CN113261239A - 用于会话管理的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例提供了会话管理的方法和装置。在第一网络功能NF处实现的方法可以包括检测在所述第一NF和第二NF之间的路径是故障的或所述第二NF是故障的，其中所述第二NF维持在一个或多个用户设备UE和一个或多个数据网络之间建立的一个或多个数据网络连接或会话；选择可用的第二NF以用于所述一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话；向所述可用的第二NF发送与所述一个或多个数据网络连接或会话中的所述至少一个数据网络连接或会话相对应的至少一个UE的至少一个地址或地址范围以及所述至少一个地址或地址范围的相应的优先级度量。

Description

用于会话管理的方法和装置
技术领域
本公开的非限制性和示例性实施例总体上涉及通信技术领域，以及具体地涉及用于会话管理的方法和装置。
背景技术
本节介绍了有助于更好地理解本公开的方面。因此，本节的陈述应从这个角度来阅读，并且不应被理解为对现有技术中的内容或现有技术中不包含的内容的承认。
CUPS(控制用户面分离)架构已在第三代合作伙伴计划(3GPP)TS23.214中被定义，其公开内容通过引用整体并入本文。使用CUPS，在分组数据网络网关(PGW)控制面(PGW-C)和PGW用户面(PGW-U)之间定义了Sxb接口，在3GPP TS29.244中，其公开内容通过引用整体并入本文，在会话管理功能(SMF)和用户面(例如用户面功能(UPF))之间定义了N4接口。
3GPP TS23.007，其公开内容通过引用整体并入本文，介绍了如何处理核心网络中路径或网络功能(NF)的故障的一些解决方案。
发明内容
以简化形式提供本发明内容以介绍选择的构思，该构思在下面的详细描述中将被进一步描述。本发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。。
在本公开的第一方面中，提供了在第一网络功能(NF)处实现的方法。该方法可以包括检测在第一NF和第二NF之间的路径是故障的或第二NF是故障的，其中第二NF维持在一个或多个用户设备(UE)和一个或多个数据网络之间建立的一个或多个数据网络连接或会话；选择可用的第二NF以用于一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话；向可用的第二NF发送与一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话相对应的至少一个UE的至少一个地址或地址范围以及至少一个地址或地址范围的相应的优先级度量。
在本公开的第二方面中，提供了在可用的第二网络功能(NF)处实现的方法。该方法可以包括从第一NF接收与一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话相对应的至少一个用户设备(UE)的至少一个地址或地址范围以及该至少一个地址或地址范围的相应的优先级度量，其中第二NF维持在一个或多个UE与一个或多个数据网络之间建立的一个或多个数据网络连接或会话；以及将该至少一个地址或地址范围和相应的优先级度量通知给一个或多个数据网络。
在本公开的第三方面中，提供了在第三网络功能(NF)处实现的方法。该方法可以包括从第一NF接收可用的第二NF的隧道标识符；将可用的第二NF的隧道标识符发送给第四NF，其中可用的第二NF由第一NF响应于第一NF检测到在第一NF和第二NF之间的路径是故障的或第二NF是故障的来选择。
在本公开的第四方面中，提供了在第四网络功能(NF)处实现的方法。该方法可以包括从第一NF或第三NF接收可用的第二NF的隧道标识符，其中可用的第二NF由第一NF响应于第一NF检测到在第一NF与第二NF之间的路径是故障的或第二NF是故障的来选择以用于一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话；以及更新隧道信息以使第四NF能够将与一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话相关的业务路由和/或转发给可用的第二NF。
在本公开的第五方面中，提供了在第一网络功能(NF)处实现的装置。该装置可以包括处理器；以及耦合到处理器的存储器，所述存储器存储可由所述处理器执行的指令，由此所述装置可操作用于检测在第一NF和第二NF之间的路径是故障的或第二NF是故障的，其中第二NF维持在一个或多个用户设备(UE)和一个或多个数据网络之间建立的一个或多个数据网络连接或会话；选择可用的第二NF以用于一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话；向可用的第二NF发送与一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话相对应的至少一个UE的至少一个地址或地址范围以及至少一个地址或地址范围的相应的优先级度量。
在本公开的第六方面中，提供了在可用的第二网络功能(NF)处实现的装置。该装置可以包括处理器；以及耦合到处理器的存储器，所述存储器存储可由所述处理器执行的指令，由此所述装置可操作用于从第一NF接收与一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话相对应的至少一个用户设备(UE)的至少一个地址或地址范围以及该至少一个地址或地址范围的相应的优先级度量，其中第二NF维持在一个或多个UE与一个或多个数据网络之间建立的一个或多个数据网络连接或会话；以及将该至少一个地址或地址范围和相应的优先级度量通知给一个或多个数据网络。
在本公开的第七方面中，提供了在第三网络功能(NF)处实现的装置。该装置可以包括处理器；以及耦合到处理器的存储器，所述存储器存储可由所述处理器执行的指令，由此所述装置可操作用于从第一NF接收可用的第二NF的隧道标识符；将可用的第二NF的隧道标识符发送给第四NF，其中可用的第二NF由第一NF响应于第一NF检测到在第一NF和第二NF之间的路径是故障的或第二NF是故障的来选择。
在本公开的第八方面中，提供了在第四网络功能(NF)处实现的装置。该装置可以包括处理器；以及耦合到处理器的存储器，所述存储器存储可由所述处理器执行的指令，由此所述装置可操作用于从第一NF或第三NF接收可用的第二NF的隧道标识符，其中可用的第二NF由第一NF响应于第一NF检测到在第一NF与第二NF之间的路径是故障的或第二NF是故障的来选择以用于一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话；以及更新隧道信息以使第四NF能够将与一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话相关的业务路由和/或转发给可用的第二NF。
在本公开的第九方面中，提供了一种存储指令的计算机程序产品，当在至少一个处理器上执行该指令时，该指令使该至少一个处理器执行根据本公开的第一方面的方法。
在本公开的第十方面中，提供了一种存储指令的计算机程序产品，当在至少一个处理器上执行该指令时，该指令使该至少一个处理器执行根据本公开第二方面的方法。
在本公开的第十一方面中，提供了一种存储指令的计算机程序产品，当在至少一个处理器上执行该指令时，该指令使该至少一个处理器执行根据本公开第三方面的方法。
在本公开的第十二方面，提供了一种存储指令的计算机程序产品，当在至少一个处理器上执行该指令时，该指令使该至少一个处理器执行根据本公开第四方面的方法。
在本公开的第十三方面，提供了一种存储指令的计算机可读存储介质，当在至少一个处理器上执行该指令时，该指令使该至少一个处理器执行根据本公开的第一方面的方法。
在本公开的第十四方面，提供了一种存储指令的计算机可读存储介质，当在至少一个处理器上执行该指令时，该指令使该至少一个处理器执行根据本公开的第二方面的方法。
在本公开的第十五方面，提供了一种存储指令的计算机可读存储介质，当在至少一个处理器上执行该指令时，该指令使该至少一个处理器执行根据本公开的第三方面的方法。
在本公开的第十六方面，提供了一种存储指令的计算机可读存储介质，当在至少一个处理器上执行该指令时，该指令使该至少一个处理器执行根据本公开的第四方面的方法。
本公开的实施例可以提供以下优点。本公开的一些实施例可以提供简单高效的方法以用于在检测到诸如Sx/N4的路径的故障时诸如PGW-U/UPF的第二NF的重新选择；提供低成本以实现UP(用户面)冗余。由于现有的解决方案需要释放旧的分组数据网络(PDN)连接以及重新建立新的连接，因此本公开的一些实施例可以节省在无线电网络/核心网络上的大量信令。在本公开的一些实施例中，保持了会话和服务的连续性，这可以给终端用户带来良好的体验。本公开的一些实施例可以提供用户友好的、节省成本的以及有效的方式来在诸如Sxb或N4的路径的故障时改变诸如PGW-U或UPF锚(anchor)的第二NF。在本公开的一些实施例中，与删除PDN连接或分组数据单元(PDU)会话相比，在网络中有较少的信令，以及对UE服务有较小的影响。与UP功能级别1+1冗余相比，本公开的一些实施例可以提供更低的成本。
附图说明
通过示例的方式，从下面参考附图的详细描述中，本公开的各个实施例的上述和其他方面、特征和益处将变得更加完全明显，在附图中，类似的参考数字或字母用于指定相似或等同的元素。附图被示出以用于促进本公开的实施例的更好的理解，以及附图不一定按比例绘制，其中：
图1示意性地示出了根据本公开的实施例的系统；
图2示意性地示出了根据本公开的实施例的另一系统；
图3示意性地示出了根据本公开的实施例的诸如PGW-U的UP的重新选择的示例；
图4示意性地示出了根据本公开的实施例的诸如UPF的UP的重新选择的示例；
图5示出了根据本公开的实施例的方法的流程图；
图6示出了根据本公开的另一个实施例的方法的流程图；
图7示出了根据本公开的另一个实施例的方法的流程图；
图8示出了根据本公开的另一个实施例的方法的流程图；
图9示出了根据本公开的另一个实施例的方法的流程图；
图10示出了根据本公开的另一个实施例的方法的流程图；
图11示出了根据本公开的另一个实施例的方法的流程图；
图12示出了根据本公开的另一个实施例的方法的流程图；
图13示出了根据本公开的另一个实施例的方法的流程图；
图14示出了根据本公开的另一个实施例的方法的流程图；
图15a示出了根据本公开的实施例的装置的简化框图；
图15b示出了根据本公开的另一个实施例的装置的简化框图；
图15c示出了根据本公开的另一个实施例的装置的简化框图；
图15d示出了根据本公开的另一个实施例的装置的简化框图；
图16示出了根据本公开的另一个实施例的装置的简化框图；
图17示出了根据本公开的另一个实施例的装置的简化框图；
图18示出了根据本公开的另一个实施例的装置的简化框图；以及
图19示出了根据本公开的另一个实施例的装置的简化框图。
具体实施方式
出于说明的目的，在下面的描述中阐述了细节，以便提供对所公开的实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或以等效布置来实现实施例。
如本文所用，术语“网络”是指遵循任何合适的无线/有线通信标准的网络，例如新无线电(NR)、长期演进(LTE)、高级LTE、宽带码分多址(WCDMA)、高速分组接入(HSPA)、码分多址接入(CDMA)、时分多址接入(TDMA)、频分多址接入(FDMA)、正交频分多址接入(OFDMA)、单载波频分多址接入(SC-FDMA)和其他无线网络。CDMA网络可以实现诸如通用陆地无线电接入(UTRA)等的无线电技术。UTRA包括WCDMA和CDMA的其他变体。TDMA网络可以实现诸如全球移动通信系统(GSM)的无线电技术。OFDMA网络可以实现诸如演进的UTRA(E-UTRA)、超移动宽带(UMB)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、Flash-OFDMA、Ad-hoc网络、无线传感器网络等的无线电技术。在以下描述中，术语“网络”和“系统”可以互换使用。此外，在网络中两个设备之间的通信可以根据任何合适的通信协议来执行，通信协议包括但不限于由诸如3GPP的一些标准组织定义的通信协议。例如，3GPP定义的通信协议可以包括具有S4-SGSN(服务GPRS(通用分组无线电服务)支持节点)接入的第二代(2G)通信协议、具有S4-SGSN的第三代(3G)通信协议、第四代(4G)通信协议、4.5G通信协议、第四代(5G)通信协议和/或任何其他目前已知的或未来将开发的协议。
术语“网络设备”是指在无线通信网络中的网络设备，终端设备通过该网络设备接入网络并从网络设备接收服务。例如，在诸如3GPP类型的蜂窝网络的无线通信网络中，网络设备可以包括接入网络设备和核心网络设备。例如，接入网络设备可以包括基站(BS)、集成的接入和回程(IAB)节点、接入点(AP)、多小区/多播协调实体(MCE)等。BS可以是例如具有S4-SGSN的无线电网络控制器(RNC)、节点B(NodeB或NB)、演进型NodeB(eNodeB或eNB)、下一代NodeB(gNodeB或gNB)、远程无线电单元(RRU)、无线电头端(RH)，远程无线电头端(RRH)、中继器、低功率节点(诸如毫微微节点，微微节点)等。核心网络设备可以包括多个网络设备，该多个网络设备可以向通过接入网络设备互连的客户提供大量服务。每个接入网络设备可以通过有线或无线连接连接到核心网络设备。
术语“网络功能”是指可以在无线通信网络的网络设备中实现的任何合适的功能，终端设备可以通过该网络设备接入网络并从中接收服务。例如，2G/3G/4G通信系统可以包括多个NF，例如SGW-C、SGW-U、PGW-C、PGW-U等。5G通信系统可以包括多个NF，例如认证服务器功能(AUSF)、接入和移动性管理功能(AMF)、数据网络(DN)(例如运营方服务、互联网接入或第三方服务)、网络开放功能(NEF)、网络存储库功能(NRF)、网络切片选择功能(NSSF)、策略控制功能(PCF)、会话管理功能(SMF)、统一数据管理(UDM)、用户面功能(UPF)、策略控制功能(PCF)、应用功能(AF)、用户设备(UE)、(无线电)接入网((R)AN)等。在无线通信网络中，网络设备可以指移动性管理实体(MME)、服务网关(SGW)、分组数据网络网关(PGW)、策略和计费规则功能(PCRF)、归属用户服务器(HSS)或在无线通信网络中的任何其他合适的设备。注意，取决于网络的类型，网络功能可以包括不同的网络元素。
术语“终端设备”指可以接入无线通信网络并从无线通信网络接收服务的任何末端设备。作为示例而非限制，终端设备指移动终端、用户设备(UE)、或其他合适的设备UE可以是例如订户站(SS)、便携式订户站、移动站(MS)或接入终端(AT)。终端设备可以包括但不限于便携式计算机、诸如数码相机之类的图像捕获终端设备、游戏终端设备、音乐存储和回放设备、移动电话、蜂窝电话、智能电话、IP语音(VoIP)电话、无线本地环路电话、平板电脑、可穿戴终端设备、个人数字助理(PDA)、便携式计算机、台式计算机、可穿戴设备、车载无线终端设备、无线端点、移动台、笔记本电脑嵌入式设备(LEE)、笔记本电脑安装设备(LME)、USB软件狗(USB dongle)、智能设备、无线用户驻地设备(CPE)等。在下面的描述中，术语“终端设备”、“终端”、“用户设备”和“UE”可以互换使用。作为一个示例，终端设备可以代表被配置用于根据由3GPP(第三代合作伙伴计划)发布的一个或多个通信标准(诸如3GPP的LTE标准或NR标准)进行通信的UE。如本文所使用的，就拥有和/或操作相关设备的人类用户而言，“用户设备”或“UE”可能不一定具有“用户”。在一些实施例中，终端设备可以被配置为在没有直接人类交互的情况下发送和/或接收信息。例如，当被内部或外部事件触发时，或者响应于来自无线通信网络的请求，终端设备可以被设计为按照预定的时间表向网络发送信息。替代地，UE可以代表旨在出售给人类用户或由人类用户操作但最初可能不与特定人类用户相关联的设备。
作为另一个示例，在物联网(IOT)场景中，终端设备可以代表执行监测和/或测量并将此类监测和/或测量的结果发送给另一终端设备和/或网络设备的机器或其他设备。在这种情况下，终端设备可以是机器对机器(M2M)设备，在3GPP上下文中其可以被称为机器类型通信(MTC)设备。作为一个特定示例，终端设备可以是实现3GPP窄带物联网(NB-IoT)标准的终端设备。此类机器或设备的特定示例是传感器、计量设备(例如功率计)、工业机械、或家用或个人电器(例如电冰箱、电视机)、个人可穿戴设备(例如手表)等。在其他情况下，UE可以代表车辆或其他设备，该车辆或其他设备能够监测和/或报告其运行状态或与其运行相关联的其他功能。
在说明书中对“一个实施例”，“实施例”，“示例实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是不必每一个实施例都包括特定特征、结构或特性。而且，这样的短语不一定指相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，不管是否被明确描述，可以认为结合其他实施例来影响这种特征、结构或特性在本领域技术人员的知识范围内。
应该理解的是，尽管在本文中可以使用术语“第一”和“第二”等来描述各种元素，但是这些元素不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元素与另一个元素区分开。例如，在不脱离示例实施例的范围的情况下，第一元素可以被称为第二元素，以及类似地，第二元素可以被称为第一元素。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的列出的术语的一个或多个术语的任何组合和所有组合。
本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，以及不旨在限制示例实施例。如本文所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一”，“一个”和“该”也旨在包括复数形式。将进一步理解的是，当在本文中使用时，术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”，“涵盖”和/或“拥有”指定所陈述的特征、元素和/或组件等的存在，但不排除一个或多个其他特征、元素，组件和/或其组合的存在或添加。
如本文中所使用的，下行链路DL传输是指从网络设备到终端设备的传输，以及上行链路UL传输是指相反方向的传输。
在以下描述和权利要求书中，除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。
虽然本文描述的主题可以在使用任何合适的组件的任何合适类型的系统中实现，但是本文公开的实施例是关于符合图1和图2所示的示例性系统架构的通信系统来描述的。
图1示意性地示出了根据本公开的实施例的系统。如图1所示，系统100可以包括PGW控制面(PGW-C)102、PGW用户面(PGW-U)104、SGW(服务网关)控制面(SGW-C)106、SGW用户面(SGW-U)108、UE 112、分组数据网络114。UE 112可以使用PDN连接，通过至少SGW-U 108和PGW-U 104连接到分组数据网络114。系统100可以是如在3GPP TS23.214中定义的CUPS架构。使用CUPS，在PGW-C和PGW-U之间定义了Sxb接口，在SGW-C和SGW-U之间定义了Sxa接口，以及在PGW-C和SGW-C之间定义了S5/S8接口。这实现了灵活的网络部署和操作以及在控制面功能和用户面功能之间的独立扩展，同时不影响受制于此分离的现有节点的功能。需要注意的是，虽然系统100中仅示出了一个UE，但可以存在多个UE。尽管在系统100中仅示出了一个PGW-U，但是每个PGW-C可以管理/控制一个或多个PGW-U。尽管在系统100中仅示出了一个SGW-U，但是每个SGW-C可以管理/控制多个SGW-U。尽管在系统100中仅示出了一个SGW-C，但是每个PGW-C可以连接到一个或多个SGW-C。尽管在系统100中仅示出了一个PGW-C，但是SGW-C可以连接到一个或多个PGW-C。
图2示意性地示出了在诸如5G的下一代网络中的高层架构。为简单起见，图2的系统架构仅描绘了一些示例性元素，例如AUSF、AMF、DN、NEF、NRF、NSSF、PCF、SMF、UDM、UPF、AF、UE、(R)AN。在实践中，通信系统还可以包括适合支持在终端设备之间或在无线设备与另一通信设备(例如陆线电话、服务提供方或任何其他网络节点或终端设备)之间的通信的任何附加元素。通信系统可以向一个或多个终端设备提供通信和各种类型的服务，以促进终端设备接入通信系统和/或使用由或经由通信系统提供的服务。
根据示例性实施例，如图2所示，UE可以通过参考点N1与AMF建立信令连接。该信令连接可以实现UE与核心网之间的NAS(非接入层)信令交互，包括UE与(R)AN之间的信令连接以及(R)AN与AMF之间针对该UE的N2连接。(R)AN可以通过参考点N3与UPF通信。UE可以通过参考点N6通过UPF建立到DN(数据网络，例如运营方网络或互联网)的分组数据单元(PDU)会话。
如图2进一步所示，示例性系统架构还包含由诸如NRF、NEF、AUSF、UDM、PCF、AMF和SMF的NF所展示的基于服务的接口，例如Nnrf、Nnef、Nausf、Nudm、Npcf、Namf和Nsmf。此外，图2还示出了一些参考点，如N1、N2、N3、N4、N6和N9，其可以支持在NF中的NF服务之间的交互。例如，这些参考点可以通过相应的基于NF服务的接口和通过指定一些NF服务消费方和提供方以及指定他们的交互以执行特定的系统过程来实现。
图2所示的各种NF可以负责诸如会话管理、移动性管理、认证和安全的功能。这些功能对于在网络中提供服务可能是至关重要的。AUSF、AMF、DN、NEF、NRF、NSSF、PCF、SMF、UDM、UPF、AF、UE、(R)AN可以包括例如在3GPP TS 23.501或其未来版本中定义的功能。例如，NEF可以充当网关，其使外部用户能够针对网络内部的用户进行监控、提供和实施应用策略。AUSF可以被配置为认证服务器。UDM可以存储订户数据和简档(profile)。PCF可以提供包含网络切片、漫游和移动性管理的策略框架。AMF可以管理接入控制和移动性。SMF可以根据网络策略建立和管理会话。根据业务类型，UPF可以被部署在各种配置和位置中。
当第一NF(诸如PGW-C/SMF)检测到在第一NF与第二NF之间的路径(诸如Sxb和N4路径)故障时，可能会有以下问题发生：诸如Sxb/N4的路径已经故障和/或第二NF(例如UP节点(PGW-U/UPF))已经故障。
对于路径(诸如N4/Sxb)故障，3GPP标准(诸如3GPP TS23.007)描述了所有受故障影响的相关会话上下文和Sxb关联变得失效以及可以被被删除，这意味着方法可以是：要么通过清除会话来删除整个分组数据网络(PDN)连接，要么选择一个替代的UP节点，该UP节点可以接管故障节点的IP(互联网协议)地址以恢复Sxb会话。
对于PDN连接删除，删除/重新建立PDN连接将给网络生成额外的庞大信令负载，而且删除/重新建立对于UE返回到正常服务会引入更多的信令时间，这将给最终用户在所提供的服务上带来不良体验。
对于重新选择具有相同IP地址的UP，这是1+1冗余，这可能会导致大的成本。
由于路径或节点故障，PGW-U和UPF无法正常工作是一个问题，PGW-U/UPF冗余对于运营方在网络中提供高可用服务是非常重要的。
为了克服或减轻上述问题或其他问题中的至少一个问题或提供有用的解决方案，本公开的实施例提出了解决方案。本公开的一些实施例可以通过将在新的PGW-U或UPF锚中的UE的IP地址的路由优先级设置地比在旧的或故障的UP功能中UE的IP地址的路由优先级高，可以在路径(诸如Sxb或N4)故障时支持具有保留的UE IP地址的UP功能(诸如PGW-U或UPF锚)改变。
图3示意性地示出了根据本公开的实施例的诸如PGW-U的UP重新选择的示例。
如图3所示，当PGW-C检测到针对UP0的Sxb路径故障时，PGW-C重新选择UP1以用于一个或多个受影响的PDN连接，PGW-C可以通过下面的UP选择标准选择不同的UP以用于一个或多个受影响的PDN连接。
在重新选择UPl后，PGW-C发送带有UE IP地址和优先级度量的PFCP会话建立请求。在一个实施例中，优先级度量意味着针对该UE IP路由的较低成本。
在一个实施例中，可以有两种方式来进行UP改变，一种方式是主动的，另一种方式是被动的。对于主动的方式，PGW-C以计划的方式来启动该过程。在这种情况下，PGW-C可以提供整个切片的路由信息，从而聚合在UP中的路由。对于被动的方式，UP改变可以通过需要UP交互的信令来触发。
当UP1接收到分组转发控制协议(PFCP)会话建立请求时，UP1立即向一个或多个数据网络通告(advertises)具有较低度量的新IP主机路由。对一个或多个网络的即时通告可能非常快，这可以快速恢复用于UE的业务。
在接收到PFCP会话建立响应后，PGW-C/SMF发送带有UP1的新S5S8-U F-TEID(完全合格隧道端点标识符)的更新承载请求以通知SGW-C，这指示UP0的旧的S5S8-U F-TEID不应当被使用；由于更新承载请求只用于附加的PGW-U的用户面信息，所以该消息将不会被再发送给SGSN(服务通用分组无线电服务(GPRS)支持节点(SGSN))/MME发送。由于SGW-C被告知UP1的S5/S8-U F-TEID，因此上行链路UE有效载荷将通过UP1。
UP0可能已经故障或仍在工作(由于仅路径故障)，但下行链路UE有效载荷将通过UP1，因为它具有比UP0低的度量；以及由于存储的S5/S8-U F-TEID是UP1而不是UP0，因此上行链路UE有效载荷将通过UP1传输。
当PGW-C检测到Sxb路径可用于UP0时，PGW-C将删除在UP0中的PFCP会话；当UE IP在UP1中被释放时，PGW-C可以分配这个IP地址和对应的UP0。另一种选择是：以被动的方式，PGW-C可以将PFCP会话移回到UP0。
在一个实施例中，PGW-C可以选择不同的UP以用于在故障的Sxb路径中所有受影响的UE，这可以平均分配负载。
图4示意性地示出了根据本公开的实施例的诸如UPF的UP的重新选择的示例。在本实施例中，当SMF检测到N4路径故障或UPF0是故障的时，SMF可以执行UPF重新选择。图4的方案与图3的方案类似，为简洁起见，此处省略对图4的详细描述。
图5示出了根据本公开的实施例的方法的流程图。该方法可以在诸如LTE的4G通信系统、诸如GSM/WCDMA的具有S4-SGSN接入的2G/3G通信系统以及其他合适的通信系统中实现。
在步骤502中，存在在PGW-C和PGW-U0之间建立的与多个PDN连接对应的许多PFCP会话。
在步骤504，UE有效载荷业务在PGW-U0中被正确地传输。所分配的UE IP地址的IP路由由PGW-U0发出(launch)给一个或多个数据网络，来自一个或多个数据网络的下行链路业务通过所发出的UE IP路由被路由到PGW-U0；上行链路业务由在SGW-U和PGW-U0之间的隧道(诸如GPRS隧道协议(GTP)用户面(GTP-U)隧道)来发送。
在步骤506，PGW-C检测到Sxb路径故障(路径故障或PGW-U故障)。此外，如果PGW-U也已经检测到Sxb路径故障，则PGW-U将删除PFCP会话和用于UE IP地址的路由信息。
在一个实施例中，有两种方式来进行PGW-U改变，一种方式是主动的，另一种方式是被动的。对于主动的方式，PGW-C以计划的方式来开始该过程。在这种情况下，PGW-C可以提供整个IP地址范围的路由信息，从而聚合在UP中的路由。由于PFCP会话对于受影响的第二NF(例如PGW-U或UPF)来说是庞大的，因此主动的方式会以计划的方式来进行PGW-U或UPF改变，例如在时间窗口中将消息发送给新选择的UP，而不是一次将消息发送给新选择的UP(由于庞大的PFCP会话，这可能会引入信令风暴)。当有传入的外部消息时，被动的方式只是触发PGW-U或UPF改变，然后PGW-C将消息发送给新选择的UP。
在步骤508，对于被动的方式，PGW-C从另一个NF(例如SGW-C或PCRF)接收用于UE的PDN连接的信令(其中PGW-U交互是需要的)。该信令可以触发PGW-U改变。
在步骤510，PGW-C通过使用例如由运营方、设备制造方或用户定义的PGW-U选择标准来重新选择另一个可用的PGW-U1。
在步骤512，PGW-C向PGW-Ul发送PFCP会话建立请求消息，其具有SGW-U S5/S8 F-TEID、具有优先级度量的至少一个UE IP地址或IP地址范围、有效时间。有效时间应用于优先级度量，当有效时间期满时，优先级度量将失效，以及正常度量应当被应用。正常度量的优先级可以具有比发送给PGW-U1的优先级度量更低的优先级。这保证了当诸如在PGW-C与PGW-U1之间的路径故障或PGW-U1故障的相同问题发生时，使用普通优先级的PGW-U1可以应用本公开的实施例的方案。
在步骤514，PGW-Ul用具有分配的PGW-Ul S5/S8 F-TEID的PFCP会话建立响应消息进行响应。
同时，PGW-U1也立即向一个或多个数据网络发出至少一个UE IP地址或IP地址范围和优先级度量，即使在PGW-U0仍然可用以及针对此检测到的Sxb路径故障而言仅路径是故障的时PGW-U0具有相同的至少一个UE IP地址或IP地址范围路由，该一个或多个数据网络知道PGW-U1具有到至少一个UE IP地址或IP地址范围的最短的路径或更低的成本。
在步骤516，由于PGW-Ul发出的具有较低成本的UE IP路由，下行链路业务到达PGW-Ul。
在步骤518，PGW-C还发送带有PGW-U1 S5/S8U F-TEID的更新承载请求。由于更新承载请求仅用于附加的PGW-U的用户面信息，因此该消息不会被进一步发送给SGSN/MME。
在步骤520，SGW-C向SGW-U发送带有PGW-U1 S5/S8U F-TEID的PFCP会话修改请求以更新GTP-U信道信息。
在步骤522，SGW-U向SGW-U发送成功PFCP会话修改响应。
在步骤524，SGW-C向PGW-C发送成功更新承载响应。
在步骤526，用于至少一个UE的上行链路业务将通过SGW-U和PGW-U1，以及用于至少一个UE的下行链路业务将通过PGW-U1而不是通过PGW-U0，因为PGW-U1具有用于至少一个UE IP地址或IP地址范围的较高的路由优先级，诸如到至少一个UE IP地址或IP地址范围的最短路径。
在步骤528，PGW-C例如通过心跳过程检测到Sxb路径可用。
在步骤530，PGW-C发送PFCP会话删除以清除在PGW-U0中的至少一个UE的PFCP会话。
步骤532，至少一个UE的PDN连接被自然删除，以及至少一个UE的IP地址被释放，相应的至少一个UE的IP地址路由在PGW-U1中也应当被删除。
在步骤534，以上步骤应用于在PGW-Un上重新建立的PFCP会话，该重新建立的PFCP会话用于受PGW-U0的Sxb路径故障或PGW-U0故障所影响的所有其它PDN连接。
图6示出了根据本公开的另一个实施例的方法的流程图。该方法可以在诸如NR的5G通信系统中实现。
在步骤602中，存在在SMF与UPF-0之间建立的与多个PDU会话对应的许多PFCP会话。
在步骤604，UE有效载荷业务在UPF-0中被正确地传输。所分配的UE IP地址的IP路由由UPF-0发出给一个或多个数据网络。来自一个或多个数据网络的下行链路业务通过所发出的UE IP路由被路由到UPF-0，以及上行链路业务通过在AN(接入网络)和UPF-0之间的隧道来发送。
在步骤606，SMF检测到UPF-0的N4路径故障(路径故障或UPF-0故障)。此外，如果UPF-0也检测到N4路径故障，则SMF将删除PFCP会话和用于UE IP地址的路由信息。
在一个实施例中，有两种方式来进行UPF改变，一种方式是主动的，另一种方式是被动的。对于主动的方式，SMF以有计划的方式来开始该过程。在这种情况下，SMF可以提供IP地址范围的路由信息，以便聚合在UP中的路由。
在步骤608，对于被动的方式，SMF从AMF或PCF接收用于至少一个UE PDU会话的信令，该信令指示需要UPF交互。例如，该信令可以包括N11/N7消息，其将触发N4会话更新。
在步骤610，SMF通过使用例如由运营方、设备制造方或用户定义的UP选择标准来重新选择另一个可用的UPF-1。
在步骤612，SMF向UPF-1发送PFCP会话建立请求消息，其具有AN N3 F-TEID、具有优先级度量的UEl IP地址、有效时间。有效时间应用于优先级度量。当有效时间期满时，优先级度量将失效，以及正常度量应当被应用。正常度量的优先级可以低于发送给UPF-1的优先级度量。这保证了诸如在SMF与UPF-1之间的路径故障或UPF-1故障的相同问题发生时，使用普通优先级的UPF-1可以应用本公开的实施例的方案。
在步骤614，UPF-1用具有分配的UPF-1N3 F-TEID的PFCP会话建立响应消息进行响应。
同时，UPF-1也立即向一个或多个数据网络发出至少一个UE IP地址或IP地址范围和优先级度量，即使在UPF-0仍然可用以及针对此检测到的N4路径故障而言仅路径是故障的时UPF-0具有相同的至少一个UE IP地址或IP地址范围路由，该一个或多个数据网络知道UPF-1具有到至少一个UE IP地址或IP地址范围的最短的路径或更低的成本。
在步骤616，由于UPF-1发出的具有较低成本的至少一个UE IP路由，下行链路业务到达UPF-1。
在步骤618，SMF还向AMF发送具有UPF-1N3 F-TEID的Namf_Communication_N1N2MessageTransfer以及从AMF获得响应。
在步骤620，AMF向(R)AN发送包括从SMF接收的UPF-1N3F-TEID的N2请求。(R)AN用N2响应向AMF确认。
在步骤622，用于至少一个UE的上行链路业务将通过AN和UPF-1，以及用于至少一个UE的下行链路业务将通过UPF-1而不是通过UPF-0，因为UPF-1具有用于至少一个UE IP地址或IP地址范围的较高的路由优先级，诸如到至少一个UE IP地址或IP地址范围的最短路径。
在步骤624，SMF例如通过心跳过程检测到N4路径可用；
在步骤626，SMF发送PFCP会话删除以清除在UPF-0中的至少一个UE的PFCP会话。
步骤628，用于UE的PDU会话被自然删除，UE的IP地址被释放，在UPF-1中对应的UE的IP地址路由也应当被删除。
在步骤630，以上步骤应用于在UPF-n上重新建立的PFCP会话，该重新建立的PFCP会话用于受UPF-0的Sxb路径故障或UPF-0故障所影响的所有其它PDN会话。
图7示出了根据本公开的另一个实施例的方法的流程图。这种方法可以在诸如NR的5G通信系统中实现。
在步骤702，存在在UPF-m和UPF-0上建立的与多个PDU会话对应的许多PFCP会话。
在步骤704，UE有效载荷业务在UPF-0中被正确地传输。所分配的UE IP地址的IP路由由UPF-0发出给一个或多个数据网络。来自一个或多个数据网络的下行链路业务通过所发出的UE IP路由被路由到UPF-0，以及上行链路业务通过在AN(接入网络)和UPF-0之间的隧道来发送。
在步骤706，SMF检测到UPF-0的N4路径故障(路径故障或UPF-0故障)。此外，如果UPF-0也检测到N4路径故障，SMF将删除PFCP会话和用于UE IP地址的路由信息。
在一个实施例中，有两种方式来进行UPF改变，一种方式是主动的，另一种方式是被动的。对于主动的方式，SMF以有计划的方式来开始该过程。在这种情况下，SMF可以提供IP地址范围的路由信息，以便聚合在UP中的路由。
在步骤708，对于被动的方式，SMF从AMF或PCF接收用于至少一个UE PDU会话的信令，该信令指示需要UPF交互。例如，该信令可以包括N11/N7消息，其将触发N4会话更新。
在步骤710，SMF通过使用例如由运营方、设备制造方或用户定义的UP选择标准来重新选择另一个可用的UPF-1。
在步骤712，SMF向UPF-1发送PFCP会话建立请求，该PFCP会话建立请求具有UPF-m的隧道标识符，具有优先级度量的至少一个UE的IP地址，有效时间。有效时间应用于优先级度量。当有效时间期满时，优先级度量将失效，以及正常度量应当被应用。正常度量的优先级可以低于发送给UPF-1的优先级度量。这保证了诸如在SMF与UPF-1之间的路径故障或UPF-1故障的相同问题发生时，使用普通优先级的UPF-1可以应用本公开的实施例的方案。
在步骤714，UPF-1用具有分配的UPF-1F-TEID的PFCP会话建立响应消息进行响应。
同时，UPF-1也立即向一个或多个数据网络发出至少一个UE IP地址或IP地址范围和优先级度量，即使在UPF-0仍然可用以及针对此检测到的N4路径故障而言仅路径是故障的时UPF-0具有相同的至少一个UE IP地址或IP地址范围路由，该一个或多个数据网络知道UPF-1具有到至少一个UE IP地址或IP地址范围的最短的路径或更低的成本。
在步骤716，由于UPF-1发出的具有较低成本的至少一个UE IP路由，下行链路业务到达UPF-1。
在步骤718，SMF向UPF-m发送包括UPF-1TEID的PFCP会话修改请求。
在步骤720，SMF从UPF-m接收PFCP会话修改响应。
在步骤722，在UPF-1上PFCP会话被重新建立
在步骤724，SMF例如通过心跳过程检测到N4路径可用；
在步骤726，SMF发送PFCP会话删除以清除在UPF-0中的至少一个UE的PFCP会话。
步骤728，用于UE的PDU会话被自然删除，UE的IP地址被释放，在UPF-1中对应的UE的IP地址路由也应当被删除。
在步骤730，以上步骤应用于在UPF-n上重新建立的PFCP会话，该重新建立的PFCP会话用于受UPF-0的Sxb路径故障或UPF-0故障所影响的所有其它PDN会话。
图8示出了根据本公开的另一个实施例的方法800的流程图，该方法800可以由在第一NF(诸如PGW-C或SMF)中实现或通信地耦合到第一NF的装置来执行。因此，该装置可以提供用于完成方法800的各个部分的构件以及用于结合其他组件完成其他过程的构件。
在框802处，第一NF可以检测在第一NF和第二NF之间的路径是故障的或所述第二NF是故障的。第二NF可以是诸如PGW-U或UPF的用户面功能。第二NF可以维持在一个或多个UE和一个或多个数据网络之间建立的一个或多个数据网络连接或会话。此外，与一个或多个数据网络连接或会话对应的一个或多个会话已经在第一NF和第二NF之间建立。第一NF可以实现控制面功能，而第二NF可以实现用户面功能。
第一NF可以通过各种方式检测在第一NF和第二NF之间的路径是故障的或所述第二NF是故障的。例如，第一NF可以通过使用在第一NF和第二NF之间执行的心跳过程来检测在第一NF和第二NF之间的路径是故障的或所述第二NF是故障的。当第一NF无法接收到来自第二NF的响应或周期性消息或报告时，第一NF可以检测到在第一NF与第二NF之间的路径是故障的或第二NF是故障的。
在框804处，第一NF可以选择可用的第二NF以用于一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话。第一NF可以基于预定义的选择标准来选择可用的第二NF。例如，预定义的选择标准可以包括以下至少一个：接近UE，接入点名称，数据网络名称，UE的功能、特征和能力，UE使用类型，UE的服务质量(QOS)要求。另外，第一NF可以选择可用的第二NF以用于一个数据网络连接或会话或一组数据网络连接或会话。
在框806处，第一NF可以向可用的第二NF发送与所述一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话相对应的至少一个UE的至少一个地址或地址范围以及所述至少一个地址或地址范围的相应的优先级度量。地址或地址范围可以采用任何合适的形式，例如IP地址，诸如IPv4或IPv6地址。只要优先级度量能够使一个或多个数据网络能够将用于至少一个UE的业务路由和/或转发给可用的第二NF而不是路由和/或转发给第二NF，该优先级度量可以采用任何合适的形式。
在一个实施例中，至少一个地址或地址范围和相应的优先级度量可以由可用的第二NF通知(例如，广播)给一个或多个数据网络，以使一个或多个数据网络能够将用于至少一个UE的业务路由和/或转发给可用的第二NF而不是路由和/或转发给第二NF。
在一个实施例中，相应的优先级度量中的至少一个优先级度量与有效时间相关联。当有效时间期满时，预定义的优先级度量可以应用于所述至少一个地址或地址范围中的至少一个地址或地址范围。在一个实施例中，预定义的优先级度量具有比相应的优先级度量更低的优先级。例如，预定义的优先级度量可以是正常的优先级度量，其可以被第二NF在大部分时间内使用，而有效时间可以由第二NF在短时间内使用。
在一个实施例中，框804和806可以以计划的方式或响应于接收到如参考图5-7所描述的信令而被执行。
图9示出了根据本公开的另一个实施例的方法900的流程图，该方法900可以由在第一NF(诸如PGW-C或SMF)中实现或通信地耦合到第一NF的装置执行。因此，该装置可以提供用于完成方法900的各个部分的构件以及用于结合其他组件完成其他过程的构件。在该实施例中，一个或多个数据网络连接或会话通过在第二NF和第四NF之间的隧道。第四NF可以是诸如SGW-U或UPF的另一个用户面功能。
在框902处，第一NF可以向可用的第二NF发送第四NF的隧道标识符。例如，第一NF可以在一个或多个数据网络连接或会话建立期间获得第四NF的隧道标识符。可以在同一消息中向可用的第二NF发送第四NF的隧道标识符、至少一个UE的至少一个地址或地址范围以及至少一个地址或地址范围的相应的优先级度量。
在框904处，第一NF可以从可用的第二NF接收可用的第二NF的隧道标识符。
步骤906，第一NF可以向第四NF发送可用的第二NF的隧道标识符。
在一个实施例中，第一NF可以包括SMF，第二NF可以包括UPF，以及第四NF可以包括UPF。
在一个实施例中，第一NF可以将可用的第二NF的隧道标识符发送给第三NF，第三NF将可用的第二NF的隧道标识符发送给第四NF。在本实施例中，第一NF可以包括分组数据网络网关控制面(PGW-C)或会话管理功能(SMF)，第二NF可以包括分组数据网络网关用户面(PGW-U)或用户面功能(UPF)，第三NF可以包括服务网关(SGW-C)的控制面或接入和移动性管理功能(AMF)，第四NF可以包括服务网关(SGW-U)的用户面或(无线电)接入网络((R)AN)。
图10示出了根据本公开的另一个实施例的方法1000的流程图，该方法1000可以由在第一NF(诸如PGW-C或SMF)中实现或通信地耦合到第一NF的装置执行。因此，该装置可以提供用于完成方法1000的各个部分的构件以及用于结合其他组件完成其他过程的构件。
在框1002处，第一NF可以检测在第一NF和第二NF之间的路径被恢复或者第二NF被恢复。例如，第一NF可以从第二NF接收消息或者被通知该路径或第二NF被恢复。
在框1004，第一NF可以向第二NF发送至少一个会话删除请求以清除在第一NF和第二NF之间的至少一个会话。
图11示出了根据本公开的另一个实施例的方法1100的流程图，该方法1100可以由在可用的第二NF(例如PGW-U或UPF)中实现或通信地耦合到可用的第二NF的装置执行。因此，该装置可以提供用于完成方法1100的各个部分的构件以及用于结合其他组件完成其他过程的构件。对于上述实施例中已经描述过的一些部分，出于简洁，在此省略其详细描述。
在框1102处，可用的第二NF可以从第一NF接收与一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话相对应的至少一个用户设备UE的至少一个地址或地址范围以及所述至少一个地址或地址范围的相应的优先级度量。第二NF维持在一个或多个UE与一个或多个数据网络之间建立的一个或多个数据网络连接或会话。例如，第一NF可以在图8的框806处将该信息发送给可用的第二NF，然后可用的第二NF可以接收该信息。
在框1104处，可用的第二NF可以将至少一个地址或地址范围以及相应的优先级度量通知给一个或多个数据网络。例如，可用的第二NF可以立即向一个或多个数据网络广播至少一个地址或地址范围以及相应的优先级度量。
在一个实施例中，至少一个地址或地址范围和相应的优先级度量可以使一个或多个数据网络能够将至少一个UE的业务路由和/或转发给可用的第二NF而不是路由和/或转发给第二NF。
在一实施例中，相应的优先级度量中的至少一个优先级度量与有效时间相关联，以及当有效时间期满时，预定义的优先级度量被应用于至少一个地址或地址范围中的至少一个。
在一个实施例中，预定义的优先级度量具有比相应的优先级度量更低的优先级。
图12示出了根据本公开的另一个实施例的方法1200的流程图，该方法1200可以由在可用的第二NF(例如PGW-U或UPF)中实现或通信地耦合到可用的第二NF的装置执行。因此，该装置可以提供用于完成方法1200的各个部分的构件以及用于结合其他组件完成其他过程的构件。对于上述实施例中已经描述过的一些部分，出于简洁，在此省略其详细描述。在本实施例中，一个或多个数据网络连接或会话通过在第二NF和第四NF(例如SGW-U或(R)AN)或UPF)之间的隧道。
在框1202处，可用的第二NF可以来自所述第一NF的所述第四NF的隧道标识符。例如，第一NF可以在图9的框902发送第四NF的隧道标识符，然后可用的第二NF可以从第一NF接收第四NF的隧道标识符。此外，可以在来自第一NF的一个消息中接收第四NF的隧道标识符连同至少一个UE的至少一个地址或地址范围以及至少一个地址或地址范围的相应的优先级度量。
在框1204，可用的第二NF可以向所述第一NF发送所述可用的第二NF的隧道标识符，所述第一NF将把所述可用的第二NF的隧道标识符发送给所述第四NF。
在一个实施例中，第一NF可以包括会话管理功能(SMF)，第二NF可以包括用户面功能(UPF)，以及第四NF包括UPF。
在一个实施例中，可用的第二NF的隧道标识符由第一NF发送给第三第二NF，第三第二NF将把可用的第二NF的隧道标识符发送给第四NF。在本实施例中，第一NF可以包括分组数据网络网关控制面(PGW-C)或会话管理功能(SMF)，第二NF可以包括分组数据网络网关用户面(PGW-U)或用户面功能(UPF)，第三NF可以包括服务网关(SGW-C)的控制面或接入和移动性管理功能(AMF)，第四NF可以包括服务网关(SGW-U)的用户面或(无线电)接入网络((R)AN)。
图13示出了根据本公开的另一个实施例的方法1300的流程图，该方法1300可以由在可用的第二NF中实现或通信地耦合到第三NF(诸如SGW-C or AMF)的装置执行。因此，该装置可以提供用于完成方法1300的各个部分的构件以及用于结合其他组件完成其他过程的构件。对于上述实施例中已经描述过的一些部分，出于简洁，在此省略其详细描述。
在框1302处，第三NF可以来自第一NF的可用的第二NF的隧道标识符。例如，如上所述，第一NF可以将可用的第二NF的隧道标识符发送给第三NF，然后第三NF可以从第一NF接收可用的第二NF的隧道标识符。可用的第二NF可以由第一NF响应于第一NF检测到在第一NF和第二NF之间的路径是故障的或所述第二NF是故障的来选择。
在框1304处，第三NF可以将可用的第二NF的隧道标识符发送给第四NF。
在一个实施例中，所述第一NF包括分组数据网络网关控制面PGW-C或会话管理功能SMF，所述第二NF包括分组数据网络网关用户面PGW-U或用户面功能UPF，所述第三NF包括服务网关的控制面SGW-C或接入和移动性管理功能AMF，以及所述第四NF包括服务网关的用户面SGW-U或(无线电)接入网络(R)AN。
图14示出了根据本公开的另一个实施例的方法1400的流程图，该方法1400可以由在可用的第二NF中实现或通信地耦合到第四NF(诸如SGW-U或UPF)的装置执行。因此，该装置可以提供用于完成方法1400的各个部分的构件以及用于结合其他组件完成其他过程的构件。对于上述实施例中已经描述过的一些部分，出于简洁，在此省略其详细描述。
在框1402处，第四NF可以从第一NF或第三NF接收可用的第二NF的隧道标识符。例如，如上所述，第一NF或第三NF可以将可用的第二NF的隧道标识符发送给第四NF，然后第四NF可以从第一NF或第三NF接收可用的第二NF的隧道标识符。所述可用的第二NF由所述第一NF响应于所述第一NF检测到在所述第一NF与第二NF之间的路径是故障的或所述第二NF是故障的来选择以用于一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话。
在块1404处，第三NF可以更新隧道信息以使所述第四NF能够将与所述一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话相关的业务路由和/或转发给所述可用的第二NF。
在一个实施例中，当所述可用的第二NF的隧道标识符从所述第三NF接收时，所述第一NF可以包括分组数据网络网关控制面PGW-C或会话管理功能SMF，所述第二NF可以包括分组数据网络网关用户面PGW-U或用户面功能UPF，所述第三NF可以包括服务网关的控制面SGW-C或接入和移动性管理功能AMF，以及所述第四NF可以包括服务网关的用户面SGW-U或(无线电)接入网络(R)AN。
在一个实施例中，当所述可用的第二NF的隧道标识符从所述第一NF接收时，所述第一NF可以包括会话管理功能SMF，所述第二NF可以包括用户面功能UPF，以及所述第四NF可以包括UPF。
图15a示出了根据本公开的实施例的可以体现在第一NF中/作为第一NF的装置1510的简化框图。图15b示出了根据本公开的实施例的可以体现在可用的第二NF中/作为可用的第二NF实施的装置1520。图15c示出了根据本公开的实施例的可以体现在第三NF中/作为第三NF的装置1530。图15d示出了根据本公开的实施例的可以体现在第四NF中/作为第四NF的装置1540。
装置1510可以包括至少一个处理器1511，例如数据处理器(DP)，和耦合到处理器1511的至少一个存储器(MEM)1512。装置1510还可以包括耦合到处理器1511的发射器TX和接收器RX 1513。MEM 1512存储程序(PROG)1514。PROG 1514可以包括指令，当在相关联的处理器1511上执行指令时，该指令使得装置1510能够根据本公开的实施例进行操作，例如执行与第一NF相关的任何方法。至少一个处理器1511和至少一个MEM 1512的组合可以形成适于实施本公开的各种实施例的处理构件1515。
装置1520包括至少一个处理器1521，例如DP，以及耦合到处理器1521的至少一个MEM 1522。装置1520还可以包括耦合到处理器1521的发射器TX和接收器RX 1523。MEM 1522存储PROG 1524。PROG 1524可以包括指令，当在相关联的处理器1521上执行指令时，该指令使装置1520能够根据本公开的实施例进行操作，例如执行与可用的第二个NF有关的任何方法。至少一个处理器1521和至少一个MEM 1522的组合可以形成适于实现本公开的各种实施例的处理构件1525。
装置1530可以包括至少一个处理器1531，例如数据处理器(DP)，和耦合到处理器1531的至少一个存储器(MEM)1532。装置1530可以进一步包括耦合到处理器1531的发射器TX和接收器RX 1533。MEM 1532存储程序(PROG)1534。PROG 1534可以包括指令，当在相关联的处理器1531上执行指令时，该指令使得装置1530能够根据本公开的实施例进行操作，例如执行与第三NF有关的任何方法。至少一个处理器1531和至少一个MEM 1532的组合可以形成适于实现本公开的各种实施例的处理构件1535。
装置1540可以包括至少一个处理器1541，例如数据处理器(DP)，和耦合到处理器1541的至少一个存储器(MEM)1542。装置1540可以进一步包括耦合到处理器1541的发射器TX和接收器RX 1543。MEM 1542存储程序(PROG)1544。PROG 1544可以包括指令，当在相关联的处理器1541上执行指令时，该指令使得装置1540能够根据本公开的实施例进行操作，例如执行与第三NF相关的任何方法。至少一个处理器1541和至少一个MEM 1542的组合可以形成适于实施本公开的各种实施例的处理构件1545。
本公开的各种实施例可以由处理器1511和1521中的一个或多个处理器可执行的计算机程序、软件、固件、硬件或其组合来实现。
MEM 1512、1522、1532和1542可以具有适合本地技术环境的任何类型以及可以使用任何合适的数据存储技术来实现，例如作为非限制性示例，基于半导体的存储设备、磁存储设备和系统、光存储设备和系统、固定存储器和可移动存储器。
处理器1511、1521、1531和1541可以具有适合本地技术环境的任何类型，以及可以包括以下中的一个或多个：作为非限制性示例，通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器DSP和基于多核的处理器架构的处理器。
现在参考图16，其示出了在第一NF处实现的装置1600的示意框图。装置1600可操作用于执行与上述第一NF相关的任何示例性方法以及可能的任何其他过程或方法。
如图16所示，装置1600可以包括：第一检测单元1602，其被配置为检测在第一NF与第二NF之间的路径是故障的或第二NF是故障的，其中所述第二NF维持在一个或多个用户设备UE和一个或多个数据网络之间建立的一个或多个数据网络连接或会话；选择单元1604，其被配置为选择可用的第二NF以用于所述一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话；第一发送单元1606，其被配置为向所述可用的第二NF发送与所述一个或多个数据网络连接或会话中的所述至少一个数据网络连接或会话相对应的至少一个UE的至少一个地址或地址范围以及所述至少一个地址或地址范围的相应的优先级度量。
在一个实施例中，装置1600还可以包括第二发送单元(可选)1608，其被配置为向可用的第二NF发送第四NF的隧道标识符；接收单元(可选)1610，其被配置为从可用的第二NF接收可用的第二NF的隧道标识符；第三发送单元(可选)1612，其被配置为将可用的第二NF的隧道标识符发送给第四NF。
在一个实施例中，装置1600还可以包括第二检测单元(可选)1614，其被配置为检测在第一NF与第二NF之间的路径被恢复或者第二NF被恢复；第四发送单元(可选)1616，其被配置为向第二NF发送至少一个会话删除请求以清除在第一NF与第二NF之间的至少一个会话。
现在参考图17，其示出了在第二NF处实现的装置1700的示意框图。装置1700可操作用于执行与上述可用的第二NF相关的任何示例性方法以及可能的任何其他过程或方法。
如图17所示，装置1700可以包括：第一接收单元1702，其被配置为从第一NF接收与一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话相对应的至少一个用户设备UE的至少一个地址或地址范围和所述至少一个地址或地址范围的相应的优先级度量，其中第二NF维持在一个或多个UE与一个或多个数据网络之间建立的所述一个或多个数据网络连接或会话；通知单元1704，其被配置为将至少一个地址或地址范围以及相应的优先级度量通知给一个或多个数据网络。
在一个实施例中，装置1700还可以包括第二接收单元(可选)1706，其被配置为从第一NF接收第四NF的隧道标识符；发送单元(可选)1708，其被配置为将可用的第二NF的隧道标识符发送给第一NF，第一NF将把可用的第二NF的隧道标识符发送给第四NF。
现在参考图18，其示出了在第三NF处实现的装置1900的示意框图。装置1800可操作用于执行与上述第三NF相关的任何示例性方法以及可能的任何其他过程或方法。
如图图18所示，装置1800可以包括：接收单元1802，其被配置为从第一NF接收可用的第二NF的隧道标识符；发送单元1804，其被配置为将可用的第二NF的隧道标识符发送给第四NF。
现在参考图19，其示出了在第四NF处实现的装置1900的示意框图。装置1900可操作用于执行与上述第四NF相关的任何示例性方法以及可能的任何其他过程或方法。
如图19所示，装置1900可以包括：接收单元1902，其被配置为从第一NF或第三NF接收可用的第二NF的隧道标识符，其中所述可用的第二NF由所述第一NF响应于所述第一NF检测到在所述第一NF与所述第二NF之间的路径是故障的或所述第二NF是故障的来选择以用于一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话；更新单元1904，被配置为更新隧道信息以使所述第四NF能够将与所述一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话相关的业务路由和/或转发给所述可用的第二NF。
根据本公开的一个方面，提供了一种有形地存储在计算机可读存储介质上并且包括指令的计算机程序产品，当在至少一个处理器上执行指令时，该指令使该至少一个处理器执行与上述第一NF相关的任何方法。
根据本公开的一方面，提供了一种有形地存储在计算机可读存储介质上并且包括指令的计算机程序产品，当在至少一个处理器上执行指令时，该指令使该至少一个处理器执行如上所述与可用的第二NF相关的任何方法。
根据本公开的一个方面，提供了一种有形地存储在计算机可读存储介质上并且包括指令的计算机程序产品，当在至少一个处理器上执行指令时，该指令使该至少一个处理器执行如上所述与第三NF相关的任何方法。
根据本公开的一个方面，提供了一种有形地存储在计算机可读存储介质上并且包括指令的计算机程序产品，当在至少一个处理器上执行指令时，该指令使该至少一个处理器执行如上所述与第四NF相关的任何方法。
根据本公开的一个方面，提供了一种存储指令的计算机可读存储介质，当在至少一个处理器上执行指令时，该指令使该至少一个处理器执行如上所述与所述第一NF相关的任何方法。
根据本公开的一个方面，提供了一种存储指令的计算机可读存储介质，当在至少一个处理器上执行指令时，该指令使该至少一个处理器执行如上所述与可用的第二NF相关的任何方法。
根据本公开的一个方面，提供了一种存储指令的计算机可读存储介质，当在至少一个处理器上执行指令时，该指令使该至少一个处理器执行如上所述与所述第三NF相关的任何方法。
根据本公开的一个方面，提供了一种存储指令的计算机可读存储介质，当在至少一个处理器上执行指令时，该指令使该至少一个处理器执行如上所述与第四NF相关的任何方法。
根据本公开的一些实施例，当第一NF(诸如PGW-C/SMF)检测到路径(诸如Sx/N4)故障时，第一NF(诸如PGW-C/SMF)通过提供更高的度量路由，无需更改UE IP地址，无需删除现有的PDN连接/重新建立新的PDN连接，将重新选择另一个可用的第二NF(诸如PGW-U/UPF)。
本公开的实施例可以提供以下优点。本公开的一些实施例可以提供在检测到路径(诸如Sx/N4)故障时用于第二NF(诸如PGW-U/UPF)的重新选择的简单和高效的方法；提供低成本来实现UP冗余。本公开的一些实施例可以节省在无线电网络/核心网络上的庞大信令(因为现有方案需要释放旧的PDN连接以及重新建立新的连接)。在本公开的一些实施例中，会话和服务的连续性被保持以及给最终用户良好的体验。本公开的一些实施例可以提供一种用户友好、节省成本且有效的方式来在路径(诸如Sxb或N4)故障时改变诸如PGW-U或UPF锚的第二NF。在本公开的一些实施例中，与删除PDN连接或PDU会话相比，在网络中有更少的信令，以及对UE服务有较小的影响。与UP功能级别1+1冗余相比，本公开的一些实施例可以提供低得多的成本。
另外，本公开还可以提供包含如上所述的计算机程序的载体，其中该载体是以下之一：电信号，光信号，无线电信号或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如光盘或电子存储设备(诸如RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、闪存)，磁带，CD-ROM，DVD，蓝光光盘，等。
本文描述的技术可以通过各种构件来实现，以使得实现用实施例描述的对应装置的一个或多个功能的装置不仅包括现有技术的构件，而且还包括用于实现用实施例描述的对应装置的一个或多个功能的构件，以及其可以包括用于每个单独功能的单独构件或者可以被配置为执行两个或更多个功能的构件。例如，这些技术可以以硬件(一个或多个装置)，固件(一个或多个装置)，软件(一个或多个模块)或其组合来实现。对于固件或软件，可以通过执行本文描述的功能的模块(例如，过程，功能等)来实现。
上面已经参考方法和装置的框图和流程图图示描述了本文的示例实施例。将理解，框图和流程图的每个方框以及框图和流程图的各个方框的组合可以分别通过包括计算机程序指令的各种构件来实现。这些计算机程序指令可以被加载到通用计算机，专用计算机或其他可编程数据处理装置上以产生机器，使得在计算机或其他可编程数据处理装置上执行的指令创建用于实现在流程图框或多个框中指定的功能的构件。
此外，尽管以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求以所示的特定顺序或以连续的顺序来执行这样的操作，或者执行所有示出的操作，以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。同样，尽管以上讨论中包含若干特定的实现细节，但是这些特定的实现细节不应该被解释为对本文所述主题的范围的限制，而应被解释为可以特定于特定实施例的特征的描述。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征也可以以组合的方式被实现在单个实施例中。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分别被实现在多个实施例中或以任何合适的子组合来实现。
虽然本说明书包含许多特定的实施细节，但是这些不应被解释为对任何实施方式的范围或可能要求保护的范围的限制，而应被解释为对可以特定于特定实施方式的特定实施例的特征的描述。在单独的实施例的上下文中在本说明书中描述的某些特征也可以以组合的方式被实现在单个实施例中。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分别被实现在多个实施例中或以任何合适的子组合来实现。而且，尽管以上可以将特征描述为在某些组合中起作用，以及甚至最初如此要求保护，但是在某些情况下，来自所要求保护的组合中的一个或多个特征可以从该组合去除，以及所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变型。
对于本领域技术人员而言显而易见的是，随着技术的进步，可以以各种方式来实现本发明的构思。上述实施例被给出以用于描述本公开而不是限制本公开，以及应当理解，如本领域技术人员容易理解的那样，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下进行修改和变型。这样的修改和变型被认为在本公开和所附权利要求书的范围内。本公开的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (33)

1.一种在第一网络功能NF处实现的方法(800)，包括：
检测(802)在所述第一NF和第二NF之间的路径是故障的或所述第二NF是故障的，其中所述第二NF维持在一个或多个用户设备UE和一个或多个数据网络之间建立的一个或多个数据网络连接或会话；
选择(804)可用的第二NF以用于所述一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话；
向所述可用的第二NF发送(806)与所述一个或多个数据网络连接或会话中的所述至少一个数据网络连接或会话相对应的至少一个UE的至少一个地址或地址范围以及所述至少一个地址或地址范围的相应的优先级度量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述选择和发送的步骤是以计划的方式或响应于接收到信令来执行的。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述至少一个地址或地址范围和所述相应的优先级度量由所述可用的第二NF通知给所述一个或多个数据网络，以使所述一个或多个数据网络能够将用于所述至少一个UE的业务路由和/或转发给所述可用的第二NF，而不是路由和/或转发给所述第二NF。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述相应的优先级度量中的至少一个优先级度量与有效时间相关联，以及当所述有效时间期满时，预定义的优先级度量被应用于所述至少一个地址或地址范围中的至少一个地址或地址范围。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定义的优先级度量具有比所述相应的优先级度量更低的优先级。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个数据网络连接或会话通过在所述第二NF和第四NF之间的隧道，所述方法还包括：
向所述可用的第二NF发送(902)所述第四NF的隧道标识符；
从所述可用的第二NF接收(904)所述可用的第二NF的隧道标识符；以及
向所述第四NF发送(906)所述可用的第二NF的隧道标识符。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一NF包括会话管理功能SMF，所述第二NF包括用户面功能UPF，以及所述第四NF包括UPF。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，向所述第四NF发送所述可用的第二NF的隧道标识符包括：
向第三NF发送所述可用的第二NF的隧道标识符，所述第三NF将把所述可用的第二NF的隧道标识符发送给所述第四NF。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一NF包括分组数据网络网关控制面PGW-C或会话管理功能SMF，所述第二NF包括分组数据网络网关用户面PGW-U或用户面功能UPF，所述第三NF包括服务网关的控制面SGW-C或接入和移动性管理功能AMF，以及所述第四NF包括服务网关的用户面SGW-U或(无线电)接入网络(R)AN。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，还包括：
检测(1002)在所述第一NF和所述第二NF之间的路径被恢复或所述第二NF被恢复；以及
向所述第二NF发送(1004)至少一个会话删除请求以清除在所述第一NF和所述第二NF之间的至少一个会话。
11.一种在可用的第二网络功能NF处实现的方法(1100)，包括：
从第一NF接收(1102)与一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话相对应的至少一个用户设备UE的至少一个地址或地址范围以及所述至少一个地址或地址范围的相应的优先级度量，其中第二NF维持在一个或多个UE与一个或多个数据网络之间建立的所述一个或多个数据网络连接或会话；以及
将所述至少一个地址或地址范围和所述相应的优先级度量通知(1104)给所述一个或多个数据网络。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述至少一个地址或地址范围以及所述相应的优先级度量使所述一个或多个数据网络能够将用于所述至少一个UE的业务路由和/或转发给所述可用的第二NF，而不是路由和/或转发给所述第二NF。
13.根据权利要求11-12中任一项所述的方法，其中，所述相应的优先级度量中的至少一个优先级度量与有效时间相关联，以及当所述有效时间期满时，预定义的优先级度量被应用于所述至少一个地址或地址范围中的至少一个地址或地址范围。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述预定义的优先级度量具有比所述相应的优先级度量更低的优先级。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个数据网络连接或会话通过在所述第二NF和第四NF之间的隧道，所述方法还包括：
从所述第一NF接收(1202)所述第四NF的隧道标识符；以及
向所述第一NF发送(1204)所述可用的第二NF的隧道标识符，所述第一NF将把所述可用的第二NF的隧道标识符发送给所述第四NF。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一NF包括会话管理功能SMF，所述第二NF包括用户平功能UPF，以及所述第四NF包括UPF。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述可用的第二NF的隧道标识符由所述第一NF发送给第三第二NF，所述第三第二NF将把所述可用的第二NF的隧道标识符发送给所述第四NF。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述第一NF包括分组数据网络网关控制面PGW-C或会话管理功能SMF，所述第二NF包括分组数据网络网关用户面PGW-U或用户面功能UPF，所述第三NF包括服务网关的控制面SGW-C或接入和移动性管理功能AMF，以及所述第四NF包括服务网关的用户面SGW-U或(无线电)接入网络(R)AN。
19.一种在第三网络功能(NF)处实现的方法(1300)，包括：
从第一NF接收(1302)可用的第二NF的隧道标识符；以及
将所述可用的第二NF的隧道标识符发送(1304)给第四NF，
其中，所述可用的第二NF由所述第一NF响应于所述第一NF检测到在所述第一NF和所述第二NF之间的路径是故障的或所述第二NF是故障的来选择。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第一NF包括分组数据网络网关控制面PGW-C或会话管理功能SMF，所述第二NF包括分组数据网络网关用户面PGW-U或用户面功能UPF，所述第三NF包括服务网关的控制面SGW-C或接入和移动性管理功能AMF，以及所述第四NF包括服务网关的用户面SGW-U或(无线电)接入网络(R)AN。
21.一种在第四网络功能(NF)处实现的方法(1400)，包括：
从第一NF或第三NF接收(1402)可用的第二NF的隧道标识符，其中，所述可用的第二NF由所述第一NF响应于所述第一NF检测到在所述第一NF与第二NF之间的路径是故障的或所述第二NF是故障的来选择，以用于一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话；以及
更新(1404)隧道信息以使所述第四NF能够将与所述一个或多个数据网络连接或会话中的所述至少一个数据网络连接或会话相关的业务路由和/或转发给所述可用的第二NF。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，当所述可用的第二NF的隧道标识符从所述第三NF接收时，所述第一NF包括分组数据网络网关控制面PGW-C或会话管理功能SMF，所述第二NF包括分组数据网络网关用户面PGW-U或用户面功能UPF，所述第三NF包括服务网关的控制面SGW-C或接入和移动性管理功能AMF，以及所述第四NF包括服务网关的用户面SGW-U或(无线电)接入网络(R)AN。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，当所述可用的第二NF的隧道标识符从所述第一NF接收时，所述第一NF包括会话管理功能SMF，所述第二NF包括用户面功能UPF，以及所述第四NF包括UPF。
24.一种在第一网络功能NF处实现的装置(1510)，包括：
处理器(1511)；以及
耦合到所述处理器(1511)的存储器(1512)，所述存储器(1512)存储可由所述处理器(1511)执行的指令，由此所述装置(1510)可操作用于：
检测在所述第一NF和第二NF之间的路径是故障的或所述第二NF是故障的，其中所述第二NF维持在一个或多个用户设备UE和一个或多个数据网络之间建立的一个或多个数据网络连接或会话；
选择可用的第二NF以用于所述一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话；
向所述可用的第二NF发送与所述一个或多个数据网络连接或会话中的所述至少一个数据网络连接或会话相对应的至少一个UE的至少一个地址或地址范围以及所述至少一个地址或地址范围的相应的优先级度量。
25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述装置进一步可操作用于执行根据权利要求2至10中任一项所述的方法。
26.一种在可用的第二网络功能NF处实现的装置(1520)，包括：
处理器(1521)；以及
耦合到所述处理器(1521)的存储器(1522)，所述存储器(1522)存储可由所述处理器(1521)执行的指令，由此所述装置(1520)可操作用于：
从第一NF接收与一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话相对应的至少一个用户设备UE的至少一个地址或地址范围以及所述至少一个地址或地址范围的相应的优先级度量，其中第二NF维持在一个或多个UE与一个或多个数据网络之间建立的所述一个或多个数据网络连接或会话；以及
将所述至少一个地址或地址范围和所述相应的优先级度量通知给所述一个或多个数据网络。
27.根据权利要求26所述的装置，其中，所述装置进一步可操作用于执行根据权利要求12至18中任一项所述的方法。
28.一种在第三网络功能NF处实现的装置(1530)，包括：
处理器(1531)；和
耦合到所述处理器(1531)的存储器(1532)，所述存储器(1532)存储可由所述处理器(1531)执行的指令，由此所述装置(1530)可操作用于：
从第一NF接收可用的第二NF的隧道标识符；以及
将所述可用的第二NF的隧道标识符发送给第四NF，
其中，所述可用的第二NF由所述第一NF响应于所述第一NF检测到在所述第一NF和所述第二NF之间的路径是故障的或所述第二NF是故障的来选择。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述第一NF包括分组数据网络网关控制面PGW-C或会话管理功能SMF，所述第二NF包括分组数据网络网关用户面PGW-U或用户面功能UPF，所述第三NF包括服务网关的控制面SGW-C或接入和移动性管理功能AMF，以及所述第四NF包括服务网关的用户面SGW-U或(无线电)接入网络(R)AN。
30.一种在第四网络功能(NF)处实现的装置(1540)，包括：
处理器(1541)；和
耦合到所述处理器(1541)的存储器(1542)，所述存储器(1542)存储可由所述处理器(1541)执行的指令，由此所述装置(1540)可操作用于：
从第一NF或第三NF接收可用的第二NF的隧道标识符，其中，所述可用的第二NF由所述第一NF响应于所述第一NF检测到在所述第一NF与所述第二NF之间的路径是故障的或所述第二NF是故障的来选择，以用于一个或多个数据网络连接或会话中的至少一个数据网络连接或会话；以及
更新隧道信息以使所述第四NF能够将与所述一个或多个数据网络连接或会话中的所述至少一个数据网络连接或会话相关的业务路由和/或转发给所述可用的第二NF。
31.根据权利要求30所述的装置，其中，所述装置进一步可操作用于执行根据权利要求22至23中任一项所述的方法。
32.一种存储指令的计算机程序产品，所述指令在由至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器执行根据权利要求1至23中任一项所述的方法。
33.一种存储指令的计算机可读存储介质，所述指令在由至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器执行根据权利要求1至23中任一项所述的方法。
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