，SMF可以在NAS消息中包括PDU会话释放和重建所需指示符和对应的PDU会话ID信息。此外，SMF可以一起向AMF发送用于移除PDU会话ID和服务SMF ID的映射的指示符。在步骤4和5中，作为用于执行切换的程序，步骤3中的NAS消息可以与步骤5中的切换命令消息一起传送到UE。在UE成功执行到目标基站的切换(步骤7)之后，UE执行新设置与PDU会话重建所需消息对应的PDU会话的程序(步骤9到12)。UE使用PDU会话ID开始PDU会话建立程序。在步骤10中，由于不存在PDU会话ID和服务SMF ID的映射，因此AMF将PDU会话建立消息转发到在切换过程中重新选择的SMF2。然后，可以以与上述实施例中提到的相同的方式执行SSC模式2的会话的设置程序。当SSC模式2的会话的设置程序完成时，AMF发送用于从源基站移除UE上下文的信令。尽管本实施例在存在SSC模式2的会话的情况下描述了N2切换，但是本实施例也可以应用于包括不同SSC模式的会话的情况。
另一实施例提出了一种方法，其中当处于CM-IDLE状态的UE执行注册程序时执行对于SSC模式2的会话的锚UPF重定位。如在图10中所示，UE执行与AMF的基本注册程序(步骤1)。在注册程序期间或注册程序之后，当AMF执行与SMF的信令交换时，AMF向SMF提供UE位置信息(TA单元、基站或小区ID等)，使得管理SSC模式2的会话的SMF确定是否需要执行锚UPF重定位(步骤2)。当SMF确定需要执行UPF重定位时(步骤3)，执行上述锚UPF重定位程序(步骤4)。当重定位完成时，SMF可以向AMF发送ACK消息(步骤5)。步骤4可以在配置用于实际数据传输的UP连接路径时执行。
另一实施例描述了一种用于对于SSC模式3的会话执行锚UPF重定位的方法。参考图11，当管理SSC模式3的会话的SMF确定对于会话执行锚UPF重定位时(步骤1)，SMF向AMF发送包括PDU会话建立所需指示符、会话的PDU会话ID、会话的剩余生存期(计时器)等的NAS信令(步骤2)。此时，SMF通过在N11消息中包括NAS消息来向AMF发送N11消息，并且用于路由从UE接收的NAS消息的指示符也可以包括在N11消息中。当从UE接收PDU会话建立请求时，检查是否包括两个PDU会话ID，并且在包括已经由AMF管理的PDU会话ID的情况下，指示符可以允许请求消息被转发到管理对应PDU会话的SMF。此外，从SMF传送到AMF的N11消息可以包括计时器值。通过这样做，可以设置用于保持用于将由AMF从UE接收的会话设置请求信令路由到相同的SMF的指示符的时间。在步骤3中，AMF将从SMF接收的NAS消息传送到UE。在步骤4中，接收NAS信令的终端开始PDU会话建立程序。此时，终端生成新PDU会话ID，并发送包括PDU会话建立请求消息的NAS信令。NAS信令可以包括在步骤3中接收的PDU会话ID。接收NAS信令的AMF检查是否包括两个PDU会话ID，并且如果包括，则AMF将NAS信令转发到与现有PDU会话ID对应的SMF。通过SMF设置与作为新UPF的UPF2的会话的后续程序与上述实施例中描述的相同，因此将省略对其的详细描述。当步骤2中设置的会话生存期到期时，SMF执行与现有UPF(即UPF1)的PDU会话释放程序。当UE确定在步骤2中设置的会话生存期到期之前可以释放PDU会话时，UE也可以直接开始PDU会话释放程序。
另一实施例描述了一种用于对于SSC模式3的会话执行锚UPF重定位的方法，该SSC模式3是IPv6 PDU类型。图12示意了用于描述本实施例的网络架构图。参考图13A和13B，当SMF确定对于具有IPv6 PDU类型的SSC模式3的会话执行锚UPF重定位时，SMF选择新锚UPF，并执行设置N4会话的程序(步骤1和2)。在步骤3中，SMF另外地选择分支点UPF(BP UPF)以连接作为现有锚UPF的UPF1、作为新锚UPF的UPF2和(R)AN之间的数据传输信道，并且在选择BPUPF时，选择比锚UPF1和锚UPF2更靠近UE的位置的UPF。也就是说，当选择BP UPF时，可以考虑锚UPF的位置来选择更靠近UE的UPF。完成设置在(R)AN、BP UPF、UPF1和UPF2之间存在的(R)AN和BP UPF之间的N3隧道以及BP UPF和锚UPF之间的N9隧道的程序(步骤4到9)。然后，在步骤10中，SMF分配可以通过UPF2路由的会话的新IP前缀，并且在步骤11中，将通过UPF1路由的现有IP前缀的优选生存期字段设置为0，并且有效生存期字段被设置为用于保持现有PDU会话的生存期(计时器)。当包括设置选项的路由器通告(RA)消息被传送到UE时，现有IP前缀立即被改变为不推荐状态，并且在计时器之后变为无效，使得可以不使用现有IP前缀(参见IETF RFC 4862)。当由SMF设置的计时器到期时，执行后续操作。在步骤12中，使用BP UPF执行N4会话修改程序，以便阻止发送到现有IP前缀的业务并释放在BP UPF中设置的用于现有PDU会话的UP资源。步骤13包括SMF释放负责现有PDU会话的UPF1的资源的操作。通过步骤14和18，SMF可以另外地执行用于释放BP UPF的操作，以便优化对于其完成UPF重定位的会话的UP连接。
图14是根据本发明实施例的网络中的SMF的框图。
参考图14，SMF可以包括收发器1410、控制器1420和存储器1430，控制器1420与收发器1410联接并且被配置为确定是否将第一UPF改变为第二UPF，并且在需要改变第一UPF时控制收发器1410经由接入和移动性功能(AMF)向终端发送包括经由第一UPF建立的会话的保持时间的第一消息。
图15是根据本发明实施例的网络中的AMF的框图。
参考图15，AMF可以包括收发器1510、控制器1520和存储器1530，控制器1520与收发器1510联接并且被配置为在需要改变第一UPF时控制收发器1510从会话管理功能(SMF)接收包括经由第一UPF建立的会话的保持时间的第一消息，并控制收发器1510向终端转发第一消息。
图16是根据本发明实施例的网络中的终端的框图。
参考图16，终端可以包括收发器1610、控制器1620，控制器1620与收发器1610联接并且被配置为在需要改变第一UPF时控制收发器1610经由接入和移动性管理功能(AMF)从会话管理功能(SMF)接收包括经由第一UPF建立的会话的保持时间的第一消息、决定使用第二UPF发起建立会话的程序并控制收发器1610向AMF发送第二消息，所述第二消息包括经由第二UPF建立的会话的协议数据单元(PDU)会话标识(ID)。
在本说明书和附图中公开的本公开的实施例仅作为具体示例提供，以帮助理解本公开，而不限制本公开的范围。对于本公开所属领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下可以进行各种修改。此外，可以根据需要组合和操作各个实施例。
尽管已经用各种实施例描述了本公开，但是可以向本领域技术人员建议各种改变和修改。本公开旨在包含落入所附权利要求范围内的这样的改变和修改。

Claims (15)

1.一种由通信系统中的会话管理功能(SMF)执行的方法，所述方法包括：
确定是否改变与终端的第一协议数据单元(PDU)会话相关联的第一用户平面功能(UPF)，第一PDU会话与会话和服务连续性(SSC)模式3相关联；
在第一UPF需要改变的情况下，向接入和移动性管理功能(AMF)发送第一消息，所述第一消息包括所述第一PDU会话的标识符(ID)、用于保持所述第一PDU会话的生存期值以及指示PDU会话建立所需的信息；和
基于所述信息，从AMF接收用于建立终端的第二PDU会话的第二消息，所述第二消息包括所述第一PDU会话的ID和所述第二PDU会话的ID，
其中，基于所述第二PDU会话的ID建立与第二UPF相关联的所述第二PDU会话。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在与所述生存期值相关联的计时器到期的情况下，由SMF释放所述第一PDU会话。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二PDU会话的ID由所述终端生成，并且
其中，在与所述生存期值相关联的计时器到期之前，由所述终端释放所述第一PDU会话。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在与所述生存期值相关联的计时器到期之前，从所述AMF接收用于释放所述第一PDU会话的第三消息。
5.一种由通信系统中的接入和移动性管理功能(AMF)执行的方法，所述方法包括：从会话管理功能(SMF)接收第一消息，所述第一消息包括终端的第一协议数据单元(PDU)会话的标识符(ID)、用于保持与第一用户平面功能(UPF)相关联的第一PDU会话的生存期值、以及指示PDU会话建立所需的信息，所述第一PDU会话与会话和服务连续性(SSC)模式3相关联；
向所述终端发送所述第一消息；
基于所述信息，从所述终端接收用于建立所述终端的第二PDU会话的第二消息，所述第二消息包括所述第一PDU会话的ID和所述第二PDU会话的ID；
基于包括在所述第二消息中的所述第一PDU会话的ID识别SMF；以及
基于所述第二消息向识别的SMF发送第三消息，
其中，基于所述第二PDU会话的ID建立与第二UPF相关联的所述第二PDU会话。
6.一种通信系统中的会话管理功能SMF，所述SMF包括：
收发器；以及
控制器，被配置为：
确定是否改变与终端的第一协议数据单元(PDU)会话相关联的第一用户平面功能(UPF)，第一PDU会话与会话和服务连续性(SSC)模式3相关联；
在第一UPF需要改变的情况下，经由所述收发器向接入和移动性管理功能(AMF)发送第一消息，所述第一消息包括所述第一PDU会话的标识符(ID)、用于保持所述第一PDU会话的生存期值、以及指示PDU会话建立所需的信息；和
基于所述信息，经由所述收发器从AMF接收用于建立终端的第二PDU会话的第二消息，所述第二消息包括所述第一PDU会话的ID和所述第二PDU会话的ID，
其中，基于所述第二PDU会话的ID建立与第二UPF相关联的所述第二PDU会话。
7.根据权利要求6所述的SMF，其中，在与所述生存期值相关联的计时器到期的情况下，由所述SMF释放所述第一PDU会话。
8.根据权利要求6所述的SMF，其中，所述第二PDU会话的ID由所述终端生成；并且
其中，在与所述生存期值相关联的计时器到期之前，由所述终端释放所述第一PDU会话。
9.根据权利要求6所述的SMF，其中，所述控制器还被配置为在与所述生存期值相关联的计时器到期之前，经由所述收发器从所述AMF接收用于释放所述第一PDU会话的第三消息。
10.一种通信系统中的接入和移动性管理功能AMF，所述AMF包括：
收发器；以及
控制器，被配置为：
经由所述收发器从会话管理功能(SMF)接收第一消息，所述第一消息包括终端的第一协议数据单元(PDU)会话的标识符(ID)、用于保持与第一用户平面功能(UPF)相关联的第一PDU会话的生存期值、以及指示PDU会话建立所需的信息，所述第一PDU会话与会话和服务连续性(SSC)模式3相关联；经由所述收发器向所述终端发送所述第一消息；
基于所述信息，经由所述收发器从所述终端接收用于建立所述终端的第二PDU会话的第二消息，所述第二消息包括所述第一PDU会话的ID和所述第二PDU会话的ID；
基于包括在所述第二消息中的所述第一PDU会话的ID识别SMF；以及
基于所述第二消息，经由所述收发器向识别的SMF发送第三消息，
其中，基于所述第二PDU会话的ID建立与第二UPF相关联的所述第二PDU会话。
11.一种通信系统中的终端，所述终端包括：
收发器；以及
控制器，被配置为：
经由所述收发器从接入和移动性管理功能AMF接收第一消息，所述第一消息包括第一协议数据单元(PDU)会话的标识符(ID)、用于保持与第一用户平面功能(UPF)相关联的第一PDU会话的生存期值、以及指示PDU会话建立所需的信息，所述第一PDU会话与会话和服务连续性(SSC)模式3相关联；
基于所述信息，确定发起建立第二PDU会话的程序，以及
经由所述收发器向AMF发送用于建立所述第二PDU会话的第二消息，所述第二消息包括所述第一PDU会话的ID和所述第二PDU会话的ID，
其中，基于所述第二PDU会话的ID建立所述第二PDU会话。
12.根据权利要求11所述的终端，其中，所述第二PDU会话的ID由所述终端生成，
其中，所述控制器还被配置为经由所述收发器向所述AMF发送用于释放所述第一PDU会话的第三消息；并且
其中，在与所述生存期值相关联的计时器到期之前，由所述终端释放所述第一PDU会话。
13.根据权利要求11所述的终端，其中，在与所述生存期值相关联的计时器到期的情况下，由会话管理功能(SMF)释放所述第一PDU会话。
14.一种由通信系统中的终端执行的方法，所述方法包括：
从接入和移动性管理功能(AMF)接收第一消息，所述第一消息包括第一协议数据单元(PDU)会话的标识符(ID)、用于保持与第一用户平面功能(UPF)相关联的第一PDU会话的生存期值、以及指示PDU会话建立所需的信息，所述第一PDU会话与会话和服务连续性(SSC)模式3相关联；
基于所述信息，确定发起建立第二PDU会话的程序，以及
向AMF发送用于建立所述第二PDU会话的第二消息，所述第二消息包括所述第一PDU会话的ID和所述第二PDU会话的ID，
其中，基于所述第二PDU会话的ID建立所述第二PDU会话。
15.根据权利要求14的方法，还包括：
生成所述第二PDU会话的ID，以及
向所述AMF发送用于释放所述第一PDU会话的第三消息；
其中，在与所述生存期值相关联的计时器到期之前，由所述终端释放所述第一PDU会话。
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