CN113169763B - 用于5g通信网络中服务连续性的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于无线通信网络的网络控制实体，其中无线通信网络包括多个网络节点，特别是基站，其中每个网络节点定义功能集合，尤其是协议功能集合，以与无线通信网络的用户设备(UE)进行通信。该网络控制实体用于：为与UE通信的第一网络节点选择第二网络节点；将第二网络节点配置为同时处理第一网络节点的功能的至少一个功能子集，用于与UE进行通信；以及触发第二网络节点向UE提供该功能子集。

Description

用于5G通信网络中服务连续性的设备和方法

技术领域

总体而言，本发明涉及通信网络。更具体地，本发明涉及用于为网络节点的故障场景，特别是5G通信网络中的基站的故障场景，提供服务连续性的设备和方法。

背景技术

下一代移动和无线通信，即第五代(5G)，设想了新的用例、服务和应用，例如增强型移动宽带(enhanced mobile broadband，eMBB)、超可靠低时延通信(ultra-reliablelow latency communications，URLLC)和大规模机器类型通信(massive machine-typecommunications，mMTC)。这些用例的任何组合也是可能的，例如超可靠通信、低时延通信或低时延eMBB通信。在这些之中，增强型车辆外联(Vehicular to everything，eV2X)可以被视为特殊的5G服务类型，其可以包括安全服务和非安全服务。eV2X服务的关键要求之一是关键时延(3-10毫秒)和可靠性(99.999％或更高)，由于新的应用要求(例如，自动化级别更改、动态UE分组形成)或网络更改(到核心网络和/或接入网络实体的网络拥塞、传输/操作模式的更改)，该关键要求可能需要根据需要进行适应。这些要求下的一个主要挑战是确保V2X通信的服务连续性，而不会造成任何暂时的服务丢失或数据包丢失。因此，5G通信网络的无线接入网络(radio access network，RAN)将需要支持用于用户面(user plane，UP)、控制面(control plane，CP)或两者的V2X/URLLC服务，以确保满足可靠性和覆盖范围要求。

网络功能(network function，NF)的虚拟化(即以网络的物理基础架构上实现的软件形式提供NF)是在5G通信网络中实现灵活性和端到端(end-to-end，E2E)优化的关键推动因素之一。然而，随着越来越多的网络功能被虚拟化(即，以软件实现)，由于软件故障而导致这些网络功能发生故障的风险也增加了。因此，除了为虚拟网络功能提供执行环境的网络硬件故障之外，还必须在5G通信网络中处理实现虚拟网络功能的软件故障。

例如，RAN节点(尤其是5G通信网络的基站)的故障可能发生在软件(software，SW)、硬件(hardware，HW)或二者中，并且故障的级别可能变化，例如部分故障、完全故障、控制面故障和/或用户面故障。通常，PHY/RF通信层不太可能发生故障，这是因为PHY通信层例如由于可用多个天线而能够处理这种故障。但是，小型小区(计划内/计划外)以及路侧单元(road-side unit，RSU)(被配置为提高密集区域的性能(如果需要))通常是低功耗、低成本的节点，因此可能更容易受到部分/全部软件/硬件故障的影响。

处理移动通信网络中RAN节点的部分/全部SW/HW故障的一种方法是强制或正常切换到另一个RAN节点，即使该故障只是部分故障。也就是说，当例如在宏基站(basestation，BS)中发生故障时，由该BS服务的用户设备(user equipment，UE)被切换到通信网络的相邻小区。该方法的一个缺点是由切换引起的延迟，这对于时间关键型通信服务可能是不可接受的。例如，对于V2X组通信，这可能对其他BS(过载、拥塞)和使用其他服务的UE产生重大影响。而且，仅当网络覆盖范围足以将UE切换到新的BS时，该方法才起作用。

第二种方法是为BS配备附加/冗余SW/HW，以通过在相同RAN节点上的冗余来确保可用性，例如通过向RAN节点提供附加/冗余协议栈。此方法已用于云RAN/集中式RAN(centralized-RAN，C-RAN)部署中，其中基带单元(baseband unit，BBU)可以具有备份部署以确保可用性。尽管第二种方法可能适用于5G通信网络的特定节点，尤其是高度复杂的设备，但对于许多低功耗/低成本节点(即在5G通信网络中提供小型小区的基站)而言，由于冗余的SW和/或HW增加了复杂性和成本，这种方法不太可行。

因此，需要用于为网络节点的故障场景，特别是通信网络(尤其是5G通信网络)中的基站的故障场景，提供服务连续性的改进的设备和方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的设备和方法，用于为通信网络的故障场景，特别是通信网络(尤其是5G通信网络)中的基站的故障场景，提供服务连续性。

前述和其他目的通过独立权利要求的主题来实现。根据从属权利要求、说明书和附图，进一步的实施方式是显而易见的。

根据第一方面，本发明涉及用于无线(特别是5G)通信网络的网络控制实体。无线通信网络包括多个网络节点，特别是基站，其中每个网络节点定义功能集合，特别是协议功能集合，以与无线通信网络的用户设备UE进行通信。网络控制实体用于：为与UE通信的第一网络节点(本文也称为“服务节点”)选择第二网络节点(本文也称为“施主节点(donornode)”)；将第二网络节点配置为同时处理第一网络节点的功能的至少一个功能子集，以与UE进行通信；以及触发第二网络节点向UE提供该功能子集。网络控制实体可以用于在第一网络节点的该功能子集发生故障(即部分网络节点故障)的情况下，触发第二网络节点向UE提供该功能子集，从而使得第一网络节点的其他(即剩余)功能和第二网络节点提供的该功能子集一起提供第一网络节点的功能集合，用于与用户设备进行通信。第一网络节点和第二网络节点的功能可以是用于与无线通信网络的用户设备交换关键V2X信息的功能。网络控制实体可以是单个或分布式物理实体，例如服务器，以及/或者可以包括在通信网络的一个或多个物理设备上实现的一个或多个网络功能。

在第一方面的进一步可能的实现形式中，网络控制实体还用于将第二网络节点配置为仅在定义的持续时间内提供第一网络节点的该功能子集。

在第一方面的进一步可能的实现形式中，网络控制实体还用于定义用于第二网络节点同时处理的第一网络节点的该功能子集。

在第一方面的进一步可能的实现形式中，网络控制实体还用于向第一网络节点和/或第二网络节点提供配置信息，其中配置信息包括以下一项或多项：

第一网络节点的标识符；

第二网络节点的标识符；

网络参数；

协议功能参数(L1、L2、L3协议)；

资源配置参数；

无线资源管理(radio resource management，RRM)策略；

服务类型；

切片信息。

在第一方面的进一步可能的实现形式中，网络控制实体还用于：

获得网络相关信息，特别是从位于无线通信网络的管理面中的故障管理实体和/或管理监控和/或数据分析实体(例如MDAF)和/或从位于无线通信网络的核心网络中的网络监控和/或数据分析实体(例如NWDAF)来获得该网络相关信息；以及

基于网络相关信息来选择第一网络节点和/或第二网络节点。

在第一方面的进一步可能的实现形式中，第一网络节点和/或第二网络节点是以下之一：

基站，特别是中央单元或分布式单元；

路侧单元，特别是用户设备；

云处理单元，特别是独立于运营商的云处理单元。

在第一方面的进一步可能的实现形式中，第一网络节点和第二网络节点的功能包括AN通信协议栈的多个接入网(access network，AN)通信层，用于与用户设备交换信息。因此，在一个实施例中，第二网络节点被配置为在第一网络节点的协议栈的多个AN通信层中的一个或多个发生故障的情况下，提供第一网络节点的多个通信层中相应的一个或多个，用于与用户设备通信。

在第一方面的进一步可能的实现形式中，第一网络节点和第二网络节点的功能包括与无线通信网络的核心网络通信的相应通信接口，其中第二网络节点被配置为在第一网络节点的与核心网络通信的通信接口出现故障的情况下，通过使用第二网络节点的与核心网络通信的通信接口充当中继与用户设备交换数据，来提供第一网络节点的与核心网络通信的通信接口。

根据第二方面，本发明涉及第一网络节点(即，服务节点)，特别是无线(尤其是5G)通信网络的基站，其中第一网络节点定义功能集合，特别是协议功能集合，以与无线通信网络的用户设备UE进行通信。第一网络节点用于：响应于第一网络节点的功能子集的故障，即部分网络节点故障，基于第一网络节点的其他功能以及无线通信网络的第二网络节点(即，施主节点)提供的与第一网络节点的该功能子集相对应的功能子集来提供第一网络节点的功能集合。

在第二方面的进一步可能的实现形式中，第一网络节点用于向第二网络节点提供关于用于与用户设备交换信息的会话的会话信息，即会话相关协议信息。会话信息可以包括：RRM/无线链路管理(radio link management，RLM)测量；数据无线承载(data radiobearer，DRB)/信令无线承载(signal radio bearer，SRB)配置；协议配置(例如混合自动重传请求(hybridautomatic repeat request，HARQ)定时)；切片支持信息(例如，切片ID、单网络切片选择辅助信息(single network slice selection assistance information，S-NSSAI)、UE)；和/或UE上下文信息。更具体地，对于PHY通信层(基带)，会话信息可以包括：每个UE和会话使用的特定无线网络临时标识(radio network temporary identity，RNTI)；每个组/会话使用的特定RNTI；和/或与信道编码/调制相关的配置信息。对于媒体接入控制(media access control，MAC)通信层，会话信息可以包括：自适应和非自适应HARQ配置信息；HARQ进程ID；和/或动态或免授权(类型1、类型2)调度配置信息。对于无线链路控制(radio link control，RLC)通信层，会话信息可以包括诸如序列编号之类的配置信息。对于分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol，PDCP)通信层，会话信息可以包括配置信息，例如PDCP层复制或加密相关的加密/解密密钥信息或序列编号。对于业务数据适配协议(service data adaptation protocol，SDAP)通信层，会话信息可以包括配置信息，例如服务质量(quality of service，QoS)流到无线承载的映射。

在第二方面的进一步可能的实现形式中，第一网络节点用于向第二网络节点提供关于用户设备的上下文信息，特别是UE标识符。

在第二方面的进一步可能的实现形式中，第一网络节点和/或第二网络节点是以下之一：

基站，特别是中央单元或分布式单元；

路侧单元，特别是用户设备；

云处理单元，特别是独立于运营商的云处理单元。

在第二方面的进一步可能的实现形式中，第一网络节点和第二网络节点的功能包括AN通信协议栈的多个AN通信层，用于与用户设备进行通信。

在第二方面的进一步可能的实现形式中，第一网络节点和第二网络节点的功能包括与无线通信网络的核心网络通信的相应通信接口，并且其中第二网络节点被配置为在第一网络节点的与核心网络通信的通信接口出现故障的情况下，通过使用第二网络节点的与核心网络通信的通信接口充当中继与用户设备交换数据，来提供第一网络节点的与核心网络通信的通信接口。

根据第三方面，本发明涉及第二网络节点(即，施主节点)，特别是无线(尤其是5G)通信网络的基站。第二网络节点定义功能集合，特别是协议功能集合，与无线通信网络的用户设备UE进行通信。第二网络节点被配置为同时处理无线通信网络的第一网络节点的功能的至少一个功能子集，用于与UE进行通信，并且将该功能子集提供给UE。

在第三方面的进一步可能的实现形式中，第二网络节点用于从已经选择/配置第二网络节点的无线通信网络的网络控制实体接收配置信息，其中配置信息将第二网络节点配置为响应于第一网络节点的该功能子集的故障，提供该功能子集。

在第三方面的进一步可能的实现形式中，第二网络节点用于向第一网络节点和/或已经选择/配置第二网络节点的无线通信网络的网络控制实体通知：第二网络节点被配置为响应于第一网络节点的该功能子集的故障，即部分网络节点故障，提供该功能子集。

在第三方面的进一步可能的实现形式中，第一网络节点和/或第二网络节点是以下之一：

基站，特别是中央单元或分布式单元；

路侧单元，特别是用户设备；

云处理单元，特别是独立于运营商的云处理单元。

在第三方面的进一步可能的实现形式中，第一网络节点和第二网络节点的功能包括AN通信协议栈的多个AN通信层，用于与用户设备进行通信，即交换信息。

在第三方面的进一步可能的实现形式中，第一网络节点和第二网络节点的多个功能包括与无线通信网络的核心网络通信的相应通信接口，并且其中第二网络节点被配置为在第一网络节点的与核心网络通信的通信接口发生故障的情况下，通过使用第二网络节点的与核心网络通信的通信接口充当中继与用户设备交换数据，来提供第一网络节点的与核心网络通信的通信接口。

根据第四方面，本发明涉及一种无线通信网络，该无线通信网络包括根据本发明第一方面的网络控制实体、根据本发明第二方面的第一网络节点(即，服务网络节点)、根据本发明第三方面的第二网络节点(即施主网络节点)。

因此，本发明的实施例通过在故障发生在源RAN节点处的情况下将故障安全协议栈配置到目标RAN节点，提供了主动和/或动态RAN节点故障修复方案，以避免服务不连续。如上所述，可以通过通信网络的管理功能(例如，故障管理)来配置/参数化由本发明的实施例提供的网络控制实体。本发明的实施例实现了非常快速和可靠的故障恢复，例如，对于UP/CP协议故障的情况下具有最小服务中断的URLLC/V2X服务，这避免了必须执行到相邻网络节点的切换(使用备用接入连接)。因此，本发明的实施例可以以最小的CP时延和高可用性来确保正在进行的业务的服务连续性。

在附图和以下描述中阐述了一个或多个实施例的细节。根据说明书、附图和权利要求书，其他特征、目的和优点将是显而易见的。

附图说明

在下面参考附图更详细地描述本发明的实施例，其中：

图1是示出根据本发明实施例的包括网络控制实体、第一网络节点和第二网络节点的5G通信网络中的配置消息流的示图。

图2是示出根据本发明实施例的在5G通信网络中用于配置网络控制实体的配置消息流的示图。

图3是示出根据本发明实施例的包括网络控制实体、第一网络节点和第二网络节点的5G通信网络中的操作消息流的示图。

图4是示出根据本发明另一实施例的包括网络控制实体、第一网络节点和第二网络节点的5G通信网络中的配置和操作消息流的示图。

图5是示出根据本发明另一实施例的包括网络控制实体、第一网络节点和第二网络节点的5G通信网络中的配置和操作消息流的示图。

图6是示出根据本发明另一实施例的包括网络控制实体、第一网络节点和第二网络节点的5G通信网络中的配置消息流的示图。

在下文中，相同的附图标记表示相同或至少在功能上等同的特征。

具体实施方式

在以下描述中参考了附图，这些附图形成了本公开的一部分，并且通过说明的方式示出了本发明实施例的特定方面或其中可以使用本发明实施例的特定方面。应当理解，本发明的实施例可以应用在其他方面，并且包括在附图中未示出的结构或逻辑变化。因此，以下详细描述不应以限制的方式理解，本发明的范围由所附的权利要求书限定。

例如，应当理解的是，与所描述的方法有关的公开对于配置为执行该方法的相应设备或系统也可以成立，反之亦然。例如，如果描述了一个或多个特定方法步骤，则相应的设备可以包括一个或多个单元，例如功能单元，以执行所描述的一个或多个方法步骤(例如，一个单元执行所述一个或多个步骤，或多个单元各自执行多个步骤中的一个或多个)，即使这样的一个或多个单元未在附图中明确描述或示出。另一方面，例如，如果基于一个或多个单元(例如功能单元)描述了特定装置，则相应的方法可以包括执行一个或多个单元的功能的一个步骤(例如，一个步骤执行所述一个或多个单元的功能，或者多个步骤各自执行多个单元中的一个或多个的功能)，即使这样的一个或多个步骤未在附图中明确描述或示出。此外，应当理解的是，除非另外特别指出，否则本文所述的各种示例性实施例和/或方面的特征可以彼此组合。

图1是示出根据本发明实施例的5G通信网络100中的配置消息流的示图。5G通信网络100包括核心网络和无线接入网络(RAN)或短接入网络(AN)，无线接入网络(RAN)或短接入网络(AN)包括第一RAN节点，特别是基站103(在图1中称为服务节点)，以及第二RAN节点，特别是基站105(在图1中称为施主节点)。服务节点103以及施主节点105两者都被配置为向用户设备(UE)101提供对通信网络100的接入。为此，在服务节点103和施主节点105上实现相应的软件功能集合，特别是协议软件功能集合，用于与UE 101进行通信。

5G通信网络100还包括网络控制实体110，其在图1中被称为“故障安全节点配置器(failsafe node configurator，FNC)”。如下文更详细描述的，FNC 110用于：为与UE 101通信的服务节点103选择第二网络节点，即施主节点105；将施主节点105配置为同时处理服务节点103的软件功能的至少一子集，用于与UE 101进行通信；以及例如响应于服务节点103的软件功能子集的故障，触发施主节点105向UE 101提供该软件功能子集。以这种方式，尽管例如服务节点103的软件功能子集出现部分故障，UE 101仍将被提供连续通信服务。尽管现在施主节点105提供了一些用于与UE 101进行通信的软件功能，但此更改对UE 101而言是透明的。

下面将在两个不同的主要阶段，即(i)配置或预操作阶段，以及(ii)操作阶段中描述本发明的进一步实施例。

在预操作阶段，网络控制实体110可以由通信网络100配置。如图2所示，上层网络实体或功能，例如在通信网络100的管理面中实现的故障管理(FM)网络实体或功能203，可以激活(即配置)网络控制实体110。例如，可以基于收集的关于通信网络100的性能的网络分析信息或响应于不同的事件，例如通信网络100中新网络切片的实例化，来触发该激活。根据本发明的实施例，如图2所示，网络控制实体110的激活可以包括激活请求和相应的响应或订阅/发布握手。故障管理实体203可以被配置为基于可以由位于通信网络100的控制面中的网络数据分析功能(network data analytics function，NWDAF)201和/或位于通信网络100的管理面中的管理数据分析功能(management data analytics function，MDAF)205提供的网络分析信息，确定任何可用的网络节点和接口的状态，例如负载状态、可用性状态等。随后，故障管理实体203可以使用以下参数中的至少一个来配置网络控制实体110：功能的放置；要通知的网段；通知的粒度；地理区域；网络控制实体110的配置的时间有效性；网络控制实体向一个或多个第三方的暴露(exposure)；保留的资源。

根据本发明的进一步实施例，可以在网络控制实体110上配置故障安全协议栈(failsafe protocol stack，FPS)，作为预操作阶段的一部分。为此，可向网络控制实体110提供关于例如RAN、CN和/或BS间接口、BS能力(例如BS类型、宏、小型小区、中继和无线/频谱能力)的网络分析信息和/或会话信息。根据本发明的实施例，网络控制实体110可以静态地或周期性地或由事件触发(例如，URLLC-V2X活动会话的数量超过阈值的事件、网络数据分析功能(NWDAF)监控显示通信网络100的性能不稳定的事件)来配置(i)哪个另外的网络节点，特别是BS或RSU，将充当服务节点103的施主节点105，(ii)服务节点103的哪些软件功能(例如，服务节点103的接入网络(AN)协议的哪些部分)应以故障安全方式实现，即在部分故障的情况下应由施主节点105提供，(iii)附加协议和通用协议(例如RRC协议)的参数化以支持服务节点103和/或施主节点105的故障安全操作和/或(iv)服务节点103和/或施主节点105的配置的时间有效性，例如施主节点105将充当服务节点103的施主节点多长时间。

将在下面更详细地描述的操作阶段，包括从服务节点103到施主节点105的部分协议/功能处理的迁移/移动以及服务节点103作为一种中继的操作。

如上所述，可以由诸如FM实体203之类的上层功能来管理和参数化的网络控制实体或FNC 110允许将服务节点103的CP/UP软件功能/协议复制/迁移/虚拟化到其他网络节点，即施主节点105，这对于在部分节点故障的情况下确保服务连续性是必不可少的。

根据本发明的实施例，网络控制实体或FNC 110可以被配置为执行以下步骤。

在第一步骤中，网络控制实体或FNC 110被配置为作为输入信息获取包括小区区域中关键服务的数量、UE密度、网络分析和监控、相邻网络节点的可用性/负载、回程/前程和/或用户上下文信息的可用性/条件(容量/延迟)。该信息也可以根据数据分析而获得，例如，从NWDAF 201和/或管理数据分析功能(MDAF)205获得。

在第二步骤中，网络控制实体或FNC 110被配置为在故障的情况下选择施主节点105来承担处理，并确定到施主节点105的协议/功能的镜像，捕获不同级别的RAN故障。

在第三步骤中，网络控制实体或FNC 110被配置为为故障安全协议配置和/或适配提供相关的网络实体和UE。

根据本发明的实施例，可以静态地(对于固定节点)、周期性地(基于监控)和/或基于事件(基于监控事件、区域中的URLLC/V2X会话等)来完成配置。

如以上在图2的上下文中已经描述的，网络控制实体或FNC 110可以由例如故障管理(FM)功能203实现的上层功能来管理/控制。FM功能203被配置为收集和利用分析数据，并且向网络100警告可能的网络故障。根据本发明的实施例，FM功能203可以基于分析或其他触发事件(例如，新的切片实例化)，使用FNC激活请求/响应(如图2所示)或使用订阅/发布握手来激活FNC 110。如图2进一步所示，之后FM功能203可以请求网络分析以帮助识别可用网络节点和接口的状态(负载、可用性等)。

在一个实施例中，可以提供NWDAF 201、MDAF 205和/或FM功能203，以基于预测的网络状况来定制FNC 110的管理。在一个实施例中，可以交换以下消息/信息元素：FNC激活请求和响应消息，包括用于激活功能的信息(例如，事务ID、PLMN ID、段ID、持续时间、地理区域等)。当管理和控制面可能属于不同的利益相关者(例如，运营商、OEM、垂直客户)时，PLMN ID可能是有利的。段ID是指网段(例如，RAN、TN、CN)或网络切片，其可以被视为FNC110可以针对其激活的网络100的不同段。

根据本发明的实施例，如图2所示，FNC参数化消息可以包括关于以下内容的信息：

功能的放置(放置在哪个实体中)；

要通知的段(例如RAN、CN)；

通知的粒度(实时、非实时)；

地理区域(小区级别、TA级别)；

时间有效性(FNC 110将操作的时间)；

FNC对第三方的暴露(此参数显示FNC 110是否需要作为服务暴露)；

保留的资源(如果需要保留资源)。

尽管在图2中FNC 110被示为CP功能，但是根据本发明的实施例，FNC也可以被实现为管理面(management plane，MP)功能。图2中所示的NF之间的交互可以基于基于服务的架构(service-based architecture，SBA)原理以及直接参考点类型接口通信。为了清楚起见，图2示出了消息交换。然而，正如所理解的，这些消息也可以是或可以包括能够被封装在其他消息中的信息元素/信息元素字段。根据一个实施例，例如考虑到SBA原理，由NWDAF201和/或MDAF 205提供的数据分析也可以直接与FNC 110共享。

如以上在图１的上下文中已经描述的，可以向FNC 110提供初始网络分析(RAN、CN)、BS能力和/或会话信息。根据本发明的实施例，FNC 110静态地、周期性地或事件触发地(例如，URLLC-V2X活动会话的数量超过阈值、NWDAF监控显示性能不稳定)配置：(i)哪个BS/RSU充当服务节点103的施主节点105，(ii)应使AN协议/功能的哪部分在服务节点103处的这些AN协议/功能故障的情况下为故障安全的，即由施主节点105处理，(iii)附加协议和通用协议的参数化以支持故障安全AN协议/功能(例如RRC)，以及(iv)施主节点105的时间有效性。

为此，FNC 110可用于向选择的施主节点105和/或服务节点103提供相应的配置消息。如图1所示，该配置消息可以经由通信网络100的核心网络的控制面107提供给选择的施主节点105。在一个实施例中，配置消息可以包括关于以下至少一项的信息：服务节点ID、施主节点ID、网络参数<协议、功能、资源、覆盖范围>、定时器、UE密度、接口等。

根据本发明的实施例，还可以向选择的施主节点105提供与服务节点103与UE 101之间的当前或将来的通信会话有关的信息。如图1所示，该信息可以通过从服务节点103到施主节点105的会话相关协议信息消息的方式提供。会话相关协议信息消息可以包括会话信息(例如RRM/RLM测量、DRB/SRB配置、协议配置，例如HARQ定时)、切片支持信息(例如，切片ID、S-NSSAI、UE)和/或UE上下文信息。

更具体地说，对于PHY层(基带)，会话相关协议信息消息可以包括每个UE和会话使用的特定RNTI、每个组/会话使用的特定RNTI和/或与信道编码/调制相关的配置信息。

对于MAC层，会话相关协议信息消息可以包括自适应和非自适应HARQ配置信息、HARQ进程ID和/或动态或免授权(类型1、类型2)调度配置信息。

对于RLC层，会话相关协议信息消息可以包括诸如序列编号之类的RLC层配置。

对于PDCP层，会话相关协议信息消息可以包括PDCP层配置信息，例如PDCP层复制或加密相关的加密/解密密钥信息或序列编号。

对于SDAP层，会话相关协议信息消息可以包括SDAP层配置信息，例如QoS流到无线承载的映射。

如上所述，根据本发明的实施例，服务节点103和施主节点105可以是任何类型的RAN接入节点，例如5G基站(BS)、gNB、ng-eNB和/或分离的gNB的CU-DU。服务节点103和施主节点105之间的接口可以取决于节点的类型，因此可以是例如Xn或X2接口。

进一步参考图3，下面将在操作阶段中更详细地描述本发明的实施例，即当检测到故障事件并且由施主节点105提供服务节点103的故障软件功能时。在图3所示的示例中，服务节点103的PHY层之上的AN通信协议/功能发生故障。在这种情况下，施主节点105被配置为(使用RRC到PHY信令)将服务节点103添加为L1接入点(access point，AP)，采用故障保护L1 AP的标识(这意味着这不是正常的L1中继，并且UE 101继续使用旧的PCI，因此不需要切换)。随后，网络100，特别是其RAN和CN，使UE 101参与故障安全模式，并将正在进行的会话标记为使用故障安全AP服务。应当理解，在该示例中，施主节点105和服务节点103之间的分离是在MAC级别上。因此，在该示例性实施例中，L2处理在施主节点105处发生，而L1/RF处理在服务节点103即AP(作为中继操作的正常L1 AP)处发生。

根据本发明的实施例，可以交换以下消息中的一个或多个，如图3的示例所示。

根据一个实施例，如图3所示，可以从施主节点105向服务节点103发送故障安全协议栈(FPS)添加和配置消息，在图3的示例中，该服务节点经历L2故障。该消息可以是RRC消息，并且可以将服务节点103添加为L1中继/AP。此外，该消息可以通知服务节点103当故障安全模式变为激活时如何为某些承载配置其L1 AP功能。为此，该消息可以包括例如关于新添加的L1 AP的承载配置和L1参数化的信息。

根据一个实施例，如图3所示，可以从施主节点105向核心网络CP(core network-CP，CN-C)107发送故障安全(FS)模式激活消息，以将服务节点103激活为L1 AP。该消息可以包括信息，例如会话ID、配置、UP/CP功能、定时器、新的传输点终止(S1或NG)、SRB/DRB参数和/或承载配置。

如将理解的，利用上述机制，可以例如针对数据和控制两者以及针对上行链路(uplink，UL)和下行链路(downlink，DL)两者来维持服务节点103与UE 101之间的连接。换句话说，对于UE 101而言，该机制对于UE 10１是透明的，因为UE 101仍然认为仅与服务节点103进行通信。

在进一步参考图4的情况下，下面将在由5G新无线(new radio，NR)设想的中央单元(CU)/分布式单元(DU)基站架构的背景下描述本发明的实施例，该架构将gNB分为两个部分，即包含RRC/SDAP/PDCP的CU和包含较低协议(RLC、MAC、PHY)的DU。在CU-DU之间指定了新的接口，即F1(F1-U和F1-C)，其允许更低层的分离。在图4所示的示例性实施例中，服务节点103是服务DU 103，施主节点105是施主DU 105，二者均连接到公共CU 106的。图4所示的示例性实施例示出了服务DU 103具有故障且CU 106或施主DU 105需要故障安全协议配置以确保不中断的V2X服务的情况。在这种情况下，如图4所示，FNC110(如果未与CU 106共置，这是本发明其他实施例涵盖的变型)经由N2信令向CU 106提供配置。F1中将此消息以及其任何抽象版本提供给DU。更具体地说，可以提供配置消息，该配置消息包括关于以下内容的信息：DU ID、施主CU ID、网络参数<协议、功能、资源、覆盖范围>、定时器、UE密度等。

如从图4可以看出的，在进一步的阶段中，随后可以例如周期性地从服务DU 103向CU 106发送可以包含UE上下文信息的会话相关协议信息。当故障发生并且被发现时，从CU106到施主DU 105的故障安全模式激活消息可以用于将(遇到部分故障的)服务DU 103激活为L1 AP。与上述实施例类似，故障安全模式激活消息可以包括以下信息：会话ID、配置、UP/CP功能、定时器、SRB/DRB参数和/或承载配置，和/或新的传输点终止(S1或NG)。

图5示出了在接口故障，特别是通信网络100的RAN-CN接口和/或基于服务的接口(service-based interface，SBI)故障的背景下的本发明另一示例性实施例。在这种情况下，服务节点103仍在运行，但到CN的接口已发生故障。根据本发明的实施例，施主节点105可以被预先配置为也支持这种类型的故障。与上述实施例类似，可以经由施主节点105将业务从通信网络的CN中继到服务节点103。

图6示出了在V2X路侧单元(RSU)部署的背景下本发明的另一示例性实施例。在这种情况下，服务节点103和施主节点被实现为RSU。如图6所示，施主节点105的配置可以是V2X控制功能和/或邻近服务(proximityservice，ProSE)功能的一部分和/或通信网络100的CN的一部分。该配置由FNC 110发送到施主节点(D-RSU2)105，施主节点可以是BS或V2X-UE。如果故障安全服务节点(RSU1)103是gNB，则用于配置消息的接口是N2消息，并且用于通知的接口是Un/Uu消息。如果故障安全服务节点(RSU1)103是V2X-UE，则用于配置消息的接口是V2或PC3，并且用于通知的接口是PC5-C。

尽管已经针对几种实施方式中的一种实施方式公开了本公开的特定特征或方面，但是可以将这种特征或方面与其他实施方式的一个或多个其他特征或方面组合，这对于任何给定或特定的应用来说都是可预期的且有利的。此外，对于在具体实施方式或权利要求书中使用术语“包含”、“具有”以及“带有”或其其他变体而言，这些术语旨在以类似于术语“包括”的方式被包含在内。另外，术语“示例性”、“举例来说”以及“例如”仅作为示例，而不是作为最佳的或最优的。可以使用术语“耦合”和“连接”以及其派生词。应当理解，这些术语可能已经用于指示两个元件彼此协作或相互作用，无论它们是直接物理接触还是电接触，或者它们不是彼此直接接触。

尽管本文已经说明和描述了特定方面，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离本发明公开范围的情况下，各种替代和/或等效实现方式可以代替所示出和描述的特定方面。本申请旨在涵盖本文所讨论的特定方面的任何改编或变型。

尽管以下权利要求中的元素以带有相应标记的特定顺序进行了叙述，但是除非权利要求叙述暗示了用于实现这些元素中的某些或全部的特定顺序，否则这些元素不一定旨在限于以该特定顺序实现。

根据上述教导，许多替代、修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。当然，本领域技术人员可以容易地认识到，除了本文所述的以外，本发明还有许多应用。尽管已经参考一个或多个特定实施例描述了本发明，但是本领域技术人员认识到可以在不脱离本发明范围的情况下对其进行许多改变。因此，应当理解，在所附权利要求及其等同物的范围内，可以以不同于本文具体描述的方式实施本发明。

Claims (23)

1.一种用于无线通信网络(100)的方法，其中所述无线通信网络(100)包括多个网络节点(103、105)，其中每个网络节点(103、105)定义功能集合，包括协议功能集合，以与所述无线通信网络(100)的用户设备UE(101)进行通信，所述方法包括：

网络控制实体(110)为与所述UE(101)进行通信的第一网络节点(103)选择第二网络节点(105)；

所述网络控制实体(110)将所述第二网络节点(105)配置为同时处理所述第一网络节点(103)的功能的至少一个功能子集，用于与UE(101)进行通信；以及

所述网络控制实体(110)触发所述第二网络节点(105)向所述UE(101)提供所述功能子集；

其中所述网络控制实体(110)触发所述第二网络节点(105)向所述UE(101)提供所述功能子集，包括：

所述网络控制实体(110)在所述第一网络节点(103)的所述功能子集发生故障的情况下，触发所述第二网络节点(105)向所述UE(101)提供所述功能子集。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

所述网络控制实体(110)将所述第二网络节点(105)配置为在定义的持续时间内提供所述第一网络节点(103)的所述功能子集。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

所述网络控制实体(110)定义用于所述第二网络节点(105)同时处理的所述第一网络节点(103)的所述功能子集。

4.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

所述网络控制实体(110)向所述第一网络节点(103)和/或所述第二网络节点(105)提供配置信息，其中所述配置信息包括以下一项或多项：

所述第一网络节点(103)的标识符；

所述第二网络节点(105)的标识符；

网络参数；

协议功能参数： L1、L2、L3协议；

资源配置参数；

无线资源管理RRM策略；

服务类型；以及，

切片信息。

5.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

所述网络控制实体(110)从位于所述无线通信网络(100)的管理面中的故障管理实体和/或从位于所述无线通信网络(100)的核心网络中的网络监控实体(201)获得网络相关信息；以及

所述网络控制实体(110)基于所述网络相关信息来选择所述第一网络节点(103)和/或所述第二网络节点(105)。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一网络节点(103)和/或所述第二网络节点(105)是以下之一：

基站，包括中央单元或分布式单元；

路侧单元，包括用户设备；

云处理单元，包括独立于运营商的云处理单元。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一网络节点(103)和所述第二网络节点(105)的功能包括用于与所述用户设备交换信息的多个通信层。

8.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一网络节点和所述第二网络节点的功能包括与所述无线通信网络(100)的核心网络通信的相应通信接口，所述方法还包括：

所述第二网络节点(105)在所述第一网络节点(103)的与所述核心网络通信的所述通信接口出现故障的情况下，通过使用所述第二网络节点(105)的与所述核心网络通信的所述通信接口充当中继与所述用户设备(101)交换数据，来提供所述第一网络节点的与所述核心网络通信的所述通信接口。

9.一种用于无线通信网络(100)的方法，其中所述无线通信网络(100)的第一网络节点(103)定义功能集合，包括协议功能集合，以与所述无线通信网络(100)的用户设备UE(101)进行通信，所述方法包括：

所述第一网络节点(103)响应于所述第一网络节点(103)的功能子集的故障，基于所述第一网络节点(103)的其他功能以及所述无线通信网络(100)的第二网络节点(105)提供的功能子集来提供所述第一网络节点(103)的所述功能集合。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：

所述第一网络节点(103)向所述第二网络节点(105)提供关于用于与所述用户设备(101)交换信息的会话的会话信息。

11.根据权利要求9或10所述的方法，还包括：

所述第一网络节点(103)向所述第二网络节点(105)提供关于所述用户设备(101)的上下文信息，包括UE标识符。

12.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述第一网络节点(103)和/或所述第二网络节点(105)是以下之一：

基站，包括中央单元或分布式单元；

路侧单元，包括用户设备；

云处理单元，包括独立于运营商的云处理单元。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一网络节点(103)和所述第二网络节点(105)的功能包括用于与所述用户设备(101)交换信息的多个通信层。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一网络节点(103)和所述第二网络节点(105)的功能包括与所述无线通信网络(100)的核心网络通信的相应通信接口，所述方法还包括：

所述第二网络节点(105)在所述第一网络节点(103)的与所述核心网络通信的所述通信接口出现故障的情况下，通过使用所述第二网络节点(105)的与所述核心网络通信的所述通信接口充当中继与所述用户设备(101)交换数据，来提供所述第一网络节点(103)的与所述核心网络通信的所述通信接口。

15.一种用于无线通信网络(100)的方法，其中所述无线通信网络(100)的第二网络节点(105)定义功能集合，包括协议功能集合，以与所述无线通信网络(100)的用户设备UE(101)进行通信，所述方法包括：

所述第二网络节点(105)同时处理第一网络节点(103)的功能的至少一个功能子集，以与所述UE(101)进行通信，并向所述UE(101)提供所述功能子集；

所述方法还包括：

所述第二网络节点(105)从所述无线通信网络(100)的网络控制实体(110)接收配置信息，其中所述配置信息将所述第二网络节点(105)配置为响应于所述第一网络节点(103)的所述功能子集的故障，提供所述功能子集。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

所述第二网络节点(105)向所述第一网络节点(103)和/或所述无线通信网络(100 )的网络控制实体(110)通知：所述第二网络节点(105)被配置为响应于所述第一网络节点(103)的功能子集的故障，提供所述功能子集。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其中所述第一网络节点(103)和/或所述第二网络节点(105)是以下之一：

基站，包括中央单元或分布式单元；

路侧单元，包括用户设备；

云处理单元，包括独立于运营商的云处理单元。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一网络节点(103)和所述第二网络节点(105)的功能包括用于与所述用户设备(101)交换信息的多个通信层。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一网络节点(103)和所述第二网络节点(105)的多个功能包括与所述无线通信网络(100)的核心网络通信的相应通信接口，所述方法还包括：

所述第二网络节点(105)在所述第一网络节点(103)的与所述核心网络通信的所述通信接口出现故障的情况下，通过使用所述第二网络节点(105)的与所述核心网络通信的所述通信接口充当中继与所述用户设备(101)交换数据，来提供所述第一网络节点(103)的与所述核心网络通信的所述通信接口。

20.一种网络控制实体(110)，应用于无线通信网络，其中所述无线通信网络(100)包括多个网络节点(103、105)，其中每个网络节点(103、105)定义功能集合，包括协议功能集合，以与所述无线通信网络(100)的用户设备UE(101)进行通信，所述网络控制实体包括：

用于为与所述UE(101)进行通信的第一网络节点(103)选择第二网络节点(105)的单元；

用于将所述第二网络节点(105)配置为同时处理所述第一网络节点(103)的功能的至少一个功能子集，用于与所述UE(101)进行通信的单元；以及

用于触发所述第二网络节点(105)向所述UE(101)提供所述功能子集的单元；

其中所述用于触发所述第二网络节点(105)向所述UE(101)提供所述功能子集的单元用于在所述第一网络节点(103)的所述功能子集发生故障的情况下，触发所述第二网络节点(105)向所述UE(101)提供所述功能子集。

21.一种第一网络节点(103)，应用于无线通信网络，其中所述无线通信网络(100)的所述第一网络节点(103)定义功能集合，包括协议功能集合，以与所述无线通信网络(100) 的用户设备UE(101)进行通信，所述第一网络节点包括：

用于响应于所述第一网络节点(103)的功能子集的故障，基于所述第一网络节点(103)的其他功能以及所述无线通信网络(100)的第二网络节点(105)提供的功能子集来提供所述第一网络节点(103)的所述功能集合的单元。

22.一种第二网络节点(105)，应用于无线通信网络，其中所述无线通信网络(100)的所述第二网络节点(105)定义功能集合，包括协议功能集合，以与所述无线通信网络(100)的用户设备UE(101)进行通信，所述第二网络节点包括：

用于同时处理第一网络节点(103)的功能的至少一个功能子集，以与所述UE(101)进行通信，并向所述UE(101)提供所述功能子集的单元；

用于从无线通信网络(100)的网络控制实体(110)接收配置信息的单元，其中所述配置信息将所述第二网络节点(105)配置为响应于所述第一网络节点(103)的所述功能子集的故障，提供所述功能子集。

23.一种无线通信网络(100)，包括根据权利要求20所述的网络控制实体(110)、根据权利要求21所述的第一网络节点(103)以及根据权利要求22所述的第二网络节点(105)。

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