CN111034268B - 用户设备路径选择策略规则匹配方法及用户设备 - Google Patents

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Abstract

提出一种用于用户设备路径选择策略(URSP)规则匹配方法。UE使用URSP，以确定已监测应用是否与已建立PDU会话相关联，已监测应用是否卸载到PDU会话外的非3GPP存取，或者已监测应用是否触发新PDU会话的建立。首先，UE找出具有应用的匹配讯务描述符的非默认URSP规则。当UE未找到现存PDU会话或者未建立具有任何或非默认URSP规则的路径选择描述符的新PDU会话时，UE移动至另一非默认URSP规则(如果有的话)，并且尝试匹配。如果所有非默认URSP规则皆不能与该应用匹配，则该UE尝试默认URSP规则，其包含全部匹配讯务描述符。

Description

用户设备路径选择策略规则匹配方法及用户设备
交叉引用
本申请依据35U.S.C.§119要求如下优先权：编号为62/717,352，申请日为2018年8月10日的名称为“Performance Enhancement in 5G System”的美国临时专利申请，编号为16/535,730，申请日为2019年8月8日的美国专利申请，上述内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体上有关于无线通信。特别地，有关于在第五代新无线电(NR)系统中增强型用户设备(UE)路径选择策略(URSP)规则匹配方法。
背景技术
多年来，无线通信网络已经指数增长。长期演进(Long-Term Evolution，LTE)系统提供高峰数据率、低延迟、改进系统容量以及简单网络结构引起的低操作成本。LTE系统，也称为4G系统，也提供旧无线网络的无缝集成，例如，GSM、CDMA以及通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunication System，UMTS)。在LTE系统中，演进通用陆地无线电存取网络(evolved universal terrestrial radio access network，E-UTRAN)包含与多个移动站(mobile station)进行通信的多个演进节点B(eNodeB或者eNB)，其中，该移动站称为用户设备(user equipment，UE)。第三代合作伙伴计划(3GPP)网络通常包含混合2G/3G/4G系统。随着网络设计优化，在各种标准的发展进程中已经形成了许多改进。下一代移动网络(Next Generation Mobile Network，NGMN)委员会决定将未来NGMN活动重点放在定义5G新无线电(NR)系统(5GS)的端对端需求。
5GS的UE策略包含UE路径选择策略(URSP)以及存取网络发现与选择策略(accessnetwork discovery and selection policy，ANDSP)。可将UE策略从策略控制功能(PolicyControl Funtion，PCF)传递至UE。PCF负责管理网络行为的网络策略。PCF从统一数据管理功能(Unified Data Management，UDM)获取用户信息。PCF连接管理移动上下文的存取与移动功能(Access and Mobility Function，AMF)以及管理会话上下文的会话管理功能(Session Management Function，SMF)。PCF在为网络切片与漫游提供模式方面也发挥重要作用。PCF触发URSP，该URSP使得UE确定应如何在现存或新协议数据单元(PDU)会话的上下文中处理特定应用。UE中也预配置UE策略。仅当UE未从PCF接收相同类型策略时，UE应该使用预配置策略。
PDU会话定义UE与数据网络之间关联性，其中，该数据网络提供PDU连接服务。PDU会话标识(ID)确定每个PDU会话，并且包含一个或多个服务质量(QoS)流与QoS规则。当上层请求PDU会话信息以发送应用至PDU时，UE应评估URSP规则、除去默认URSP规则，其中，讯务描述符按照其优先级值的递增顺序匹配应用信息。如果UE发现非默认URSP规则中的讯务描述符与应用信息匹配，并且已建立PDU会话与URSP规则中路径选择描述符中至少一个匹配，则UE提供PDU会话信息，以将最低优先级值的路径选择描述符向上层匹配。否则，UE选择未评估的具有另一最小优先级值的路径选择描述符。
如果应用发现非默认URSP规则中的匹配讯务描述符，但不存在合适现存PDU会话以及UE未能为所有路径选择描述符成功建立PDU会话，则未定义UE行为。此外，如果应用不能匹配任何非默认URSP规则，则也未定义UE行为。
提供一种解决方案。
发明内容
提出一种用于用户设备路径选择策略(URSP)规则匹配方法。UE使用URSP，以确定已监测应用是否与已建立PDU会话相关联，已监测应用是否卸载到PDU会话外的非3GPP存取，或者已监测应用是否触发新PDU会话的建立。首先，UE找出具有应用的匹配讯务描述符的非默认URSP规则。当UE未找到现存PDU会话或者未建立具有任何或非默认URSP规则的路径选择描述符的新PDU会话时，UE移动至另一非默认URSP规则(如果有的话)，并且尝试匹配。如果所有非默认URSP规则皆不能与该应用匹配，则该UE尝试默认URSP规则，其包含全部匹配讯务描述符。
在实施例中，UE在移动通信网络中开启应用。该UE通过将非默认URSP规则的讯务描述符与该应用相匹配，从一个或多个已配置非默认URSP规则中选择该非默认URSP规则。该UE基于该非默认URSP规则的路径选择描述符的列表，获取合适协议数据单元(PDU)会话。仅当配置于该UE的所有非默认用户设备路径选择策略规则不匹配该应用时，该UE选择默认URSP规则。在示例中，每个已配置URSP规则具有优先级值，并且按照基于该优先级值的顺序，该UE从该一个或多个已配置非默认URSP规则中进行选择。
本发明提出的用户设备路径选择策略规则匹配方法及其用户设备可获取合适协议数据单元会话。
接下来详细描述其他实施例与优点。该总结不用于限定本发明。本发明由权利要求书限定。
附图说明
下列图式描述本发明实施例，其中，相同标号表示相同组件。
图1依据一新颖方面描述了支持增强型用户设备(UE)路径选择策略(URSP)规则匹配的示例5G网络。
图2依据本发明实施例描述了用户设备(UE)与基站的简化区块图。
图3描述了3GPP标准中定义的URSP规则内容。
图4依据本发明新颖方面描述了UE中支持增强型URSP规则匹配的不同层。
图5依据本发明新颖方面描述了UE与网络之间用于URSP规则匹配的序列流。
图6是依据本发明新颖方面的增强型URSP规则匹配方法的流程图。
具体实施方式
现在讲详细参考本发明实施例，其示例在附图中示出。
图1依据一新颖方面描述了支持增强型用户设备(UE)路径选择策略(URSP)规则匹配的示例5G网络。5G新无线电(NR)系统100包含用户设备UE 101、基站gNB 102、存取与移动功能(Access and Mobility Function，AMF)103、会话管理功能(Session ManagementFunction，SMF)104、策略控制功能(Policy Control Funtion，PCF)105、统一数据管理功能(Unified Data Management，UDM)106。在图1的示例中，UE 101与其伺服基站gNB 102属于无线电存取网络RAN 120的一部分。在存取层(Access Stratum，AS)，通过无线电存取技术(RAT)，RAN120为UE 101提供无线电存取。在非存取层(Non-Access Stratum，NAS)，AMF103与gNB 102以及SMF 104进行通信，用于在5G网络100中无线存取装置的存取与移动管理。UE101可装配一个射频(RF)收发器或多个RF收发器，通过不同RAT/CN用于不同应用服务。UE101可为智能型手机、可穿戴装置、物联网(Internet of Things，IoT)装置、平板计算机等。
5GS网络是分组交换(packet-switched，PS)网际协议(IP)网络。这意味着网络按照IP数据包传递所有数据讯务，并且向用户提供永远开启IP连接。当UE进入5GS网络时，将数据包数据网络(PDN)地址(即，用于PDN的地址)分配给UE，用于连接PDN。在4G中，EPS已经定义了预设EPS承载(bearer)，以提供永远开启的IP连接。在5G中，协议数据单元(PDU)会话建立进程是4G中PDN连接进程的并行进程。PDU会话(例如，130)定义数据网络与UE之间关联，其中，该数据网络提供PDU连接服务。PDU会话ID标识每个PDU会话，并且可包含多个QoS流与QoS规则。
5GS的UE策略包含UE路径选择策略(UE route selection policy，URSP)以及存取网络发现与选择策略(access network discovery and selection policy，ANDSP)。可将UE策略从策略控制功能(PCF)传递至UE。PCF负责管理网络行为的网络策略。PCF从统一数据管理功能(UDM)获取用户信息。PCF连接管理移动上下文的存取与移动功能(AMF)以及管理会话上下文的会话管理功能(SMF)。PCF在为网络切片与漫游(network slicing androaming)提供模式方面也发挥重要作用。PCF触发URSP，该URSP使得UE确定应如何在现存或新协议数据单元(PDU)会话的上下文中处理特定应用。UE中也预配置UE策略。仅当UE未从PCF接收相同类型策略时，UE应该使用预配置策略。
当UE 101开启应用140，UE上层触发URSP规则匹配。UE 101按照优先级值(precedence value)的递增顺序，评估具有匹配应用信息的讯务描述符的URSP规则，默认URSP规则除外。如果UE 101发现非默认URSP规则(142)中的讯务描述符(141)(trafficdescriptor)与应用信息匹配，并且已建立PDU会话与URSP规则中路径选择描述符(143)中至少一个匹配，则UE提供PDU会话信息，以将最低优先级值的路径选择描述符向上层匹配。否则，UE选择未评估的具有下一个最小优先级值的路径选择描述符。
如果未发现非默认匹配URSP规则并且如果应用的UE本地配置可用，UE 101应执行应用与相应PDU会话的关联。如果不存在匹配PDU会话，则UE NAS层应尝试使用UE本地配置建立PDU会话144。如果PDU会话建立成功(145)，UE NAS层应向上层提供已成功建立PDU会话信息。否则，如果未发现非默认匹配URSP规则并且如果应用的UE本地配置不可用或者基于应用的UE本地配置的PDU会话建立失败(146)，则依据具有“全部匹配”讯务描述符的默认URSP规则(150)，UE 101应执行应用与PDU会话或者无缝非3GPP卸载的关联。如果该关联未成功，则UE 101通知上层。
图2依据本发明实施例描述了无线装置(例如，UE 201与网络实体211)的简化区块图。网络实体211可为连接MME或AMF的基站。网络实体211具有天线215，其可发送并接收无线电信号。耦接天线的RF收发器模块214，可从天线215接收RF信号，将其转换为基带信号并且发送至处理器213。RF收发器214也可转换处理器213的已接收基带信号，将其转换为RF信号并且发送给天线215。处理器213可处理已接收基带信号并且使用不同功能模块执行基站211中的特征。存储器212可存储程序指令与数据220，以控制基站211的操作。在图2的示例中，网络实体211也包含协议栈280以及控制功能模块与电路集合290。PDU会话处理电路231处理PDU会话建立与修改进程。策略控制模块232为UE配置策略规则。配置与控制电路233提供不同参数，以配置并控制UE的相关功能(包含移动管理与会话管理)。
相似地，UE 201具有存储器202、处理器203以及RF收发器模块204。RF收发器模块204耦接天线205，可从天线205接收RF信号，将其转换为基带信号并且发送至处理器203。RF收发器204也可转换处理器203的已接收基带信号，将其转换为RF信号并且发送给天线205。处理器203可处理已接收基带信号并且使用不同功能模块与电路执行UE 201中的特征。存储器202可存储处理器执行的程序指令与数据210，以控制UE 201的操作。合适处理器包含特定目的处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、应用特定集成电路(ASIC)、场可程序逻辑门阵列(FPGA)电路以及其他类型集成电路(IC)及/或状态机。可使用与软件相关联的处理器实施并配置UE 201的特征。
UE 201也包含功能模块与控制电路集合，以实施UE 201的功能任务。协议栈260包含管理不同应用的应用层、与连接核心网络的AMF实体进行通信的非存取层(NAS)、用于高层配置与控制的无线电资源控制(RRC)层、分组数据汇聚协议/无线电链路控制(PDCP/RLC)层、介质访问控制(MAC)层、物理(PHY)层。软件、固件、硬件与以上结合可实施与配置系统模块与电路270。当处理器通过包含在存储器中的程序指令执行时，该功能模块与电路彼此交互，以允许UE201执行实施例、功能性任务与网络的特征。在示例中，系统模块与电路270包含与网络执行PDU会话建立与修改进程的PDU会话处理电路221、执行URSP规则匹配的策略控制电路222、处理用于移动管理与会话管理的配置与控制参数的配置与控制电路223。
图3描述了3GPP标准中定义的URSP规则内容。将URSP定义为一个或多个URSP规则集合。如列表300所示，每个URSP规则由下组成：1)在所有现存URSP规则中识别URSP规则优先级的该URSP规则的优先级值；2)讯务描述符；3)一个或多个路径选择描述符。讯务描述符包含1)全部匹配讯务描述符；或者2)下列组件的至少一个：A)一个或多个应用标识符；B)一个或多个IP 3元组(tuple)，即，目标IP地址、目标端口数量以及IP上使用的协议；C)一个或多个非IP描述符，即，非IP讯务的目标信息；D)一个或多个DNN；E)一个或多个连接能力；以及F)一个或多个域描述符，即，目标FQDN。每个路径选择描述符包含路径选择描述符的优先级值以及1)一种PDU会话类型，以及可选地，一个或多个下列内容：A)SSC模式；B)一个或多个S-NSSAI；C)一个或多个DNN；D)优选存取类型；以及E)多存取偏好；或者2)非无缝非3GPP卸载指示。URSP中仅一个URSP规则可为默认URSP规则，并且该默认URSP规则应包含全部匹配讯务描述符。如果URSP包含默认URSP规则以及一个或多个非默认URSP规则，则任何非默认URSP规则应具有比默认URSP规则更低优先级值(即，较高优先级)。
图4依据本发明新颖方面描述了UE中支持增强型URSP规则匹配的不同层。UE使用URSP确定已监测应用是否可与已建立PDU会话相关联，已监测应用是否卸载到PDU会话外的非3GPP存取，或者已监测应用是否可触发新PDU会话的建立。URSP规则包含一个讯务描述符，其指明匹配标准与一个或多个下列组件：将匹配应用与SSC模式关联的SSC模式选择策略、将匹配应用与S-NSSAI关联的网络切片选择策略、将匹配应用与DNN关联的DNN选择策略、将匹配应用与PDU会话类型关联的PDU会话类型策略、确定匹配应用应非无缝卸载至非3GPP存取(即，PDU会话的外)的非无缝卸载策略以及当UE需要建立匹配应用的新PDU会话时，指示优选存取(3GPP或非3GPP)的存取类型偏好。
在图4的实施例中，为了确定应用与PDU会话或者非无缝非3GPP卸载之间关联，UE上层执行URSP规则匹配。在步骤411，按照URSP规则优先级值的递增顺序，UE评估除了默认URSP规则的URSP规则，其具有匹配应用信息的讯务描述符。例如，包含在讯务描述符中的应用标识符与应用的应用ID相匹配。值得注意的是，如果讯务描述符包含大于一个组件，则所有组件皆需要与应用信息相匹配。
如果UE发现非默认URSP规则中的讯务描述符匹配应用信息，在步骤421，UE尝试找出匹配URSP规则的至少一个路径选择描述符的一个或多个PDU会话。如果答案为是，则在步骤422中UE重用现存PDU会话，并且提供PDU会话信息，其将最低优先级值的路径选择描述符与上层相匹配。如果答案为否，则UE进入步骤431并且UE 5GSM层尝试建立具有相同路径选择描述符的PDU。如果成功建立PDU会话，则UE进入步骤432，并且提供最新建立PDU会话信息。具体地，UE NAS层向URSP处理层指示已建立PDU会话属性(例如，PDU会话ID、SSC模式、S-NSSAI、DNN、PDU会话类型、存取类型、PDU地址)，并且向上层提供已建立PDU会话信息(例如，PDU地址)。
否则，如果步骤431失败，并且如果存在更多路径选择描述符，则UE选择未评估的具有下一个最小优先级值的路径描述符，并且进入步骤421。如果不存在URSP规则的更多路径选择描述符，则UE返回步骤411，并且尝试找到具有下一个最小优先级值以及具有匹配应用信息的讯务描述符的下一个非默认URSP规则。UE继续步骤421与步骤431，以找出下一个非默认URSP规则的合适PDU会话。如果对于所有非默认URSP规则步骤431失败，则UE将该失败通知上层(步骤441)。如果所有非默认URSP规则不能与应用匹配，则UE尝试默认URSP规则，其包含全部匹配讯务描述符。
图5依据本发明新颖方面描述了UE与网络之间用于URSP规则匹配的序列流。在步骤510，网络502(通过PCF)向UE 501提供URSP配置或更新。URSP包含URSP规则集合，包含一个默认URSP规则。在步骤511，UE 501与网络502建立一个或多个PDU会话，每个PDU会话包含具有伺服NASAI、DNN、PDU会话ID的信息。在步骤512，UE 501开启应用。为了确定应用与PDU会话或非无缝非3GPP卸载之间关联，在步骤513，UE上层执行URSP规则匹配。在步骤520，UE501按照优先级值的递增顺序尝试所有非默认URSP。具体地，在步骤521，UE 501选择匹配URSP规则，并且找到现存PDU会话或者建立新PDU会话，其中，上述PDU会话匹配所选URSP规则的至少一个路径选择描述符。如果不存在匹配PDU会话，则UE NAS层尝试建立新PDU会话。例如，在步骤522，UE 501向网络发送PDU会话建立请求。在步骤523，网络向UE 501发送PDU会话建立接受消息，并且成功建立PDU会话。否则，网络向UE 501发送PDU会话建立拒绝消息，并且未建立PDU会话。在步骤520之后，如果所有非默认URSP规则不能与应用相匹配，则在步骤531，UE 501尝试默认URSP规则，其包含全部匹配讯务描述符。如果上述关联仍未成功，则UE 501将上述失败通知上层。
图6是依据本发明新颖方面的增强型URSP规则匹配方法的流程图。在步骤601，UE在移动通信网络开启应用。在步骤602，通过将非默认URSP规则的讯务描述符与应用相匹配，UE从一个或多个已配置非默认URSP规则中选择非默认URSP规则。在步骤603，基于非默认URSP规则的路径选择描述符列表，UE获取合适协议数据单元(PDU)会话。在步骤604，仅当对UE配置的所有所选非默认URSP规则来说获取合适PDU会话失败时，UE选择默认URSP规则。在示例中，每个已配置URSP规则具有优先级值，并且按照基于优先级值的顺序，UE从一个或多个已配置非默认URSP规则中进行选择。
虽然本发明已以特定实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。因此，在不脱离本发明的范围内，可对所述实施例的各种特征进行各种调整、修改或组合，本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。

Claims (18)

1.一种用户设备路径选择策略规则匹配方法，包含：
(a)在移动通信网络中通过用户设备开启应用；
(b)通过将非默认用户设备路径选择策略规则的讯务描述符与该应用相匹配，从一个或多个已配置非默认用户设备路径选择策略规则中选择该非默认用户设备路径选择策略规则；
(c)基于该非默认用户设备路径选择策略规则的路径选择描述符的列表，获取合适协议数据单元会话；以及
(d)仅当配置于该用户设备的所有非默认用户设备路径选择策略规则不匹配该应用时，选择默认用户设备路径选择策略规则，其中，该默认用户设备路径选择策略规则包含全部匹配讯务描述符。
2.如权利要求1所述的用户设备路径选择策略规则匹配方法，其特征在于，在(b)中该选择步骤包含将该讯务描述符的所有组件与该应用相匹配。
3.如权利要求1所述的用户设备路径选择策略规则匹配方法，其特征在于，每个已配置用户设备路径选择策略规则具有优先级值，并且其中在(b)中该选择步骤是按照基于该优先级值的顺序。
4.如权利要求1所述的用户设备路径选择策略规则匹配方法，其特征在于，在(c)中该获取步骤包含找到匹配该列表中路径选择描述符的现存协议数据单元会话。
5.如权利要求1所述的用户设备路径选择策略规则匹配方法，其特征在于，在(c)中该获取步骤包含建立匹配该列表中路径选择描述符的新协议数据单元会话。
6.如权利要求5所述的用户设备路径选择策略规则匹配方法，其特征在于，该用户设备未成功建立该新协议数据单元会话。
7.如权利要求1所述的用户设备路径选择策略规则匹配方法，其特征在于，在(c)中该获取步骤包含基于优先级值，评估该路径选择描述符的每一个。
8.如权利要求1所述的用户设备路径选择策略规则匹配方法，其特征在于，一旦该获取成功，该用户设备向该应用提供该合适协议数据单元会话的信息。
9.如权利要求1所述的用户设备路径选择策略规则匹配方法，其特征在于，当对于该非默认用户设备路径选择策略规则，在(c)中该获取该合适协议数据单元会话失败时，该用户设备返回(b)以选择第二非默认用户设备路径选择策略规则。
10.一种用于用户设备路径选择策略规则匹配的用户设备，包含：
应用层实体，用于在移动通信网络中开启应用，其中，该应用触发用于该应用的用户设备路径选择策略规则匹配；
用户设备路径选择策略规则匹配电路，用于通过将非默认用户设备路径选择策略规则的讯务描述符与该应用相匹配，从一个或多个已配置非默认用户设备路径选择策略规则中选择该非默认用户设备路径选择策略规则；
协议数据单元会话处理电路，用于基于该非默认用户设备路径选择策略规则的路径选择描述符的列表，获取合适协议数据单元会话；以及
控制电路，用于配置用户设备路径选择策略规则列表，其中，仅当该用户设备失败匹配配置于该用户设备的所有非默认用户设备路径选择策略规则时，该用户设备选择默认用户设备路径选择策略规则，其中，该默认用户设备路径选择策略规则包含全部匹配讯务描述符。
11.如权利要求10所述的用于用户设备路径选择策略规则匹配的用户设备，其特征在于，通过将该讯务描述符的所有组件与该应用相匹配，该用户设备选择该非默认用户设备路径选择策略规则。
12.如权利要求10所述的用于用户设备路径选择策略规则匹配的用户设备，其特征在于，每个已配置用户设备路径选择策略规则具有优先级值，并且其中按照基于该优先级值的顺序，该用户设备从该一个或多个已配置非默认用户设备路径选择策略规则中进行选择。
13.如权利要求10所述的用于用户设备路径选择策略规则匹配的用户设备，其特征在于，通过找到匹配该列表中路径选择描述符的现存协议数据单元会话，该用户设备获取该合适协议数据单元会话。
14.如权利要求10所述的用于用户设备路径选择策略规则匹配的用户设备，其特征在于，通过建立匹配该列表中路径选择描述符的新协议数据单元会话，该用户设备获取该合适协议数据单元会话。
15.如权利要求14所述的用于用户设备路径选择策略规则匹配的用户设备，其特征在于，该用户设备未成功建立该新协议数据单元会话。
16.如权利要求10所述的用于用户设备路径选择策略规则匹配的用户设备，其特征在于，通过基于优先级值评估该路径选择描述符的每一个，该用户设备获取该合适协议数据单元会话。
17.如权利要求10所述的用于用户设备路径选择策略规则匹配的用户设备，其特征在于，一旦该获取成功，该用户设备向该应用提供该合适协议数据单元会话的信息。
18.如权利要求10所述的用于用户设备路径选择策略规则匹配的用户设备，其特征在于，当对于该非默认用户设备路径选择策略规则，该获取该合适协议数据单元会话失败时，该用户设备选择第二非默认用户设备路径选择策略规则。
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