CN111373836B - 第五代会话管理处理方法及其用户设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种PDU会话进程的PDU会话识别(PSI)失配的处理方法。在UE接收5GSM消息情况下(其中，PSI值指示PDU会话处于5GSM状态PDU会话不活动)，UE为PDU会话停留在当前5GSM状态并且使用包含5GSM原因#43“无效PDU会话识别”的5GSM状态消息进行响应，从而减少信令与UE处理。在UE接收5GSM消息情况下(其中，PSI值是预留或未分配值)，UE为PDU会话停留在其当前5GSM状态，并且忽略5GSM消息，以减少信令。

Description

第五代会话管理处理方法及其用户设备
交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119要求如下优先权：2018年10月6日提交的专利申请号为62/742,325并且名称为”5GSM Handling on 5G PSI Mismatch”的美国临时专利申请。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，有关于下一代5G移动通信系统中支持增强型协议数据单元(PDU)会话识别(PDN Session ID，PSI)失配(mismatch)处理的方法。
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。PDU会话识别(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。网络/UE可初始化不同PDU会话进程，例如，PDU会话建立、PDU会话修改以及PDU会话释放。因此，对于每个PDU会话，在不同PDU会话进程期间，UE可处于不同5G会话管理(5GSM)状态。不同PDU会话状态包含PDU会话活动状态、不活动状态、活动暂停状态、不活动暂停状态以及修改暂停状态。
对于不同PDU会话进程，PDU会话ID失配的问题需要适当处理。在一个示例中，如果5G会话管理(5GSM)消息中PDU会话ID是预留或未分配值，则需要定义合适UE行为，以减少信令与UE处理。在另一示例中，对于网络初始化PDU会话修改，如果PDU SESSIONMODIFICATION COMMAND消息中的PDU会话ID属于UE中PDU SESSION INACTIVE状态的PDU会话，则也需要定义合适UE行为以减少信令。
发明内容
提出一种PDU会话进程的PDU会话识别(PSI)失配的处理方法。在UE接收5GSM消息情况下(其中，PSI值指示PDU会话处于5GSM状态PDU会话不活动)，UE为PDU会话停留在当前5GSM状态并且使用包含5GSM原因#43“无效PDU会话识别”的5GSM状态消息进行响应，从而减少信令与UE处理。在UE接收5GSM消息情况下(其中，PSI值是预留或未分配值)，UE为PDU会话停留在其当前5GSM状态，并且忽略5GSM消息，以减少信令。
在一实施例中，通过移动通信网络中用户设备(UE)，UE从网络实体接收5G会话管理(5GSM)消息，其中，该5GSM消息对应与PDU会话识别(PSI)相关联的协议数据单元(PDU)会话进程。UE确定该PSI值是否对于该相应PDU会话进程有效。一旦检测到该PSI值是未分配或预留的，则该UE忽略该5GSM消息。否则，一旦检测到该PSI值指示该PDU会话处于PDU会话不活动状态，则该UE向该网络发送包含原因信息元素(IE)的5GSM状态消息。
本发明提出的5G会话管理方法及其用户设备可减少信令。
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根据新颖方面描述了支持PDU会话识别(PSI)失配的示例5G新无线电(NR)网络。
图2根据本发明实施例描述了UE的示意区块图。
图3根据本发明实施例描述了用于PDU会话建立、释放与修改进程的不同UE状态的示意状态机。
图4描述了当UE接收网络初始化5GSM消息时UE处理不同PSI失配场景的示例。
图5根据本发明实施例描述了用于PDU会话进程的PSI失配处理的序列流。
图6是根据新颖方面支持5G NR网络的PSI失配处理的流程图。
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根据新颖方面描述了支持PDU会话识别(PSI)失配的示例4G LTE或5G新无线电(NR)网络100。LTE/NR网络100包含数据网络110以及通过与多个用户设备(UE)(包含UE114)进行通信提供各种服务的应用服务器111。在图1的示例中，UE 114与其伺服基站BS115属于无线电存取网络RAN 120的一部分。RAN 120通过无线电存取技术(RAT)向UE 114提供无线电存取。应用服务器111通过用户平面功能(UPF)116以及BS 115与UE 114进行通信。移动管理实体(MME)或存取与移动管理功能(AMF)117与BS 115进行通信，用于LTE/NR网络100中无线存取装置的存取与移动管理。会话管理功能(SMF)118首先负责与解耦平面交互、创造、更新与移除协议数据单元(PDU)会话以及管理与UPF 116的会话上下文。可为UE 114装配一个射频(RF)收发器或多个RF收发器，用于通过不同RAT/CN的不同应用服务。UE 114可为智能手机、可穿戴装置、物联网(IoT)装置以及平板计算机等。
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。PDU会话识别(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。网络或UE可初始化不同PDU会话进程，例如，PDU会话建立、PDU会话修改以及PDU会话释放。因此，对于每个PDU会话，在不同PDU会话进程期间，UE可处于不同5G会话管理(5GSM)状态。不同PDU会话状态包含PDU会话活动状态、不活动状态、活动暂停状态、不活动暂停状态以及修改暂停状态。对于不同PDU会话进程(130)，PDU会话ID失配的问题需要适当处理。在一示例中，如果5GSM消息中PDU会话ID是预留或未分配值，则需要定义合适UE行为。在另一示例中，对于网络初始化PDU会话修改进程，如果PDU会话修改命令(PDU SESSIONMODIFICATION COMMAND)消息中的PDU会话ID属于UE中PDU会话不活动(PDU SESSIONINACTIVE)状态的PDU会话，则也需要定义合适UE行为以减少信令。
根据新颖方面，提出PDU会话进程的PSI失配处理方法(如140所示)。在UE接收PDU会话修改命令(PDU SESSION MODIFICATION COMMAND)消息(或其他5GSM消息)情况下(其中，PSI值指示PDU会话处于5GSM状态PDU会话不活动(PDU SESSION INACTIVE))，UE为PDU会话停留在当前5GSM修改暂停状态(或其他当前5GSM状态)。UE使用包含5GSM原因#43“无效PDU会话识别”的5GSM状态消息进行响应，从而使得网络意识到PSI失配问题。因此，网络可减少具有失配PSI的重复信令；替换地，网络可重发具有有效PSI的5GSM消息。此外，当网络接收该错误原因时，网络也可相应地执行PDU会话校准，并且因此避免进一步PSI失配操作。通过发送5GSM状态消息，不影响5GSM状态。因此，在不会由于未知消息终止情况下，UE可处理当前进程。在UE接收5GSM消息情况下(其中，PSI值是预留或未分配值)，UE为PDU会话停留在其当前5GSM状态，并且忽略5GSM消息，因此不存在额外UE发讯与处理工作。
图2根据本发明实施例描述了无线装置(例如，UE 201与网络实体211)的示意区块图。网络实体211可为结合MME或AMF的基站。网络实体211具有发送并接收无线电信号的天线215。耦接天线的射频RF收发器模块214，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也转换从处理器213接收的基带信号，将其转换为RF信号，并且发送至天线215。处理器213处理该已接收基带信号并且调用不同功能模块执行基站211的特征。存储器212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也包含一组控制功能模块与电路290。PDU会话处理电路231处理PDU会话建立与修改进程。QoS流与规则管理电路232为UE创造、修改以及删除QoS流与QoS流规则。配置与控制电路233提供不同参数，以配置并控制UE。网络实体211另包含协议栈280。
相似地，UE 201具有存储器202、处理器203以及射频(RF)收发器模块204。RF收发器204耦接天线205，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也转换从处理器203接收的基带信号，将其转换为RF信号，并且发送至天线205。处理器203处理该已接收基带信号并且调用不同功能模块与电路执行UE 201的特征。存储器202存储处理器执行的数据与程序指令210以控制UE 201的操作。合适处理器包含，例如，特定目的处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可程序门阵列(FPGA)电路、其他类型集成电路(IC)及/或状态机。可使用处理器以及软件实施并配置UE 201的特征。
UE 201也包含一组功能模块与控制电路，以实施UE 201的功能任务。协议栈260可包含非存取层(NAS)以与MME或AMF实体(连接核心网络)进行通信、无线电资源控制(RRC)层用于高层配置与控制、封包数据聚集协议/无线电链路控制(PDCP/RLC)层、媒介访问控制(MAC)层以及物理(PHY)层。可由软件、固件、硬件及/或结合实施并配置系统模块与电路270。当通过存储器中包含的程序指令由处理器执行时，功能模块与电路彼此交互，以允许UE 201执行网络中实施例与功能任务特征。在示例中，系统模块与电路270包含执行PDU会话建立与修改进程的PDU会话处理电路221、为相应进程管理PSI并且相应处理PSI失配的PSI处理电路222、处理来自网络的配置与控制参数的配置与控制模块223。
图3根据本发明实施例描述了用于PDU会话建立、释放与修改进程的不同UE状态的示意状态机。对于每个PDU会话，UE可处于PDU建立与修改进程的不同阶段上许多不同5GSM状态。从PDU会话不活动暂停状态(301)，如果UE接收PDU会话释放命令(PDU SESSIONRELEASE COMMAND)消息，则UE可进入PDU会话不活动状态(302)，如果UE接收PDU会话释放拒绝(PDU SESSION RELEASE)消息，则UE也可进入PDU会话活动状态(303)。从PDU会话不活动状态(302)，当UE发出PDU会话建立请求(PDU SESSION ESTABLISHMENT REQUEST)消息时，UE可进入PDU会话活动暂停状态(304)。从PDU会话活动暂停状态(304)，如果UE接收PDU会话建立拒绝(PDU SESSION ESTABLISHMENT REJECT)消息，则UE可进入PDU会话不活动，如果UE接收PDU会话建立接受(PDU SESSION ESTABLISHMENT ACCEPT)消息，则UE也可进入PDU会话活动状态(303)。从PDU会话活动状态(303)，UE可能进入其他三种状态或者停留在活动状态。例如，当UE发出PDU会话修改请求(PDU SESSION MODIFICATION REQUEST)消息时，UE可进入PDU会话修改暂停状态(305)。从PDU会话修改暂停状态(305)，如果UE接收PDU会话修改拒绝(PDU SESSION MODIFICATION REJECT)消息，则UE可进入PDU会话不活动状态(302)，如果UE接收PDU会话修改命令(PDU SESSION MODIFICATION COMMAND)消息或PDU会话修改拒绝(PDU SESSION MODIFICATION REJECT)消息，则UE可进入PDU会话活动状态(303)。
值得注意的是，本状态机不描述所有可能UE状态以及PDU会话与进程的关联状态交换。然而，当UE处于特定状态并且接收或发送特定5GSM消息时，状态机定义许多UE行为。例如，如果UE处于PDU会话修改暂停状态(305)，并且UE接收PDU会话修改命令(PDU SESSIONMODIFICATION COMMAND)消息，以及PDU会话修改命令(PDU SESSION MODIFICATIONCOMMAND)消息中PDU会话ID属于PDU会话不活动状态的PDU会话，则UE可响应网络PDU会话修改命令拒绝(PDU SESSION MODIFICATION COMMAND REJECT)消息，并且进入活动状态或停留在其当前状态。如果UE进入活动状态，并且网络重发具有匹配PSI值的命令消息，则将会出现问题。如果UE停留在当前状态，并且网络未重发命令消息，则将会出现问题。在新颖方面，UE使用包含5GSM原因#43“无效PDU会话识别”的5GSM状态消息进行响应，并且为PDU会话停留在其当前状态。在另一示例中，如果UE接收具有PSI值(预留或未分配)的网络初始化5GSM消息，则UE停留在其当前5GSM状态，并且忽略5GSM命令消息。
图4描述了当UE接收网络初始化5GSM消息时UE处理不同PSI失配场景的示例。如图4的列表400所示，第一行列举发送至UE的多个网络初始化5GSM消息，其包含PDU会话建立接受、PDU会话建立拒绝、PDU会话认证命令、PDU会话认证结果、PDU会话修改命令、PDU会话修改拒绝、PDU会话释放命令以及PDU会话释放拒绝。第二行表示当5GSM消息的PSI值是预留或未分配时的UE行为——UE忽略5GSM消息。在这种场景下，5GSM消息具有无效PSI值，并且UE应在不发送具有原因值的5GSM状态情况下简单忽略，以减少信令与UE处理。第三行表示当PSI指示5GSM状态PDU会话不活动中PDU会话时的UE行为——UE使用具有5GSM原因#43“无效PDU会话识别”的5GSM状态消息进行响应。在这种场景下，5GSM消息具有PSI失配，其指示网络与UE不同步。因此，UE应发送5GSM状态消息并且让网络知道，以阻止网络保持重发具有失配PSI值的相同5GSM消息。
图5根据本发明实施例描述了用于PDU会话进程的PSI失配处理的序列流。在步骤511，UE 501与网络502建立具有PDU会话识别(PSI)的PDU会话。值得注意的是，网络502指的是5G网络中任意网络实体，包含基站、AMF或SMF。网络/UE可初始化不同PDU会话进程，例如，PDU会话建立、PDU会话修改以及PDU会话释放。因此，对于每个PDU会话，UE可处于不同PDU会话进程期间不同5G会话管理(5GSM)状态。不同PDU会话状态包含PDU会话活动状态、不活动状态、活动暂停状态、不活动暂停状态以及修改暂停状态。
在步骤521，网络502向UE 501发送5GSM消息。5GSM消息与PSI值确定的PDU会话进程相关。5GSM消息可为图4中列举的任意消息，其包含PDU会话建立接受、PDU会话建立拒绝、PDU会话认证命令、PDU会话认证结果、PDU会话修改命令、PDU会话修改拒绝、PDU会话释放命令以及PDU会话释放拒绝。然而，5GSM可具有PSI失配问题。在步骤531，一旦接收5GSM消息，UE 501确定是否存在任何PSI失配问题。这可包含检查PSI值是否有效，例如，其是否是预留或未分配值以及是否不匹配任何已建立PDU会话。它也可包含检查PSI值是否属于5GSM状态PDU会话不活动中的任意PDU会话，例如，PDU会话是否应该接收任何5GSM消息并且执行任何PDU会话进程。
在步骤541，UE 501确定5GSM消息承载的PSI值是预留或未分配值，并且不匹配任何现存PDU会话。作为响应，UE 501忽略5GSM消息并且停留在PDU会话的当前5GSM状态。UE501不向网络发送任何5GSM状态消息。既然不存在未分配或预留值的PSI的5GSM状态机，则忽略该消息可进一步减少发送5GSM状态消息的UE活动，例如，在不影响任何NAS进程或5GSM状态情况下，UE可完全避免该例外情况工作。在步骤551，UE 501确定5GSM消息承载的PSI值指示相应PDU会话处于PDU会话不活动状态。作为响应，UE 501向#43“无效PDU会话识别”发送具有5GSM原因IE的5GSM状态消息，并且停留在PDU会话的当前5GSM状态。因此，网络意识到网络与UE之间PSI失配，其可减少使用相同无效PSI值的不必要重试信令。例如，如果网络接收具有PSI＝2的5GSM消息并且网络从UE接收具有#43“无效PDU会话识别”的5GSM状态消息，则网络可本地释放具有PSI＝2的PDU会话。网络也可包含注册接受(REGISTRATIONACCEPT)消息中PDU会话状态IE，用于PDU会话同步。
图6是根据新颖方面支持5G NR网络的PSI失配处理的流程图。在步骤601，通过移动通信网络中用户设备(UE)，UE从网络实体接收5G会话管理(5GSM)消息，其中，5GSM消息对应与PDU会话识别(PSI)相关联的协议数据单元(PDU)会话进程。在步骤602，UE确定PSI值是否对于相应PDU会话进程有效。在步骤603，一旦检测到PSI值是未分配或预留的，则UE忽略5GSM消息。否则，在步骤604，一旦检测到PSI值指示PDU会话处于PDU会话不活动状态，则UE向网络发送包含原因信息元素(IE)的5GSM状态消息。
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 (16)

1.一种第五代会话管理处理方法，包括：
通过移动通信网络中用户设备，从网络实体接收第五代会话管理消息，其中，该第五代会话管理消息对应与协议数据单元会话识别相关联的协议数据单元会话进程；
确定该协议数据单元会话识别是否对于该相应协议数据单元会话进程有效；
一旦检测到该协议数据单元会话识别是未分配或预留的，则该用户设备忽略该第五代会话管理消息；以及
否则，一旦检测到该协议数据单元会话识别指示该协议数据单元会话处于协议数据单元会话不活动状态，则该用户设备向该网络实体发送包含原因信息元素的第五代会话管理状态消息。
2.如权利要求1所述的第五代会话管理处理方法，其特征在于，该第五代会话管理状态消息包含指示“无效协议数据单元会话识别”的原因值。
3.如权利要求1所述的第五代会话管理处理方法，其特征在于，一旦发送该第五代会话管理状态消息，该用户设备停留在当前协议数据单元会话状态。
4.如权利要求1所述的第五代会话管理处理方法，其特征在于，该第五代会话管理消息包含协议数据单元会话建立接受消息、协议数据单元会话建立拒绝消息、协议数据单元会话认证命令消息、协议数据单元会话认证结果消息、协议数据单元修改命令消息、协议数据单元会话修改拒绝消息、协议数据单元会话释放命令消息以及协议数据单元会话释放拒绝消息。
5.如权利要求1所述的第五代会话管理处理方法，其特征在于，在不发送任何第五代会话管理状态消息情况下，该用户设备忽略该第五代会话管理消息并且停留在当前协议数据单元会话状态。
6.如权利要求1所述的第五代会话管理处理方法，其特征在于，该第五代会话管理消息包含协议数据单元会话修改命令消息，并且该协议数据单元会话识别指示该协议数据单元处于协议数据单元会话不活动状态。
7.如权利要求6所述的第五代会话管理处理方法，其特征在于，一旦发送该第五代会话管理状态消息，该用户设备停留在协议数据单元会话修改暂停状态。
8.如权利要求7所述的第五代会话管理处理方法，其特征在于，该用户设备接收具有另一协议数据单元会话识别值的另一协议数据单元会话修改命令消息，其中，该另一协议数据单元会话识别值指示该协议数据单元会话处于协议数据单元会话修改暂停状态。
9.一种用于第五代会话管理处理的用户设备，包括：
接收器，用于从移动通信网络的网络实体接收第五代会话管理(5GSM)消息，其中，该第五代会话管理消息对应与协议数据单元会话识别(PSI)相关联的协议数据单元(PDU)会话进程；
协议数据单元会话识别处理电路，用于确定该协议数据单元会话识别是否对于该相应协议数据单元会话进程有效；
发送器，用于一旦检测到该协议数据单元会话识别指示该协议数据单元会话处于协议数据单元会话不活动状态，向该网络实体发送包含原因信息元素(IE)的第五代会话管理状态消息，其中，一旦检测到该协议数据单元会话识别是未分配或预留的，则该用户设备忽略该第五代会话管理消息。
10.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，该第五代会话管理状态消息包含指示“无效协议数据单元会话识别”的原因值。
11.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，一旦发送该第五代会话管理状态消息，该用户设备停留在当前协议数据单元会话状态。
12.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，该第五代会话管理消息包含协议数据单元会话建立接受消息、协议数据单元会话建立拒绝消息、协议数据单元会话认证命令消息、协议数据单元会话认证结果消息、协议数据单元修改命令消息、协议数据单元会话修改拒绝消息、协议数据单元会话释放命令消息以及协议数据单元会话释放拒绝消息。
13.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，在不发送任何第五代会话管理状态消息情况下，该用户设备忽略该第五代会话管理消息并且停留在当前协议数据单元会话状态。
14.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，该第五代会话管理消息包含协议数据单元会话修改命令消息，并且该协议数据单元会话识别指示该协议数据单元处于协议数据单元会话不活动状态。
15.如权利要求14所述的用户设备，其特征在于，一旦发送该第五代会话管理状态消息，该用户设备停留在协议数据单元会话修改暂停状态。
16.如权利要求15所述的用户设备，其特征在于，该用户设备接收具有另一协议数据单元会话识别值的另一协议数据单元会话修改命令消息，其中，该另一协议数据单元会话识别值指示该协议数据单元会话处于协议数据单元会话修改暂停状态。
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