CN113473461A - 在无线通信系统中支持网络切片的方法和装置 - Google Patents

在无线通信系统中支持网络切片的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及在无线通信系统中支持网络切片的方法和装置。公开了用于多个网络切片当中的移动性管理的装置、方法和系统。一个装置(300)包括处理器(325)，其接收(855)附连到移动通信网络的辅网络切片(435)的附连的移动单元(405)的指示。处理器(325)还从移动单元(405)接收(860)移动性管理请求，并将移动性管理请求转发(865)到辅网络切片(435)。在各种实施例中，装置(300)可以包括用于通过移动通信网络进行通信的网络接口(330)。

Description

在无线通信系统中支持网络切片的方法和装置
本申请是于2018年10月19日进入中国国家阶段的、PCT申请号为PCT/US2017/030406、国际申请日为2017年5月1日、中国申请号为201780024712.9、发明名称为“在无线通信系统中支持网络切片的方法和装置”的申请的分案申请。
技术领域
本文公开的主题总体上涉及无线通信，并且更具体地，涉及在无线通信系统中支持网络切片。
背景技术
在此定义以下缩写，其中至少一些缩写在以下描述中被引用。
3GPP 第三代合作伙伴计划
AP 接入点
CP 控制平面
DL 下行链路
eNB 演进节点B
EPC 演进分组核心
IMS IP多媒体子系统
IP 互联网协议
IoT 物联网
LTE 长期演进
MBB 移动宽带
mIoT 大规模物联网
MM 移动性管理
MME 移动性管理实体
MTC 机器类型通信
OFDM 正交频分复用
PDU 协议数据单元
PGW 分组数据网络网关
PLMN 公共陆地移动网络
RAN 无线电接入网络
SC-FDMA 单载波频分多址
SGW 服务网关
UE 用户实体/设备(移动终端)
UL 上行链路
WiMAX 全球微波接入互操作性
在无线通信网络中，期望下一代无线网络(例如，第五代或“5G”网络)支持不同的网络切片。每个网络切片能够被视为被优化以支持某个使用类的性能要求的一个独立的网络分区。例如，无线通信网络可以包含针对移动宽带服务优化的网络切片(其特征在于高数据速率和中等延迟)、针对自动驱动优化的网络切片(其特征在于低延迟和高可靠性)、针对物联网(“IoT”)或机器类型通信(“MTC”)优化的网络切片(其特征在于低移动性和低数据速率)等。
通常，相同的公共陆地移动网络(“PLMN”)部署一个或多个网络切片。可以在PLMN内多次部署网络切片，从而产生相同网络切片的多个实例。预期相同的移动设备(例如，用户设备(“UE”))可以同时与多个网络切片连接。例如，UE可以连接到针对大规模IoT优化的网络切片，以便于提供到其IoT应用程序的连接。同时，相同的UE可以连接到针对移动宽带通信优化的另一网络切片，以便于提供到其IMS和/或web浏览应用程序的连接。
然而，当UE同时连接到多个网络切片时，移动性管理(“MM”)信令增加。例如，当UE处于空闲模式下并且移动到新的路由区域(也称为“跟踪区域”、“注册区域”或“寻呼区域”)时，UE需要通过所有的全部连接的网络切片更新其当前位置。传统的移动通信网络会要求UE执行多个路由区域更新，每个路由区域更新朝向每个连接的网络切片。执行多个MM过程导致UE与网络之间的MM信令增加并且减少UE中的电池寿命。
发明内容
公开用于多个网络切片当中的移动性管理的装置。方法和系统还执行装置的功能。在一个实施例中，该装置包括处理器，该处理器与移动通信网络的主网络切片建立第一连接，并与移动通信网络的辅网络切片建立第二连接。处理器还检测移动性管理事件，并且响应于发送到主网络切片的移动性管理请求，经由第一连接来接收移动性管理响应。移动性管理响应包括来自主网络切片的响应和来自辅网络切片的响应。在各种实施例中，该装置可以包括与移动通信网络通信的收发器。
在一些实施例中，建立与主网络切片的第一连接包括从主网络切片接收响应于初始附连请求的初始附连响应。在这样的实施例中，初始附连响应可以包括主网络切片支持的一个或多个使用类的指示和主网络切片指配的第一UE标识符。第一UE标识符可以包括主网络切片的标识。
在某些实施例中，处理器还响应于向主网络切片发送分离请求而接收第二UE标识符，其中第二UE标识符包括新的主网络切片的标识。在一个实施例中，建立与辅网络切片的第二连接包括发送包含由主网络切片指配的UE标识符的附加附连请求。
在一些实施例中，建立与主网络切片的第一连接包括与主网络切片认证装置。在这样的实施例中，建立与辅网络切片的第二连接可以包括经由辅网络切片与主网络切片重新认证该装置。在某些实施例中，经由辅网络切片与主网络切片重新认证装置包括在主网络切片处存储辅网络切片的标识。
在某些实施例中，移动性管理响应是路由区域更新响应和服务响应中的一个。在一个实施例中，移动性管理响应指示主网络切片是否接受移动性管理请求以及辅网络切片是否接受移动性管理请求。在一些实施例中，移动通信网络中的每个网络切片支持多个使用类中的至少一个。在这样的实施例中，移动性管理响应包括由主网络切片和辅网络切片支持的每个使用类的更新结果。
在一些实施例中，响应于发送到主网络切片的移动性管理请求，接收移动性管理响应包括：经由第一连接，向主网络切片发送路由区域更新请求，而不向辅网络切片发送路由区域更新请求，和经由第一连接接收路由区域更新响应，该路由区域更新响应包括来自主网络切片的响应和来自辅网络切片的响应。
该方法可以包括，建立与移动通信网络的主网络切片的第一连接，和建立与移动通信网络的辅网络切片的第二连接。该方法还可以包括，检测移动性管理事件，并且经由第一连接并且响应于通过第一连接发送的移动性管理请求，接收移动性管理更新响应，该移动性管理更新响应包括来自主网络切片的响应和来自辅网络切片的响应。
在某些实施例中，建立与主网络切片的第一连接包括：从主网络切片接收响应于初始附连请求的初始附连响应，初始附连响应包括由主网络切片支持的一个或多个使用类的指示和由主网络切片指配的UE标识符，其中UE标识符包括主网络切片的标识。在进一步的实施例中，该方法可以包括响应于向主网络切片发送分离请求，接收第二UE标识符，其中第二UE标识符包括新的主网络切片的标识。
在一些实施例中，建立与辅网络切片的第二连接包括发送包含由主网络切片指配的UE标识符的附加附连请求。在某些实施例中，建立与主网络切片的第一连接包括与主网络切片认证装置，并且其中建立与辅网络切片的第二连接包括经由辅网络切片与主网络切片重新认证装置。在一个实施例中，移动性管理响应是路由区域更新响应和服务响应中的一个。
在某些实施例中，移动性管理响应指示主网络切片是否接受移动性管理请求以及辅网络切片是否接受移动性管理请求。在一些实施例中，移动通信网络中的每个网络切片支持多个使用类中的至少一个，并且其中移动性管理响应包括由主网络切片和辅网络切片支持的每个使用类的更新结果。
在一个实施例中，响应于发送到主网络切片的移动性管理请求，接收移动性管理响应包括：经由第一连接，向主网络切片发送路由区域更新请求，而不向辅网络切片发送路由区域更新请求；和经由第一连接，接收包括来自主网络切片的响应和来自辅网络切片的响应的路由区域更新响应。
用于多个网络切片当中的移动性管理的另一装置包括处理器，该处理器接收附连到移动通信网络的辅网络切片的附连的移动单元的指示。处理器还从移动单元接收移动性管理请求，并且将移动性管理请求转发到辅网络切片。在各种实施例中，该装置可以包括用于通过移动通信网络进行通信的网络接口。
在某些实施例中，处理器从辅网络切片接收第一移动性管理响应。处理器还可以基于移动性管理请求生成第二移动性管理响应。处理器还向移动单元发送第三移动性管理响应，该第三移动性管理响应包括来自第一移动性管理响应和第二移动性管理响应的信息。
在一些实施例中，移动通信网络支持多个使用类，其中第三移动性管理响应包括用于移动单元所附连的每个使用类的更新结果，其中移动性管理请求是路由区域更新请求和服务请求中的一个，并且其中第三移动性管理响应是路由区域更新响应和服务响应中的一个。在一个实施例中，该装置包含移动通信网络的第一网络切片，其中第一网络切片支持第一使用类，并且第二网络切片支持第二使用类。
在某些实施例中，处理器还响应于从移动单元接收到初始附连请求，向移动单元指配UE标识符，其中UE标识符包括装置的标识并向移动单元发送初始附连响应。初始附连响应包括装置支持的一个或多个使用类的指示和UE标识符。在一个实施例中，接收附连到辅网络切片的移动单元的指示包括从辅网络切片接收注册请求，该注册请求包括属于辅网络切片的切片标识符和属于移动单元的移动单元标识符单元并且存储属于辅网络切片的切片标识符。
在一些实施例中，将移动性管理请求转发到辅网络切片包括识别移动单元所附连的辅网络切片，并使用与属于辅网络切片的切片标识符相对应的目的地网络地址将移动性管理请求发送到辅网络切片。在某些实施例中，注册请求是从辅网络切片接收的重新认证请求。在这样的实施例中，处理器还响应于接收到重新认证请求，经由辅网络切片与移动单元重新认证该装置。
在一个实施例中，响应于移动单元与第二网络切片分离，处理器从辅网络切片接收注销消息，其中处理器响应于注销消息停止，向第二网络切片转发从移动单元接收的移动性管理请求。在另一实施例中，处理器响应于从移动单元接收分离请求，选择第二网络切片，第二网络切片成为新的主网络切片并且将切片标识的集合发送到所选择的第二网络切片，该切片标识的集合包括移动单元所连接的所有辅网络切片。在这样的实施例中，处理器还从第二网络切片接收UE标识符并向移动单元发送包含UE标识符的分离响应，其中UE标识符包括第二网络切片的标识。
用于多个网络切片当中的移动性管理的另一种方法包括，接收附连到移动通信网络的辅网络切片的附连移动单元的指示；从移动单元接收移动性管理请求；以及将移动性管理请求转发到辅网络切片。
在各种实施例中，该方法还包括从辅网络切片接收第一移动性管理响应；基于移动性管理请求生成第二移动性管理响应；以及向移动单元发送第三移动性管理响应，该第三移动性管理响应包括来自第一移动性管理响应和第二移动性管理响应的信息。在一些实施例中，移动通信网络支持多个使用类，其中第三移动性管理响应包括用于移动单元所附连的每个使用类的更新结果，其中移动性管理请求是路由区域更新请求和服务请求中的一个，并且其中第三移动性管理响应是路由区域更新响应和服务响应中的一个。
在某些实施例中，移动通信网络包括支持第一使用类的第一网络切片，并且其中第二网络切片支持第二使用类。在一个实施例中，该方法包括响应于从移动单元接收初始附连请求，向移动单元指配UE标识符，其中UE标识符包括第一网络切片的标识并向移动单元发送初始附连响应，初始附连响应包括一个或多个支持的使用类的指示和UE标识符。
在一些实施例中，接收附连到辅网络切片的移动单元的指示包括从辅网络切片接收注册请求，该注册请求包括属于辅网络切片的切片标识符和属于移动单元的移动单元标识符，以及存储属于辅网络切片的切片标识符。在某些实施例中，将移动性管理请求转发到第二网络切片包括识别移动单元所附连的第二网络切片，并使用与属于第二个网络切片的切片标识符相对应的目的地网络地址将移动性管理请求发送到第二网络切片。在一些实施例中，注册请求是从第二网络切片接收的重新认证请求，该方法还包括响应于接收到重新认证请求，经由第二网络切片与移动单元重新认证。
在一个实施例中，该方法包括：响应于移动单元与第二网络切片分离，从第二网络切片接收注销消息，以及响应于注销消息，停止向第二网络切片转发从移动单元接收的移动性管理请求。在另一实施例中，该方法包括响应于从移动单元接收分离请求，选择第二网络切片；将切片标识的集合发送到所选择的第二网络切片，该切片标识的集合包括移动单元所连接的所有第二网络切片；从第二网络切片接收UE标识符；以及向移动单元发送包含UE标识符的分离响应，其中UE标识符包括第二网络切片的标识。
附图说明
通过参考在附图中图示的特定实施例，将呈现上面简要地描述的实施例的更具体的描述。应理解，这些附图仅描绘一些实施例，并且因此不应认为是对范围的限制，将通过使用附图以附加的特征和细节来描述和解释实施例，其中：
图1是图示用于多个网络切片当中的移动性管理的无线通信系统的一个实施例的示意性框图；
图2是图示可以被用于多个网络切片当中的移动性管理的装置的一个实施例的示意性框图；
图3是图示可以被用于多个网络切片当中的移动性管理的装置的另一实施例的示意性框图；
图4图示被用于多个网络切片当中的移动性管理的网络附连过程的一个实施例；
图5图示用于多个网络切片当中的移动性管理的网络附连过程的另一实施例；
图6图示用于多个网络切片当中的移动性管理的网络附连过程的一个实施例；
图7A是图示被用于多个网络切片当中的移动性管理的分离过程的一个实施例的示意性框图；
图7B是图示被用于多个网络切片当中的移动性管理的分离过程的另一实施例的示意性框图；
图8A是图示用于多个网络切片当中的移动性管理的方法的一个实施例的示意流程图；以及
图8B是图示用于多个网络切片当中的移动性管理的方法的另一实施例的示意流程图。
具体实施方式
如本领域的技术人员将了解，实施例的方面可以被体现为系统、设备、方法或程序产品。因此，实施例可以采用完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或组合软件和硬件方面的实施例的形式。
例如，所公开的实施例可以实现为包括定制的超大规模集成(“VLSI”)电路或门阵列的硬件电路，诸如逻辑芯片、晶体管或其他离散组件的现成半导体。所公开的实施例还可以在诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备中实现。作为另一示例，所公开的实施例可以包括可执行代码的一个或多个物理或逻辑块，其可以例如被组织为对象、过程或功能。
此外，实施例可以采取体现在下文中称为代码的存储机器可读代码、计算机可读代码和/或程序代码的一个或多个计算机可读存储设备中的程序产品的形式。存储设备可以是有形的、非暂时的和/或非传输的。存储设备可能不体现信号。在某个实施例中，存储设备仅采用用于访问代码的信号。
可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是存储代码的存储设备。存储设备可以是例如但不限于电子、磁、光、电磁、红外、全息、微机械或半导体系统、装置或设备、或前述的任何合适的组合。
存储设备的更具体示例(非详尽列表)将包括下述：具有一个或多个电线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(“RAM”)、只读存储器(“ROM”)、可擦除可编程只读存储器(“EPROM”或闪存)、便携式光盘只读存储器(“CD-ROM”)、光学存储设备、磁性存储装置、或前述的任何合适组合。在此文件的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何有形介质，其能够包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的程序。
本说明书中对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的引用意指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，在整个说明书中出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”和类似语言可以但不一定全部指的是相同的实施例，而是意指“一个或多个但不是所有实施例”，除非另有明确说明。除非另有明确说明，否则术语“包括”、“包含”、“具有”及其变体意指“包括但不限于”。除非另有明确说明，否则列举的项目列表并不意味着任何或所有项目是互斥的。除非另有明确说明，否则术语“一”、“一个”和“该”也指的是“一个或多个”。
此外，所描述的实施例的特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。在下述的描述中，提供许多具体细节，诸如编程、软件模块、用户选择、网络交易、数据库查询、数据库结构、硬件模块、硬件电路、硬件芯片等的示例，以提供对实施例的全面理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者利用其他方法、组件、材料等来实践实施例。在其他情况下，不详细示出或描述的公知的结构、材料或操作以避免模糊实施例的各个方面。
下面参考根据实施例的方法、装置、系统和程序产品的示意性流程图和/或示意性框图来描述实施例的各个方面。将会理解，示意性流程图和/或示意性框图的每个块以及示意性流程图和/或示意性框图中的块的组合能够通过代码来实现。这些代码可以提供给通用计算机、专用计算机、或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机的处理器或其他可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现在示意性流程图和/或示意性框图块或多个块中指定的功能/动作的手段。
附图中的示意性流程图和/或示意性框图图示根据各种实施例的装置、系统、方法和程序产品的可能实现的架构、功能和操作。在这方面，示意性流程图和/或示意性框图中的每个块可以表示代码的模块、片段或部分，其包括用于实现(一个或多个)指定的逻辑功能的代码的一个或多个可执行指令。还将会注意，框图和/或流程图的每个块以及框图和/或流程图中的块的组合能够由执行特定功能或动作的基于专用硬件的系统，或专用硬件和代码的组合来实现。
还应注意，在一些可替选的实施方式中，块中提到的功能可以不按图中所示的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，连续示出的两个块实际上可以基本上同时执行，或者这些块有时可以以相反的顺序执行。可以设想其他步骤和方法，其在功能、逻辑或效果上等同于所示附图的一个或多个块或其部分。尽管在流程图和/或框图中可以采用各种箭头类型和线类型，但是应理解它们不限制相应实施例的范围。
每个附图中的元件的描述可以参考前述附图的元件。相同的数字指的是所有附图中的相同元件，包括相同元件的可替选的实施例。
为了同时支持若干5G使用类(例如，应用类别)，用户设备(“UE”)被配置成同时连接到多个网络切片。针对特定的使用类优化每个网络切片。为了最小化UE的电池消耗和位于UE与网络之间的移动性管理(“MM”)信令负载两者，UE将某些MM消息发送到主网络切片而不发送到其他连接的网络切片(例如，辅网络切片)。然后主网络切片将MM消息中继到辅网络切片，并且从辅网络切片收集MM响应。主网络切片向UE返回单个MM响应消息，其包含来自UE所连接的每个网络切片的MM响应。
如本文所使用的，主网络切片指的是UE首先连接的网络切片。UE连接的(一个或多个)其他网络切片被称为辅网络切片。在某些实施例中，UE使用初始附连过程附连到主网络切片，并且使用附加附连过程附连到辅网络切片，如下面进一步详细描述的。
为了最小化MM信令，UE仅将路由区域更新发送到主网络切片。如这里所使用的，“路由区域”指的是无线电接入网络中的位置区域(“RAN”)。“路由区域”可以包括一个或多个基站(例如，eNB)。当UE检测到它已经改变路由区域时(例如，当在空闲模式时)，UE向主网络切片发送路由区域更新请求。“路由区域”也可以称为“位置区域”、“跟踪区域”、“注册区域”、“寻呼区域”等。如上所述，主网络切片利用UE当前路由区域更新辅网络切片，并且递送合并的路由区域更新响应(例如，来自与UE连接的所有网络切片)。
图1描绘用于多个网络切片当中的移动性管理(“MM”)的无线通信系统100的实施例。在一个实施例中，无线通信系统100包括远程单元105、基本单元110、和无线通信链路115。尽管在图1中描绘特定数量的远程单元105、基本单元110和无线通信链路115，本领域技术人员将认识到，任何数量的远程单元105、基本单元110和无线通信链路115可以包括在无线通信系统100中。
基本单元110形成无线电接入网络(“RAN”)120。RAN 120通信地耦合到移动分组核心125。移动分组核心125可以是5G分组核心，诸如在LTE规范中规定的演进分组核心(“EPC”)。本公开不旨在限于任何特定无线通信系统架构或协议的实施方式。因此，在非LTE实施方式中，RAN 120可以耦合到不同类型的分组核心网络，诸如耦合到“5G”分组核心网络。
移动分组核心125属于单个公共陆地移动网络(“PLMN”)并且包括多个网络切片130A-C。尽管在图1中描绘特定数量的网络切片130A-C，但是本领域的技术人员将认识到，移动分组核心125中可以包括任何数量的网络切片。可以针对特定使用类优化移动分组核心125中的每个网络切片。例如，可以针对移动宽带服务优化第一网络切片130A(例如，针对高数据速率和中等延迟流量优化)，可以针对自动驾驶优化第二网络切片130B(例如，针对低延迟和高可靠性业务优化)，并且可以针对大规模IoT/MTC优化第三网络切片130C(例如，针对低移动性和低数据速率业务优化)。由移动分组核心125中的网络切片提供的每个优化服务可以对应于使用类。此外，可以针对相同的使用类优化网络切片130A-C中的两个或更多个(例如，移动分组核心125可以包括针对特定使用类优化的网络切片130A-C的多个实例)。
在一个实施例中，远程单元105可以包括计算设备，诸如台式计算机、膝上型计算机、个人数字助理(“PDA”)、平板计算机、智能电话、智能电视(例如，连接到因特网的电视)、机顶盒、游戏控制台、安全系统(包括安全摄像机)、车载计算机、网络设备(例如，路由器、交换机、调制解调器)等。在一些实施例中，远程单元105包括可佩戴式设备，诸如智能手表、健身带、光学头戴式显示器等。此外，远程单元105可以被称为订户单元、移动电话、移动站、用户、终端、移动终端、固定终端、订户站、UE、用户终端、设备、或者通过本领域中使用的其他术语。
基本单元110可以经由无线通信链路服务于服务区域——例如，小区或小区扇区——内的多个远程单元105。基本单元110可以经由通信信号直接与一个或多个远程单元105通信。远程单元105可以经由上行链路(“UL”)通信信号直接与一个或多个基本单元110通信。此外，UL通信信号可以通过无线通信链路115承载。
基本单元110发送下行链路(“DL”)通信信号以在时域、频域和/或空域中服务于远程单元105。此外，DL通信信号可以通过无线通信链路115承载。无线通信链路115可以是许可或未许可无线电频谱中的任何合适的承载。无线通信链路115可以与一个或多个远程单元105和/或一个或多个基本单元110通信。
基本单元110可以分布在地理区域上。在某些实施例中，基本单元110还可以称为接入点、接入终端、基地、基站、节点B、eNB、家庭节点B、中继节点、设备、或者通过本领域中使用的任何其他术语。基本单元110通常是无线电接入网络(“RAN”)120的一部分，其可以包括可通信地耦合到一个或多个对应的基本单元110的一个或多个控制器。
通常，两个或更多个地理上相邻的基本单元110被组合在一起成为路由区域。在某些实施例中，路由区域还可以称为位置区域、寻呼区域、跟踪区域、或者在本领域中使用的任何其他术语。每个“路由区域”具有从其服务基本单元110发送到远程单元105的标识符。
当UE移动到广播不同“路由区域”的新小区(例如，在新基本单元110的范围内移动)时，远程单元105检测路由区域中的变化。反之，RAN 120仅经由其当前路由区域中的基本单元110寻呼空闲模式下的UE。RAN 120包含多个路由区域。如本领域中已知的，可以选择路由区域的大小(例如，包括在路由区域中的基站数量)以平衡路由区域更新信令负载与寻呼信令负载。
RAN 120通常可通信地耦合到核心网络(诸如移动分组核心125)内的一个或多个网络切片130。移动分组核心125(或其他核心网络)可以耦合到其他网络，例如，除了其他网络之外，因特网和IP多媒体子系统(IMS)。移动分组核心125可以包括未被图示的控制器和网关，但是本领域普通技术人员通常已知。例如，一个或多个基本单元110可以可通信地耦合到属于每个网络切片130A-C的移动性管理实体(“MME”)、服务网关(“SGW”)、和/或分组数据网络网关(“PGW”)。
在一个实施方式中，无线通信系统100符合3GPP协议的长期演进(“LTE”)，其中基本单元110使用正交频分复用(“OFDM”)调制方案在DL上发送，并且远程单元105使用单载波频分多址(“SC-FDMA”)方案在UL上发送。然而，更一般地，无线通信系统100可以实现一些其他开放或专有通信协议，例如，除了其它协议之外，WiMAX。本公开不旨在限于任何特定无线通信系统架构或协议的实现。
在一个实施例中，远程单元105可以附连到第一网络切片130A(例如，主网络切片)和第二网络切片130B(例如，辅网络切片)。下面参考图5详细讨论网络附连过程。当远程单元105检测到MM事件(例如，路由区域中的变化)时，远程单元105可以仅向其主网络切片(例如，第一网络切片130A)发送MM请求消息。此后，主网络切片将MM请求转发到远程单元105与其附连的一个或多个辅网络切片。因为远程单元105仅将MM请求消息发送到主网络切片，所以减少远程单元105和基本单元110之间的MM信令，并且提高远程单元105的电池寿命。
第一网络切片130A可以存储用于每个远程单元105的辅网络切片的列表，该辅网络切片对于各个远程单元105是主网络切片。每个网络切片130A-C可以具有切片标识符，其唯一地标识网络切片130A-C。当远程单元105附连到第二网络切片130B时，远程单元105可以向第二网络切片130B发送包括属于其主网络切片(例如，第一网络切片130A)的切片标识符的附加附连请求。在一些实施例中，切片标识符被包括在由第一网络切片130A指配给远程单元105的临时UE标识符中。第二网络切片130B可以使用此标识符来识别主网络切片，并且将其自己的切片标识符发送到主网络切片，从而通知主网络切片第二网络切片130B是用于远程单元105的辅网络切片。
在某一时刻，远程单元105可能不再需要网络切片(例如，网络切片130A-C之一)的服务。例如，远程单元105可能不再具有要发送的属于网络切片支持的使用类的业务。在这种情况下，远程单元105可以发送分离请求消息，诸如数据连接释放消息，以从网络切片中分离。当远程单元105从辅网络切片分离时，辅网络切片(例如，第二网络切片130B)通知主网络切片(例如，第一网络切片130A)，其然后停止向辅网络切片发送进一步的MM请求。
在远程单元105从主网络切片分离的情况下，主网络切片选择辅网络切片以成为新的主网络切片。然后，旧的主网络切片向远程单元105发送与远程单元105附连的所有网络切片的切片标识，并发送分离响应。在一些实施例中，分离响应包括新的主网络切片的切片标识符(例如，包括在远程单元105的新临时UE标识符中)，使得远程单元105获知将来发送MM请求的位置。
图2描绘可以被用于多个网络切片当中的移动性管理(“MM”)的装置200的一个实施例。装置200包括远程单元105的一个实施例。此外，远程单元105可以包括处理器205、存储器210、输入设备215、显示器220、和收发器225。在一些实施例中，输入设备215和显示器220被组合成单个设备，诸如触摸屏。在某些实施例中，远程单元105可以不包括任何输入设备215和/或显示器220。在各种实施例中，远程单元105可以包括处理器205、存储器210和收发器225中的一个或多个，并且可以不包括输入设备215和/或显示器220。
在一个实施例中，处理器205可以包括能够执行计算机可读指令和/或能够执行逻辑操作的任何已知控制器。例如，处理器205可以是微控制器、微处理器、中央处理单元(“CPU”)、图形处理单元(“GPU”)、辅处理单元、现场可编程门阵列(“FPGA”)、或类似的可编程控制器。在一些实施例中，处理器205执行存储在存储器210中的指令以执行本文描述的方法和例程。处理器205通信地耦合到存储器210、输入设备215、显示器220和收发器225。
在某些实施例中，处理器205可以控制收发器225以建立与第一网络切片130A的第一连接和与第二网络切片130B的第二连接。在一些实施例中，第一连接是远程单元105和第一网络切片130A之间的信令连接，而不是数据连接。类似地，第二连接可以是远程单元105和第二网络切片130B之间的信令连接(不是数据连接)。建立第一连接可以包括执行与第一网络切片130的初始附连过程，其中第一网络切片130A成为远程单元105的主网络切片。建立第二连接可以包括执行与第二网络切片130B的附加附连过程，其中第二网络切片130B成为远程单元105的辅网络切片。因此，可以经由与第一网络切片130A和第二网络切片130B的网络附连来建立与第一网络切片130A和第二网络切片130B的信令连接。
处理器205还可以监视从远程单元105与其无线通信的基本单元110接收的路由区域标识符。处理器205可以检测路由区域中的变化，从而检测移动性管理事件(“MM事件”)。如这里所使用的，MM事件指的是需要远程单元105与移动通信网络传送MM消息的事件。检测MM事件的示例包括但不限于检测路由区域中的变化、用于周期性位置更新的定时器的到期、接收寻呼消息、远程单元105上的生成上行链路数据的应用程序等。
响应于MM事件，处理器205可以生成对应于MM事件的MM请求消息。例如，处理器205可以响应于检测到用于周期性位置更新的路由区域的变化和/或定时器的期满而生成路由区域更新请求。然后，处理器205可以控制收发器225以将MM请求消息仅发送到主网络切片(例如，通过与主网络切片的信令连接(第一连接))。处理器205还可以从主网络切片接收MM响应消息，MM响应消息包括来自主网络切片的响应，并且具有来自远程单元105与其附连的每个辅网络切片的响应。
在一个实施例中，存储器210是计算机可读存储介质。在一些实施例中，存储器210包括易失性计算机存储介质。例如，存储器210可以包括RAM，其包括动态RAM(“DRAM”)、同步动态RAM(“SDRAM”)和/或静态RAM(“SRAM”)。在一些实施例中，存储器210包括非易失性计算机存储介质。例如，存储器210可以包括硬盘驱动器、闪存或任何其他合适的非易失性计算机存储设备。在一些实施例中，存储器210包括易失性和非易失性计算机存储介质。
在一些实施例中，存储器210存储与多个网络切片当中的MM有关的数据。例如，存储器210可以存储UE标识(例如，远程单元105的临时标识)、安全性、当前路由区域等。在一些实施例中，存储器210还存储程序代码和相关数据，诸如在远程单元105上操作的操作系统或其他控制器算法。
在一个实施例中，输入设备215可以包括任何已知的计算机输入设备，包括触摸板、按钮、键盘、触控笔、麦克风等。在一些实施例中，输入设备215可以与显示器220集成，例如，作为触摸屏或类似的触敏显示器。在一些实施例中，输入设备215包括触摸屏，使得可以使用在触摸屏上显示的虚拟键盘和/或通过在触摸屏上手写来输入文本。在一些实施例中，输入设备215包括两个或更多个不同的设备，诸如键盘和触摸板。
在一个实施例中，显示器220可以包括任何已知的电子可控显示器或显示设备。显示器220可以被设计为输出视觉、听觉和/或触觉信号。在一些实施例中，显示器220包括能够向用户输出视觉数据的电子显示器。在一些实施例中，显示器220的全部或部分可以与输入设备215集成。例如，输入设备215和显示器220可以形成触摸屏或类似的触敏显示器。在其他实施例中，显示器220可以位于输入设备215附近。
例如，显示器220可以包括但不限于LCD显示器、LED显示器、OLED显示器、投影仪或能够向用户输出图像、文本等的类似显示设备。作为另一个非限制性示例，显示器220可以包括可佩戴式显示器，诸如智能手表、智能眼镜、抬头显示器等。此外，显示器220可以是智能电话、个人数字助理、电视、台式计算机、笔记本(膝上型)计算机、个人计算机、车辆仪表板等的部件。
收发器225经由多个网络切片与支持多个使用类的移动通信网络通信。具体地，收发器225可以经由RAN 120与两个或更多个网络切片同时通信。收发器225包括被用于向基本单元110提供UL通信信号的发送器230，以及被用于从基本单元110接收DL通信信号的接收器235。在一个实施例中，收发器225被用于请求用于特定使用类的网络附连。例如，发送器230可以通过向RAN 120中的基本单元110发送初始附连请求消息来请求与使用类相关联的网络附连，其中基本单元110基于所指示的使用类将初始附连请求消息转发到网络切片(例如，网络切片130A-C之一)。接收器235可以稍后经由基本单元110从网络切片接收初始附连响应消息。
尽管仅图示一个发送器230和一个接收器235，但是收发器225可以包括任何合适数量的发送器230和接收器235。发送器230和接收器235可以是任何合适类型的发送器和接收器。例如，在一些实施例中，收发器225包括多个发送器230和接收器235对，用于在多个无线网络和/或无线电频带上进行通信，每个发送器230和接收器235对被配置成在与其他发射机230和接收机235对不同的无线网络和/或射频频带上通信。
图3描绘可以被用于多个网络切片当中的移动性管理(“MM”)的装置300的另一个实施例。装置300包括网络切片301。在一些实施例中，网络切片301可以是上面参考图1描述的网络切片130A-C中的任何一个的实施例。此外，网络切片301可以包括处理器305、存储器310、输入设备315、显示器320、NG接口325和网络接口330。在某些实施例中，所描绘的部件305-330可以在多个实体、控制器等当中(在地理上和/或逻辑上)分布。
可以理解，处理器305、存储器310、输入设备315和显示器320可以基本上类似于远程单元105的处理器205、存储器210、输入设备215和显示器220。在某些实施例中，处理器305可以被用于与远程单元105附连。在一个实施例中，处理器305使用初始附连过程与远程单元105附连，其中网络切片301成为远程单元105的主网络切片。在另一实施例中，处理器305使用附加附连过程与远程单元105连接，其中网络切片301成为远程单元105的辅网络切片。
在网络切片301是远程单元105的主网络切片的情况下，处理器305可以接收附连到辅网络切片的远程单元105的指示。例如，处理器305可以经由辅网络切片接收远程单元105的重新认证请求。处理器305还可以从移动单元105接收MM请求，并将MM请求转发到辅网络切片。在网络切片301是远程单元105的辅网络切片的情况下，处理器305可以接收从主网络切片转发的远程单元105的MM请求。
处理器305还可以生成MM响应消息。MM响应消息可以包括对网络切片301支持的每个使用类的响应。在网络切片301是辅网络切片的情况下，处理器305可以(例如，经由NG接口325)将MM响应消息转发到主网络切片。在网络切片301是主网络切片的情况下，处理器305可以从辅网络切片接收MM响应消息并生成新的MM响应消息，其包含来自主网络切片的响应和来自与其远程单元被附连的每个辅网络切片的响应。
在一个实施例中，NG接口325被配置成与移动通信网络中的另一网络切片通信。例如，在网络切片301是主网络切片的情况下，其可以经由NG接口325将MM请求消息转发到一个或多个辅网络切片。作为另一示例，在网络切片301是辅网络切片的情况下，可以经由NG接口325向主网络切片注册其自身。在一个实施例中，通过将重新认证请求从远程单元105转发到主网络切片，辅网络切片向主网络切片注册。
在一个实施例中，网络接口330被配置成经由RAN 120与远程单元105通信。在一个实施例中，网络接口330与RAN 120内的一个或多个基本单元110建立网络连接。例如，网络接口330可以从远程单元105接收MM请求消息，并将MM响应消息发送回远程单元105。在各种实施例中，MM请求消息可以是初始附连请求、附加附连请求、路由区域更新请求、和/或服务请求。在这样的实施例中，相应的MM响应消息可以是初始附连响应、附加附连响应、路由区域更新响应、或服务响应。
图4图示被用于多个网络切片当中的移动性管理(“MM”)的无线通信系统400的一个实施例。在所图示的实施例中，无线通信系统400包括与主网络切片430和辅网络切片435两者通信的UE 405。在某些实施例中，UE 405可以是远程单元105的一个实施例。在某些实施例中。UE 405的动作由上面参考图2讨论的处理器205执行。在一些实施例中，网络切片430-435均可以是上面参考图3讨论的网络切片301的实施例。在某些实施例中，网络切片430-435的动作由上面参考图3讨论的处理器305执行。
UE 405包括移动操作系统(“OS”)410和在UE 405上执行的多个应用程序。这些应用包括IMS应用415、web浏览应用程序420、和IoT应用程序425。主网络切片430是针对MBB业务优化的第一网络切片实例，并且辅网络切片435是针对大量IoT(“mIoT”)业务优化的第二网络切片实例。每个网络切片430-435可以支持一个或多个使用类。
响应于请求网络连接的IMS 415应用程序，移动OS 410经由第一网络切片实例——这里是主网络切片430——与第一数据网络(“DN”)440建立第一数据连接455。如所描绘的，主网络切片430支持与IMS应用程序415相对应的第一使用类。在建立第一数据连接455之前，UE 405附连到第一网络切片实例(例如，主网络切片430)以便于建立数据连接455。主网络切片430被指定为“主”网络切片，因为其是UE 405所附连的第一网络切片。主网络切片430在移动性管理中执行主要角色，如下面进一步详细讨论的。
响应于web浏览应用程序420请求网络连接，移动OS 410建立与第二数据网络445的第二数据连接460。在一个实施例中，第二数据连接460对应于与第一数据连接455不同的使用类。这里，主网络切片430还支持与web浏览应用程序420相对应的第二使用类。可替选地，对应于web浏览应用程序420和IMS应用程序415的使用类可以是相同的。因为UE 405已经附连到主网络切片430并且因为主网络切片430支持与web浏览应用程序420相对应的使用类，所以UE 405能够在不附连到另一网络切片的情况下建立第二数据连接460。
响应于IoT应用程序425请求网络连接，移动OS 410建立与第三DN 450的第三数据连接465。因为主网络切片430不支持与IoT应用程序425相对应的使用类，在形成第三数据连接465之前，UE 405附连到辅网络切片435，该辅网络切片435支持与IoT应用程序425相对应的第三使用类。辅网络切片435被指定为“辅”网络切片，因为UE 405已经附连到“主”网络切片。辅网络切片435在移动性管理中执行次要角色，如下面进一步详细讨论的。
因此，UE 405可以同时连接到(或附连到)主网络切片430和辅网络切片435两者。此外，UE 405可以经由不同的网络切片430-435连接到不同的数据网络440-450。在图示的实施例中，为每个应用程序415-425建立单独的数据连接455-465，允许每个应用程415-45经由能够最好地支持应用程序流量的网络切片与不同的数据网络440-450通信。
当UE 405确定需要向所有附连的网络切片发送MM消息时，UE 405仅将移动性管理消息发送到主网络切片430。例如，响应于UE 405确定其已经改变路由区域，UE 405仅将更新其当前位置的移动性管理消息发送到主网络切片430。进而，主网络切片430将更新的位置发送到辅网络切片435。
在一些实施例中，UE 405发送的移动性管理消息需要来自网络切片430-435的响应。因此，每个网络切片430-435可以生成MM响应。此外，辅网络切片435可以将其响应消息发送到主网络切片430，其中主网络切片430将其自己的响应消息与从辅网络切片435接收的响应消息合并。然后，主网络切片430可以将单个(合并的)MM响应消息发送到UE 405，如下面参考图5所讨论的。
移动通信系统400还包括网络切片430-435之间的接口470(例如，NG接口)。NG接口470有助于主网络切片430和辅网络切片435之间的切片间通信。虽然所描绘的实施例示出单个辅网络切片435，但是在其他实施例中，无线通信系统400可以包括两个或更多个辅网络切片。在这样的实施例中，主网络切片430和多个辅网络切片435将通过NG接口470进行通信。
主网络切片435使用NG接口470将与UE 405有关的MM信息传送到(一个或多个)辅网络切片435。在上面的示例中，主网络切片430通过NG接口470向(一个或多个)辅网络切片435发送更新UE 405的MM消息。在又一实施例中，当UE 405附连到辅切片时，NG接口470还可以用于认证UE 405，如下面进一步详细讨论的。
图5图示被用于多个网络切片当中的移动性管理(“MM”)的位置管理过程500的一个实施例。在所图示的实施例中，图示与UE 405、RAN 505、第一网络切片实例510、和第二网络切片实例515的通信。UE 405可以与上面参考图4描述的UE 405基本类似。另外，RAN 505和网络切片实例510-515可以与上面参考图1描述的RAN 120和网络切片130基本类似。位置管理过程500演示UE 405如何向网络切片实例510-515更新其当前路由区域。每个网络切片实例510-515需要获知UE 405的当前路由区域，以便于当要将移动终止服务递送到UE 405时发起寻呼。
位置管理过程500开始于UE 405使用初始附连过程附连520到第一网络切片实例510。注意，UE 405经由RAN 505与第一网络切片实例510通信。响应于到第一网络切片实例510的初始附连，第一网络切片实例510变成主网络切片430。第一网络切片实例510针对至少一个使用类向UE 405提供服务。
这里，第一网络切片实例510支持“使用类X”和“使用类Y”。使用类X可以对应于移动宽带(“MBB”)或通用应用程序使用类(例如，具有高数据速率和中等延迟)并且使用类Y可以对应于关键任务使用类(例如，具有低延迟和高可靠性)。在某些实施例中，UE 405处的IMS应用程序415和web浏览应用程序420均具有与使用类X对应的所需使用类。
另外，UE 405使用附加附连过程附连525到第二网络切片实例515。注意，UE 405经由RAN 505与第二网络切片实例515通信。响应于附加附连，第二网络切片实例515变成辅网络切片435。第二网络切片实例515针对至少一个使用类向UE 405提供服务。这里，第二网络切片实例515支持“使用类Z”，其可以对应于大规模IoT或不频繁的消息传递应用程序使用类(例如，具有低移动性和低数据速率)。下面参考图6详细描述初始附连过程和附加附连过程。
在附加附连过程期间，第一网络切片实例510获知并存储530第二网络切片实例515的标识。在一个实施例中，第一网络切片实例510存储所服务的UE和对应于每个所服务的UE的辅网络切片的对应表。在一个实施例中，第一网络切片实例510存储属于第二网络切片实例515的切片标识符。切片标识符可以被解析为第二网络切片实例515的网络地址，诸如IP地址。第一网络切片实例510可以使用所解析的网络地址以(例如，经由NG接口470)与第二网络切片实例515通信。
在某一时刻，UE 405检测到535其已经移动到新的路由区域并且需要更新网络(例如，网络切片实例510-515)。在一些实施例中，当UE 405确定其在新路由区域中并且需要用网络更新其位置时，UE 405处于空闲模式。替代单独地更新第一网络切片实例510和第二网络切片实例515，UE 405仅更新主网络切片——这里是第一网络切片实例510。
在一些实施例中，UE 405向第一网络切片实例510发送540路由区域更新请求消息。在某些实施例中，使用在初始附连期间生成的安全密钥对路由区域更新请求消息进行编码。第一网络切片实例510接收路由区域更新请求，并识别545UE 405的辅网络切片(这里是第二网络切片实例515)。在一个实施例中，第一网络切片实例510参考存储用于UE 405所附连的每个辅网络切片的切片标识符的对应表。
在识别UE 405的辅网络切片之后，第一网络切片实例510将路由区域请求消息转发550到UE 405的每个辅网络切片。在所描绘的实施例中，第一网络切片实例510将路由区域更新请求消息转发550到第二网络切片实例515。如上面参考图4所讨论的，第一网络切片实例510可以使用NG接口470与第二网络切片515通信。
辅网络切片(这里是第二网络切片实例515)确定555UE 405是否被授权以在新路由区域中接收服务。例如，在第二网络切片实例515支持“使用类Z”的情况下，第二网络切片实例515(例如，基于其订阅)确定UE 405是否被授权以接收使用类Z的服务。每个辅网络切片(这里仅第二网络切片实例515)确定UE是否被授权以接收由辅网络切片支持的每个使用类的服务。
在已经确定UE 405是否被授权以在新路由区域中接收服务之后，每个辅网络切片(例如，第二网络切片实例515)向主网络切片——例如，第一网络切片实例510——发送560路由区域更新响应消息。来自每个辅网络切片的路由区域更新响应消息指示针对由辅网络切片支持的各个使用类，辅网络切片是否接受路由区域更新。这里，第二网络切片实例515向第一网络切片实例510发送路由区域更新响应消息，路由区域更新响应消息指示UE 405被授权以在用于使用类Z的新路由区域中接收服务。
主网络切片(这里是第一网络切片实例510)还确定565UE 505是否被授权以在新路由区域中接收服务。主网络切片确定UE 405是否被授权以接收主网络切片支持的每个使用类的服务。这里，第一网络切片实例510确定UE 405是否被授权以针对使用类X和使用类Y两者在新路由区域中接收服务。
在确定UE 405是否被授权以在新路由区域中接收服务之后，主网络切片(例如，第一网络切片实例510)编译来自UE 405所附连的所有网络切片的响应。因此，主网络切片生成路由区域更新响应消息，其包含UE 405与其附连的每个使用类的路由区域更新请求的结果。这里，第一网络切片实例510发送570包含使用类X、Y以及Z中的每个的路由区域更新请求的结果的路由区域更新响应消息。UE 405存储这些结果并确定其是否能够在新路由区域中使用使用类X、Y和Z的数据服务。
在图5的实施例中，第一网络切片实例510是主网络切片430，因为其是UE 405附连的第一切片。在其他实施例中，UE 405可以首先附连到支持IoT应用程序425的使用类的网络切片实例(这里是第二网络切片实例515)。在这样的实施例中，针对IoT业务(例如，“使用类Z”)优化的第二网络切片实例515将是主网络切片430并且针对MBB业务(例如，“使用类X”)优化的第一网络切片实例510将是辅网络切片435。
图6图示被用于多个网络切片当中的移动性管理(“MM”)的网络附连过程600的一个实施例。在所图示的实施例中，描绘与UE 405、RAN 505、主网络切片510和辅网络切片515的通信。UE 405可以基本上类似于上面参考图4-5描述的UE 405。另外，RAN 505、第一网络切片实例510和第二网络切片网络实例515可以与上面参考图5描述的那些基本相似。网络附连过程600演示UE 405如何附连到主网络切片和附连到一个或者多个辅网络切片435。在实现网络附连过程600之前，假设UE 405没有附连到任何网络切片。
网络附连过程600开始于UE 405确定其需要为特定使用类——这里是“使用类X”——提供数据服务。例如，UE 405中的IMS应用程序415可以请求网络连接并且UE 405可以将IMS应用程序415与使用类X相关联。响应于检测到为使用类X提供数据服务的需要，UE405向RAN 505发送605初始附连请求消息。初始附连请求消息包括指定所需的使用类是使用类X的参数。
无线电接入网络505接收初始附连请求消息，并且利用所接收的使用类，选择610支持所需使用类——这里是使用类X——的网络切片实例。然后RAN 505将初始附连请求消息转发615到所选择的网络切片实例——这里是第一网络切片实例510。
第一网络切片实例510响应于接收到初始附连请求消息，对UE 405进行认证620。在一个实施例中，第一网络切片实例510和UE 405执行完全相互认证过程。如果成功，则UE405和第一网络切片实例510生成安全密钥623。然后，可以使用安全密钥623以保护UE 405与第一网络切片实例510之间的信令消息。
已经认证UE 405之后，第一网络切片实例510用初始附连响应消息来响应625初始附连请求消息。初始附连响应消息包括第一网络切片实例510支持的使用类列表。这里，第一网络切片实例510支持“使用类X”以及第二使用类“使用类Y”两者。针对第一网络切片实例510支持的所有使用类，初始附连响应消息将UE 405附连到第一网络切片实例510。
初始附连响应消息还包括UE 405的临时标识。临时标识包括唯一标识第一网络切片实例510的切片标识符，即切片标识符标识生成临时标识的切片实例。示例性临时标识是“identity@slice_id”，其中“slice_id”是第一网络切片实例510的切片标识符。
在一些实施例中，初始附连响应消息还包括用于被指配以服务UE 405的第一网络切片实例510中的控制平面(“CP”)功能的标识。所指配的CP功能还可以被称为用于UE 405的“服务”CP功能。虽然这里未描绘，但是每个网络切片实例可以包括一个或多个CP功能。UE405通过在这些消息中包括CP功能标识将与第一网络切片实例510支持的使用类(例如，使用类X和使用类Y)有关的所有信令消息发送到其在第一网络切片实例510中的服务CP功能。例如，UE 405可以向服务CP功能发送建立用于使用类Y的PDU会话的请求。
此时，针对使用类X和使用类Y，现在UE 405被附连630。这些使用类由第一网络切片实例510支持。因为当其被附连到第一网络切片实例510时UE 405未附连到另一网络切片实例，第一网络切片实例510变为主网络切片(例如，主网络切片430)。UE 405将与使用类X和使用类Y有关的所有信令消息发送635到第一网络切片实例510(例如，发送到第一网络切片实例510中的服务CP功能)。注意，在建立用于使用类Y的数据服务的数据连接之前，UE405不需要再次附连到第一网络切片实例510。
在某个时间，UE 405确定640其需要为使用类Z提供数据服务，第一网络切片实例510不支持该数据服务。例如，UE 405中的IoT应用程序425可以请求数据连接。UE 405可以将IoT应用程序425与使用类Z相关联。UE 405还可以确定其当前附连状态不支持使用类Z。这里，UE 405附连到第一网络切片实例510；但是，第一网络切片实例510不支持使用类Z。
因此，UE 405向RAN 505发送645附加附连请求消息，以便于为了使用类Z进行附连。在UE 405已经被附连到主网络切片(这里是第一网络切片实例510)之后，附加附连请求消息用于附连到附加(例如，第二、第三等)网络切片实例。类似于初始附连请求消息，附加附连请求消息包括指定所需使用类，这里是使用类Z的参数。注意，UE 405没有获知(并且不需要获知)哪些网络切片支持使用类Z。相反，UE 405依赖于RAN 505以获知哪些网络切片支持各种使用类。
如前所述，RAN 505基于附加附连请求消息(例如，使用类Z)中的所需使用类来选择650网络切片实例。这里，RAN 505选择支持使用类Z的第二网络切片实例515。因此，RAN505将附加附连请求消息转发655到第二网络切片实例515。在一个实施例中，RAN 505将附加附连请求消息转发到第二网络切片实例515中的CP功能。在网络切片实例515支持多个使用类的情况下，转发的附加附连请求消息可以包括所需的使用类参数以为了特定用途将UE405附连到第二网络切片实例515。
在一些实施例中，附加附连请求消息还包括由第一网络切片实例510指配给UE405的临时标识。第二网络切片实例515使用所接收的临时标识以确定660用于UE 405的主网络切片。这里，临时标识中的切片标识符指示第一网络切片实例510。
在一个实施例中，第二网络切片实例515可以使用DNS服务来将切片标识符(这里是“slice_id”)解析成第一网络切片实例510的网络地址(例如，IP地址)。在一些情况下，网络地址被用于与第一网络切片实例510中的CP功能通信(例如，UE 405的服务CP功能)。如参考图4所讨论的，第二网络切片515可以使用NG接口470与第一网络切片实例510通信。
第二网络切片实例515与UE 405认证665。在所描绘的实施例中，第二网络切片实例515经由第二网络切片实例515发起UE 405与其主网络切片(第一网络切片实例510)之间的相互重新认证过程。有利地，重新认证通常比完全认证更快。作为重新认证的结果，UE405和第一网络切片实例510生成新的安全密钥。第一网络切片实例510向第二网络切片实例515提供主密钥，第二网络切片实例515使用该主密钥来生成用于保护UE 405与第二网络切片实例515之间的信令消息的安全密钥667。在UE 405中还生成相同的主密钥和安全密钥667。
响应于重新认证，第一网络切片实例510识别UE 405已经附连到辅网络切片(这里是第二网络切片实例515)。第一网络切片实例510存储670辅网络切片的标识(例如，属于第二网络切片实例515的切片标识符)以供将来使用。在一些实施例中，第二网络切片实例515在重新认证信令内将其标识发送到第一网络切片实例510。
在成功重新认证UE 405之后，第二网络切片实例515接受附加附连请求。在一些实施例中，第二网络切片实例515向UE 405发送675接受附连请求的附加附连响应消息。类似于初始附连响应消息，附加附连响应消息还包括第二网络切片实例515支持的使用类列表。UE 405将附加附连与这些使用类(例如，至少使用类Z)相关联。
虽然所描绘的实施例经由重新认证过程示出UE 405和第二网络切片515之间的认证，但是在其他实施例中，第二网络切片实例515可以使用完全相互认证并且在不涉及第一网络切片实例510的情况下与UE 405进行认证。这里，完全相互认证可以类似于UE 405和第一网络切片实例510之间的认证620，如上所述。在第二网络切片实例515与UE 405之间的完全相互认证之后，第二网络切片实例515向第一网络切片510发送“注册”消息以向主切片通知UE 405的附加附连。第一网络切片实例510存储670经由注册消息获取的辅网络切片的标识。在一个实施例中，注册消息可以包括属于第二网络切片实例515的切片标识符。
在某些实施例中，附加附连响应消息包括第二网络切片实例515中的CP功能的标识，其被指配以服务于UE 405。所指配的CP功能也可以被称为第二网络切片实例515中的用于UE 405的“服务”CP功能。UE 405通过在这些消息中包括CP功能标识来将与第二网络切片实例515支持的使用类(例如，使用类Z)有关的所有信令消息发送到其在第二网络切片实例中的服务CP功能。
此时，针对使用类Z、使用类X以及使用类Y，UE 405现在被附连680。因为当UE 405附连到第二网络切片实例515时已经针对一些使用类附连，第二网络切片实例515成为到UE405的辅网络切片。UE 405将与使用类Z有关的所有信令消息发送635到第二网络切片实例515(例如，到第二网络切片实例515中的服务CP功能)。注意，UE 405没有获知(并且不需要获知)移动通信网络是否部署单独的网络切片实例(例如，第一网络切片实例510和第二网络切片实例515)。相反，UE 405仅关心用于一个或多个使用类的附连。在一个实施例中，移动通信网络可以部署有多个网络切片实例(如上面所讨论的)，每个网络切片实例支持一个或多个使用类。在另一实施例中，移动通信网络可以仅部署有支持多个使用类的一个网络切片实例。
在图6的实施例中，第一网络切片实例510是主网络切片430，因为其是UE 405附连的第一切片。在其他实施例中，UE 405可以首先附连到支持IoT应用程序425的使用类的网络切片实例(这里是第二网络切片实例515)。在这样的实施例中，针对IoT业务(例如，“使用类Z”)优化的第二网络切片实例515将是主网络切片430并且针对MBB业务例如，“使用类X”和/或“使用类Y”)优化的第一网络切片实例510(将是辅网络切片435。
图7A和7B图示被用于多个网络切片当中的移动性管理(“MM”)的UE 405的网络分离过程。图7A图示分离过程700的一个实施例，通过其UE 405从主网络切片分离。在所图示的实施例中，描绘与UE 405、RAN 505、第一网络切片510、和辅网络切片515的通信。UE 405可以基本上类似于上面参考图4-6描述的UE 405。另外，RAN 505、第一网络切片实例510和第二网络切片网络实例515可以与上面参考图5-6描述的那些基本相似。假设在实现网络分离过程700之前UE 405被附连到第一网络切片实例510(主网络切片)和第二网络切片实例515(辅网络切片)。
在附连到第一网络切片实例510和第二网络切片实例515两者的某一时刻，UE 405确定705终止与第一网络切片实例510的最后数据连接并从第一网络切片实例510分离。例如，UE 405可能已经终止需要第一网络切片实例510支持的使用类的最后数据会话。这里，第一网络切片实例510支持“使用类X”和“使用类Y”。如在上面所讨论的，使用类X可以对应于通用应用程序使用类。在一个实施例中，假设对于使用类X或使用类Y不存在数据活动持续预定的不活动时间段，UE 405确定705与使用类X和使用类Y分离。当通过第一网络切片实例510支持这些使用类时，UE 405与第一网络切片实例510分离。
因此，UE 405向第一网络切片实例510发送710分离请求消息。在某些实施例中，分离请求消息可以是数据连接释放消息。在接收到分离请求消息时，第一网络切片实例510选择715辅网络切片之一(这里，第二网络切片实例515是唯一的辅网络切片)以成为新的主网络切片。
第一网络切片实例510将UE 405的切片上下文信息传输720到所选择的辅网络切片(这里是第二网络切片515)。UE 405的切片上下文信息包括UE 405所附连的所有网络切片的切片标识。在一个实施例中，切片上下文信息是存储UE 405所附连的每个辅网络切片的切片标识符的对应表。
在接收到UE 405的切片上下文信息时，第二网络切片实例515变为725UE 405的主网络切片430。在一些实施例中，第二网络切片实例515(作为新的主网络切片)为UE 405生成新的临时标识。新的临时标识包括唯一标识第二网络切片实例515的切片标识符。
第二网络切片实例515向第一网络切片实例510发送730响应消息。响应可以确认切片上下文信息的接收和/或确认第二网络切片实例515正在接管UE 405的主网络切片的角色。在某些实施例中，响应消息包含用于标识第二网络切片实例515的UE 405的新临时标识。
第一网络切片510向UE 405发送735分离响应消息。分离响应消息包括新的主网络切片的标识符(例如，第二网络切片实例515)。在一个实施例中，分离响应消息包含UE 405的新临时标识。在接收到分离响应消息时，UE 405将第二网络切片实例515识别为新的主要网络切片。例如，UE 405可以使用DNS服务将第二网络切片实例515的切片标识符解析为第二网络切片实例515的IP地址(例如，第二网络切片实例515的服务CP功能的IP地址)。
此时，UE 405与第一网络切片实例510分离。此外，针对第一网络切片实例510支持的使用类，UE 405分离。这里，针对使用类X和使用类Y两者，UE 405分离。UE 405现在将其MM消息指向已成为UE 405的新主网络切片的第二网络切片实例515。
图7B图示分离过程750的一个实施例，通过其UE 405从辅网络切片(例如，第二网络切片实例515)分离。在所图示的实施例中，描绘与UE 405、RAN 505、第一网络切片510、和辅网络切片515的通信。UE 405可以基本上类似于上面参考图4-7A描述的UE 405。另外，RAN505、第一网络切片实例510和第二网络切片网络实例515可以与上面参考图5-7A描述的那些基本相似。假设在实现网络分离过程750之前UE 405附连到第一网络切片实例510(主网络切片)和第二网络切片实例515(辅网络切片)两者。
在附连到第一网络切片实例510和第二网络切片实例515两者的某一时刻，UE 405确定755终止与第二网络切片实例515的最后数据连接并且从第二网络切片实例分离。例如，UE 405可能已经终止需要由第二网络切片实例515支持的使用类的最后数据会话。这里，第二网络切片实例515支持“使用类Z”。如在上面所讨论的，使用Z类可以对应于IoT/MTC使用类。在一个实施例中，在不存在用于使用类Z的数据活动持续预定的不活动时间段的情况下，UE 405确定755从使用类Z分离，这导致UE 405与第二网络切片实例515分离。
因此，UE 405向第二网络切片实例515发送760分离请求消息。在某些实施例中，分离请求消息可以是数据连接释放消息。在接收到分离请求消息时，第二网络切片实例515通知765主网络切片(这里是第二网络切片实例515)。
第一网络切片实例510更新770其存储的与UE 405所附连的辅网络切片有关的切片标识符。另外，第一网络切片实例510停止向第二网络切片实例515发送进一步的路由区域更新(或其他MM消息)。在某些实施例中，第二网络切片实例515通过NG接口470通知第一网络切片实例510。
最后，第二网络切片实例515向UE 405发送775分离响应消息。此时，UE 405与第二网络切片实例515分离780。此外，UE 405与第二网络切片实例515支持的使用类分离。这里，UE 405与使用类Z分离。
图8A是图示用于多个网络切片当中的移动性管理(“MM”)的方法800的一个实施例的示意性流程图。在一些实施例中，方法800由诸如远程单元105或UE 405的装置执行。在某些实施例中，方法800可以由执行程序代码的处理器——例如，微控制器、微处理器、CPU、GPU、辅处理单元、FPGA等执行。
方法800可以包括建立805与移动通信网络的主网络切片的第一连接。在一个实施例中，处理器205建立与诸如第一网络切片实例510的主网络切片的第一连接。在一些实施例中，建立805第一连接包括与主网络切片认证远程单元。在某些实施例中，第一连接是与主网络切片的信令连接。
建立805第一连接可以包括：将包括第一使用类的初始附连请求发送到移动通信网络的无线电接入网络部件。在某些实施例中，响应于请求第一使用类的数据连接的应用程序，建立805第一连接。另外，建立805第一连接可以包括响应于初始附连请求从主网络切片接收初始附连响应。在某些实施例中，初始附连响应可以包括主网络切片支持的一个或多个使用类的指示以及主网络切片指配的第一UE标识符。第一UE标识符可以包括主网络切片的标识。
方法800包括在移动通信网络中建立810与辅网络切片的第二连接。在一个实施例中，处理器205经由无线电收发机225建立第二连接。在一些实施例中，建立810第二连接包括经由辅网络切片与主网络切片重新认证远程单元。在某些实施例中，第二连接是与辅网络切片的信令连接。
建立810第二连接可以包括发送包含由主网络切片指配的第一UE标识符的附加附连请求。在某些实施例中，建立810第二连接可以包括从辅网络切片接收附加附连响应。附加附连响应可以包括由辅网络切片指配的第二UE标识符。第二UE标识符可以包括辅网络切片的标识。
方法800包括检测815MM事件。在一个实施例中，处理器205检测815MM事件。在一些实施例中，MM事件是路由区域中的变化。例如，处理器205可以检测815路由区域中的变化。作为另一示例，MM事件可以是用于周期性位置更新、接收寻呼消息、和/或生成上行链路数据的远程单元105上的应用程序的定时器的期满。
方法800包括接收820MM响应，MM响应经由第一连接并且响应于发送到主网络切片的MM请求而被接收，其中MM响应包括来自主网络切片的响应和来自辅网络切片的响应。在一个实施例中，无线电收发机225接收820MM响应。
在一些实施例中，MM请求是路由区域(或位置)更新请求，其中MM响应是路由区域(或位置)更新响应。在另一实施例中，MM请求可以是服务请求，其中MM响应是包含来自辅网络切片的响应中来自主网络切片的响应的服务响应。
在某些实施例中，MM响应指示主网络切片是否接受MM请求以及辅网络切片是否接受MM请求。在又一实施例中，移动通信网络中的每个网络切片可以支持多个使用类中的至少一个，其中MM响应包括由主网络切片和辅网络切片支持的每个使用类的更新结果。方法800结束。
图8B是图示用于多个网络切片当中的移动性管理(“MM”)的方法850的一个实施例的示意性流程图。在一些实施例中，方法850由诸如网络切片301的装置执行。在某些实施例中，方法850可以由执行程序代码的处理器——例如，微控制器、微处理器、CPU、GPU、辅处理单元、FPGA等执行。
方法850可以包括接收855附连到移动通信网络中的辅网络切片的附连的移动单元的指示。在一个实施例中，处理器305经由第一网络接口接收855附连到辅网络切片的附连的移动单元(例如，远程单元105)的指示。在一些实施例中，接收855附连到辅网络切片的附连移动单元的指示包括从辅网络切片接收注册请求。在一个实施例中，注册请求包括属于辅网络切片的切片标识符和属于移动单元的移动单元标识符。接收855附连到辅网络切片的附连移动单元的指示还可以包括存储属于辅网络切片的切片标识符。在某些实施例中，第一网络接口是连接到辅网络切片的NG接口。
方法850可以包括从附连的移动单元接收860MM请求。在一个实施例中，处理器305经由第二网络接口接收860MM请求。在一些实施例中，MM请求是路由区域(或位置)更新请求。在另一实施例中，MM请求可以是服务请求。
方法850可以包括将MM请求转发865到辅网络切片。在一个实施例中，处理器305经由第一网络接口转发865MM请求。在一些实施例中，转发865移动性管理请求可以包括识别移动单元所附连的辅网络切片、将辅网络切片的切片标识符解析成网络地址、以及将MM请求发送到所解析的网络地址。方法850结束。
可以以其他特定形式实践实施例。所描述的实施例在所有方面都应被视为仅是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而不是前面的描述指示。在权利要求的含义和等效范围内的所有变化都包含在其范围内。

Claims (18)

1.一种方法，包括：
在远程单元处，建立与移动通信网络的主网络切片的第一连接，所述主网络切片提供一个或多个使用类的服务；
在所述远程单元处，在维持所述第一连接的同时建立与所述移动通信网络的辅网络切片的第二连接，所述辅网络切片提供一个或多个附加使用类的服务；
检测针对所述远程单元的移动性管理事件；以及
响应于所述移动性管理事件，经由所述第一连接向所述主网络切片发送单个移动性管理请求；以及
经由所述第一连接接收合并的移动性管理响应，其中，所述合并的移动性管理响应包括指示所述主网络切片是否接受所述移动性管理请求的来自所述主网络切片的第一响应，以及指示所述辅网络切片是否接受所述移动性管理请求的来自所述辅网络切片的第二响应。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动通信网络中的每个网络切片支持多个使用类中的至少一个，并且其中，所述合并的移动性管理响应包括针对由所述主网络切片支持的使用类和由所述辅网络切片支持的使用类的更新结果。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述合并的移动性管理响应是路由区域更新响应和服务响应中的一个。
4.根据权利要求1所述的方法，其中响应于所述移动性管理事件发生经由所述第一连接向所述主网络切片发送单个移动性管理请求，而不向所述辅网络切片发送移动性管理请求。
5.一种装置，包括：
用于通过移动通信网络进行通信的主网络切片中的网络接口，其中所述移动通信网络支持多个使用类；以及
所述主网络切片中的处理器，所述处理器：
从移动单元接收移动性管理请求，其中所述远程单元同时由所述主网络切片和所述移动通信网络的辅网络切片服务；
将所述移动性管理请求转发到所述辅网络切片；以及
将单个移动性管理响应发送到所述移动单元，其中所述单个移动性管理响应包括来自所述主网络切片的第一响应以及来自所述辅网络切片的第二响应，其中所述单个移动性管理响应包括所述移动单元附连的每个使用类的结果。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述处理器进一步：从所述辅网络切片接收所述第二响应。
7.根据权利要求5所述的装置，其中所述第一网络切片支持第一使用类，并且其中所述第二网络切片支持第二使用类。
8.根据权利要求5所述的装置，所述处理器进一步：
响应于从所述移动单元接收到初始附连请求，向所述移动单元指配用户设备(“UE”)标识符，其中所述UE标识符包括所述装置的标识；以及
向所述移动单元发送初始附连响应，所述初始附连响应包括所述装置支持的一个或多个使用类的指示和所述UE标识符。
9.根据权利要求5所述的装置，其中所述处理器将所述移动性管理请求转发到所述辅网络切片包括：
识别所述移动单元所附连的所述辅网络切片；和
使用与属于所述辅网络切片的切片标识符相对应的目的地网络地址将所述移动性管理请求发送到所述辅网络切片。
10.根据权利要求5所述的装置，其中所述处理器接收附连到所述移动通信网络的所述辅网络切片的附连移动单元的指示。
11.根据权利要求10所述的装置，其中接收附连到辅网络切片的所述移动单元指示包括：
从所述辅网络切片接收注册请求，所述注册请求包括属于所述辅网络切片的切片标识符和属于所述移动单元的移动单元标识符；以及
存储属于所述辅网络切片的切片标识符。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述注册请求是从所述辅网络切片接收的重新认证请求，并且其中所述处理器进一步响应于接收到所述重新认证请求，经由所述辅网络切片与所述移动单元重新认证所述装置。
13.根据权利要求5所述的装置，其中所述处理器进一步：
响应于所述移动单元从所述第二网络切片分离，从所述辅网络切片接收注销消息；其中所述处理器响应于所述注销消息，停止向所述第二网络切片转发从所述移动单元接收的一个或多个移动性管理请求。
14.根据权利要求5所述的装置，其中所述处理器进一步：
响应于从所述移动单元接收分离请求，选择第二网络切片，所述第二网络切片变为新的主网络切片；
将切片标识的集合发送到所选择的第二网络切片，所述切片标识的集合包括所述移动单元所连接的所有辅网络切片；
从所述第二网络切片接收用户设备(“UE”)标识符；以及
向所述移动单元发送包含所述UE标识符的分离响应，其中所述UE标识符包括所述第二网络切片的标识。
15.一种方法，包括：
在移动通信网络的主网络切片处从移动单元接收移动性管理请求，其中所述远程单元同时由所述主网络切片和所述移动通信网络的辅网络切片服务，其中所述移动通信网络支持多个使用类；
将所述移动性管理请求转发到所述辅网络切片；以及
将单个移动性管理响应发送到所述移动单元，其中所述单个移动性管理响应包括来自所述主网络切片的第一响应以及来自所述辅网络切片的第二响应，其中所述单个移动性管理响应包括所述移动单元附连的每个使用类的结果。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
响应于从所述移动单元接收到初始附连请求，向所述移动单元指配用户设备(“UE”)标识符，其中所述UE标识符包括所述装置的标识；以及
向所述移动单元发送初始附连响应，所述初始附连响应包括所述装置支持的一个或多个使用类的指示和所述UE标识符。
17.根据权利要求15所述的方法，其中将所述移动性管理请求转发到所述辅网络切片包括：
识别所述移动单元所附连的所述辅网络切片；和
使用与属于所述辅网络切片的切片标识符相对应的目的地网络地址将所述移动性管理请求发送到所述辅网络切片。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述处理器进一步包括：
响应于所述移动单元从所述第二网络切片分离，从所述辅网络切片接收注销消息；以及
响应于所述注销消息，停止向所述第二网络切片转发从所述移动单元接收的一个或多个移动性管理请求。
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