CN112788689A - NextGen移动核心网中增强会话管理的系统和方法 - Google Patents

NextGen移动核心网中增强会话管理的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种能够管理单个分组数据单元会话的配置和使用的增强会话模型，所述分组数据单元会话是用户设备与分组数据网络实体之间的关联，并且由接入网与核心网之间的多个传输承载组成。所述核心网包括用于控制这些传输承载的连通性的会话类型管理实体、多个用户面功能实体、会话类型数据库和控制面功能实体，其中，传输承载的分配是独占分配或共享分配。所述控制面功能实体可以在功能上独立于所述会话类型管理实体，也可以是基于所述会话类型管理实体的功能扩展而来。用户设备和用户面功能实体分别是基于用户会话类型扩展实体和用户面会话类型扩展实体的功能扩展而来，其中用户会话类型扩展实体和用户面会话类型扩展实体各自都包括专用于分配的相应映射表。

Description

NextGen移动核心网中增强会话管理的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于下一代系统的移动核心网架构的设计，更具体地，涉及一种支持属于单个分组数据单元会话的多个传输承载的配置和使用的架构。
背景技术
根据业界共识，第五代(5th generation，5G)移动技术将在2020年实现标准化和部署。与第四代(4th generation，4G)移动技术相比，下一代网络预计在性能属性方面支持多种用例，例如用于关键任务服务的超可靠通信、电子健康、公共安全、实时车辆控制、触觉互联网和无人机之间的连接，参考如下：3GPP TR22.891“新服务和市场技术推动者的可行性研究(Feasibility Study on New Services and Markets Technology Enablers)”第14版和NGMN联盟2015年2月17日发布的“5G白皮书”。只需通过灵活网络即可实现对这类用例的支持，从而实现这种异构性能，参考如下：NGMN联盟2016年7月1日发布的“5G前景—解锁数字机遇的关键能力(5G Prospects-Key Capabilities to Unlock DigitalOpportunities)”。
对于下一代移动系统，预计将有各种各样的设备能够支持智能电话、可穿戴设备、智能汽车、电子家用电器和工业设备等各种设备之间的多种新型连接。这些设备的特点是性能要求大不相同。此外，对垂直行业所需的通信服务进行整合的需求也将增加这种多样化的需求。这种多样化的需求还将使得网络必须支持和处理针对这些不同要求的不同移动性和会话管理模型。在当前的长期演进(long term evolution，LTE)系统中，仅存在一种会话模型，即应用于所有类型的设备和服务的演进分组系统(evolved packet system，EPS)承载。在移动性或会话管理方面也不具备多样性，因为用于维持某个设备的连接的流程(例如活动或空闲移动性管理流程)必须在无线接入网(radio access network，RAN)和核心网(core network，CN)处执行相同的更改，使得无论设备是什么类型都保持这一种会话连接。因此，将按照与当前演进型分组核心网(evolved packet core，EPC)中的单个EPS承载模型相同的方式来处理来自增强型移动宽带(enhanced mobile broadband，eMBB)用例和超可靠低延迟通信(ultra-reliable low latency communication，uRLLC)用例的设备业务。例如，这两类设备的移动性管理都将分为三步实施。第一步，进行切换(handover，HO)准备，这一步的丢包风险高、HO失败可能性高。第二步，执行HO。第三步，HO完成。这样既可能导致丢包，又可能增加通信延迟。没有严格传输要求(例如，10ms延迟和99.9999％可靠性)的服务，例如eMBB用例中的服务，可以容忍HO管理期间可能产生的丢包。但是，如果没有可提供其需求的会话和移动性管理模型和流程，uRLLC用例中的服务等服务将无法正常运行。
移动核心网中，就多连接已有研究。例如，RFC 6897中描述的多路传输控制协议(multipath transmission control protocol，MPTCP)基于如下概念：使用不同互联网协议(internet protocol，IP)地址或接口将一个传输控制协议(transmission controlprotocol，TCP)连接分成多个子流。但是，该解决方案不能用于将多个传输承载处理为单个分组数据单元(packet data unit，PDU)，因为一旦各接口连接并且可用，MPTCP就在应用的传输层工作，因此该解决方案不处理RAN与核心网之间的会话。LTE双连接涉及向具有有源无线承载的给定用户设备(user equipment，UE)提供无线资源的两个演进型基站(evolvednodeB，eNB)，而在移动性管理实体(mobility management entity，MME)与演进型通用陆地无线接入网(evolved universal terrestrial radio access network，E-UTRAN)之间存在用于UE的单个S1-MME终结点，参考如下：3GPP TS 23.401 V13.2.0“用于演进型通用陆地无线接入网(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)接入的通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)增强”。在这两个eNB中，一个是主eNB，另一个是辅eNB。因此，对于UE来说，这两个基站所在的小区分别为主小区和辅小区，并且CN中仍然只有一个传输承载被分配给主小区和辅小区。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种增强会话模型，能够管理由移动通信网络的接入网与核心网之间的多个传输承载组成的单个分组数据单元会话的配置和使用。
此目的可以通过独立权利要求的特征来实现。本发明其它实施例在从属权利要求、说明书和附图中显而易见。
根据第一方面，本发明涉及用于管理多个传输承载的移动通信网络的核心网(core network，CN)。所述CN包括会话类型管理(session type manager，STM)实体，用于基于所述多个传输承载的选择性分配来控制所述移动通信网络的接入网(access network，AN)与所述CN之间的所述多个传输承载的连通性；每个传输承载被定义为发送数据业务的两个实体之间的逻辑连接；所述多个传输承载的所述分配针对所述CN的至少一个传输承载和分别位于所述AN处的至少两个不同接入点(access point，AP)上的所述同一AN的至少两个传输承载执行，每个传输承载属于单个分组数据单元(packet data unit，PDU)会话，所述PDU会话被定义为用户设备(user equipment，UE)与分组数据网络(packet datanetwork，PDN)实体之间的关联。增强会话模型(enhanced session model，ESM)被定义为所述UE具有所述同一AN的所述至少两个传输承载和所述核心网(core network，CN)的所述至少一个传输承载的一种模型，其中所述AN的所述至少两个传输承载和所述CN的所述至少一个传输承载全都属于所述单个PDU会话。
根据所述第一方面，在所述CN的第一种实现方式中，所述AN的所述至少两个传输承载与所述CN的所述至少一个传输承载之间的所述分配由所述STM实体选择为独占分配，其中所述AN的每个传输承载单独连接到所述CN的每个相应传输承载，或选择为共享分配，其中所述AN的所述至少两个传输承载一起连接到所述CN的单个传输承载。
根据所述第一方面或所述第一方面的所述第一种实现方式，在所述CN的第二种实现方式中，所述CN包括：多个用户面功能(user plane function，UPF)实体，被定义为用于处理用户面业务以便提供一些网络服务的网络功能(network function，NF)；以及控制面功能(control plane function，CPF)实体，被定义为用于为连接到所述移动通信网络的所述UE执行控制面功能以便通过所述AN和所述CN与所述PDN实体交换任何数据业务的网络功能(network function，NF)。
根据所述第一方面的所述第二种实现方式，在所述CN的第三种实现方式中，所述CPF实体是功能上独立于所述STM实体的实体或基于所述STM实体的功能扩展而来的实体；用于接收会话配置请求；当所述CPF实体是功能独立实体时，用于与所述STM实体通信以便请求有关所述增强会话的会话配置信息，或者当所述CPF实体是基于所述STM实体的功能扩展而来时，用于确定有关所述增强会话的会话配置信息；以及用于基于所述会话配置信息向所述UPF实体和所述UE发送有关如何建立或更改所述UE的所述会话的信息。所述会话配置请求与来自所述UE的会话或服务请求有关，或者与通过修改或替换现有会话来更改所述现有会话的需求有关，所述更改所述现有会话的需求通过所述CPF实体、所述STM实体或所述CN的会话类型数据库(session type database，STDB)识别。所述会话配置信息与待建立的所述UE的所述会话的操作模式有关，所述操作模式由所述STM实体选择为抢占模式或同步模式或可靠模式。所述抢占模式涉及所述AN与所述CN之间的所述多个传输承载中用于待建立的所述UE的所述会话的资源预留；所述同步模式涉及所述AN与所述CN之间的所述多个传输承载中的所选传输承载的同时使用；以及所述可靠模式涉及所述AN与所述CN之间的所述多个传输承载中的所述所选传输承载的数据业务的传输冗余。
根据所述第一方面的所述第三种实现方式，在所述CN的第四种实现方式中，当所述CPF实体是功能上独立于所述STM实体的实体，或基于所述STM实体的功能扩展而来时，所述STM实体用于：作为对所述会话配置信息请求的响应，与所述STDB进行交互，以便检索所述UE待使用的会话类型的信息；基于检索出的所述会话类型的信息，从所述CN的各UPF实体和所述AN的各AP中识别要配置的实体，以便一旦建立了所述增强会话就能支持与所述UE的数据业务相关联的所述多个传输承载；以及确定有关所述增强会话的会话配置信息，并向所述CPF实体发送有关所述增强会话的所述会话配置信息。
根据所述第一方面的所述第四种实现方式，在所述CN的第五种实现方式中，所述UE是基于用户设备会话类型扩展(user equipment session type extension，UE-STe)实体的功能扩展而来。所述UE-STe实体用于与具有相同技术的所述AP建立无线传输承载，用于从所述CPF实体接收所述会话配置信息和所述UE要使用的所述会话类型，以及用于确定如何使用所述AN的所述传输承载发送来自所述UE的上行(uplink，UL)数据业务并接收朝向所述UE的下行(downlink，DL)数据业务。
根据所述第一方面的所述第五种实现方式，在所述CN的第六种实现方式中，所述UE-STe实体包括专用于在所述UE与所述AN之间的接口处分配所述多个传输承载的映射表。所述UE-STe实体内的所述映射表包括多个字段，其中，一个是关于所述UE所使用会话的标识的字段(会话ID)，一个是关于所标识会话的类型的字段(会话类型)，一个是当所标识会话的类型是增强会话时关于所标识会话的操作模式的字段(操作模式)，一个是关于与所标识会话相关联的AP的标识的字段(AP ID)。
根据所述第一方面的所述第六种实现方式，在所述CN的第七种实现方式中，每个UPF实体是基于相应的用户面会话类型扩展(user plane session type extension，UP-STe)实体的功能扩展而来。所述UP-STe用于从所述CPF实体接收关于所述UE要使用的会话类型的信息和所述会话配置信息，并且用于基于接收到的全部所述信息确定如何发送来自所述UE的UL数据业务和朝向所述UE的DL数据业务。
根据所述第一方面的所述第七种实现方式，在所述CN的第八种实现方式中，每个UP-STe实体包括专用于在所述AN与所述CN之间的接口处以及在所述CN内部分配所述多个传输承载的相应映射表。各UP-STe实体内的每个映射表包括多个字段，其中，一个是关于所述UE所使用会话的标识的字段(会话ID)，一个是关于所标识会话的类型的字段(会话类型)，一个是当所标识会话的类型是增强会话时关于所标识会话的操作模式的字段(操作模式)，一个是关于与所标识会话相关联的所述UE的标识的字段(UE ID)。
根据所述第一方面的所述第八种实现方式，在所述CN的第九种实现方式中，所述UE-STe实体和所述UP-STe实体在所述抢占模式下由所述STM实体配置，以便将一个传输承载集合(主集合)用于所述UL和DL数据业务的传输，同时为与所述UE之间的可能通信预留另一个传输承载集合(辅集合)。
根据所述第一方面的所述第八种实现方式，在所述CN的第十种实现方式中，所述UE-STe实体和所述UP-STe实体在所述同步模式下由所述STM实体配置有相应的不同策略，以便选择所述AN与所述CN之间要同时使用的所述多个传输承载，其中所述UE-STe和UP-STe实体对所有增强会话使用相应的默认策略，或者为每个增强会话选择可用策略中的一个。
根据所述第一方面的所述第十种实现方式，在所述CN的第十一种实现方式中，在所述UP-STe实体处应用的策略是静态策略或全决策策略，在所述UE-STe实体处应用的策略是循环调度或所述AN的条件分析。
根据所述第一方面的所述第八种实现方式，在所述CN的第十二种实现方式中，所述UE-STe实体和所述UP-STe实体在所述可靠模式下由所述STM实体配置，以便复制所述UL和DL数据业务。
上述目的还根据第二方面实现。
根据所述第二方面，本发明涉及根据所述第一方面或所述第一方面的实现方式中的任一种所述的移动通信网络的核心网(core network，CN)的会话类型管理(sessiontype manager，STM)实体。
上述目的还根据第三方面实现。
根据所述第三方面，本发明涉及根据所述第一方面或所述第一方面的实现方式中的任一种所述的移动通信网络的核心网(core network，CN)的控制面功能(control planefunction，CPF)实体。
上述目的还根据第四方面实现。
根据所述第四方面，本发明涉及根据所述第一方面或所述第一方面的实现方式中的任一种所述的移动通信网络的核心网(core network，CN)的用户面功能(user planefunction，UPF)实体。
上述目的还根据第五方面实现。
根据所述第五方面，本发明涉及根据所述第一方面或所述第一方面的实现方式中的任一种所述的移动通信网络的核心网(core network，CN)的会话类型数据库(sessiontype database，STDB)。
上述目的还根据第六方面实现。
根据所述第六方面，本发明涉及一种移动通信网络，包括如所述第一方面或所述第一方面的实现方式中的任一种所述的核心网(core network，CN)、如所述第一方面所述的接入网(access network，AN)、如所述第一方面所述的用户设备(user equipment，UE)和如所述第一方面所述的分组数据网络(packet data network，PDN)实体，其中所述UE和所述PDN实体通过所述AN和所述CN相互通信。
上述目的还根据第七方面实现。
根据所述第七方面，本发明涉及一种用于管理移动通信网络内的多个传输承载的方法，所述移动通信网络分为接入网(access network，AN)和核心网(core network，CN)。所述方法包括如下步骤：在会话类型管理(session type manager，STM)实体处基于所述多个传输承载的选择性分配来控制所述AN与所述CN之间的所述多个传输承载的连通性。每个传输承载被定义为发送数据业务的两个实体之间的逻辑连接。所述多个传输承载的所述分配针对所述CN的至少一个传输承载和分别位于所述AN处的至少两个不同接入点(accesspoint，AP)上的所述同一AN的至少两个传输承载执行，每个传输承载属于单个分组数据单元(packet data unit，PDU)会话，所述PDU会话被定义为用户设备(user equipment，UE)与分组数据网络(packet data network，PDN)实体之间的关联。增强会话模型(enhancedsession model，ESM)被定义为所述UE具有所述同一AN的所述至少两个传输承载和所述核心网(core network，CN)的所述至少一个传输承载的一种模型，其中所述AN的所述至少两个传输承载和所述CN的所述至少一个传输承载全都属于所述单个PDU会话。
根据所述第七方面，在所述方法的第一种实现方式中，所述控制所述AN与所述CN之间的所述多个传输承载的连通性的步骤包括如下步骤：在控制面功能(control planefunction，CPF)实体处接收会话配置请求，所述会话配置请求与来自连接到所述移动通信网络的所述UE的会话的建立有关，以便通过所述AN和所述CN与所述PDN实体交换任何上行(uplink，UL)和下行(downlink，DL)数据业务，或者所述会话配置请求与通过修改或替换现有会话来更改所述现有会话的需求有关，所述需求通过所述CPF实体、所述STM实体或与所述STM实体交互的会话类型数据库(session type database，STDB)识别；在所述STM实体处确定与所述增强会话的建立有关的会话配置信息；在所述CPF实体处接收所述会话配置信息；从所述CPF实体向所述CN的所述用户面功能(user plane function，UPF)实体、所述AN的所述AP和所述UE部署所述会话配置信息，它们都用于针对所述增强会话支持与所述UE的所述数据业务相关联的所述多个传输承载；以及基于所部署的所述会话配置信息为所述增强会话预留所述AN与所述CN之间的所述多个传输承载的资源。
根据所述第七方面的所述第一种实现方式，在所述方法的第二种实现方式中，所述确定所述会话配置信息的步骤包括如下步骤：在所述STM实体处定义由所识别的所述UPF实体和所述AP支持的所述多个传输承载的分配。
根据所述第七方面的所述第二种实现方式，在所述方法的第三种实现方式中，所述多个传输承载的所述分配针对所述AN的至少两个传输承载和所述CN的至少一个传输承载执行，其中所述AN的所述至少两个传输承载和所述CN的所述至少一个传输承载全都属于所述单个PDU。
根据所述第七方面的所述第三种实现方式，在所述方法的第四种实现方式中，所述定义所述多个传输承载的所述分配的步骤包括如下步骤：选择独占分配，其中所述AN的每个传输承载单独连接到所述CN的每个相应传输承载，或者选择共享分配，其中所述AN的各传输承载一起连接到所述CN的单个传输承载。
根据所述第七方面的所述第二种至第四种实现方式中的任意一种，在所述方法的第五种实现方式中，所述确定所述会话配置信息的步骤还包括如下步骤：在所述STM实体处从抢占模式、同步模式和可靠模式中选择所述UE的操作模式，其中所述抢占模式涉及所述AN与所述CN之间的所述多个传输承载中的资源预留，所述同步模式涉及所述AN与所述CN之间的所述多个传输承载中的所选传输承载的同时使用，所述可靠模式涉及所述数据业务的冗余。
根据所述第七方面的所述第五种实现方式，在所述方法的第六种实现方式中，所述通过修改现有会话来更改所述现有会话的需求是由切换(handover，HO)引起的，当所述UE处于所述抢占模式时触发HO，是为了从主传输承载切换到辅传输承载，其中所述主传输承载用于UL和DL数据业务的传输，所述辅传输承载被预留用于与所述UE之间的可能通信；当所述UE处于所述同步模式或所述可靠模式时触发HO，是为了允许所述UE连接到与除所述现有增强会话之外的会话相关联的AP。
根据所述第七方面的所述第六种实现方式，在所述方法的第七种实现方式中，所述UE是基于用户会话类型扩展(user session type extension，UE-STe)实体的功能扩展而来。所述UE-STe实体包括专用于在所述UE与所述AN之间的接口处分配所述多个传输承载的映射表，并且用于：生成要向所述PDN实体发送的UL数据包；查询所述映射表以确定所述UL数据包与哪个会话相关联；如果所确定的会话是除所述增强会话之外的会话，则选择可连接所述UE和所述PDN实体的唯一传输承载，向所述PDN实体发送所述UL数据包；如果所确定的会话是所述增强会话，则确定所述操作模式是所述抢占模式、所述同步模式还是所述可靠模式；如果所述操作模式是所述抢占模式，则选择所述主传输承载，向所述PDN实体发送所述UL数据包；如果所述操作模式是所述同步模式，则确定应该采用哪种策略，以基于所采用的策略选择传输承载，向所述PDN实体发送所述UL数据包；如果所述操作模式是所述可靠模式，则确定与所述增强会话相关联的所有传输承载，以将所述UL数据包复制到所确定的所述所有传输承载，向所述PDN实体发送所述UL数据包。
根据所述第七方面的所述第七种实现方式，在所述方法的第八种实现方式中，每个UPF实体是基于相应的用户面会话类型扩展(user plane session type extension，UP-STe)实体的功能扩展而来。每个UP-STe实体包括专用于在所述AN与所述CN之间的接口处以及在所述CN内部分配所述多个传输承载的相应映射表，并且用于：在UL数据包的情况下从所述UE接收UL数据包，或者在DL数据包的情况下从所述PDN实体接收DL数据包；查询其映射表以确定所述UL或DL数据包与哪个会话相关联；如果所确定的会话是除所述增强会话以外的会话，则选择可连接所述UE和所述PDN实体的唯一传输承载，在DL数据包的情况下向所述UE发送所述DL数据包或者在UL数据包的情况下向所述PDN实体发送所述UL数据包；如果所确定的会话是所述增强会话，则确定所述操作模式是所述抢占模式、所述同步模式还是所述可靠模式；如果所述操作模式是所述抢占模式，则选择所述主传输承载，在DL数据包的情况下向所述UE发送所述DL数据包或者在UL数据包的情况下向所述PDN实体发送所述UL数据包；如果所述操作模式是所述同步模式，则确定应该采用除了在所述UE-STe实体处采用的策略之外的哪种策略，以基于所采用的策略选择传输承载，在DL数据包的情况下向所述UE发送所述DL数据包或者在UL数据包的情况下向所述PDN实体发送所述UL数据包；如果所述操作模式是所述可靠模式，则确定与所述增强会话相关联的所有传输承载，以将所述UL或DL数据包复制到所确定的所述所有传输承载，在DL数据包的情况下向所述UE发送所述DL数据包或者在UL数据包的情况下向所述PDN实体发送所述UL数据包。
根据所述第七方面的所述第七种或第八种实现方式，在所述方法的第十一种实现方式中，在所述UP-STe实体处采用的策略是静态策略或全决策策略，在所述UE-STe实体处采用的策略是循环调度或所述AN的条件分析。
上述目的还根据第八方面实现。
根据所述第八方面，本发明涉及一种包括程序代码的计算机程序，当在计算机上执行所述计算机程序时，所述计算机程序用于执行根据所述第四方面或所述第四方面的所述第一种实现方式所述的方法。因此，所述方法能以自动且可重复的方式执行。
所述计算机程序可以由上述装置执行。
更具体地，应当注意，上述装置可以基于具有分立硬件组件的分立硬件电路来实现，基于集成芯片或芯片模块装置来实现，或者基于由存储在存储器中的、写入计算机可读介质的或从因特网等网络下载的软件例程或程序控制的信号处理设备或芯片来实现。
还应该理解，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的独立权利要求的任何组合。
下面将结合下述实施例清楚明了地阐释本发明的这些和其它方面。
附图说明
在本公开内容的以下详述部分中，将结合附图所示的示例性实施例来更详细地解释本发明，其中：
图1所示为根据本发明实施例，增强会话模型(enhanced session model，ESM)内的移动通信网络的接入网(access network，AN)与核心网(core network，CN)之间的单个分组数据单元(packet data unit，PDU)会话的不同组织结构类型(编号(a)到(c))；
图2所示为根据本发明实施例，在以下两种情况下ESM内的移动通信网络的CN中的不同实体和接口：(a)：CPF实体在功能上独立于STM实体；以及(b)：CPF实体是基于STM实体的功能扩展而来；
图3所示为根据本发明实施例的ESM的会话配置流程，所述流程由设备触发；
图4所示为根据本发明实施例的ESM的会话配置流程，所述流程由网络触发；
图5所示为根据本发明实施例的ESM内的多个传输承载的如下两种可能分配：(a)：独占分配；以及(b)：共享分配；
图6所示为根据本发明实施例的ESM内的多个传输承载独占分配的情况下UE内的UE-STe实体与UPF1和UPF2内各自的UP-STe实体的三个示例性映射表；
图7所示为根据本发明实施例的ESM内的多个传输承载共享分配的情况下UE内的UE-STe实体与UPF1和UPF2内各自的UP-STe实体的三个示例性映射表；
图8所示为根据本发明实施例的在独占分配的示例性情况下抢占模式下的两个由多个传输承载组成的集合(B1和B2)的使用，其中：(a)：B1和B2分别对应主传输承载集合和辅传输承载集合，其中使用的是主传输承载；以及(b)：B1和B2分别对应辅传输承载集合和主传输承载集合，其中使用的是辅传输承载；
图9所示为根据本发明实施例的在独占分配的示例性情况下同步模式下的多个传输承载的使用；
图10所示为根据本发明实施例的在独占分配的示例性情况下可靠模式下的多个传输承载的使用；
图11所示为根据本发明实施例的示出基于UE操作模式的UE-STe实体的处理步骤的流程图；
图12所示为根据本发明实施例的示出基于UE操作模式的UP-STe实体的处理步骤的流程图；
图13所示为根据本发明实施例的多个AP之间的由UE触发的HO流程，所述多个AP都与同一ESM和UE-STe实体相关联；
图14所示为根据本发明实施例的多个AP之间的由UE触发的HO流程，所述多个AP并非全都与同一ESM和UE-STe实体相关联；以及
图15所示为本发明在LTE架构中的几种不同实现方式(编号(a)到(c))。
相同的附图标号用于表示相同的或至少功能上等同的特征。
具体实施方式
图1所示为根据本发明实施例的增强会话模型(enhanced session model，ESM)内的移动通信网络的接入网(access network，AN)与核心网(core network，CN)之间的单个分组数据单元(packet data unit，PDU)会话的不同组织结构类型(编号(a)到(c))。
单个PDU会话可定义为用户设备(user equipment，UE)与分组数据网络(packetdata network，PDN)实体之间的关联，ESM可定义为UE具有同一AN的至少两个传输承载和CN的至少一个传输承载的模型，其中所述AN的所述至少两个传输承载和所述CN的所述至少一个传输承载全都属于单个PDU会话，且被定义为发送数据业务的各个相应实体对之间的逻辑连接。
因此，图1示出了在所提出的ESM内将多个承载彼此连接的不同配置。
图1(a)描绘了两个接入点(AP1和AP2)上的AN的两个传输承载，这两个传输承载在CN的第一用户面功能实体(UPF1)处相交。在所提出的ESM的这种配置中，UPF1与第二用户面功能实体(UPF2)之间的CN的传输承载的数量对应于AN的传输承载的数量，因而UPF1与UPF2之间的CN中存在两个传输承载。因此，所提出的ESM由以下元组组成：(UE，AP1)、(AP1，UPF1)、(UE，AP2)、(AP2，UPF1)、(UPF1，UPF2)和(UPF2，PDN)。
图1(b)描绘了两个接入点(AP1和AP2)上的AN的两个传输承载，这两个传输承载在CN的UPF1处相交。在所提出的ESM的这种配置中，UPF1与UPF2之间的CN仅有一个传输承载负责发送来自AN的两个传输承载的业务。因此，所提出的ESM由以下元组组成：(UE，AP1)、(AP1，UPF1)、(UE，AP2)、(AP2，UPF1)、(UPF1_a，UPF2)、(UPF1_b，UPF2)和(UPF2，PDN)。
图1(c)描绘了两个接入点(AP1和AP2)上的AN的两个传输承载，这两个传输承载在CN的除UPF1和UPF2之外的第三用户面功能实体(UPF3)处相交。因此，所提出的ESM由以下元组组成：(UE，AP1)、(AP1，UPF1)、(UPF1，UPF3)、(UE，AP2)、(AP2，UPF2)、(UPF2，UPF3)和(UPF3，PDN)。
所有上述UPF实体(UPF1、UPF2、UPF3)都可定义为CN中用于处理用户面业务以便提供一些网络服务的网络功能(network function，NF)。UPF实体的示例可以是移动性锚定功能实体。
图2所示为根据本发明实施例的在以下两种情况下ESM内的移动通信网络的CN中的不同实体和接口：(a)：CPF实体在功能上独立于STM实体：以及(b)：CPF实体是基于STM实体的功能扩展而来。在下文中，如无其它说明，术语“CPF实体”是指基于STM实体的功能扩展而来的CPF实体或功能上独立于STM实体的CPF实体，具体依据本发明上下文而定。
这些不同的实体和接口使得包括UE、AN、CN和PDN实体的移动通信网络能够支持所提出的ESM的配置和使用。
由图2(a)可知，CN中的这些实体包括会话类型数据库(session type database，STDB)、UPF实体(为了清楚起见，仅绘出一个UPF实体)、STM实体和功能上独立于STM实体的CPF实体。
由图2(b)可知，CN中的这些实体包括会话类型数据库(session type database，STDB)、UPF实体(为了清楚起见，仅绘出一个UPF实体)和基于STM实体的功能扩展而来的CPF实体(下文还称为“扩展CPF实体”)。
CPF实体可定义为在CN中用于为连接到移动通信网络的UE执行控制面功能以便通过AN和CN与PDN实体交换任何数据业务的NF。
STM实体就其本身而言可定义为用于在使用所提出的ESM时控制AN与CN之间的多个传输承载的连通性的逻辑网络实体。
为了实现UE业务的连通性，UE的会话类型可以是当前4G系统中使用的会话模型，在该模型下，UE一次仅连接到一个使用相同技术的AP，或者UE的会话类型可以是所提出的ESM，在该模型下，UE一次连接到多个使用相同技术的AP。每当响应于来自UE的会话或服务请求需要建立UE的会话时，或者每当需要通过修改或替换UE的现有会话来更改现有会话时，就使用STM实体(参见图2(a))或STM实体的功能(参见图2(b))。
参考图2(a)，所有步骤均以围绕数字“1”到“6”的相应圆圈表示，CPF实体(功能上独立于STM实体)通过接入网会话接口(access network session interface，ANs-If)从UE接收会话配置请求，该会话配置请求可能与会话或服务请求相关，或者与通过修改或替换现有会话来更改现有会话的需求相关(步骤1)。当CPF实体(功能上独立于STM实体)通过控制网络会话类型接口(control network session type interface，CNs-If)连接STM实体以便请求应针对给定的UE会话建立或更改请求使用哪种会话类型时，实际会触发STM实体(步骤2)。然后，STM实体通过会话描述接口(session description interface，SD-If)与STDB交互，以便检索UE与UE要配置的会话类型之间的关联信息(步骤3)。当选择ESM作为UE会话类型时，STM实体还用于确定要在用户面(user plane，UP)配置的多个AP和UPF实体，以便支持与用于给定ESM建立或ESM重配置的UE与PDN实体之间交换的数据业务相关联的AN和CN的多个传输承载(步骤4)。在STM实体定义了会话配置信息之后，该信息将通过CNs-If从STM实体传播到CPF实体(功能上独立于STM实体)(步骤4’)。然后，基于从STM实体接收的信息，CPF实体(功能上独立于STM实体)将STM实体定义的配置发送给每个UPF实体，更具体地，通过会话操作配置界面(session operation configuration interface，SOC-If)发送给该信息中指示的每个用户面会话类型扩展(user plane session type extension，UP-STe)实体(步骤5)。另外，STM实体定义的ESM的配置也发送给UE，更具体地，通过ANs-If发送给如图2所示的用户会话类型扩展(user session type extension，UE-Ste)实体，这样使得UE也可以通过可用的传输承载来发送和接收UE的数据业务(步骤1’)。在成功建立会话之后，通过建立的会话来发送来自UE的上行(uplink，UL)数据业务和朝向UE的下行(downlink，DL)数据业务(步骤6)。
参考图2(b)，所有步骤均以围绕数字“1”到“6”的相应圆圈表示，基于STM实体的功能扩展而来的CPF实体通过接入网会话接口(access network session interface，ANs-If)从UE接收会话配置请求，该会话配置请求可能与会话或服务请求相关，或者与通过修改或替换现有会话来更改现有会话的需求相关(步骤1)。然后，扩展CPF实体通过会话描述接口(session description interface，SD-If)与STDB交互，以便检索UE与UE要配置的会话类型之间的关联信息(步骤2)。当选择ESM作为UE会话类型时，扩展CPF实体还用于确定要在用户面(user plane，UP)配置的多个AP和UPF实体，以便支持与用于给定ESM建立或ESM重配置的UE与PDN实体之间交换的数据业务相关联的AN和CN的多个传输承载(步骤3)。然后，基于由扩展CPF实体自身定义的会话配置信息，扩展CPF实体通过会话操作配置界面(sessionoperation configuration interface，SOC-If)将该配置发送给每个UPF实体，更具体地，发送给如图2所示的每个用户面会话类型扩展(user plane session type extension，UP-STe)实体(步骤4)。另外，扩展CPF实体定义的ESM的配置也发送给UE，更具体地，通过接入网会话接口(access network session interface，ANs-If)发送给该配置中指示的用户会话类型扩展(user session type extension，UE-Ste)实体，这样使得UE也可以通过可用的传输承载来发送和接收UE的数据业务(步骤1’)。在成功建立会话之后，通过建立的会话来发送来自UE的上行(uplink，UL)数据业务和朝向UE的下行(downlink，DL)数据业务(步骤5)。
应当注意，当CPF实体在功能上独立于STM实体时，可以在CPF实体、STM或STDB处识别更改现有会话的需求。而当CPF实体是基于STM实体的功能扩展而来时，可以在扩展CPF实体或STDB处识别更改现有会话的需求。
CN中的各UPF实体分别基于相应的UP-STe实体的功能扩展而来，UP-STe实体用于通过SOC-If从CPF实体接收关于UE要使用的会话类型的信息以及与要建立的UE的会话的操作模式有关的会话配置信息，UP-STe实体还用于基于接收到的全部信息确定如何发送来自UE的UL数据业务和朝向UE的DL数据业务。
UE是基于UE-STe实体的功能扩展而来，UE-STe实体用于与具有相同技术的AP建立无线传输承载，通过ANs-If从CPF实体接收UE要使用的会话类型以及与要建立的UE的会话的操作模式有关的会话配置信息，并且还用于确定如何使用AN的传输承载发送来自UE的UL数据业务并接收朝向UE的DL数据业务。
下文将更详细地描述图2(a)和2(b)中涉及的描述段落中所引入的会话配置流程。
就此，图3所示为根据本发明实施例的ESM的会话配置流程，该流程由设备触发。
如图3所示，当UE向CPF实体发送会话(或服务)请求时，会触发会话配置的初始动作(步骤1)。然后，与STM实体交互的CPF实体处理该会话请求(步骤2)。当STM实体接收到确定应该使用哪种会话的请求时，STM实体与STDB交互以查询和检索关于针对给定UE使用哪种会话的信息(步骤2)。另外，STM实体针对要在UP-STe实体内配置的ESM的操作定义了配置参数(例如，要使用的CN传输承载的类型)(步骤2)。当CPF实体从STM实体接收到关于应该如何建立ESM的所有信息时，CPF实体会触发UE(即，UE-STe实体)与AN中的所选AP之间、所选AP与UPF实体之间以及CN中的各UPF实体(即，UP-STe实体)之间的多个传输承载中的资源的预留(步骤3)。最后，当UP的所有实体都向CPF实体确认了对所请求的ESM的资源的预留时，则认为所请求的会话已建立(步骤4)。
在UE连接到移动通信网络期间，UE的会话类型以及与传输承载相关联的资源都可能会改变。在这种情况下，ESM的会话配置流程可以视为ESM的会话重配置流程。
就此，图4所示为根据本发明实施例的ESM的会话配置流程，所述流程由网络触发。
可能发生不同的情况。在第一种情况下，UE可以具有当前4G会话模型，网络可以定义该正在进行的UE会话需要更改为ESM。在第二种情况下，UE可以具有ESM和UE中的一些传输承载，并且可能需要在AP之间更改AN。在第三种情况下，UE可以具有ESM，并且由于锚定点重新选择等原因，可能需要在UPF之间更改CN的一些传输承载。
如图4所示，在上述情况发生之后，可以确定需要对会话(传统会话或ESM会话)进行更改(步骤1)。该确定过程中涉及的实体是CPF实体、STM实体或STDB。CPF实体可以，例如，确定UP锚定点的变化。另外，STM实体可以，例如，接收上下文信息以便优化UE的客户感知体验(quality of experience，QoE)，而且关于UE使用的会话类型的存储信息可以在STDB中更改。但是，做出更改决定的始终是STM实体，所决定的更改会在UE使用的会话中强制执行。在确定了要配置的更改之后，STM实体再次与CPF实体交互，以便可以将更改切实地通知和传达给UP的实体(步骤2)。CPF实体与UPF实体交互，以便在与UE的会话相关的UPF实体的UP-STe实体处执行更改(步骤3)。尽管上文提到了针对更改的不同情况，但所有这些情况下都要执行本流程的这一步骤(步骤3)，其中，拆除旧资源并为更改分配新资源，以便实施新的或更新的ESM。控制面(control plane，CP)和UP的各实体之间的交互完成，最终重建了ESM，而STM实体拥有了与UE的会话中已实施的更改有关的更新信息(步骤4)。
AN与CN之间的多个传输承载的连通性由STM实体基于该多个传输承载的选择性分配来控制。STM实体可以选择两种分配。该选择性分配针对CN的至少一个传输承载和分别位于AN处的至少两个不同接入点(access point，AP)上的同一AN的至少两个传输承载执行，每个传输承载属于单个分组数据单元(packet data unit，PDU)会话。
图5示出了根据本发明实施例的ESM内的多个传输承载的如下两种可能分配：(a)：独占分配；以及(b)：共享分配。
在图5(a)中，所选分配为独占分配，其中AN的每个传输承载单独连接到CN的每个相应传输承载。如图所示，传输承载CN-CN-B1(通过CN的UPF1和UPF2)与传输承载AN-CN-B1(通过AN的AP1和AP2以及CN的UPF1)之间存在关联。如图所示，其它两个传输承载CN-CN-Bn(通过CN的UPF1和UPF2)与传输承载AN-CN-Bn(通过AN的AP2以及CN的UPF1)之间存在另一种关联。因此，这样使用CN的多个传输承载可以实现UE在核心网中的数据业务的负载平衡或者保证更高的可靠性，等等。
在图5(b)中，所选分配为共享分配，其中AN的至少两个传输承载一起连接到CN的单个传输承载。在这种情况下，STM实体确定CN的传输承载可以简化，并且确定AN的多个传输承载将共享CN的同一传输承载。如图所示，传输承载AN-CN-B1(通过AN的AP1和AP2以及CN的UPF1)和传输承载AN-CN-Bn(通过AN的AP2和CN的UPF1)都与单个传输承载CN-CN-B1(通过UPF1和UPF2)相关联。通过指示UPF实体之间的资源有限，可以促使STM实体做出共享CN的同一传输承载的决定。
如图5(a)和5(b)所示，无线接入网(radio access network，RAN)传输承载RAN-B1(通过UE和AN的AP1)与传输承载AN-CN-B1(通过AN的AP1和AP2以及CN的UPF1)之间也存在关联，RAN传输承载RAN-Bn(通过UE以及AP的AP1和AP2)与传输承载AN-CN-Bn(通过AN的AP2和CN的UPF1)之间存在另一种关联。
此外，UE-STe实体包括专用于在UE与AN之间的接口处分配多个传输承载的映射表，并且每个UP-STe实体包括专用于在AN与CN之间的接口处以及在CN内部分配多个传输承载的相应映射表。因此，可以保持ESM内的AN与CN之间的多个传输承载的分配。
UE-STe实体和每个UP-STe实体内的映射表共享多个字段，其中包括：
-以“会话ID”表示的字段，该字段涉及UE所使用的会话的标识；
-以“PDN ID”表示的字段，该字段涉及与会话ID的使用相关联的PDN的标识；
-以“UE UL承载ID”表示的字段，该字段涉及要从UE发送到PDN实体的数据业务的分配或映射的标识；
-以“UE DL承载ID”表示的字段，该字段涉及要从PDN实体发送到UE的数据业务的分配或映射的标识；
-以“会话类型”表示的字段，该字段涉及UE所使用的会话的类型的指示，该会话由
“会话ID”字段标识；以及
-以“操作模式(仅用于增强会话模型)”表示的字段，该字段涉及所标识会话的类型是增强会话时所标识会话的操作模式。操作模式可以是抢占模式或同步模式或可靠模式。这三种操作模式可以由STM实体针对ESM配置，涉及STM实体确定UE-STe实体和UP-STe实体如何使用AN与CN之间的ESM的多个传输承载的方式。更确切地说，抢占模式涉及AN与CN之间针对所标识会话的多个传输承载中的资源的预留。同步模式涉及AN与CN之间的多个传输承载中所选传输承载的同步使用，可靠模式涉及AN与CN之间的多个传输承载中所选传输承载的数据业务传输的冗余。
另外，UE-STe实体内的映射表包括以“AP ID”表示的另一字段，该字段涉及与所标识会话相关联的AP的标识。另外，UP-STe实体内的映射表包括以“UE ID”表示的另一字段，该字段涉及与所标识会话相关联的UE的标识。
所有这些映射表说明了STM实体如何配置图3中的UE-STe和UP-STe实体以便映射UE的UL和DL数据业务。
参考图5(a)，图6所示为ESM内的多个传输承载独占分配的情况下UE(以“UE_1”表示)内的UE-STe实体与UPF1和UPF2内各自的UP-STe实体的三个示例性映射表。
参考图5(b)，图7所示为ESM内的多个传输承载共享分配的情况下UE(以“UE_1”表示)内的UE-STe实体与UPF1和UPF2内各自的UP-STe实体的三个示例性映射表。
由图6和7中的示例性映射表可知，所标识会话字段的操作模式为抢占模式。在该模式下，STM实体指示AN与CN之间的多个传输承载中的哪些资源需要预留给与UE相关联的ESM，并且将UE-STe和UP-STe实体配置为一次仅使用预留资源集合中的一个。
就此，图8示出了在图5(a)所示独占分配的示例性情况下抢占模式下的两个由多个传输承载(RAN-B1、AN-CN-B1、CN-CN-B1、RAN-B2、AN-CN-B2、CN-CN-B2)组成的集合(B1和B2)的使用，其中(a)：B1和B2分别对应主传输承载集合和辅传输承载集合；以及(b)：B1和B2分别对应辅传输承载集合和主传输承载集合。应当注意，在另一示例性情况下，上述分配也可以是如图5(b)所示的共享分配。
在图8(a)中，在建立了UP的实体以在抢占操作模式中使用ESM的情况下，存在一组用于UE与PDN实体之间的所有数据业务传输的主传输承载(RAN-B1、AN-CN-B1、CN-CN-B1)，而另一组辅传输承载(RAN-B2、AN-CN-B2、CN-CN-B2)将被预留用于可能的UE通信。可以按如下方式预留用于辅传输承载(RAN-B2、AN-CN-B2、CN-CN-B2)的资源：AN和CN中的所有资源都预留用于辅传输承载(RAN-B2、AN-CN-B2、CN-CN-B2)，只等UE侧激活。或者，可以按如下方式预留这些资源：只将CN的资源预留用于辅传输承载(RAN-B2、AN-CN-B2、CN-CN-B2)，一旦检测到需要激活这些资源时，同时分配AN和UE资源。
无论以何种方式预留辅传输承载(RAN-B2、AN-CN-B2、CN-CN-B2)的资源，UP-STe实体都将拥有关于辅传输承载(RAN-B2、AN-CN-B2、CN-CN-B2)的信息。尽管如此，STM实体通过SOC-If发送的配置会确定仅使用主传输承载(RAN-B1、AN-CN-B1、CN-CN-B1)用于UL和DL数据业务的传输。参考图6，该信息表示为UP-STe映射表的“操作模式(仅用于增强会话模型)”所表示的字段对应的一列中的条目。同理，UE-STe映射表配置有指示抢占模式的至少一个传输承载以及该至少一个传输承载为主传输承载(RAN-B1、AN-CN-B1、CN-CN-B1)的信息。然而，应当注意，根据辅传输承载(RAN-B2、AN-CN-B2、CN-CN-B2)的预留和建立方式，UE-STe实体可以在UE-STe实体的映射表中录入或不录入辅传输承载(RAN-B2、AN-CN-B2、CN-CN-B2)。
在图8(b)中，相对于图8(a)，主传输承载集合从B1变为了B2，故而UL和DL数据业务的传输通过如下传输承载实现：RAN-B2、AN-CN-B2和CN-CN-B2；辅传输承载集合从B2变为了B1，故而为如下传输承载预留资源：RAN-B1、AN-CN-B1和CN-CN-B1。这种改变涉及UP-STe实体与控制面(control plane，CP)实体(即，CPF和STM实体)之间的交互，以便更新用于发送UE的数据业务的传输承载的分配或映射。
当映射表中的所标识会话字段的操作模式为同步模式时，则在UP的实体处(即，在UE-STe和UP-STe实体处)配置AN与CN之间的多个传输承载以同时使用。基于各个UP-STe和UE-STe实体上部署的策略决定应该使用哪些传输承载。
图9所示为在如图5(a)所示的独占分配的示例性情况下同步模式下多个传输承载(RAN-B1、AN-CN-B1、CN-CN-B1以及RAN-B2、AN-CN-B2、CN-CN-B2)的使用。然而，应当注意，在另一示例性情况下，上述分配也可以是如图5(b)所示的共享分配。
图9中示出了来自和朝向UE的两个数据业务流(表示为数据业务A和数据业务B)，其中前者使用AP1通过传输承载RAN-B1发送，后者使用AP2通过传输承载RAN-B2发送。UE-STe和UP-STe实体是定义哪些资源(即，哪些传输承载)用于相应的UL和DL数据业务的实体。因此，UP-STe实体决定通过哪些传输承载来传播UL和DL数据业务，而UE-STe实体仅定义应该将哪个传输承载用于UL数据业务。应当注意，在共享分配传输承载的情况下，不必决定应该使用哪些传输承载。然而，在当前独占分配的情况下，应该使用哪些朝向UE的传输承载可以由如下的任何UPF实体决定：基于各自的UP-STe实体的功能扩展而来且位于朝向和来自UE的路径中的UPF实体。每个UP-STe的行为方式以及用于传输的策略由STM实体决定，并(在CPF实体是功能上独立于STM实体的实体的情况下)通过CNs-If传播到控制UP-STe实体的CPF实体，然后，该CPF实体通过SOC-If为受控的UP-STe实体配置所述用于传输的策略。UE-STe实体也由STM实体配置，使得UP-STe实体和UE-STe实体配置有相应的不同策略，以便选择AN与CN之间要同时使用的多个传输承载。UE-STe和UP-STe实体可以对所有增强会话(即，ESM)使用相应的默认策略，或者为每个增强会话(即，每个ESM)选择可用策略中的一个。在其它策略中，在UP-STe实体处采用的策略可以是静态策略，也可以是全决策策略，在UE-STe实体处采用的策略可以是循环调度，也可以是对AN条件的分析。
当UP-STe实体处采用静态策略时，STM实体在ESM建立或ESM重配置时确定用于UE的UL和DL数据业务的传输承载的精确分配。因此，如果在朝向UE的路径上存在其它UP-STe实体，则通过具有传输承载的精确分配的相应UP-STe实体的映射表中的条目配置这些其它UP-STe实体。这种策略实现了传输承载的静态配置，因为它是在ESM建立或更改时由STM实体一次定义的。
当在UP-STe实体采用全决策策略时，STM实体确定UL和DL数据业务路径上的所有UP-STe实体都能够决定哪些传输承载用于UP-STe实体链中的下一跳。在将要做出决定的每个UP-STe实体内部，可以采用不同的策略，例如循环，以便分析传输承载是否存在任何拥塞并且使一个传输承载优先于另一个传输承载。这种策略使得在UP-STe实体处能够动态配置映射表，而无需触发重配置流程。然而，所涉及的UP-STe实体必须能够决定何时更改多个传输承载的分配。
当在UE-STe实体处采用循环调度的策略或AN的条件分析来更改要使用的UL传输承载时，STM实体有两种方式可以使用这些策略中的每一个来配置UE-STe实体。在第一种方式中，可以在UP-STe实体处对策略进行硬编码，使得STM实体仅可以定义UE会话将在同步操作模式下运行，是否采用该策略由UE-STe实体处的硬编码的定义决定。在第二种方式中，STM实体可以定义同步操作模式以及应该在UE-STe实体处使用哪个策略。然后，相应的信息(在CPF实体是功能上独立于STM实体的实体的情况下)通过CNs-If从STM实体向CPF实体发送，CPF实体可以通过ANs-If配置UE-STe实体。
当映射表中的所标识会话字段的操作模式为可靠模式时，出于冗余原因，UL和DL数据业务的相同数据包通过形成ESM的AN和CN的所有传输承载发送。
图10所示为在如图5(a)所示的独占分配的示例性情况下可靠模式下多个传输承载(RAN-B1、AN-CN-B1、CN-CN-B1以及RAN-B2、AN-CN-B2、CN-CN-B2)的使用。然而，应当注意，在另一示例性情况下，上述分配也可以是如图5(b)所示的共享分配。
在可靠模式中，UE-STe实体总是复制UL数据业务并通过AN的多个传输承载将其发送到PDN实体。至于从PDN实体发送到UE的DL数据业务，则取决于正在使用的多个传输承载的分配类型。当使用如图10所示的独占分配时，UP-STe实体查询各自的映射表，确定与UE和PDN实体相关联的用于DL数据业务的传输承载，进而将DL数据业务的数据包复制到ESM内的DL数据业务中涉及的所有已配置的传输承载。
因此，基于以上所述，UE-STe和UP-STe实体必须支持由STM实体配置的不同操作模式，并且必须能够确定应如何处理每个数据包。UE-STe实体仅定义应如何处理UL数据业务，而UP-STe实体可以定义应该对UL和DL数据业务使用哪些传输承载。
图11所示为根据本发明实施例的示出基于UE的操作模式的UE-STe实体的处理步骤的流程图。
如图11所示，UE-STe实体包括专用于在UE与AN之间的接口处分配多个传输承载的映射表，用于执行以下步骤：
-第一步骤(以数字“1”表示)：UE-STe实体生成(待发送给PDN实体的)UL数据包；
-第二步骤(以数字“2”表示)：UE-STe实体查询其映射表，以便确定UL数据包与哪个会话相关联；
-如果所确定的会话是除增强会话(即ESM)之外的会话，则UE-STe实体在第三步骤(以数字“3”表示)中选择可用于连接UE和PDN实体的唯一传输承载，并在第四步骤(以数字“4”表示)中向PDN实体发送UL数据包；
-如果所确定的会话是增强会话(即ESM)，则UE-STe实体在第五步骤(以数字“5”
表示)中确定操作模式是否是抢占模式，如果操作模式是抢占模式，则UE-STe实体在向PDN实体发送UL数据包之前，在第六步骤(以数字“6”表示)中选择主传输承载；
-如果UE-STe实体在第七步骤(以数字“7”表示)中确定操作模式不是抢占模式而是同步模式，则UE-STe实体在第八步骤(以数字“8”表示)中确定应该采用哪个策略，并且在向PDN实体发送UL数据包之前，在第九步骤(以数字“9”表示)中基于所采用的策略选择传输承载；
-如果UE-STe实体在第十步骤(以数字“10”表示)中确定操作模式不是同步模式而是可靠模式，则UE-STe实体确定与增强会话(即ESM)相关联的所有传输承载，并在向PDN实体发送UL数据包之前，在第十一步骤(以数字“11”表示)中将UL数据包复制到所确定的所有传输承载；
-如果UE-STe实体在第十二步骤(以数字“12”表示)中确定操作模式既不是抢占模式也不是同步模式也不是可靠模式，则UE-STe实体向CPF实体发送出错通知。
图12所示为根据本发明实施例的示出基于UE的操作模式的UP-STe实体的处理步骤的流程图。
如图12所示，每个UP-STe实体包括专用于在AN与CN之间的接口处分配多个传输承载的相应映射表，用于执行以下步骤：
-第一步骤(以数字“1”表示)：UP-STe实体在UL数据包的情况下从UE接收UL数据包或者在DL数据包的情况下从PDN实体接收DL数据包；
-第二步骤(以数字“2”表示)：UP-STe实体查询其映射表，以便确定UL或DL数据包与哪个会话相关联；
-如果所确定的会话是除增强会话(即ESM)之外的会话，则UP-STe实体在第三步骤(以数字“3”表示)中选择可用于连接UE和PDN实体的唯一传输承载，并在第四步骤(以数字“4”表示)中，在DL数据包的情况下向UE发送DL数据包或者在UL数据包的情况下向PDN实体发送UL数据包；
-如果所确定的会话是增强会话(即ESM)，则UP-STe实体在第五步骤(以数字“5”
表示)中确定操作模式是否是抢占模式，如果操作模式是抢占模式，则UP-STe实体在在DL数据包的情况下向UE发送DL数据包或者在UL数据包的情况下向PDN实体发送UL数据包之前，在第六步骤(以数字“6”表示)中选择主传输承载；
-如果UP-STe实体在第七步骤(以数字“7”表示)中确定操作模式不是抢占模式而是同步模式，则UP-STe实体在在DL数据包的情况下向UE发送DL数据包或者在UL数据包的情况下向PDN实体发送UL数据包之前，在第八步骤(以数字“8”表示)中确定应该采用除在UE-STe实体处采用的策略以外的哪个策略，并且在第九步骤(以数字“9”表示)中基于所采用的策略选择传输承载；
-如果UP-STe实体在第十步骤(以数字“10”表示)中确定操作模式不是同步模式而是可靠模式，则UP-STe实体在在DL数据包的情况下向UE发送DL数据包或者在UL数据包的情况下向PDN实体发送UL数据包之前，在第十一步骤(以数字“11”
表示)中确定与增强会话(即ESM)相关联的所有传输承载并将UL或DL数据包复制到所确定的所有传输承载；
-如果UP-STe实体在第十二步骤(以数字“12”表示)中确定操作模式既不是抢占模式也不是同步模式也不是可靠模式，则UP-STe实体向CPF实体发送出错通知。
如上所述，会话配置请求可与通过修改或替换现有会话来更改现有会话的需求有关，这种需求可由切换(handover，HO)引起。
就此，图13所示为根据本发明实施例的多个AP之间的由UE触发的HO流程，该多个AP都与同一ESM和UE-STe实体相关联。
如图所示，在UE触发HO的情况下，UE实际上是从一个AP(即AP1)向另一AP(即AP2)移动，其中UE在这两个AP处都有传输承载。因此，出于HO需求，上述触发将在AN处发生。
这种HO流程依赖于简化的HO执行(1)、简化的HO完成(2)和可选的增强会话重建(3)的后续步骤。
步骤1：HO执行被认为是简化的，因为其执行的步骤数量减少了。实际上，UE与目标AP(即图13中的AP2)之间已经存在已建立的传输承载，因而不需要在目标AP处执行某些步骤(例如，资源准入的步骤)。
步骤2：HO完成也被认为是简化的，因为不需要请求配置目标AP与CN的实体之间的CN的传输承载。实际上，这些传输承载已经建立，并且仅需根据ESM的操作模式进行微小的改变。
步骤3：增强会话重建是可选的，因为是由STM实体决定基于目标AP(即图13中的AP2)是否还需要包括其它AP用作刚移动的UE的ESM的实体。如果需要包括其它AP，则意味着STM实体需要配置UP-STe和UE-STe实体，从而将来自所包括的AP的资源及其各自对应的CN的传输承载也纳入考虑。
图14所示为根据本发明实施例的多个AP之间的由UE触发的HO流程，所述多个AP并非全都与同一ESM和UE-STe实体相关联。
如图所示，在UE触发HO的情况下，UE实际上是从一个AP(即AP1)经由另一AP(即AP2)向再一AP(即AP3)移动，其中，UE在AP1处有传输承载，在AP2处也有传输承载，在AP3处没有传输承载。实际上，该AP(即AP3)所关联的UE的UE-STe实体与AP1和AP2所关联的UE的UE-STe实体不同，因此该AP没有UE在其源AP(即AP1)中所具有的与ESM相关联的资源。
该HO流程依赖于HO执行(1)、HO完成(2)和ESM流程重配置(3)的后续步骤。
步骤1和2：HO执行和HO完成根据3GPP等当前标准来执行。
步骤3：之后，触发如图4所示的针对ESM提出的会话配置流程，以重组UE的ESM的资源，以及指示UE-STe和UP-STe实体需要以何种方式来处理来自AP3的所包括的传输承载以及与UE相关的先前传输承载。
然而，HO流程取决于UE的操作模式。
因此，当UE处于抢占模式时，触发HO以便从主传输承载切换到辅传输承载，反之亦然，如图8(b)所示，其中主传输承载用于UL和DL数据业务的传输，辅传输承载被预留用于与UE之间的可能通信。参考图13中的步骤，在抢占操作模式的情况下，可以通过其简化的HO执行(1)、简化的HO完成(2)和(可选的)增强会话重建(3)的里程碑步骤来更详细地阐述HO流程。
步骤1：在简化的HO执行期间，源AP(例如，图8(b)中的AP1)利用目标AP(例如，图8(b)中的AP2)中的预配置AN资源来触发UE的HO。目标AP同时触发AN和CN中的预配置资源的激活。目标AP接收UE上下文，并向源AP发送上下文释放。
步骤2：在简化的HO完成期间，目标AP同时与CPF实体交互(CPF实体进而与STM实体交互)，以触发CN的UP-STe实体中的更新，从而更新CN处的DL映射或分配，将预配置的传输承载转换为主传输承载并释放先前的主资源。
步骤3：在(可选的)增强会话重建期间，STM实体可以决定重配置与来自源AP的先前主传输承载相关的传输承载的资源，因为这些资源现在是UE的辅资源。STM实体还可以决定包括目标AP的相邻AP，以便使之成为UE可用的辅资源集合的一部分并因而属于同一ESM。
当UE处于同步模式或可靠模式时，触发HO以使UE能够连接到与除现有增强会话之外的会话相关联的AP。
在同步模式的情况下，当UE-STe实体已经连接到属于同一ESM的AP时，不需要实际触发HO流程。实际上，UE已经具有其所需的连通性。尽管AN条件的改变可能影响UE-STe策略，但是这些改变不会触发已连接到该UE的AP之间的HO流程。然而，当UE-STe实体没有与未包括在ESM中的AP相关联的传输承载时，必须触发HO流程。对于UE-STe映射表，这意味着UE将需要连接到不与同一ESM相关联的不同AP。在后一种情况下，可以应用图14的HO流程步骤。
在可靠模式的情况下，HO的处理方式与同步模式下的方式相同。增强会话中已经连接到UE-STe实体的AP之间的HO不需要触发，而未连接到UE-STe实体的AP之间的HO则需要在针对ESM提出的会话配置流程之后由标准HO流程触发和处理，如图4所示，以便重新调整单个PDU中的多个资源，如图14所示。
除了上述配置、重配置和HO流程之外，还有针对不再使用的资源的资源释放流程。该流程由STM实体实施，该STM实体将必须从UE-STe和UP-STe实体移除的增强会话配置信息通知给CPF实体。基于该信息，CPF实体联系所述UE-STe和UP-STe实体，并从它们各自的映射表中移除应该被释放的资源(即，与那些资源相关联的传输承载)的条目。
图15所示为本发明在长期演进(long term evolution，LTE)架构中的几种不同实现方式(编号(a)到(c))。
如图所示，可以根据至少三种实现方式在LTE架构中实现本发明，从而使得LTE系统能够在拥有使用相同技术的多个传输承载的情况下运行。
在图15(a)的实现方式中，添加了本发明的STDB和STM实体及其SD-If接口，分别作为LTE架构的新实体和接口。此外，CNs-If接口已被添加到移动性管理实体(mobilitymanagement entity，MME)，该移动性管理实体是用于控制会话配置和重配置的LTE系统的实体之一。服务网关(serving gateway，SGW)实体和PDN网关(PDN gateway，PGW)实体也是LTE系统的控制实体，用于控制PDN会话。因此，不是将来自STM实体的新接口添加到与会话管理相关的LTE系统的所有控制实体(即，MME、SGW和PGW)，而是将LTE系统的现有S11和S5接口扩展为增强型S11(enhanced S11，eS11)和增强型S5(enhanced S5，eS5)接口，从而使得本发明的CNs-If接口的功能也能够被添加到LTE的这些现有接口。此外，LTE系统的SGW和PGW实体已经与相应的所提出的UP-STe实体一起扩展，从而使得LTE系统的SGW和PGW实体不仅能够支持所提出的ESM而且能够执行上述流程和操作。最后，S1接口也已扩展为演进型基站(evolved nodeB，eNB)与MME实体之间的增强型S1(enhanced S1，eS1)接口。由于eS1接口也包括本发明的ANs-If接口的功能，因此MME实体(可被视为等同于本发明的CPF实体)可以向UE-STe实体发送UE操作多个传输承载所必需的信息。
在图15(b)的实现方式中，相对于图15(a)的实现方式，归属用户服务器(homesubscriber server，HSS)实体已基于本发明的STDB的功能进行扩展。因而，在扩展HSS实体与STM实体之间添加了本发明的SD-If接口。
在图15(c)的实现方式中，相对于图15(a)的实现方式，HSS和MME实体已经分别基于本发明的STDB和STM实体的功能进行扩展。因此，没有新增本发明所述的接口。然而，当前扩展HSS实体与当前扩展MME实体之间的LTE系统的现有S6a接口已经扩展为增强型S6a(enhanced S6a，eS6a)接口，从而使得eS6a接口能够提供本发明的SD-If接口的功能
综上所述，本发明涉及一种能够管理单个分组数据单元(packet data unit，PDU)会话的配置和使用的增强会话模型(enhanced session model，ESM)，该PDU会话是用户设备(user equipment，UE)与分组数据网络(packet data network，PDN)实体之间的关联，并且由接入网(access network，AN)与核心网(core network，CN)之间的多个传输承载组成。该核心网包括用于控制这些传输承载的连通性的会话类型管理(session type manager，STM)实体、多个用户面功能(user plane function，UPF)实体、会话类型数据库(sessiontype database，STDB)和控制面功能(control plane function，CPF)实体，其中，传输承载的分配是独占分配或共享分配。该CPF实体可以在功能上独立于会话类型管理(sessiontype manager，STM)实体，也可以是基于STM实体的功能扩展而来。用户设备(userequipment，UE)和用户面功能(user plane function，UPF)实体分别是基于用户会话类型扩展(user session type extension，UE-STe)实体和用户面会话类型扩展(user planesession type extension，UP-STe)实体的功能扩展而来，其中，UE-STe实体和UP-STe实体各自都包括专用于分配的相应映射表，并且可以支持由会话类型管理(session typemanager，STM)实体配置的用户设备(user equipment，UE)的不同操作模式。因此，本发明的优点在于，能够通过在多个传输承载之间创建分配或映射系统，为使用相同无线接入技术(radio access technology，RAT)的同一用户设备(user equipment，UE)预配置(预先准入)无线接入网(radio access network，RAN)与核心网(core network，CN)之间的多个分支。此外，本发明通过减少用于目标接入点(access point，AP)中用户设备(userequipment，UE)会话无线部分的重连接的流程步骤和核心网(core network，CN)中的路径切换，并在进行任何切换(handover，HO)之前预配置无线接入网(radio access network，RAN)和核心网(core network，CN)，能够为超可靠低延迟通信(ultra-reliable lowlatency communication，uRLLC)用例提供更好的移动性支持。由于在接入网(accessnetwork，AN)与核心网(core network，CN)之间利用同步传输承载，本发明还具有提高UE侧应用吞吐量的优点。
在使用方面，本发明可以应用于与可靠性相关的情况。例如，ESM可用于具有超可靠服务的设备。又例如，当AP1未根据给定要求向UE传递数据业务时，控制面可以触发AP1与AP2之间的HO，以便使用预配置的传输承载而不是主传输承载。另外，本发明还可以用于在NextGen移动核心网中的锚定点重选流程中减少UE的损耗和性能退化，还可以用于保证NextGen中uRLLC用例的可靠性。
尽管已经在附图和前述说明中详细图示和描述了本发明，但这些图示和描述应被视为说明性或示例性而非限制性的。本发明不限于所公开实施例。通过阅读本公开，其它修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的。这些修改可能涉及本领域中已知的并且可以用于代替或补充本文已经描述的特征的其它特征。
已结合本文各实施例描述了本发明。但是，本领域技术人员通过研究附图、本公开以及所附权利要求书，在实践本发明的过程中，能够理解并得出所公开实施例的其它变体。在权利要求中，术语“包括”并不排除其它元件或步骤，且无确切说明的“一个”并不排除复数可能。单个处理器或其它单元可满足权利要求书中所叙述的若干项的功能。当某些措施被记述在互不相同的从属权利要求中时，这一单纯事实并不意味着这些措施不能组合起来发挥有利的作用。计算机程序可以存储/分布在合适的介质上，例如与其它硬件一起提供或作为其它硬件的一部分提供的光学存储介质或固态介质，但也可以以其它形式分发，例如通过互联网或其它有线或无线电信系统。
尽管已经结合本发明的具体特征和实施例描述了本发明，但显然可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对其进行各种修改和组合。因此，说明书和附图应仅仅被视为所附权利要求书限定的本发明的示例性说明，并且旨在涵盖本发明范围内的任何和所有修改、变体、组合或等同物。

Claims (16)

1.一种用于管理多个传输承载的移动通信网络的核心网(core network，CN)，其特征在于，所述CN包括：
-会话类型管理(session type manager，STM)实体，用于基于所述多个传输承载的选择性分配来控制所述移动通信网络的接入网(access network，AN)与所述CN之间的所述多个传输承载的连通性；
其中
-每个传输承载被定义为发送数据业务的两个实体之间的逻辑连接；
-所述多个传输承载的所述分配针对所述CN的至少一个传输承载和分别位于所述AN处的至少两个不同接入点(access point，AP)上的所述同一AN的至少两个传输承载执行，每个传输承载属于单个分组数据单元(packet data unit，PDU)会话，所述PDU会话被定义为用户设备(user equipment，UE)与分组数据网络(packet data network，PDN)实体之间的关联；以及
-增强会话模型(enhanced session model，ESM)被定义为所述UE具有所述同一AN的所述至少两个传输承载和所述核心网(core network，CN)的所述至少一个传输承载的一种模型，其中所述AN的所述至少两个传输承载和所述CN的所述至少一个传输承载全都属于所述单个PDU会话。
2.根据权利要求1所述的核心网(core network，CN)，其特征在于，所述AN的所述至少两个传输承载与所述CN的所述至少一个传输承载之间的所述分配由所述STM实体选择为独占分配，其中所述AN的每个传输承载单独连接到所述CN的每个相应传输承载，或选择为共享分配，其中所述AN的所述至少两个传输承载一起连接到所述CN的单个传输承载。
3.根据权利要求1或2所述的核心网(core network，CN)，其特征在于，所述CN包括：
-多个用户面功能(user plane function，UPF)实体，被定义为用于处理用户面业务以便提供一些网络服务的网络功能(network function，NF)；以及
-控制面功能(control plane function，CPF)实体，被定义为用于为连接到所述移动通信网络的所述UE执行控制面功能以便通过所述AN和所述CN与所述PDN实体交换任何数据业务的网络功能(network function，NF)。
4.根据权利要求3-4任意一项所述的核心网(core network，CN)，其特征在于，所述CPF实体：
-是功能上独立于所述STM实体的实体或基于所述STM实体的功能扩展而来的实体；
-用于接收会话配置请求；
-当所述CPF实体是功能独立实体时，用于与所述STM实体通信以便请求有关所述增强会话的会话配置信息，或者当所述CPF实体是基于所述STM实体的功能扩展而来时，用于确定有关所述增强会话的会话配置信息；以及
-基于所述会话配置信息向所述UPF实体和所述UE发送有关如何建立或更改所述UE的所述会话的信息；
其中
-所述会话配置请求与来自所述UE的会话或服务请求有关，或者与通过修改或替换现有会话来更改所述现有会话的需求有关，所述更改所述现有会话的需求通过所述CPF实体、所述STM实体或所述CN的会话类型数据库(session type database，STDB)识别；
-所述会话配置信息与待建立的所述UE的所述会话的操作模式有关，所述操作模式由所述STM实体选择为抢占模式或同步模式或可靠模式；
-所述抢占模式涉及所述AN与所述CN之间的所述多个传输承载中用于待建立的所述UE的所述会话的资源预留；
-所述同步模式涉及所述AN与所述CN之间的所述多个传输承载中的所选传输承载的同时使用；以及
-所述可靠模式涉及所述AN与所述CN之间的所述多个传输承载中的所述所选传输承载的数据业务的传输冗余。
5.一种根据权利要求1至4中任一项所述的移动通信网络的核心网(core network，CN)的会话类型管理(session type manager，STM)实体。
6.一种根据权利要求1至4中任一项所述的移动通信网络的核心网(core network，CN)的控制面功能(control plane function，CPF)实体。
7.一种根据权利要求1至4中任一项所述的移动通信网络的核心网(core network，CN)的用户面功能(user plane function，UPF)实体。
8.一种根据权利要求1至4中任一项所述的移动通信网络的核心网(core network，CN)的会话类型数据库(session type database，STDB)。
9.一种移动通信网络，其特征在于，包括：
-如权利要求1至4所述的核心网(core network，CN)；
-如权利要求1所述的接入网(access network，AN)；
-如权利要求1所述的用户设备(user equipment，UE)；以及
-如权利要求1所述的分组数据网络(packet data network，PDN)实体；
其中
-所述UE和所述PDN实体通过所述AN和所述CN相互通信。
10.一种用于管理移动通信网络内的多个传输承载的方法，所述移动通信网络分为接入网(access network，AN)和核心网(core network，CN)，其特征在于，所述方法包括：
-在会话类型管理(session type manager，STM)实体处基于所述多个传输承载的选择性分配来控制所述AN与所述CN之间的所述多个传输承载的连通性，
其中
-每个传输承载被定义为发送数据业务的两个实体之间的逻辑连接；
-所述多个传输承载的所述分配针对所述CN的至少一个传输承载和分别位于所述AN处的至少两个不同接入点(access point，AP)上的所述同一AN的至少两个传输承载执行，每个传输承载属于单个分组数据单元(packet data unit，PDU)会话，所述PDU会话被定义为用户设备(user equipment，UE)与分组数据网络(packet data network，PDN)实体之间的关联；以及
-增强会话模型(enhanced session model，ESM)被定义为所述UE具有所述同一AN的所述至少两个传输承载和所述核心网(core network，CN)的所述至少一个传输承载的一种模型，其中所述AN的所述至少两个传输承载和所述CN的所述至少一个传输承载全都属于所述单个PDU会话。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述控制所述AN与所述CN之间的所述多个传输承载的连通性的步骤包括：
-在控制面功能(control plane function，CPF)实体处接收会话配置请求，所述会话配置请求与来自连接到所述移动通信网络的所述UE的会话的建立有关，以便通过所述AN和所述CN与所述PDN实体交换任何上行(uplink，UL)和下行(downlink，DL)数据业务，或者所述会话配置请求与通过修改或替换现有会话来更改所述现有会话的需求有关，所述需求通过所述CPF实体、所述STM实体或与所述STM实体交互的会话类型数据库(session typedatabase，STDB)识别；
-在所述STM实体处确定与所述增强会话的建立有关的会话配置信息；
-在所述CPF实体处接收所述会话配置信息；
-从所述CPF实体向所述CN的所述用户面功能(user plane function，UPF)实体、所述AN的所述AP和所述UE部署所述会话配置信息，所述CN的所述UPF实体、所述AN的所述AP和所述UE都用于针对所述增强会话支持与所述UE的所述数据业务相关联的所述多个传输承载；以及
-基于所部署的所述会话配置信息为所述增强会话预留所述AN与所述CN之间的所述多个传输承载的资源。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述确定所述会话配置信息的步骤包括：
-在所述STM实体处定义由所识别的所述UPF实体和所述AP支持的所述多个传输承载的分配。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述多个传输承载的所述分配针对所述AN的至少两个传输承载和所述CN的至少一个传输承载执行，其中所述AN的所述至少两个传输承载和所述CN的所述至少一个传输承载全都属于所述单个PDU会话。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述定义所述多个传输承载的所述分配的步骤包括：
-选择独占分配，其中所述AN的每个传输承载单独连接到所述CN的每个相应传输承载，或者选择共享分配，其中所述AN的各传输承载一起连接到所述CN的单个传输承载。
15.一种计算机可读介质，其特征在于，包括计算机程序指令，当在计算机上执行所述计算机程序时，所述计算机程序用于执行根据权利要求10至14中任一项所述的方法。
16.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现权利要求10至14中任一项所述的方法。
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