CN111052818B - 网络实体、用户设备和网络切片的控制和使用方法 - Google Patents

网络实体、用户设备和网络切片的控制和使用方法 Download PDF

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Abstract

提出了一种网络实体，用于控制用户设备使用包括多个切片支持区域的通信网络的网络切片。每个切片支持区域至少包含一个小区，给定切片支持区域的所有小区支持相同的网络切片。所述用户设备向所述通信网络注册的注册区域至少包含一个切片支持区域。所述网络实体用于向所述用户设备传输所述通信网络的至少一个切片支持区域的切片支持信息。所述给定切片支持区域的切片支持信息指示所述给定切片支持区域支持的至少一个网络切片和/或所述给定切片支持区域不支持的至少一个网络切片。

Description

网络实体、用户设备和网络切片的控制和使用方法
技术领域
本发明大体上涉及通信网络技术领域。特别地，本发明涉及一种用于控制用户设备使用网络切片的网络实体，以及一种用于使用网络切片的用户设备(UE)。
背景技术
在第五代(5G)通信系统中引入了网络切片或网络分片化的概念，以在共享网络基础设施的前提下满足多个垂直产业的各种需求。相应地，可以根据不同使用情况的需求定制网络业务，提升网络运营效率。
与长期演进(LTE)系统或通用移动通讯系统(UMTS)的结构类似，5G通信系统的网络包括无线接入网(RAN)和核心网(CN)。为了获得业务连通性，例如，为了访问5G通信系统中网络切片对应的业务，UE通过RAN附着到CN。
一旦UE和网络，特别是UE和CN之间建立了通信链路，UE就可以访问网络切片的业务。当UE通过RAN与CN之间存在这样的通信链路时，UE处于通常称为连接态或激活态的状态/模式。当UE不再使用网络切片的业务时，UE可以拆除或停止UE与网络之间的通信链路。然后，UE的状态通常称为空闲态。
当UE处于空闲态时，即，当所述UE不主动参与通信时，所述网络(通常是所述CN)跟踪在所述系统中具有准确定义区域的UE的位置。从LTE、UMTS和GSM(Global System forMobile Communications)等系统中，这样的定义区域是已知的。在UMTS中，这样的定义区域称为位置区或路由区。在LTE系统中，这样的定义区域通常称为跟踪区(TA)，其中TA可以包括一个或多个小区。TA由跟踪区标识(TAI)来标识。因此，所述UE在由至少一个TA组成的特定区域注册，所述特定区域由TAI列表标识。当UE离开这个特定区域时，UE在另一个区域注册。
在5G系统中，UE可以在一个或多个TA中注册，其中所述一个或多个TA定义注册区域(RA)。换句话说，RA是一个TAI列表。因此，RA级别的注册允许通过单个过程将多个TA分配给UE。只要UE在注册RA包含的TA范围内漫游，UE就不需要执行新的注册过程。
由于在5G RAN中不同的部署和动态情况(例如，无线接入节点的负载、资源和物理能力)，部分网络切片可能仅在网络的一部分可用。切片可用性还可以取决于运营商部署，属于不同运营商的不同网络部署可以具有不同级别的切片支持。
当UE移动时，UE可能进入其网络注册切片不再受支持的区域，或者可能支持一些新的网络切片的区域。因此，UE需要感知所支持的网络切片的变化。UE请求不支持的网络切片的业务是不利的，这导致较大信令开销和时延。此外，UE会错过网络可以在特定位置提供的新切片，这也是不利的。
发明内容
认识到上述缺点和问题后，本发明旨在改进现有技术。特别地，本发明的一个目的是提供一种网络实体、用户设备和用于提高用户设备对网络切片支持的感知的方法。
上述目的通过独立权利要求的特征来实现。此外，基于附属权利要求、描述及附图，本发明实施例显而易见。
根据第一方面，本发明涉及一种网络实体，用于控制用户设备使用包括多个切片支持区域的通信网络的网络切片。每个切片支持区域至少包含一个小区，给定切片支持区域的所有小区支持相同的网络切片。所述用户设备向所述通信网络注册的注册区域至少包含一个切片支持区域。所述网络实体用于向所述用户设备传输所述通信网络的至少一个切片支持区域的切片支持信息。所述给定切片支持区域的切片支持信息指示所述给定切片支持区域支持的至少一个网络切片和/或所述给定切片支持区域不支持的至少一个网络切片。
因此，可以提高用户设备对切片支持的感知。改进的切片感知具有以下优点：用户设备更好地了解通信网络内支持的网络切片的变化。这反过来又具有进一步的优点，即用户设备不会请求不支持的切片的业务，从而减少了较大信令开销和延迟周期。另一个优点是，用户设备不会错过某些切片支持区域中通信网络可以提供的任何网络切片。
根据所述第一方面的所述网络实体的第一种实现方式，所述网络实体用于为所述用户设备分配注册区域，用于所述用户设备向所述通信网络注册。所述网络实体还用于向所述用户设备传输所述注册区域的全部或部分切片支持区域的切片支持信息。
因此，针对注册区域的切片支持区域的切片支持信息的传输具体提高了用户设备对注册区域内的切片支持的感知。这一点具有优势，因为可以在异构无线接入网(RAN)切片部署的情况下，提升用户设备的体验。此外，这有助于设计网络中的注册区域，例如，可以在注册区域中定义具有异构切片支持的更大注册区域，同时，由于注册区域更大，因此可以减少注册区域更新的频率和信令开销。这反过来提高了系统效率，因为用户设备和网络之间需要较少的控制信令。
根据所述第一方面的所述网络实体的第二种实现方式，所述网络实体用于将所述切片支持信息和注册区域信息通过消息传输给所述用户设备。所述注册区域信息指示所述注册区域包括的至少一个切片支持区域。
这样，注册区域信息和切片支持信息可以在一条消息中传输给用户设备。这种单一消息传输的优点在于不需要额外的消息来传输切片支持信息。因此，可以减少信令开销。
根据所述第一方面的所述网络实体的第三种实现方式，所述网络实体用于通过所述网络实体与所述用户设备之间定义的信令接口在非接入层(NAS)消息中传输所述切片支持信息。
这样，即使用户设备与通信网络之间没有建立数据通信链路，也可以将切片支持信息传输给用户设备。
根据所述第一方面的所述网络实体的第四种实现方式，所述网络实体用于向所述用户设备传输所述切片支持信息，发生在所述用户设备向所述通信网络注册的过程中，特别是在初始注册过程或注册更新过程中。
这样，在注册过程中，切片支持信息可以与传输给用户设备的其他信息一起传输给用户设备。因此，不需要通过新的附加过程来传输切片支持信息，这是有利的。此外，切片支持信息的传输可以容易地集成在5G通信网络的注册过程中。
根据所述第一方面的所述网络实体的第五种实现方式，所述网络实体用于在用户设备配置更新过程中向所述用户设备传输所述切片支持信息。尤其当所述网络实体要更改用户设备配置或要触发用户设备注册更新过程时，使用所述用户设备配置更新过程。
这样，在用户设备配置更新过程中，切片支持信息可以与传输给用户设备的其他信息一起传输给用户设备。因此，不需要通过新的附加过程来传输切片支持信息，这是有利的。此外，切片支持信息的传输可以容易地集成在5G通信网络的UE配置更新过程中。
根据第一方面所述的网络实体的第六种实现方式，网络切片由单网络切片选择辅助信息(S-NSSAI)标识。其中，给定切片支持区域的所述切片支持信息包括所述给定切片支持区域支持或不支持的至少一个网络切片的S-NSSAI。
因此，可以通过仅传输少量信息来增强用户设备对切片支持的感知。通过从网络向用户设备传输少量的高层信令信息，可以在不降低系统效率的情况下提高用户设备的体验。
根据第一方面所述的网络实体的第七种实现方式，切片支持区域为跟踪区，由跟踪区标识(TAI)标识。TAI列表包括注册区域包含的每个跟踪区的TAI。所述网络实体用于将S-NSSAI列表关联到所述TAI列表中的每个给定TAI，所述S-NSSAI列表包括所述TAI标识的所述跟踪区支持或不支持的至少一个网络切片的S-NSSAI；所述网络实体用于向用户设备传输TAI列表和与TAI列表中的每个TAI相关联的相应S-NSSAI列表。
因此，通过传输少量的信息，可以有效地提高所述用户设备对切片支持的感知。
根据所述第一方面的所述网络实体的第八种实现方式，所述网络实体用于为所述用户设备分配注册区域，用于所述用户设备向所述通信网络注册。所述注册区域包括所述通信网络的至少一个切片支持区域。所述网络实体用于向所述用户设备传输不包括在所述注册区域中的至少一个切片支持区域的切片支持信息。或者/除此之外，所述网络实体用于向用户设备传输与该注册区域的切片支持区域相邻的至少一个切片支持区域的切片支持信息。
因此，针对注册区域之外的切片支持区域，提高了用户设备对切片的感知。这样做的好处是，用户设备已经能够分析注册区域外支持的网络切片。在通信网络更新注册区域的情况下，例如，由于用户设备离开注册区域，用户设备可以更快地使用所支持的网络切片。实际上，用户设备不需要等待接收关于新注册区域的切片支持信息。
根据所述第一方面的所述网络实体的第九种实现方式，所述网络实体用于选择所述注册区域的至少一个切片支持区域，用于所述用户设备向所述通信网络注册。基于所述用户设备的状态和/或概况和/或能力选择所述至少一个切片支持区域。
这样，所述网络实体可以优化网络分配给用户设备的注册区域的设计。用户设备的状态可以是空闲态，也可以是激活或连接态。用户设备的概况可以定义允许用户设备接入哪些网络切片。用户设备的能力可以定义其物理能力或其他能力。
根据所述第一方面的所述网络实体的第十种实现方式，所述网络实体用于根据所述用户设备的状态和/或所述用户设备的概况和/或所述用户设备的能力和/或使用信息，选择所述切片支持信息所指示的至少一个网络切片。所述切片使用信息指示所述用户设备可以使用哪些网络切片，或者允许所述用户设备使用哪些网络切片。
因此，所述网络实体可以优化传输的切片支持信息。用户设备的状态可以是空闲态，也可以是激活或连接态。用户设备的概况可以定义允许用户设备接入哪些网络切片。用户设备的能力可以定义其物理能力，也可以定义其能力。例如，可以从用户设备接收切片使用信息，或者可以替代地存储在通信网络中，特别是存储在网络实体中。
根据第一方面所述的网络实体的第十一种实现方式中，所述网络实体实现接入和移动性管理功能(AMF)。
因此，由于接入和移动性管理功能是5G通信网络的网络功能，因此网络实体可以在5G通信网络中使用。
根据第二方面，本发明涉及一种用于控制用户设备在包括多个切片支持区域的通信网络中使用网络切片的方法。每个切片支持区域至少包含一个小区，给定切片支持区域的所有小区支持相同的网络切片。所述用户设备向所述通信网络注册的注册区域至少包含一个切片支持区域。所述方法包括：向所述用户设备传输所述通信网络的至少一个切片支持区域的切片支持信息。所述给定切片支持区域的切片支持信息指示所述给定切片支持区域支持的至少一个网络切片和/或所述给定切片支持区域不支持的至少一个网络切片。
因此，可以提高用户设备对切片支持的感知。改进的切片感知具有以下优点：用户设备更好地了解通信网络内支持的网络切片的变化。这反过来又具有进一步的优点，即用户设备不会请求不支持的切片的业务，从而减少了较大信令开销和延迟周期。另一个优点是，用户设备不会错过某些切片支持区域中通信网络可以提供的任何网络切片。
根据所述第二方面的所述方法的第一种实现方式，所述方法包括：为所述用户设备分配注册区域，用于所述用户设备向所述通信网络注册。所述方法还包括：向所述用户设备传输所述注册区域的全部或部分切片支持区域的切片支持信息。
因此，针对注册区域的切片支持区域的切片支持信息的传输具体提高了用户设备对注册区域内的切片支持的感知。这一点具有优势，因为可以在异构无线接入网(RAN)切片部署的情况下，提升用户设备的体验。此外，这有助于设计网络中的注册区域，例如，可以在注册区域中定义具有异构切片支持的更大注册区域，同时，由于注册区域更大，因此可以减少注册区域更新的频率和信令开销。这反过来提高了系统效率，因为用户设备和网络之间需要较少的控制信令。
根据所述第二方面的所述方法的第二种实现方式，所述方法包括：将所述切片支持信息和注册区域信息通过消息传输给所述用户设备。所述注册区域信息指示所述注册区域包括的至少一个切片支持区域。
这样，注册区域信息和切片支持信息可以在一条消息中传输给用户设备。这种单一消息传输的优点在于不需要额外的消息来传输切片支持信息。因此，可以减少信令开销。
根据所述第二方面的所述方法的第三种实现方式，所述方法包括：通过所述通信网络与所述用户设备之间定义的信令接口在非接入层(NAS)消息中传输所述切片支持信息。
这样，即使用户设备与通信网络之间没有建立数据通信链路，也可以将切片支持信息传输给用户设备。
根据所述第二方面的所述方法的第四种实现方式，所述方法包括：向所述用户设备传输所述切片支持信息，发生在所述用户设备向所述通信网络注册的过程中，特别是在初始注册过程或注册更新过程中。
这样，在注册过程中，切片支持信息可以与传输给用户设备的其他信息一起传输给用户设备。因此，不需要通过新的附加过程来传输切片支持信息，这是有利的。此外，切片支持信息的传输可以容易地集成在5G通信网络的注册过程中。
根据所述第二方面的所述方法的第五种实现方式，所述方法包括：在用户设备配置更新过程中向所述用户设备传输所述切片支持信息。尤其当所述通信网络要更改用户设备配置或要触发用户设备注册更新过程时，使用所述用户设备配置更新过程。
这样，在用户设备配置更新过程中，切片支持信息可以与传输给用户设备的其他信息一起传输给用户设备。因此，不需要通过新的附加过程来传输切片支持信息，这是有利的。此外，切片支持信息的传输可以容易地集成在5G通信网络的UE配置更新过程中。
根据第二方面所述的方法的第六种实现方式，网络切片由单网络切片选择辅助信息(S-NSSAI)标识。其中，给定切片支持区域的所述切片支持信息包括所述给定切片支持区域支持或不支持的至少一个网络切片的S-NSSAI。
因此，可以通过仅传输少量信息来增强用户设备对切片支持的感知。通过从网络向用户设备传输少量的高层信令信息，可以在不降低系统效率的情况下提高用户设备的体验。
根据第二方面所述的方法的第七种实现方式，切片支持区域为跟踪区，由跟踪区标识(TAI)标识。TAI列表包括注册区域包含的每个跟踪区的TAI。所述方法包括：将S-NSSAI列表关联到所述TAI列表中的每个给定TAI，所述S-NSSAI列表包括所述TAI标识的所述跟踪区支持或不支持的至少一个网络切片的S-NSSAI。所述方法包括：向用户设备传输TAI列表和与TAI列表中的每个TAI相关联的相应S-NSSAI列表。
因此，通过传输少量的信息，可以有效地提高所述用户设备对切片支持的感知。
根据所述第二方面的所述方法的第八种实现方式，所述方法包括：为所述用户设备分配注册区域，用于所述用户设备向所述通信网络注册。所述注册区域包括所述通信网络的至少一个切片支持区域。所述方法包括：向所述用户设备传输不包括在所述注册区域中的至少一个切片支持区域的切片支持信息。或者/除此之外，所述方法包括：向用户设备传输与该注册区域的切片支持区域相邻的至少一个切片支持区域的切片支持信息。
因此，针对注册区域之外的切片支持区域，提高了用户设备对切片的感知。这样做的好处是，用户设备已经能够分析注册区域外支持的网络切片。在通信网络更新注册区域的情况下，例如，由于用户设备离开注册区域，用户设备可以更快地使用所支持的网络切片。实际上，用户设备不需要等待接收关于新注册区域的切片支持信息。
根据所述第二方面的所述方法的第九种实现方式，所述方法包括：选择所述注册区域的至少一个切片支持区域，用于所述用户设备向所述通信网络注册。基于所述用户设备的状态和/或概况和/或能力选择所述至少一个切片支持区域。
这样，所述通信网络可以优化网络分配给用户设备的注册区域的设计。
根据所述第二方面的所述方法的第十种实现方式，所述方法包括：根据所述用户设备的状态和/或所述用户设备的概况和/或所述用户设备的能力和/或切片使用信息，选择所述切片支持信息所指示的至少一个网络切片。所述切片使用信息指示所述用户设备可以使用哪些网络切片，或者允许所述用户设备使用哪些网络切片。
因此，所述网络实体可以优化传输的切片支持信息。用户设备的状态可以是空闲态，也可以是激活或连接态。用户设备的概况可以定义允许用户设备接入哪些网络切片。用户设备的能力可以定义其物理能力，也可以定义其能力。例如，可以从用户设备接收切片使用信息，或者可以替代地存储在通信网络中，特别是存储在网络实体中。
根据第二方面所述的方法的第十一种实现方式中，所述方法包括：实现接入和移动性管理功能(AMF)。
因此，由于接入和移动性管理功能是5G通信网络的网络功能，因此所述方法可以在5G通信网络中使用。
根据第三方面，本发明涉及一种通信网络，其包括根据第一方面所述的至少一个网络实体。
根据第四方面，本发明涉及一种用于使用包括多个切片支持区域的通信网络的网络切片的用户设备。每个切片支持区域至少包含一个小区，给定切片支持区域的所有小区支持相同的网络切片。所述用户设备向所述通信网络注册的注册区域至少包含一个切片支持区域。所述用户设备用于从所述通信网络接收所述通信网络的至少一个切片支持区域的切片支持信息。所述给定切片支持区域的切片支持信息指示所述给定切片支持区域支持的至少一个网络切片和/或所述给定切片支持区域不支持的至少一个网络切片。
因此，可以提高用户设备对切片支持的感知。改进的切片感知具有以下优点：用户设备更好地了解通信网络内支持的网络切片的变化。这反过来又具有进一步的优点，即用户设备不会请求不支持的切片的业务，从而减少了较大信令开销和延迟周期。另一个优点是，用户设备不会错过某些切片支持区域中通信网络可以提供的任何网络切片。
根据所述第四方面的所述用户设备的第一种实现方式，所述用户设备用于针对接收到的所述切片支持信息中定义的网络切片对应的业务，向所述通信网络发送业务请求。
这样，用户设备可以使用切片支持信息来决定业务请求要发起的网络切片。有利地，用户设备可以将业务请求映射到不是该业务的默认或最佳网络切片的可用网络切片。此外，用户设备仅在网络切片可用的情况下才能将业务请求映射到该业务的默认/最佳网络切片，这是有利的。
根据第五方面，本发明涉及一种用于用户设备使用包括多个切片支持区域的通信网络的网络切片的方法。每个切片支持区域至少包含一个小区，给定切片支持区域的所有小区支持相同的网络切片。所述用户设备向所述通信网络注册的注册区域至少包含一个切片支持区域。所述方法包括：从所述通信网络接收所述通信网络的至少一个切片支持区域的切片支持信息。所述给定切片支持区域的切片支持信息指示所述给定切片支持区域支持的至少一个网络切片和/或所述给定切片支持区域不支持的至少一个网络切片。
因此，可以提高用户设备对切片支持的感知。改进的切片感知具有以下优点：用户设备更好地了解通信网络内支持的网络切片的变化。这反过来又具有进一步的优点，即用户设备不会请求不支持的切片的业务，从而减少了较大信令开销和延迟周期。另一个优点是，用户设备不会错过某些切片支持区域中通信网络可以提供的任何网络切片。
根据所述第五方面的所述方法的第一种实现方式，所述方法包括：针对接收到的所述切片支持信息中定义的网络切片对应的业务，向所述通信网络发送业务请求。
这样，用户设备可以使用切片支持信息来决定业务请求要发起的网络切片。有利地，用户设备可以将业务请求映射到不是该业务的默认或最佳网络切片的可用网络切片。此外，用户设备仅在网络切片可用的情况下才能将业务请求映射到该业务的默认/最佳网络切片，这是有利的。
根据第六方面，本发明涉及一种包括程序代码的计算机程序，当所述计算机程序在计算设备上运行时，用于执行根据第二方面或第五方面所述的方法。
因此，所述方法可以自动和可重复的方式执行。有利地，所述计算机程序可以分别由第一方面所述的网络实体或第四方面所述的用户设备执行。
更具体地，需要说明的是，上述装置的实现可以基于具有分立硬件组件的分立硬件电路、集成芯片或芯片模块的布置，或者基于软件例程或程序所控制的信号处理设备或芯片。所述软件例程或程序存储在存储器中，写在计算机可读介质上或从网络如因特网上下载。
还应理解，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求或上述实施例与相应独立权利要求的任意组合。
本发明的这些和其它方面结合下文描述的实施例阐明并显而易见。
附图说明
结合所附附图，下面具体实施例的描述将阐述上述本发明的各方面及其实现形式，其中：
图1示出了根据本发明实施例的包括通信网络和用户设备的系统；
图2示出了根据本发明实施例的切片支持信息；
图3示出了根据本发明实施例的不同切片支持的场景；
图4示出了根据本发明实施例的在注册过程中传输切片支持信息；
图5示出了根据本发明实施例的在用户设备配置更新过程中传输切片支持信息。
具体实施方式
图1示出了根据本发明实施例的包括通信网络104和用户设备(UE)102的系统100。
所述通信网络104包括用于控制用户设备102使用通信网络104的网络切片的网络实体114。所述通信网络104包括多个切片支持区域。每个切片支持区域至少包含一个小区，给定切片支持区域的所有小区支持相同的网络切片。用于所述用户设备102向所述通信网络104注册的注册区域至少包含一个切片支持区域。
所述网络实体114用于向用户设备102传输通信网络104的至少一个切片支持区域的切片支持信息116。给定切片支持区域的切片支持信息116指示所述给定切片支持区域支持的至少一个网络切片。或者/除此之外，给定切片支持区域的切片支持信息116指示给定切片支持区域不支持的至少一个网络切片。
所述用户设备102用于从所述通信网络104接收所述通信网络104的至少一个切片支持区域的切片支持信息116。
特别地，网络切片可以是一个逻辑网络，提供特定的网络能力和网络特征。网络切片实例可以是构成一个已部署的网络分片的一组网络功能实例和所需的资源(例如，计算、存储和网络资源)。
网络功能可以是网络中的第三代合作伙伴计划(3GPP)定义的处理功能，处理功能定义了功能行为和3GPP定义的接口。网络功能可以实施为专用硬件上的网元、运行在专用硬件上的软件实例，或者为在合适的平台上实例化的虚拟化功能，例如，云基础设施。
上述网络切片、网络切片实例和网络功能的定义符合3GPP TS 23.501“5G系统的系统架构；阶段2(版本15)”技术规范，例如，3GPP TS 23.501规范2017年7月的版本1.2.0。
特别地，切片支持区域可以包括通信网络的至少一个小区。这种小区通常对应于蜂窝通信网络中的无线覆盖区域。小区通常由基站提供业务。在5G通信网络中，切片支持区域可以称为跟踪区(TA)。
特别地，根据5G系统，注册区域可以是注册区域(RA)。用户设备可以在注册区域级别向通信网络104注册，即，使用注册区域粒度。用户设备只要在其已注册的注册区域的切片支持区域内漫游，就不需要执行新的注册过程。
根据3GPP TR 21.905规范，例如，14.1.1版本，注册区域可以是用户设备无需重新进行位置注册即可漫游的区域。位置注册可以定义为，例如，定期或当进入新的注册区域时，用户设备在注册区域注册其存在的过程。位置注册可以是非接入层(NAS)过程。
此外，根据3GPP TS 23.501 v1.2.0规范，注册区域管理可以包括为用户设备分配和重新分配注册区域的功能。注册区域可按接入类型进行管理，例如，3GPP接入或非3GPP接入。当用户设备102通过3GPP接入注册到通信网络104时，网络实体114分配一组切片支持区域给用户设备作为注册区域。特别地，接入和移动性管理功能(AMF)形式的网络实体114可以为用户设备分配TAI列表中的一组跟踪区。
网络实体114在为用户设备分配注册区域时，可以考虑各种信息。此类信息可以是，例如，所述用户设备的移动性模式和允许/不允许区域。允许/不允许区域可以是用户设备可以发起或不发起与通信网络104的通信的区域。
图1的系统100的架构可以基于，例如，3GPP TS 23.501 v1.2.0规范定义的5G系统架构。所述通信网络104包括无线接入网(RAN)106和核心网(CN)108。为了获取业务连通性，例如，为了访问对应于5G通信系统中的网络切片的业务，所述UE通过所述RAN 106附着到所述CN 108。
所述核心网108包括控制面(CP)110和用户面(UP)112。将UP功能与CP功能分离，例如，允许相应功能的独立扩展、演进和灵活部署。
所述控制平面110包括接入和移动性管理功能(AMF)或核心接入和移动性管理功能，可以由网络实体114实现。如图1所示，所述网络实体114和所述用户设备102通过连接N1连接。所述连接N1优选为信令连接，特别用于传输非接入层(NAS)信令。所述网络实体用于与所述用户设备建立所述连接N1，并通过所述连接N1向所述移动终端传输包括所述切片支持信息116的消息。
所述控制面110可以包括5G系统已知的其它功能，例如：
网络切片选择功能(NSSF)，
网络开放功能(NEF)，
网络存储库功能(NRF)，
策略控制功能(PCF)，
统一数据管理(UDM)，
应用功能(AF)，
鉴权业务器功能(AUSF)，
会话管理功能(SMF)。
这些功能将呈现相应的业务化接口。例如，如图1所示，NSSF呈现Nnssf。
用户面112包括，例如对应运营商业务，互联网接入或第三方业务的用户面功能(UPF)和数据网络(DN)。
特别地，网络实体114用于为用户设备102分配注册区域，用于用户设备102向通信网络104注册。网络实体114还用于向用户设备102传输注册区域的所有切片支持区域的切片支持信息116。
或者，网络实体114还用于向用户设备102传输注册区域的部分切片支持的切片支持信息116。该替代方案涉及在传输给用户设备时仅包含部分切片支持信息的情况。该部分切片支持信息与注册区域的某些切片支持区域(但不是全部)的切片支持信息相关。例如，切片支持信息可以指示切片支持区域支持和/或不支持的网络切片。例如，可以部分更新一个注册区域200(每个切片支持区域)的切片支持信息，例如，所述传输的切片支持信息只能包括切片支持区域以及相应的支持/不支持的网络切片。所述切片支持区域以及相应的支持/不支持的网络切片不同与先前传输的切片支持信息中指示给所述用户设备的。
可以执行部分切片支持信息的传输，例如，如果网络切片的支持在注册区域的一个或多个切片支持区域中已改变。在这种情况下，允许网络实体114仅传输网络切片支持已发生变化的一个或多个切片支持区域的切片支持信息。特别地，切片支持信息可以指示给定切片支持区域新增支持的一个或多个额外的网络切片。此外，切片支持信息可以指示给定切片支持区域不再支持的一个或多个网络切片。
针对给定切片支持区域传输的切片支持信息可以指示所述给定切片支持区域支持的所有网络切片。或者，所述网络实体114向所述用户设备102传输的切片支持信息可以与用户设备相关。也就是说，所述传输的切片支持信息只能指示用户设备能够使用的网络切片。相应地，网络实体可以通过从用户设备接收相应的信息，或者读取存储在通信网络中相应的信息等来分析用户设备可使用哪些网络切片，然后将传输的切片支持信息限制为所述用户设备可使用的网络切片。
图2示出了根据本发明实施例的切片支持信息216。
在本实施例中，网络切片由单网络切片选择辅助信息(S-NSSAI)206标识。给定切片支持区域的切片支持信息216包括给定切片支持区域支持的或不支持的至少一个网络切片的S-NSSAI 206。特别地，可以包括给定切片支持区域支持的所有网络切片的S-NSSAI206，或者替代地，可以包括给定切片支持区域不支持的所有网络切片的S-NSSAI 206。
根据3GPP TS 23.501v1.2.0规范，S-NSSAI 206可以包括切片/业务类型(SST)，SST是指特性和业务方面的预期网络切片行为。可选地，S-NSSAI 206还可以包括切片区分器(SD)210，其补充了所述切片/业务类型，以区分相同切片/业务类型的多个网络切片。
网络切片选择辅助信息(NSSAI)是S-NSSAI的集合。例如，所述用户设备102与所述通信网络104之间的信令消息中发送的NSSAI中最多可以有8个S-NSSAI。每个S-NSSAI协助通信网络选择特定的网络切片实例。
在图2的实施例中，切片支持区域优选地采用跟踪区的形式，并且切片支持区域由跟踪区标识(TAI)204标识。所述注册区域200由TAI列表22定义。所述TAI列表202包括所述注册区域200包含的所有切片支持区域的TAI 204。
在本实施例中，所述切片支持信息可以由所述网络实体114针对所述注册区域200的每个切片支持区域进行传输，每个切片支持区域由其TAI 204进行标识。或者，所述切片支持信息可以由所述网络实体114仅针对所述注册区域200的部分切片支持区域进行传输。
在所述网络实体114向所述用户设备102传输所述注册区域200中不包括的至少一个切片支持区域的切片支持信息116的实施例中，所述切片支持区域可以由TAI标识。此外，TAI标识的给定切片支持区域的所述切片支持信息116可包括所述给定切片支持区域支持或不支持的至少一个网络切片的S-NSSAI。
所述网络实体114向所述用户设备102传输与所述注册区域200的切片支持区域相邻的至少一个切片支持区域的切片支持信息116的实施例与此类似。所诉切片支持区域可以通过TAI来标识。此外，TAI标识的给定切片支持区域的所述切片支持信息116可包括所述给定切片支持区域支持或不支持的至少一个网络切片的S-NSSAI。
图3示出了根据本发明实施例的不同切片支持的场景。特别地，图3示出了通信网络的第一和第二切片支持区域。这两个切片支持区域可以是跟踪区TA1、TA2的形式。
所述第二切片支持区域TA2包括在所述第一切片支持区域TA1内。也就是说，所述第二切片支持区域TA2的无线覆盖在所述第一切片支持区域TA1的无线覆盖范围内。在这种场景下，例如，所述第二切片支持区域TA2可以提供比所述第一切片支持区域TA1更多的网络切片。在图3的实施例中，所述第二切片支持区域TA2提供两个网络切片NS1、NS2，而所述第一切片支持区域TA1仅提供网络切片NS1。
在用户设备概况允许连接到两个网络切片NS1、NS2的情况下，两个切片支持区域TA1、TA2的切片支持信息116的传输可能是有利的。例如，如果将注册区域200定义为包括所述第一和第二切片支持区域TA1、TA2，则这种传输尤其有利。
一方面，在图3中箭头B所示场景中，用户设备在可以发起第一或第二切片支持区域TA1、TA2的网络切片的位置处进入注册区域。在用户设备仅需要网络切片NS1的情况下，其有利地可通过第一切片支持区域TA1发起网络切片NS1。由于第一切片支持区域TA1的无线覆盖范围大于第二切片支持区域TA2的无线覆盖范围，因此可以保持较低的信令开销。实际上，如果用户设备通过第二切片支持区域TA2发起网络切片NS1，那么当用户设备离开第二切片支持区域TA2并进入第一切片支持区域TA1时，将需要额外的信令。
另一方面，在图3中箭头A所示场景中，用户设备在仅可以发起第一切片支持区域TA1的网络切片的位置处进入注册区域。在此场景下，用户设备接收关于两个切片支持区域TA1、TA2的切片支持信息是有利的。的确，如果用户设备需要网络切片NS2，那么一进入第二切片支持区域TA2的无线覆盖范围后，就可以通过第二切片支持区域TA2发起网络切片NS2。
特别地，所述网络实体114可以通过消息向所述用户设备102传输所述切片支持信息116和注册区域信息。所述注册区域信息指示所述注册区域包括的一个或多个切片支持区域。
图4示出了根据本发明实施例的在注册过程400中传输切片支持信息。特别地，图4示出了在注册过程中实现切片支持信息传输的实施例。这种注册过程符合5G系统，例如，符合3GPP TS 23.502 v0.6.0规范。
用户设备需要向通信网络进行注册，以获得接收业务的授权，从而实现移动性跟踪和可达。注册过程可以应用于不同的使用情形：
在向5G系统初始用户设备注册期间，
当用户设备移动到位于用户设备的注册区域200之外的新切片支持区域或跟踪区时，作为移动性注册更新，例如，用户设备处于空闲态；
作为定期注册更新，和/或
当用户设备需要更新其能力或协议参数时。
图4包括用户设备402、RAN 406、网络实体414和切片支持信息416，它们分别对应于图1中的用户设备102、RAN 106、网络实体114和切片支持信息116。
在步骤1中，用户设备402向RAN 406发送注册请求。该请求可以包括用户设备402希望发起的网络切片的信息和/或用户设备402能够或被授权使用的网络切片的信息。
在步骤2中所述RAN 406选择所述网络实体414之后，在步骤3中所述RAN 406将注册请求转发给所述网络实体414。网络实体414优选地对应于5G系统的AMF。
然后，在所述通信网络中执行进一步的步骤，以执行所述用户设备402的注册。这些步骤在图4中称为步骤4至步骤20，并且优选地涉及PCF、SMF、AUSF、UDM以及图4中称为旧AMF的先前网络实体。
在步骤21中，网络实体414向用户设备402传输注册接受消息，以指示注册已被通信网络接受。注册接受消息包括所述切片支持信息416。所述切片支持信息416优选地在注册接受消息中作为单独的或额外的信息元素(IE)进行传输。
优选地，该注册接受消息还包括例如以TAI列表204形式的所述注册区域200。
所述注册接受消息可以向处于PDU会话状态的用户设备指示一个或多个已建立的协议数据单元(PDU)会话。所述用户设备可以本地移除与PDU会话相关的任何内部资源，所述PDU会话未在接收的PDU会话状态中被标记为已建立。
注册接受消息可以包括允许网络切片的指示，即，所述通信网络允许的网络切片的指示。该允许网络切片的指示可以是相应的S-NSSAI的形式。
可选地，所述用户设备可以在步骤22中向所述网络实体414传输注册完成消息，以确认注册和/或确认接收所述切片支持信息416。
图5示出了根据本发明实施例的在用户设备配置更新过程中传输切片支持信息。特别地，图5示出了在用户设备配置更新过程中实现切片支持信息传输的实施例。这种用户设备配置更新过程符合5G系统，例如，符合3GPP TS 23.502 v0.6.0规范。
图5包括用户设备502、RAN 506、优选以AMF形式的网络实体514和切片支持信息516，它们分别对应于图1中的用户设备102、RAN 106、切片支持区域114和切片支持信息116。
当所述网络实体514要更改用户设备配置或要触发用户设备注册更新过程时，使用所述用户设备配置更新过程(UE配置更新过程)500。
在步骤1中，网络实体514向用户设备发送用户设备配置更新命令(UE配置更新命令)。所述UE配置更新命令包括切片支持信息516。优选地，所述UE配置更新命令可以携带用户设备502新的或更新的注册区域200，以及相关切片支持信息516。所述切片支持信息516优选地在所述UE配置更新命令中作为单独的或附加的信元(IE)进行传输。
图5示出了具有确认的UE配置更新过程的示例。所述确认由所述用户设备在步骤2中发送，以确认所述过程完成和/或确认接收所述切片支持信息516。确认步骤2为可选步骤。
图4的注册接受消息和图5的UE配置更新命令是包括切片支持信息416、516的NAS信令的示例。或者，切片支持信息116可以通过网络实体与用户设备之间的连接N1上的其它消息或NAS信令进行传输。特别地，其它NAS过程也可以用于向用户设备捎带切片支持信息116。
优选地，通信网络104可以根据两种分配或指派类型为用户设备分配注册区域200。第一种分配类型包括在注册区域内分配具有不同切片支持的注册区域。也就是说，注册区域的切片支持区域可能具有不同的支持的网络切片。第二种分配类型包括：分配一个注册区域，其约束条件是网络切片支持在注册区域的所有切片支持区域中应该相同。
根据用户设备能力，可以采用第一种分配类型或第二种分配类型。如果用户设备能够识别当前位置的网络的切片支持(例如，借助于一些网络辅助)，可以使用第一种分配类型。否则，可以使用第二种分配方式。
优选地，切片支持信息116的传输通过N1接口上的扩展NAS信令进行，例如，通过在注册过程或用户设备配置更新过程中交换的消息。所述相关消息可以包括扩展注册区域IE，该扩展注册区域IE可以包括注册区域中每个切片支持区域所支持的网络切片S-NSSAI。
所述用户设备能够通过读取针对给定切片支持区域传输的切片支持信息来获得所述给定切片支持区域中的切片可用性。例如，这可以通过接收增强NAS信令，读取注册区域200的所述TAI列表202以及所述TAI列表202的每个元素的所述切片支持信息216来实现。
特别地，当传输切片支持信息116时，可以提高注册区域内用户设备对切片支持的感知。所述用户设备可以接收支持的网络切片的列表(例如，S-NSSAI206的列表)。网络可以向用户设备发送注册区域信息(例如：TAI列表202)以及TAI列表中每个切片支持区域的支持S-NSSAI206(例如，在注册过程中)。所述用户设备可以本地存储所述TAI列表202以及所述TAI列表202中每个切片支持区域的支持S-NSSAI206。
当跨越注册区域内的切片支持区域的边界时，用户设备从RAN监听当前切片支持区域的TAI 204(例如，监听无线广播信道的系统信息)。用户设备查询存储的TAI列表202，获知当前切片支持区域支持的切片。用户设备可以使用这种切片支持信息来决定使用哪个网络切片来发起业务请求。例如，可以将业务请求映射到受支持的网络切片，该网络切片不是该业务的默认/最佳网络切片。例如，用户设备也可以理解其可以请求先前切片支持区域不支持的网络切片。
特别地，可以优化注册区域分配或指派策略。例如，通过考虑最可能使用的切片的统一切片支持，可以为空闲模式/态的用户设备分配注册区域。例如，通过考虑对活动PDU会话的切片的统一支持以及很可能使用的其他切片，可以为处于活动模式/态的用户设备分配注册区域。优选地，在网络决定用户设备的注册区域时，仅应考虑上述切片(处于空闲/激活态)的可用性。
虽然本发明已在附图和前述描述中进行了详细说明和描述，但此类说明和描述应视为说明性或示例性的，而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。通过阅读本公开，其它修改对于本领域技术人员将显而易见。这种修改可以涉及本领域中已知的其它特征，并且可以使用这些特征来替代或补充本文已经描述的特征。
在此结合各种实施例描述了本发明。但本领域技术人员通过实践本发明，研究附图、本公开以及所附的权利要求，能够理解并获得公开实施例的其他变体。在权利要求书中，词语“包括”不排除其它元素或步骤，不定冠词“一个”或者“一种”不排除多个。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中列举的若干项目的功能。在仅凭某些措施被记载在相互不同的从属权利要求书中这个单纯的事实并不意味着这些措施的结合不能被有效地使用。计算机程序可存储或分发到合适的介质上，例如与其它硬件一起或者作为其它硬件的部分提供的光存储介质或者固态介质，还可以以其它形式例如通过因特网或者其它有线或无线电信系统分发。
尽管已经参考本发明的特定特征和实施例描述了本发明，但是明显在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以制定本发明的各种修改和组合。说明书和附图仅被视为所附权利要求书所定义的本发明的说明并且考虑落于本说明书的范围内的任何和所有修改、变体、组合或均等物。

Claims (16)

1.一种网络实体(114)，用于控制用户设备(102)使用包括多个切片支持区域(TA1、TA2)的通信网络(104)的网络切片，其特征在于，包括传输模块和处理模块，
每个切片支持区域(TA1、TA2)至少包含一个小区，给定切片支持区域(TA1、TA2)的所有小区支持相同的网络切片，
所述用户设备(102)向所述通信网络(104)注册的注册区域(200)至少包含一个切片支持区域(TA1、TA2)，
所述传输模块用于，向所述用户设备(102)传输所述通信网络(104)的至少一个切片支持区域(TA1、TA2)的切片支持信息(116、216)；
所述给定切片支持区域的切片支持信息(116)指示所述给定切片支持区域支持的至少一个网络切片和/或所述给定切片支持区域不支持的至少一个网络切片；
所述处理模块用于，选择所述注册区域(200)的所述至少一个切片支持区域(TA1、TA2)，以使所述用户设备(102)向所述通信网络(104)进行注册；
所述处理模块还用于，基于所述用户设备(102)的状态和/或概况和/或能力选择所述至少一个切片支持区域(TA1、TA2)。
2.根据权利要求1所述的网络实体(114)，其特征在于，
所述处理模块还用于：
向所述用户设备(102)分配注册区域(200)，用于所述用户设备(102)向所述通信网络(104)进行注册；
所述传输模块还用于：
向所述用户设备(102)传输所述注册区域(200)的全部或部分切片支持区域(TA1、TA2)的切片支持信息(116、216)。
3.根据权利要求2所述的网络实体(114)，其特征在于，
所述传输模块还用于：
将所述切片支持信息(116，216)和注册区域信息通过消息传输给所述用户设备(102)，
所述注册区域信息指示所述注册区域(200)包括的所述至少一个切片支持区域(TA1、TA2)。
4.根据前述权利要求1-3任一项所述的网络实体(114)，其特征在于，
所述传输模块还用于：
通过所述网络实体(114)和所述用户设备之间定义的信令接口(N1)，在非接入层(NAS)消息中传输所述切片支持信息(116、216)。
5.根据前述权利要求1-3任一项所述的网络实体(114)，其特征在于，
所述传输模块还用于：
向所述用户设备(102)传输所述切片支持信息(116、216)，发生在所述用户设备向所述通信网络(104)注册的过程中，
特别是在初始注册过程或注册更新过程中。
6.根据前述权利要求1-3任一项所述的网络实体(114)，其特征在于，
所述传输模块还用于：
在用户设备配置更新过程中向所述用户设备(102)传输所述切片支持信息(116，216)；
所述处理模块还用于，当所述网络实体(114)要更改用户设备配置或要触发用户设备注册更新过程时，使用所述用户设备配置更新过程。
7.根据前述权利要求1-3任一项所述的网络实体(114)，其特征在于，
网络切片由单个网络切片选择辅助信息(S-NSSAI)标识；
给定切片支持区域的所述切片支持信息(116、216)包括所述给定切片支持区域支持或不支持的至少一个网络切片的S-NSSAI。
8.根据权利要求7所述的网络实体(114)，其特征在于，
切片支持区域为跟踪区，由跟踪区标识(TAI)进行标识；
TAI列表(202)包括所述注册区域(200)中包含的每个跟踪区(TA1、TA2)的TAI(204)，所述处理模块还用于：
将S-NSSAI列表关联到所述TAI列表(202)中的每个给定TAI(204)，所述S-NSSAI列表包括所述TAI(204)标识的所述跟踪区支持或不支持的至少一个网络切片的S-NSSAI；
所述传输模块还用于，向所述用户设备(102)传输所述TAI列表(202)和与所述TAI列表(202)中的每个TAI(204)相关联的相应S-NSSAI列表。
9.根据前述权利要求1-3任一项所述的网络实体(114)，其特征在于，
所述处理模块还用于：
向所述用户设备(102)分配注册区域(200)，用于所述用户设备(102)向所述通信网络(104)进行注册；
所述注册区域(200)包括所述通信网络(104)的至少一个切片支持区域(TA1、TA2)，
所述处理模块还用于：
向所述用户设备(102)传输不包括在所述注册区域(200)中的至少一个切片支持区域(TA1、TA2)的切片支持信息(116、216)；和/或
向所述用户设备(102)传输与所述注册区域(200)的切片支持区域相邻的至少一个切片支持区域(TA1、TA2)的切片支持信息(116、216)。
10.根据前述权利要求1-3任一项所述的网络实体(114)，其特征在于，
所述处理模块还用于：
基于所述用户设备(102)的状态和/或所述用户设备(102)的概况和/或所述用户设备(102)的能力和/或切片使用信息，选择所述切片支持信息(116)指示的所述至少一个网络切片；所述切片使用信息指示所述用户设备(102)可以使用哪些网络切片，或者允许所述用户设备(102)使用哪些网络切片。
11.根据前述权利要求1-3任一项所述的网络实体(114)，其特征在于，
所述网络实体实现接入和移动性管理功能(AMF)。
12.一种用于控制用户设备(102)在包括多个切片支持区域(TA1、TA2)的通信网络(104)中使用网络切片的方法，其特征在于，
每个切片支持区域(TA1、TA2)至少包含一个小区，给定切片支持区域(TA1、TA2)的所有小区支持相同的网络切片，
所述用户设备(102)向所述通信网络(104)注册的注册区域(200)至少包含一个切片支持区域(TA1、TA2)，
所述方法包括：
向所述用户设备(102)传输所述通信网络(104)的至少一个切片支持区域(TA1、TA2)的切片支持信息(116、216)；
所述给定切片支持区域的切片支持信息(116)指示所述给定切片支持区域支持的至少一个网络切片和/或所述给定切片支持区域不支持的至少一个网络切片；
选择所述注册区域(200)的所述至少一个切片支持区域(TA1、TA2)，用于所述用户设备(102)向所述通信网络(104)进行注册；
基于所述用户设备(102)的状态和/或概况和/或能力选择所述至少一个切片支持区域(TA1、TA2)。
13.一种通信网络(104)，至少包含一个根据权利要求1至11中任一项所述的网络实体(114)。
14.一种用户设备(102)，用于使用包括多个切片支持区域(TA1、TA2)的通信网络(104)的网络切片，其特征在于，包括传输模块和处理模块，
每个切片支持区域(TA1、TA2)至少包含一个小区，给定切片支持区域(TA1、TA2)的所有小区支持相同的网络切片，
所述用户设备(102)向所述通信网络(104)注册的注册区域(200)至少包含一个切片支持区域(TA1、TA2)，
所述传输模块用于：
从所述通信网络(104)接收所述通信网络(104)的至少一个切片支持区域(TA1、TA2)的切片支持信息(116、216)；
所述给定切片支持区域的切片支持信息(116)指示所述给定切片支持区域支持的至少一个网络切片和/或所述给定切片支持区域不支持的至少一个网络切片；
所述处理模块用于：
向所述通信网络(104)选择所述注册区域(200)的所述至少一个切片支持区域(TA1、TA2)；由所述通信网络(104)基于所述用户设备(102)的状态和/或概况和/或能力选择所述至少一个切片支持区域(TA1、TA2)。
15.根据权利要求14所述的用户设备(102)，其特征在于，
所述传输模块还用于：
针对所述接收的切片支持信息(116)中定义的网络切片对应的业务，向所述通信网络(104)传输业务请求。
16.一种用于用户设备(102)使用包括多个切片支持区域(TA1、TA2)的通信网络(104)的网络切片的方法，其特征在于，
每个切片支持区域(TA1、TA2)至少包含一个小区，给定切片支持区域(TA1、TA2)的所有小区支持相同的网络切片，
所述用户设备(102)向所述通信网络(104)注册的注册区域(200)至少包含一个切片支持区域(TA1、TA2)，
所述方法包括：
从所述通信网络(104)接收所述通信网络(104)的至少一个切片支持区域(TA1、TA2)的切片支持信息(116、216)；
所述给定切片支持区域的切片支持信息(116)指示所述给定切片支持区域支持的至少一个网络切片和/或所述给定切片支持区域不支持的至少一个网络切片；
向所述通信网络(104)选择所述注册区域(200)的所述至少一个切片支持区域(TA1、TA2)；
由所述通信网络(104)基于所述用户设备(102)的状态和/或概况和/或能力选择所述至少一个切片支持区域(TA1、TA2)。
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