CN111328460B - 无效协议数据单元会话的处理方法及其用户设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种移动通信网络中非3GPP存取与3GPP存取间的切换进程期间，处理无效PDU会话的方法。UE在第一RAT上建立PDU会话，并且接着尝试将PDU会话从第一RAT切换至第二RAT。然而，在网络侧，第一RAT上的PDU会话不再存在并且网络将PDU会话视为无效。因此，网络向UE发回PDU会话建立拒绝消息，其具有指示“不存在PDU会话”的5GSM状态消息原因值#54。在UE侧，第一RAT上的PDU会话仍有效(例如，活动的)。为了重新同步网络，UE执行PDU会话释放进程，以释放第一RAT上的PDU会话。

Description

无效协议数据单元会话的处理方法及其用户设备
交叉引用
本申请根据35 U.S.C.§119要求如下优先权：2018年10月16日提交的专利申请号为62/746,016并且名称为“Handling on Invalid PDU Session”的美国临时专利申请以及2019年10月15日提交的专利申请号为16/653,047的美国专利申请，上述申请目标在此一起作为参考。
技术领域
本发明总体上有关于无线通信。特别地，有关于在下一代移动通信系统的切换期间，5G会话管理(5GSM)处理无效PDU会话方法。
背景技术
多年以来，无线通信网络已经以指数方式增长。长期演进(LTE)系统提供高峰数据率、低延迟、改进系统性能以及由于简易网络架构的低操作成本。又称为4G系统的LTE系统，也提供对旧无线网络(例如，GSM、CDMA以及通用移动电信系统(UMTS))的无缝结合。在LTE系统中，演进通用地面无线电存取网络(E-UTRAN)包含与多个移动站(称为用户设备(UE))进行通信的多个演进节点B(eNodeB或eNB)。第三代合作伙伴计划(3GPP)网络通常包含混合2G/3G/4G系统。随着网络设计的优化，各种标准的发展中已经有了许多改进。下一代移动网络(NGMN)委员会已经决定关注用于5G新无线电(NR)系统的定义端对端需求的未来NGMN活动。
在5G/NR中，协议数据单元(PDU)会话定义UE与提供PDU连接服务的数据网络之间的关联。在4G/LTE中，PDU会话建立是PDN连接(承载)进程的并行进程。PDU会话识别(PDUSession ID，PSI)确定每个PDU会话，并且可包含多个服务质量(QoS)流与QoS规则。通过5G存取网络(例如，3GPP无线电存取网络，RAN或者通过非3GPP RAN)可建立每个PDU会话。网络/UE可发起不同PDU会话进程，例如，PDU会话建立、PDU会话修改以及PDU会话释放。由于新无线电条件、负载平衡或者由于特定服务，使用不同切换进程，以将UE从源5G存取网络节点切换至目标5G存取网络。对于UE请求PDU会话建立进程，如果当UE尝试在3GPP与非3GPP存取之间切换时UE接收具有原因值#54“PDU会话不存在”的5G会话管理(5GSM)状态消息，则未定义UE行为。
寻求一种解决方案。
发明内容
提出一种移动通信网络中非3GPP存取与3GPP存取间的切换进程期间，处理无效PDU会话的方法。UE在第一RAT上建立PDU会话，并且接着尝试将PDU会话从第一RAT切换至第二RAT。然而，在网络侧，第一RAT上的PDU会话不再存在并且网络将PDU会话视为无效。因此，网络向UE发回PDU会话建立拒绝消息，其具有指示“不存在PDU会话”的5GSM状态消息原因值#54。在UE侧，第一RAT上的PDU会话仍有效(例如，活动的)。为了重新同步网络，UE执行PDU会话释放进程，以释放第一RAT上的PDU会话。
在一实施例中，UE在移动通信网络中建立协议数据单元(PDU)会话。在第一无线电存取技术(RAT)存取类型上建立具有协议数据单元会话识别(PSI)的该PDU会话。UE发起PDU会话切换进程，以将该PDU会话从该第一RAT存取类型切换至一第二RAT存取类型。UE从该网络接收指示不存在该PDU会话的第五代会话管理(5GSM)原因值。当在UE侧确定PDU会话是活动的时，UE在该第一RAT存取类型上释放该RAT会话。
在另一实施例中，UE在移动通信网络中建立协议数据单元(PDU)会话。在第一无线电存取技术(RAT)存取类型上建立具有协议数据单元会话识别(PSI)的该PDU会话。UE发起PDU会话切换进程，以将该PDU会话从该第一RAT存取类型切换至一第二RAT存取类型。UE从该网络接收指示不存在该PDU会话的第五代会话管理(5GSM)原因值。UE在该第一RAT存取类型上发送PDU会话建立请求消息。PDU会话建立请求消息指示“现存PDU会话”类型与该PSI。
本发明提供的无效协议数据单元会话的处理方法及其用户设备可实现UE与网络的同步。
下面按照细节描述其他实施例与优点。本发明内容并不旨在限定本发明。本发明由权利要求书限定。
附图说明
随附图描述本发明实施例，其中，相同编号指示相同组件。
图1依据新颖方面描述具有多个无线电存取网络、数据网络与用户设备(UE)，处理非3GPP存取与3GPP存取之间切换进程期间的无效PDU会话的示例下一代系统。
图2依据本发明实施例描述了用户设备(UE)与基站(BS)的简化区块图。
图3依据本发明实施例描述了在非3GPP存取与3GPP存取之间切换进程期间处理无效PDU会话的方法第一实施例。
图4依据本发明实施例描述了在非3GPP存取与3GPP存取之间切换进程期间处理无效PDU会话的方法第二实施例。
图5是依据新颖方面非3GPP存取与3GPP存取间切换进程期间处理无效PDU会话的方法的第一实施例流程图。
图6是依据新颖方面非3GPP存取与3GPP存取间切换进程期间处理无效PDU会话的方法的第二实施例流程图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的一些，其示例在附图中示出。
图1依据新颖方面描述具有多个无线电存取网络、数据网络与用户设备(UE)100，处理非3GPP存取与3GPP存取之间切换进程期间的无效PDU会话的示例下一代系统100。下一代5G新无线电(NR)系统100包含UE 101、3GPP无线电存取网络RAN 102、非3GPP无线电存取网络RAN 103、存取与移动管理功能(AMF)110、会话管理功能(SMF)111、N3网接功能(N3IWF)112、用户平面功能(UPF)113以及数据网络120。在移动通信网络100中，AMF与用于无线存取装置的存取与移动管理的BS、SMF、UPF进行通信。SMF主要负责与解耦数据平面交互、创建、更新并删除协议数据单元(PDU)会话以及管理具有用户平台功能(User Plane Function，UPF)的会话上下文。N3IWF连接5G核心网络控制平面功能，负责将消息路由至5G RAN之外。
3GPP无线电存取网络RAN 102可包含通过各种3GPP无线电存取技术(RAT)(包含5G、4G以及3G/2G)为UE 101提供无线电存取的基站(gNB或者eNB)。非3GPP无线电存取网络RAN 103可包含通过非3GPP RAT(包含WiFi)为UE 101提供无线电存取的存取点(accesspoint，AP)。UE 101可通过3GPP存取102、AMF 110、SMF 111以及UPF 113获取存取数据网络120。UE 101可通过非3GPP存取103、N3IWF 112、AMF 110、SMF 111与UPF 113获取存取数据网络120。为了通过不同RAT/CN的服务，UE 101可装配单一射频(RF)模块或收发器，或者多个RF模块或收发器。UE 101可为智能手机、可穿戴装置、物联网(Internet of Things，IoT)装置、平板计算机等。
在5G/NR中，协议数据单元(PDU)会话定义UE与提供PDU连接服务的数据网络之间的关联。通过3GPP RAN或者通过非3GPP RAN可建立每个PDU会话。AMF与SMF通过NAS信令管理3GPP存取与非3GPP存取两者的PDU会话的5G会话管理(5GSM)。由于新无线电条件、负载平衡或者由于特定服务，使用不同切换进程，以将UE从源NG-RAN节点切换至目标NG-RAN节点。具体地，网络使用服务请求(SR)进程触发或者UE通过移动发起(MO)PDU会话建立进程触发非3GPP存取与3GPP存取之间切换PDU会话的切换进程。对于UE请求PDU会话建立进程，如果当UE尝试在3GPP与非3GPP存取之间切换时UE接收具有原因值#54“PDU会话不存在”的5G会话管理(5GSM)状态消息，则未定义UE行为。
依据新颖方面，提出在下一代NG/5G系统中在切换进程期间处理无效PDU会话(步骤130所示)的方法。在图1的示例中，UE 101通过NAS信令在3GPP存取102与非3GPP存取103上注册网络(例如，通过AMF 110)。接着，UE 101在非3GPP存取103上建立与网络的PDU会话。PSI值确定PDU会话(例如，PSI＝1)，并且具有特定参数。稍后，由于各种原因，通过在3GPP存取102上向网络发送PDU会话建立请求消息，UE 101尝试将PDU会话切换至3GPP存取。然而，UE 101从网络接收PDU会话建立拒绝消息，其具有5GSM状态原因值#54“PDU会话不存在”。作为响应，UE 101在非3GPP存取上释放PDU会话(本地或明确地)，以与网络侧同步，其中，在UE侧具有PSI＝1的PDU会话并不是不活动的。接着，UE 101可使用相同PDU会话参数在目标存取类型(例如，3GPP存取)上发起另一PDU会话建立进程。因此，释放非3GPP存取类型上的具有PSI＝1的旧PDU会话，该旧PDU会话在UE侧与网络侧两者皆是不活动的，并且建立3GPP存取类型上具有相同PDU会话参数的新PDU会话。当源存取类型是3GPP并且目标存取类型是非3GPP时，可使用相同进程。
图2依据本发明实施例描述了用户设备UE 201与基站BS 202的简化区块图。BS202可具有天线226，其可发送并接收无线电信号。耦接天线的RF收发器模块223，可从天线226接收RF信号，将其转换为基带信号并且发送至处理器222。RF收发器223也可转换处理器222的已接收基带信号，将其转换为RF信号并且发送给天线226。处理器222可处理已接收基带信号并且使用不同功能模块执行BS/AP 202中的特征。存储器221可存储进程指令与数据224，以控制BS 202的操作。BS 202也可包含一组功能模块与控制电路，例如，协议栈214、用于向UE提供控制与配置参数的控制与配置电路211、用于与UE建立PDU会话与注册的连接与注册处理电路212，以及用于向UE发送切换命令的切换电路213。
相似地，UE 201可具有天线235，其可发送并接收无线电信号。耦接天线的RF收发器模块234，可从天线235接收RF信号，将其转换为基带信号并且发送至处理器232。RF收发器234也可转换处理器232的已接收基带信号，将其转换为RF信号并且发送给天线235。处理器232可处理已接收基带信号并且使用不同功能模块执行UE 201中的特征。存储器231可存储进程指令与数据236，以控制UE 201的操作。UE 201也可包含一组功能模块与控制电路290，其可实施本发明的功能任务。协议栈295包含与连接核心网络的MME或AMF实体进行通信的非存取(NAS)层、用于高层配置与控制的无线电资源控制(RRC)层、分组数据汇聚通信协议/无线电链路控制(PDCP/RLC)层、介质访问控制(MAC)层以及物理(PHY)层。附着与PDU会话处理电路291可附着于网络，并且与服务基站建立PDU会话，IMS注册电路292可执行与IMS服务器的IMS注册，切换电路293可触发并处理PDU会话切换进程，并且控制与配置电路294可检测5GSM状态，并且当网络使用无效PDU会话拒绝UE发起PDU会话切换进程时决定做什么。
软件、固件、硬件与以上结合可实施与配置各种功能模块与控制电路。当处理器通过包含在存储器中的进程指令执行时，该功能模块与电路彼此交互，以允许基站与UE执行实施例、功能性任务与网络的特征。每个模块或电路可包含与相应进程指令一起的处理器(例如，222或232)。举例来说，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、应用特定集体电路(ASIC)、场可编程逻辑门阵列(FPGA)电路以及其他类型集体电路(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与BS 202的特征。
图3依据本发明实施例描述了在非3GPP存取与3GPP存取之间切换进程期间处理无效PDU会话的方法的第一实施例。在步骤311，UE 301通过NAS信令(N1界面)在3GPP上执行网络注册与附着。在步骤312，UE 301通过NAS信令(N1界面)在非3GPP上执行网络注册与附着。在步骤321，UE 301通过NAS信令在非3GPP存取303上建立PDU会话。非3GPP存取网络可为WiFi AP服务的WLAN。在一示例中，UE 301向网络发送具有类型＝“发起请求”的PDU会话建立请求消息。如果成功建立PDU会话，则UE NAS层向URSP处理层指示已建立PDU会话属性(例如，PDU会话ID、服务与会话连续性(SSC)模式、单一网络切片选择协助信息(S-NSSAI)、数据网络名称(DNN)、PDU会话类型、存取类型、PDU地址)，并且向上层提供已建立PDU会话的信息(例如，PDU地址)。这里，具有存取类型为非3GPP的PSI＝1确定PDU会话。在步骤322，UE 301使用已建立PDU会话与数据网络进行通信。
稍后，UE 301已经决定需要从非3GPP至3GPP存取至PDU会话切换，例如，由于较差无线电信号质量。在步骤331，UE 301通过在3GPP存取302上向网络发送PDU会话建立请求消息(其具有类型为“现存PDU会话”以及PSI＝1)，发起从非3GPP至3GPP的PDU会话切换进程。然而，在网络侧，非3GPP存取上不再存在具有PSI＝1的PDU会话，并且网络认为PDU会话是无效的。在步骤332，网络向UE 301发回PDU会话建立拒绝消息，其具有PSI＝1以及指示“不存在PDU会话”的5GSM原因值#54。在UE侧，非3GPP上具有PSI＝1的PDU会话仍有效(例如，活动的)。为了与网络重新同步，在步骤341，UE 301例如通过向网络发送PDU会话释放请求消息，执行非3GPP存取303上PDU会话释放进程，以释放非3GPP存取类型上具有PSI＝1的PDU会话。或者，UE 301可本地释放具有PSI＝1的PDU会话。在步骤351，UE 301例如可使用相同参数(例如，PSI、DNN、S-NSSAI)选择性地发起目标存取类型(例如，3GPP存取302)上的PDU会话建立进程。然而，值得注意的是，对于步骤351中的该PDU会话建立进程，UE 301可不使用相同PSI作为先前PDU会话的PSI。
图4依据本发明实施例描述了在非3GPP存取与3GPP存取之间切换进程期间处理无效PDU会话的方法的第二实施例。图4的步骤411至432与图3的步骤311至332相似，其中，UE在3GPP存取类型与非3GPP存取类型上注册网络，在非3GPP存取类型上建立具有PSI＝1的PDU会话，并且接着尝试从非3GPP存取类型切换PDU会话至3GPP存取类型。然而，在网络侧，非3GPP存取上不再存在具有PSI＝1的PDU会话，并且网络认为PDU会话是无效的。网络向UE发回PDU会话建立拒绝消息，其具有PSI＝1以及指示“不存在PDU会话”的5GSM原因值#54。在UE侧，非3GPP上具有PSI＝1的PDU会话仍有效(例如，活动的)。
在图4的实施例中，替换在非3GPP存取类型上释放PDU会话，UE 401首先尝试恢复PDU会话。因此，在步骤441，UE 401在非3GPP存取上向网络发送PDU会话建立请求消息，其具有类型为“现存PDU会话”以及PSI＝1。在第一场景(情况1)中，在步骤451，UE 401从网络接收PDU会话建立接受消息，并且成功恢复非3GPP存取上的旧PDU会话。在步骤452，UE 401使用已建立PDU会话与数据网络进行通信。在第二场景(情况2)中，在步骤461，UE 401接收PDU会话建立拒绝消息，其具有PSI＝1以及指示“不存在PDU会话”的5GSM原因值#54或其他原因值。为了与网络重新同步，在步骤462，UE 401例如通过向网络发送PDU会话释放请求消息，执行非3GPP存取403上PDU会话释放进程，以释放非3GPP存取类型上具有PSI＝1的PDU会话。或者，UE 401可本地释放PDU会话。UE 401例如可使用相同参数(例如，PSI、DNN、S-NSSAI)选择性地发起目标存取类型(例如，3GPP存取类型)上的PDU会话建立进程。然而，值得注意的是，对于该PDU会话建立进程，UE 401可不使用相同PSI作为先前PDU会话的PSI。
图5是依据新颖方面非3GPP存取与3GPP存取间切换进程期间处理无效PDU会话的方法的第一实施例流程图。在步骤501，UE在移动通信网络中建立协议数据单元(PDU)会话。在第一无线电存取技术(RAT)存取类型上建立具有PDU会话ID(PSI)的PDU会话。在步骤502，UE发起PDU会话切换进程，以将PDU会话从第一RAT存取类型切换至第二RAT存取类型。在步骤503，UE从网络接收指示不存在PDU会话的5G会话管理(5GSM)原因值。在步骤504，当在UE侧确定PDU会话是活动的时，UE在第一RAT存取类型上释放PDU会话。
图6是依据新颖方面非3GPP存取与3GPP存取间切换进程期间处理无效PDU会话的方法的第二实施例流程图。在步骤601，UE在移动通信网络中建立协议数据单元(PDU)会话。在第一无线电存取技术(RAT)存取类型上建立具有PDU会话ID(PSI)的PDU会话。在步骤602，UE发起PDU会话切换进程，以将PDU会话从第一RAT存取类型切换至第二RAT存取类型。在步骤603，UE从网络接收指示不存在PDU会话的5G会话管理(5GSM)原因值。在步骤604，UE在第一RAT存取类型上发送PDU会话建立请求消息。PDU会话建立请求消息指示“现存PDU会话”类型以及PSI。
尽管为了说明的目的，结合特定实施例描述了本发明，但本发明并不局限于此。因此，在不脱离权利要求书的本发明范围情况下，可对所描述实施例的各种特征执行各种修改、调整以及组合。

Claims (20)

1.一种无效协议数据单元会话的处理方法，包括：
通过用户设备在移动通信网络中建立协议数据单元会话，其中，在第一无线电存取技术存取类型上建立具有协议数据单元会话识别的该协议数据单元会话；
发起协议数据单元会话切换进程，以将该协议数据单元会话从该第一无线电存取技术存取类型切换至第二无线电存取技术存取类型；
从该移动通信网络接收指示不存在该协议数据单元会话的第五代会话管理原因值；以及
为了与该移动通信网络重新同步，在该第一无线电存取技术存取类型上释放该协议数据单元会话。
2.如权利要求1所述的无效协议数据单元会话的处理方法，其特征在于，通过向该移动通信网络发送协议数据单元会话建立请求消息，该用户设备发起该协议数据单元会话切换进程。
3.如权利要求2所述的无效协议数据单元会话的处理方法，其特征在于，该协议数据单元会话建立请求消息指示“现存协议数据单元会话”类型以及该协议数据单元会话识别。
4.如权利要求1所述的无效协议数据单元会话的处理方法，其特征在于，来自该移动通信网络的协议数据单元会话建立拒绝消息携带该第五代会话管理原因值。
5.如权利要求1所述的无效协议数据单元会话的处理方法，其特征在于，该用户设备本地释放该协议数据单元会话。
6.如权利要求1所述的无效协议数据单元会话的处理方法，其特征在于，通过向该移动通信网络发送协议数据单元会话释放请求消息，该用户设备明确地释放该协议数据单元会话。
7.如权利要求1所述的无效协议数据单元会话的处理方法，其特征在于，该第一无线电存取技术是非第三代合作伙伴计划以及该第二无线电存取技术是第三代合作伙伴计划，或者该第一无线电存取技术是第三代合作伙伴计划以及该第二无线电存取技术是非第三代合作伙伴计划。
8.如权利要求1所述的无效协议数据单元会话的处理方法，其特征在于，进一步包含：
使用包含数据网络名称与单一网络切片选择协助信息的相同协议数据单元会话参数，在该第二无线电存取技术上发起协议数据单元会话建立进程。
9.一种用于无效协议数据单元会话处理的用户设备，包括：
协议数据单元处理电路，用于在移动通信网络中建立协议数据单元会话，其中，在第一无线电存取技术存取类型上建立具有协议数据单元会话识别的该协议数据单元会话；
切换电路，用于发起协议数据单元会话切换进程，以将该协议数据单元会话从该第一无线电存取技术存取类型切换至第二无线电存取技术存取类型；以及
接收器，用于从该移动通信网络接收指示不存在该协议数据单元会话的第五代会话管理原因值，其中，为了与该移动通信网络重新同步，该用户设备在该第一无线电存取技术存取类型上释放该协议数据单元会话。
10.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，通过向该移动通信网络发送协议数据单元会话建立请求消息，该用户设备发起该协议数据单元会话切换进程。
11.如权利要求10所述的用户设备，其特征在于，该协议数据单元会话建立请求消息指示“现存协议数据单元会话”类型以及该协议数据单元会话识别。
12.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，来自该移动通信网络的协议数据单元会话建立拒绝消息携带该第五代会话管理原因值。
13.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，该用户设备本地释放该协议数据单元会话。
14.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，通过向该移动通信网络发送协议数据单元会话释放请求消息，该用户设备明确地释放该协议数据单元会话。
15.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，该第一无线电存取技术是非第三代合作伙伴计划以及该第二无线电存取技术是第三代合作伙伴计划，或者该第一无线电存取技术是第三代合作伙伴计划以及该第二无线电存取技术是非第三代合作伙伴计划。
16.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，使用包含数据网络名称与单一网络切片选择协助信息的相同协议数据单元会话参数，该用户设备在该第二无线电存取技术上发起协议数据单元会话建立进程。
17.一种无效协议数据单元会话的处理方法，包括：
通过用户设备在移动通信网络中建立协议数据单元会话，其中，在第一无线电存取技术存取类型上建立具有协议数据单元会话识别的该协议数据单元会话；
发起协议数据单元会话切换进程，以将该协议数据单元会话从该第一无线电存取技术存取类型切换至第二无线电存取技术存取类型；
从该移动通信网络接收指示不存在该协议数据单元会话的第五代会话管理原因值；以及
在该第一无线电存取技术存取类型上发送协议数据单元会话建立请求消息，其中，该协议数据单元会话建立请求消息指示“现存协议数据单元会话”类型以及该协议数据单元会话识别。
18.如权利要求17所述的无效协议数据单元会话的处理方法，其特征在于，进一步包含：
接收协议数据单元会话建立接受消息，并且在该第一无线电存取技术存取类型上建立与该移动通信网络的该协议数据单元会话。
19.如权利要求17所述的无效协议数据单元会话的处理方法，其特征在于，进一步包含：
从该移动通信网络接收协议数据单元会话建立拒绝消息；以及
在该第一无线电存取技术存取类型上释放该协议数据单元会话，其中，该协议数据单元会话在该用户设备侧是活动的。
20.如权利要求19所述的无效协议数据单元会话的处理方法，其特征在于，该协议数据单元会话建立拒绝消息携带指示不存在该协议数据单元会话的第五代会话管理原因值。
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