CN111466152B - 协议数据单元会话建立进程期间资源不足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会话建立进程期间处理用户设备(UE)中资源不足的方法。在PDU会话建立进程期间，UE向该网络发送PDU会话建立请求消息。接着，UE从该网络接收PDU会话建立接受消息，该接受消息承载包含授权服务质量(QoS)规则与服务质量流的各种PDU会话参数。如果由于资源缺乏，UE决定拒绝添加该新授权QoS流描述或新授权QoS规则，则UE可初始化具有5G会话管理(5GSM)原因IE#26“资源不足”的PDU会话释放进程。在替换实施例中，通过发送PDU会话修改请求消息以删除具有5GSM原因IE#26“资源不足”的特定QoS规则/流描述，UE可与该网络同步。

Description

协议数据单元会话建立进程期间资源不足处理方法及其用户 设备
交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119要求如下优先权：2018年11月19日提交的专利申请号为62/769,021并且名称为“5GSM Congestion Control”的美国临时专利申请。上述申请目标在此一起作为参考。本申请同时根据35U.S.C.§119要求如下优先权：2019年11月18日提交的专利申请号为16/686,868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，有关于下一代移动通信系统中协议数据单元(PDU)会话建立进程期间处理资源不足(insufficient resource)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。在4G/LTE中，PDU会话建立是PDN连接(承载)进程的并行进程。PDU会话标识符(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。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。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(active state)、不活动状态(inactive state)、活动暂停状态(active pending state)、不活动暂停状态(inactive pending state)以及修改暂停状态(modification pending state)。
在5G网络中，QoS流是用于QoS管理的最细粒度，以使能更灵活QoS控制。QoS流ID(QFI)标识每个QoS流，其中，该QoS流ID是PDU会话中唯一的。QoS规则ID(QRI)标识每个QoS规则。可存在与相同QoS流相关联的更多个QoS规则。为了每个PDU会话建立，需要将默认QoS规则发送至UE，并且该默认QoS规则与QoS流相关联。映像至相同5G QoS流的所有类型讯务接收相同水平分组转发处理(例如，排程策略、队列管理策略、速率成形策略、RLC配置等)。提供不同QoS转发处理需要单一5G QoS流。每个QoS流可包含多个QoS规则(包含QoS配置文件、分组滤波器以及优先级)。QoS配置文件包含QoS参数与QoS标号(marking)。使用分组滤波器以组合QoS流与特定QoS标号。优先级表示将QoS规则用于QoS流的优先级。UE执行上行链路(UL)用户平面讯务的分配与标记，即，基于QoS规则的UL讯务至QoS流的关联性。
一旦从网络接收PDU会话建立接受消息，UE不具有充足资源以设置网络请求的相应QoS流描述、QoS规则或者分组滤波器。寻求一种解决方案。
发明内容
提出一种PDU会话建立进程期间处理用户设备(UE)中资源不足的方法。在PDU会话建立进程期间，UE向该网络发送PDU会话建立请求消息。接着，UE从该网络接收PDU会话建立接受消息，该接受消息承载包含授权服务质量规则与服务质量流的各种PDU会话参数。如果由于资源缺乏，UE决定拒绝添加该新授权服务质量流描述或新授权服务质量规则，则UE可初始化具有5G会话管理(5GSM)原因IE#26“资源不足”的PDU会话释放进程。在替换实施例中，通过发送PDU会话修改请求消息以删除具有5GSM原因IE#26“资源不足”的特定服务质量规则/流描述，UE可与该网络同步。
在一实施例中，UE发送协议数据单元(PDU)会话建立请求消息，以在移动通信网络中建立PDU会话。该UE从该网络接收PDU会话建立接受消息，该PDU会话建立接受消息承载添加与该PDU会话相关联的新QoS规则及/或新QoS流的信息。该UE确定资源不足，无法支持该新QoS规则及/或该新QoS流的该添加。一旦检测到该资源不足，该UE初始化PDU会话释放进程，以释放该PDU会话。
在另一实施例中，UE发送协议数据单元(PDU)会话建立请求消息，以在移动通信网络中建立PDU会话。该UE从该网络接收PDU会话建立接受消息，该PDU会话建立接受消息承载添加与该PDU会话相关联的新QoS规则及/或新QoS流的信息。该UE确定资源不足，无法支持该新QoS规则及/或该新QoS流的该添加。通过发送指示该资源不足的第五代会话管理(SM)原因值，该UE与该网络同步。
本发明提供的协议数据单元会话建立进程期间资源不足处理方法及其用户设备可节省系统资源。
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依据新颖方面描述了PDU会话建立进程期间支持资源不足处理的示例5G新无线电(NR)网络。
图2依据本发明实施例描述了用户设备(UE)与网络实体的示意区块图。
图3描述了在PDU会话建立进程期间支持授权QoS规则/流描述的UE中资源不足问题。
图4依据本发明实施例描述了PDU会话建立进程期间用于处理资源不足的UE与网络间序列流第一实施例。
图5依据本发明实施例描述了PDU会话建立进程期间用于处理资源不足的UE与网络间序列流第二实施例。
图6是依据新颖方面的通过释放PDU会话处理PDU会话建立进程期间资源不足的方法流程图。
图7是依据新颖方面的通过修改具有原因码的PDU会话处理PDU会话建立进程期间资源不足的方法流程图。
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依据新颖方面描述了PDU会话建立进程期间支持资源不足处理的示例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首先负责解耦数据平面交互、创造、更新与移除协议数据单元(PDU)会话以及管理与UPF116的会话上下文。可为UE114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。UE114可为智能手机、可穿戴装置、物联网(IoT)装置以及平板电脑等。
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会话标识符(PDU Session ID，PSI)确定每个PDU会话，并且可包含多个QoS流与QoS规则。网络或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会话释放进程。在5G网络中，QoS流是用于QoS管理的最细粒度，以使能更灵活QoS控制。QoS流ID(QFI)标识每个QoS流，其中，该QoS流ID是PDU会话中唯一的。QoS规则ID(QRI)标识每个QoS规则。可存在与相同QoS流相关联的更多个QoS规则。为了每个PDU会话建立，需要将默认QoS规则发送至UE，并且该默认QoS规则与QoS流相关联。每个QoS流可包含多个QoS规则(包含QoS配置文件、分组滤波器以及优先级)。
在PDU会话建立进程期间，UE 114向网络发送PDU会话建立请求(PDU SESSIONESTABLISHMENT REQUEST)消息(PDU会话建立请求消息130)。接着，UE 114从该网络接收PDU会话建立接受(PDU SESSION ESTABLISHMENT ACCEPT)消息，该接受消息承载各种PDU会话参数(包含授权QoS规则与QoS流)。然而，一旦接收PDU会话建立接受消息，UE 114不具有足够资源，以设置网络请求的相应QoS流描述、QoS规则及/或分组滤波器。依据新颖方面，一旦从网络接收PDU会话建立接受消息，如果由于缺乏资源，UE 114决定拒绝添加新授权QoS流描述或新授权QoS规则，则UE 114可初始化具有5G会话管理(5GSM)原因IE#26“资源不足”的PDU会话释放进程(PDU会话释放请求消息140)。在替换实施例中，通过发送PDU会话修改请求消息以删除具有5GSM原因IE#26“资源不足”的特定QoS规则/流描述，UE114可与网络同步。
图2依据本发明实施例描述了用户设备UE 201与网络实体202的示意区块图。网络实体(NE)202可具有发送并接收无线电信号的天线226。耦接天线的RF收发器模块223，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也转换从处理器222接收的基带信号，将其转换为RF信号，并且发送至天线226。处理器222处理该已接收基带信号并且调用不同功能模块执行NE 202的特征。存储器221可存储进程指令与数据224以控制NE 202的操作。NE 202也可包含一组功能模块与控制电路，例如，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执行不同PDU会话进程的PDU会话处理电路212以及用于管理PDU会话进程相关定时器的定时器213。
相似地，UE 201具有发送并接收无线电信号的天线235。RF收发器模块234耦接天线，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也转换从处理器232接收的基带信号，将其转换为RF信号，并且发送至天线235。处理器232处理该已接收基带信号并且调用不同功能模块执行UE 201的特征。存储器231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包含非存取层(NAS)以与MME或AMF/SMF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、分组数据聚集协议/无线电链路控制(PDCP/RLC)层、媒介访问控制(MAC)层以及物理(PHY)层。PDU会话处理电路291与伺服基站执行各种PDU会话进程，定时器293管理PDU会话进程的各种定时器，并且控制与配置电路294为UE执行控制与管理配置参数。在一示例中，一旦检测到资源不足，UE 201初始化PDU会话释放进程，以释放PDU会话。
可由软件、固件、硬件及/或结合实施并配置各种功能模块与控制电路。当通过存储器中包含的进程指令由处理器执行时，功能模块与电路彼此交互，以允许基站与UE执行网络中实施例与功能任务特征。每个模块或电路可包含连同相应进程指令的处理器(例如，222或232)。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)、现场可编程门阵列(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与NE 202的特征。
图3描述了在PDU会话建立进程期间支持授权QoS规则/流描述的UE中资源不足问题。在步骤311，UE 301向网络302发送PDU会话建立请求消息，以建立PDU会话，例如，通过NAS信令(N1界面)。在步骤312，网络302向UE 301发送PDU会话建立接受消息。如果成功建立该PDU会话，则UE NAS层向URSP处理层指示已建立PDU会话的属性(例如，PDU会话ID(PSI)、服务与会话持续性(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地址等)，并且向高层提供已建立PDU会话的信息(例如，PDU地址)。在步骤313，UE 301与网络302通过已建立PDU会话进行通信。值得注意的是，从5GSM状态机的角度看，一旦接收“PDU会话建立接受”消息，PDU会话从活动暂停状态移动至活动状态。然而，从实施角度看，存在两种选项：1.UE不建立该PDU会话，而尝试立即释放该PDU会话。2.UE尝试建立具有部分QoS规则/流的PDU会话。
每个PDU会话可包含多个QoS流与QoS规则。PDU会话建立接受消息承载指令，用于UE添加新授权QoS规则及/或新授权QoS流描述(例如，在步骤312)。然而，UE 301不具有足够资源以支持授权QoS规则及/或QoS流描述数量。例如，网络可向UE提供QoS规则IE，其包含QoS规则列表。每个QoS规则包含QoS规则标识符(QRI)、QoS规则长度、规则操作码、默认QoS规则(DQR)位、多个分组滤波器、分组滤波器列表、QoS规则优先级以及QoS流标识符(QFI)。网络可向UE提供QoS流描述IE，其包含QoS流描述列表。每个QoS流描述包含QFI、QoS流操作码、多个QoS流参数以及QoS流参数列表。如果该授权QoS规则与QoS流描述包含在用于PDU会话的PDU会话建立接受消息中，则UE 301需要存储该授权QoS规则与QoS流描述。值得注意的是，UE资源主要涉及存储器或预定容量。对于存储器，当不存在分配的存储器用于存储网络请求的新QoS规则及/或流描述时，上述短缺会发生。对于预定容量，当UE发现请求网络建立比预定最大数量QoS规则更多QoS规则时，上述短缺会发生。
在步骤321，UE 301检测到其不能支持授权QoS规则及/或QoS流描述数量。在步骤322，UE 301基于其容量，例如基于UE可支持的最大数量QoS规则及/或QoS流，建立部分QoS规则及/或QoS流。UE 301也尝试与网络同步PDU会话参数。在步骤331，UE 301向网络302发送PDU会话修改请求消息，以删除特定QoS规则及/或QoS流描述。网络授权那些待删除QoS规则及/或QoS流描述，但UE未添加，并且因此需要在网络侧删除上述待删除QoS规则及/或QoS流描述，从而使得UE按照PDU会话参数与网络保持同步。在步骤332，UE 301从网络接收PDU会话修改命令消息。在步骤333，UE 301向网络发送PDU会话修改完成消息。在步骤334，UE301与网络302通过已修改PDU会话进行通信。值得注意的是，在完成PDU会话修改进程之前，例如，在为PDU会话同步QoS规则及/或QoS流之前，数据发送与接收并不成功或满足预期(330)。
图4依据本发明实施例描述了PDU会话建立进程期间用于处理资源不足的UE与网络间序列流第一实施例。图4的步骤411、412、413与421分别相似于图3的步骤311、312、313、321。在图4的实施例中，如果一旦在步骤412接收PDU会话建立接受消息，与PDU会话相关联的授权QoS规则数量、分组滤波器数量或授权QoS流描述数量已经达到UE支持的最大数量，则UE可通过发送具有5GSM原因#26“资源不足”的PDU会话释放请求消息，初始化PDU会话释放进程。值得注意的是，在这种情况下，UE不尝试建立PDU会话。在步骤431，UE 401向网络402发送PDU会话释放请求消息，以释放PDU会话。此外，PDU会话释放请求消息承载PSI与在UE侧指示资源不足的5GSM原因码#26。在步骤432，网络402向UE 401发送PDU会话释放命令消息。在步骤433，UE401发送PDU会话释放完成消息，以完成PDU会话释放进程。在步骤441，UE 401可初始化另一PDU会话建立进程。既然网络意识到UE资源容量，网络402能够建立合适数量的QoS规则及/或QoS流。
图5依据本发明实施例描述了PDU会话建立进程期间用于处理资源不足的UE与网络间序列流第二实施例。图5的步骤511、512、513与521分别相似于图3的步骤311、312、313、321。在图5的实施例中，如果一旦在步骤512接收PDU会话建立接受消息，与PDU会话相关联的授权QoS规则数量、分组滤波器数量或授权QoS流描述数量已经达到UE支持的最大数量，则UE可通过发送具有5GSM原因#26“资源不足”的PDU会话释放请求消息，初始化PDU会话修改进程，以与网络同步。值得注意的是，在这种情况下，UE尝试建立具有网络请求的部分QoS规则与QoS流描述的PDU会话。
在步骤521，UE 501检测到UE不能支持授权QoS规则及/或QoS流描述数量。在步骤522，UE 501基于UE容量，例如基于UE可支持的最大数量QoS规则及/或QoS流，建立部分QoS规则及/或QoS流。UE 501也尝试与网络进行PDU会话参数同步。在步骤531，UE 501向网络502发送PDU会话修改请求消息，以删除特定QoS规则及/或QoS流描述。网络授权那些待删除QoS规则及/或QoS流描述，但UE未添加，并且因此需要在网络侧删除上述待删除QoS规则及/或QoS流描述，从而使得UE按照PDU会话参数与网络保持同步。因此，PDU会话修改请求消息进一步承载指示UE侧资源不足的5GSM原因码#26，以通知网络QoS规则/流同步。在步骤532，UE 501从网络接收PDU会话修改命令消息。在步骤533，UE 501向网络发送PDU会话修改完成消息。在步骤534，UE501与网络502通过已修改PDU会话进行通信。
图6是依据新颖方面的通过释放PDU会话处理PDU会话建立进程期间资源不足的方法流程图。在步骤601，UE发送协议数据单元(PDU)会话建立请求消息，以在移动通信网络中建立PDU会话。在步骤602，UE从网络接收PDU会话建立接受消息，PDU会话建立接受消息承载添加与PDU会话相关联的新QoS规则及/或新QoS流的信息。在步骤603，UE确定UE资源不足，不能支持新QoS规则及/或新QoS流的添加。在步骤604，一旦检测到资源不足，UE初始化PDU会话释放进程，以释放PDU会话。
图7是依据新颖方面的通过修改具有原因码的PDU会话处理PDU会话建立进程期间资源不足的方法流程图。在步骤701，UE发送协议数据单元(PDU)会话建立请求消息，以在移动通信网络中建立PDU会话。在步骤702，UE从网络接收PDU会话建立接受消息，PDU会话建立接受消息承载添加与PDU会话相关联的新QoS规则及/或新QoS流的信息。在步骤703，UE确定UE资源不足，不能支持新QoS规则及/或新QoS流的添加。在步骤704，UE通过发送指示资源不足的5G会话管理(SM)原因值，与网络进行同步。
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 (12)

1.一种资源不足处理方法，包括：
通过用户设备发送协议数据单元会话建立请求消息，以在移动通信网络中建立协议数据单元会话；
从该移动通信网络接收协议数据单元会话建立接受消息，其中，该协议数据单元会话建立接受消息承载多个参数中的至少一个参数，其中，该多个参数包含用于添加与该协议数据单元会话相关联的新服务质量规则及/或新服务质量流的多个服务质量流规则、多个分组滤波器与多个服务质量流描述；
确定该用户设备资源不足，无法支持该新服务质量规则及/或该新服务质量流的该添加，其中，该用户设备确定该用户设备的资源不足以存储该多个服务质量规则、该多个分组滤波器或该多个服务质量流描述；以及
一旦检测到该资源不足，初始化协议数据单元会话释放进程，以释放该协议数据单元会话。
2.如权利要求1所述的资源不足处理方法，其特征在于，该用户设备发送协议数据单元会话释放请求，以释放该协议数据单元会话，并且其中该协议数据单元会话释放请求消息承载指示该资源不足的第五代会话管理原因值。
3.如权利要求2所述的资源不足处理方法，其特征在于，该第五代会话管理原因值是用于资源不足的#26。
4.如权利要求1所述的资源不足处理方法，进一步包含：
向该移动通信网络发送另一协议数据单元会话建立请求消息，其中，该用户设备能支持该网络授权的服务质量规则及/或服务质量流。
5.一种用于资源不足处理的用户设备，包括：
发送器，通过该用户设备发送协议数据单元会话建立请求消息，以在移动通信网络中建立协议数据单元会话；
接收器，从该移动通信网络接收协议数据单元会话建立接受消息，其中，该协议数据单元会话建立接受消息承载多个参数中的至少一个参数，其中，该多个参数包含用于添加与该协议数据单元会话相关联的新服务质量规则及/或新服务质量流的多个服务质量流规则、多个分组滤波器与多个服务质量流描述；
控制电路，用于确定该用户设备资源不足，无法支持该新服务质量规则及/或该新服务质量流的该添加，其中，该用户设备确定该用户设备的资源不足以存储该多个服务质量规则、该多个分组滤波器或该多个服务质量流描述；以及
协议数据单元会话处理电路，用于一旦检测到该资源不足，初始化协议数据单元会话释放进程，以释放该协议数据单元会话。
6.如权利要求5所述的用户设备，其特征在于，该用户设备发送协议数据单元会话释放请求，以释放该协议数据单元会话，并且其中该协议数据单元会话释放请求消息承载指示该资源不足的第五代会话管理原因值。
7.如权利要求6所述的用户设备，其特征在于，该第五代会话管理原因值是用于资源不足的#26。
8.如权利要求5所述的用户设备，进一步包含：
向该移动通信网络发送另一协议数据单元会话建立请求消息，其中，该用户设备能支持该网络授权的服务质量规则及/或服务质量流。
9.一种资源不足处理方法，包括：
通过用户设备发送协议数据单元会话建立请求消息，以在移动通信网络中建立协议数据单元会话；
从该移动通信网络接收协议数据单元会话建立接受消息，其中，该协议数据单元会话建立接受消息承载多个参数中的至少一个参数，其中，该多个参数包含用于添加与该协议数据单元会话相关联的新服务质量规则及/或新服务质量流的多个服务质量流规则、多个分组滤波器与多个服务质量流描述；
确定该用户设备资源不足，无法支持该新服务质量规则及/或该新服务质量流的该添加，其中，该用户设备确定该用户设备的资源不足以存储该多个服务质量规则、该多个分组滤波器或该多个服务质量流描述；以及
通过发送指示该资源不足的第五代会话管理原因值，与该移动通信网络同步。
10.如权利要求9所述的资源不足处理方法，其特征在于，依据用户设备容量，该用户设备建立具有第一部分服务质量规则及/或服务质量流的该协议数据单元会话。
11.如权利要求9所述的资源不足处理方法，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修改请求消息以删除第二部分服务质量规则及/或服务质量流，该用户设备与该网络同步。
12.如权利要求11所述的资源不足处理方法，其特征在于，该协议数据单元会话修改请求消息承载该资源不足的该第五代会话管理原因值。
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