CN114651477A - 用于用户面处理的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于用户面处理的系统、方法及装置。本公开的一方面提供了一种用户面处理方法。所述方法包括：第一用户面实体向第二用户面实体发送触发消息，用于改变协议数据单元(protocol data unit，PDU)会话的所述用户面处理。本公开的另一方面提供了一种使用共享隧道的方法。所述方法包括：第一用户面实体从接收隧道接收包括隧道报头和数据包的隧道数据包。所述方法还包括：所述第一用户面实体使用所述隧道报头中的信息路由至第二隧道，而不处理所述数据包。

Description

用于用户面处理的系统和方法

相关申请案交叉引用

本申请要求于2020年11月5日递交的申请号为17/090,678、发明名称为“用于用户面处理的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR USER PLANE HANDLING)”的美国专利申请的优先权，其要求于2019年11月7日递交的申请号为62,932,337、发明名称为“用于用户面处理的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR USER PLANE HANDLING)”的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及用于用户面处理的方法和系统。

背景技术

第三代合作伙伴计划(third generation partnership project，3GPP)提出了所谓的第五代(fifth generation，5G)无线网络。在所提出的5G系统(5G System，5GS)中，提供了用于将用户设备(User Equipment，UE)连接至数据网络(Data Network，DN)的通信服务。例如，可以在UE与DN之间建立协议数据单元(Protocol Data Unit，PDU)会话，以便UE发送和接收数据。在当前的3GPP 5GS中，当UE与DN(例如，DN中的应用服务器)或与另一UE通信时，UE可能需要在开始通信之前进行PDU会话。如果UE未进行合适的PDU会话用于通信，则UE可能需要请求建立一个会话。然后，UE使用PDU会话(现有会话或新建立的会话)进行通信。当用户面用于支持通信时，为PDU会话建立或配置用户面路径。

当UE移动时，服务于UE的无线接入网(radio access network，RAN)节点可能会发生变化。当服务RAN节点发生变化时，PDU会话通常需要用户面路径切换。此类路径切换通常需要控制面中的开销信令才能实现。此类开销可能是显著的，由于频繁切换(这又可能是由于高UE移动性或不稳定的无线信道)而频繁发生路径切换时尤为如此。

因此，需要一种不受现有技术的一个或多个限制的灵活、可扩展架构模型的方法和装置。

提供该背景信息是为了揭示申请人认为可能与本发明相关的信息。没有必要承认也不应解释任何前述信息构成与本发明相对的现有技术。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种支持用户面实体之间高效通信的通信服务的系统和方法。

本发明的一方面提供了一种管理用户面路径的方法。所述方法包括：第一用户面(user plane，UP)路径的第一用户面实体(user plane entity，UPE)从第二UP路径的第二UPE接收指示释放与用户设备(user equipment，UE)相关联的资源的消息，所述消息包括以下各项中的一个或多个：与所述UE相关联的协议数据单元(protocol data unit，PDU)会话的标识(identifier，ID)；所述第二UP路径的第三UPE的ID。所述方法还包括：所述第一UPE向所述第一UP路径的第四UPE发送UP消息，用于触发所述第四UPE将指向所述第一UPE的流量转发至所述第三UPE，所述UP消息包括所述第三UPE的所述ID。该方面的技术效果包括：允许所述UP实体彼此直接通信以实现或执行路径切换或数据转发，同时与现有技术相比减少或最小化控制面信令量。这可以减少延迟并减少对控制面资源的需求。

在一些实施例中，所述第三UPE和所述第四UPE不同，所述方法还包括：所述第四UPE使用所述第四UPE与所述第三UPE之间的预配置隧道向所述第三UPE发送所述流量。在一些实施例中，所述UP消息还包括与所述第三UPE相关联的数据网络名称(data networkname，DNN)。在一些此类实施例中，所述第四UPE使用所述第四UPE与所述第三UPE之间的预配置隧道向所述第三UPE发送所述流量包括：根据所述DNN，识别所述预配置隧道。在一些实施例中，所述UP消息还包括标识所述流量的信息。在一些实施例中，所述UP消息作为隧道化数据包的一部分发送，所述UP消息在所述隧道化数据包的隧道报头中指示；向所述第一UP路径的第四UPE发送UP消息包括：包含数据包作为所述隧道化数据包的有效负荷。在一些实施例中，所述方法还包括：所述第一UPE从所述第四UPE接收指示所述第四UPE将不再向所述第一UPE发送所述流量的第一响应；所述第一UPE向所述第二UPE发送指示所述第一UPE将不再向所述第二UPE发送所述流量的第二响应。在一些实施例中，所述第三UPE是锚点UPF，所述第四UPE是所述第一UP路径的中间UPF。在此类实施例中，所述方法还包括：所述第三UPE向所述第四UPE发送指示所述第三UPE将不再向所述第四UPE发送所述流量的第一结束标记消息；所述第四UPE向所述第三UPE发送指示所述第四UPE将不再向所述第三UPE发送所述流量的第二结束标记消息。在一些实施例中，所述第二UPE使用所述第二UPE与所述第三UPE之间的第一预配置隧道向所述第三UPE发送指示隧道绑定触发的UP消息；所述第三UPE将第二预配置隧道绑定至所述UP消息中标识的流量；所述第三UPE使用所述第二预配置隧道向所述第二UPE发送所述流量。在一些实施例中，所述第一预配置隧道和所述第二预配置隧道相同或不同。在一些实施例中，所述第一预配置隧道和所述第二预配置隧道中的每一个是单向隧道和双向隧道中的一个。在一些此类实施例中，所述第三UPE是锚点UPF，所述方法还包括：所述第三UPE激活与所述流量相关的UP处理规则；将所述UP处理规则与所述第一隧道关联；对所述流量应用所述激活的UP处理规则。在一些实施例中，所述第三UPE是中间UPF，所述第四UPE是所述第二UP路径的锚点UPF。在一些此类实施例中，所述方法还包括：所述第三UPE使用预配置隧道向所述第四UPE发送指示隧道绑定触发的UP消息；所述第四UPE将所述预配置隧道绑定至所述UP消息中标识的流量；所述第四UPE使用所述预配置隧道向所述第三UPE发送所述流量。在一些实施例中，所述第三UPE是所述第二UP路径的中间UPF，所述第四UPE是所述第一UP路径的中间UPF。在一些此类实施例中，所述方法还包括：所述第三UPE使用预配置隧道向锚点UPF发送指示隧道绑定触发的UP消息；所述锚点UPF将所述预配置隧道绑定至所述UP消息中标识的流量；所述锚点UPF向所述第四UPE发送指示所述锚点UPF将不再向所述第四UPE发送下行(downlink，DL)数据的第一结束标记消息；所述第四UPE向所述第三UPE发送指示所述第四UPE将不再向所述第三UPE发送DL数据的第二结束标记消息；所述锚点UPF UPE使用所述预配置隧道向所述第三UPE发送所述流量。在一些实施例中，所述预配置隧道是共享用户面(user plane，UP)隧道。在一些此类实施例中，所述方法还包括：所述第三UPE使用所述预配置隧道从所述第四UPE接收数据包，所述数据包包括在隧道化数据包中；所述第三UPE根据所述隧道化数据包的隧道报头选择用户面连接；根据所述用户面连接对所述数据包进行路由。

应当注意的是，在一些情况下，可以从连接管理器而非所述第二UPE接收所述消息。相应地，另一方面提供了一种管理用户面路径的方法，所述方法包括：第一用户面(userplane，UP)路径的第一用户面实体(user plane entity，UPE)从连接管理器接收指示释放与用户设备(user equipment，UE)相关联的资源的消息，所述消息包括以下各项中的一个或多个：与所述UE相关联的协议数据单元(protocol data unit，PDU)会话的标识(identifier，ID)；第二UP路径的第三UPE的ID。所述方法还包括：所述第一UPE向所述第一UP路径的第四UPE发送UP消息，用于触发所述第四UPE将指向所述第一UPE的流量转发至所述第三UPE，所述UP消息包括所述第三UPE的所述ID。

本发明的另一方面提供了一种用户面实体(user plane entity，UPE)进行路由的方法。所述方法包括：使用共享用户面(user plane，UP)隧道接收数据包，所述数据包包括在隧道化数据包中；选择包括在所述隧道报头中的基于用户面连接的流量区分信息(traffic differentiation information，TDI)，所述TDI使用所述共享UP隧道区分所述数据包与其它流量。所述方法还包括：根据所述用户面连接对所述数据包进行路由。该方面的技术效果使得隧道共享减少隧道配置信号，从而降低网络管理开销。此外，这还可以减小UPF和RAN节点等用户面实体处隧道查找表的大小。

在一些实施例中，所述TDI包括以下各项中的一个或多个：与所述数据包相关联的PDU会话的标识(identifier，ID)；目标信息，指示所述数据包的目标；UP路径的ID，指示所述数据包路由的所述UP路径。在一些实施例中，所述UPE是无线接入网(radio accessnetwork，RAN)节点，所述用户面连接是数据无线承载和N3连接隧道中的一个。在一些实施例中，所述UPE是用户面功能(user plane function，UPF)，所述用户面连接是N3连接、N9连接和N6连接中的一个。在一些实施例中，根据所述用户面连接对所述数据包进行路由包括生成具有隧道报头和有效负荷的出站隧道数据包，所述隧道报头包括对应的TDI，所述有效负荷包括所述数据包。在一些实施例中，所述隧道报头包括指示是否需要进行流量区分的指示符。在一些实施例中，所述隧道化数据包是GTP数据包。在一些实施例中，所述方法还包括：所述UPE通过网络功能接收用于选择所述用户面连接的数据包处理规则。在一些实施例中，所述UPE是无线接入网(radio access network，RAN)节点，所述数据包处理规则包括以下各项中的一个或多个：隧道端点标识(tunnel endpoint identifier，TEID)；流量区分信息(traffic differentiation information，TDI)；服务质量(quality of service，QoS)流信息。在一些实施例中，所述数据包是下行(downlink，DL)数据包，所述方法还包括：根据所述数据包处理规则分配一个或多个数据无线承载(data radio bearer，DRB)；根据所述隧道化数据包的隧道报头选择用户面连接包括：根据所述数据包处理规则和所述隧道报头从所述一个或多个DRB中选择DRB。在一些实施例中，所述UPE是用户面功能(user planefunction，UPF)，所述数据包处理规则包括以下各项中的一个或多个：流量区分信息(traffic differentiation information，TDI)，用于检测流量；流量区分指示符，指示在对数据包进行路由时是否包括所述TDI。在一些实施例中，所述数据包处理规则作为数据包检测规则(packet detection rule，PDR)和转发动作规则(forwarding action rule，FAR)的一部分发送，其中，所述PDR包括所述TDI，所述FAR包括所述流量区分指示符。在一些实施例中，所述数据包处理规则包括流量检测信息，所述流量检测信息包括以下各项中的一个或多个：数据包过滤器；数据包流描述。在一些实施例中，根据所述隧道化数据包的隧道报头选择用户面连接包括：根据所述流量检测信息和所述数据包处理规则选择所述用户面连接。

附图说明

进一步地，通过阅读以下结合附图所作的详细描述将容易了解本发明的特征和优势，其中：

图1示出了本发明实施例提供的电子设备的示意图；

图2示出了本发明实施例提供的增强型5GS架构示例的基于服务的视图的示意图；

图3示出了本发明实施例提供的用户面隧道；

图4示出了本发明实施例提供的隧道数据包；

图5示出了本发明实施例提供的增强型GTP隧道版本2报头，其示出了用于路径切换和数据转发的触发；

图6示出了本发明实施例提供的UP消息触发数据转发流程；

图7示出了本发明实施例提供的UP消息触发隧道绑定流程；

图8示出了本发明实施例提供的PDU会话建立流程的调用流程图；

图9示出了本发明实施例提供的在不改变UPF的Xn切换情况下的路径切换流程的调用流程图；

图10示出了本发明实施例提供的在插入I-UPF的Xn切换情况下的路径切换流程的调用流程图；

图11示出了本发明实施例提供的重定位I-UPF的Xn切换流程的调用流程图；

图12示出了本发明实施例提供的移除I-UPF的Xn切换流程的调用流程图；

图13示出了本发明实施例提供的由于未重定位CM的N2切换而导致的路径切换流程的调用流程图；

图14示出了本发明实施例提供的由于不改变UPF的N2切换而导致的路径切换流程的调用流程图；

图15示出了本发明实施例提供的由于插入I-UPF的N2切换而导致的路径切换流程的调用流程图；

图16示出了本发明实施例提供的由于重定位I-UPF的N2切换而导致的路径切换流程的调用流程图；

图17示出了本发明实施例提供的由于移除I-UPF的N2切换而导致的路径切换流程的调用流程图；

图18A示出了本发明实施例提供的扩展以包括流量区分信息(trafficdifferentiation information，TDI)的GTP协议报头；

图18B示出了本发明实施例提供的扩展报头中的TDI；

图19示出了本发明实施例提供的通过数据包处理规则配置用户面实体的网络功能的示例；

图20A至图20C示出了本发明实施例提供的数据包检测规则的示例性结构；

图21A至图21C示出了本发明实施例提供的FAR的示例性结构。

需要说明的是，在所有附图中，相同的特征由相同的附图标记标识。

具体实施方式

术语“网络功能(network function，NF)”是指能够执行用户面(user plane，UP)、控制面(control plane，CP)和/或管理面(management plane，MP)功能的任何物理网络功能(physical network function，PNF)或虚拟网络功能(virtual network function，VNF)。通常，网络功能在包括用于实现所述网络功能的处理器和存储器的网元或节点中进行实例化。

除非另有定义，否则本文所用的所有技术和/或科学术语都具有与本发明普通技术人员公知的含义相同的含义。

在3GPP 5GS等无线系统中，所述无线网络包括RAN和5G核心网(5G core network，5GC)，用于连接UE和DN。在此类网络中，当UE(实际上，所述UE的每个活动PDU会话)从源RAN节点切换到目标RAN节点时，所述UE会发生路径切换。在所述路径切换过程中，所述RAN与5GC等所述核心网之间的用户面连接从所述源RAN节点与所述核心网之间的连接(称为旧连接)更新或修改为所述目标RAN节点与所述核心网之间的连接(称为新连接)。在所述核心网中，所述旧连接的端点是称为源UPF的用户面功能(user plane function，UPF)。所述新连接的端点是称为目标UPF的UPF。所述源UPF和所述目标UPF可以是相同的实体，也可以是两个不同的实体。所述旧连接和所述新连接均实现为隧道或由隧道支持，例如，GTP-U隧道等通用分组无线服务(Generic Packet Radio Service，GPRS)隧道协议(GPRS tunnelingprotocol，GTP)隧道。应当注意的是，在本说明书中，除非另有说明，否则术语“连接”和“隧道”(即，对应于所述连接的隧道)可互换使用。

目前，所述路径切换由服务于所述PDU会话的会话管理功能(session managementfunction，SMF)等控制面功能(control plane function，CPF)执行或协调。换言之，所述SMF指示所述目标RAN节点和所述目标UPF或将其配置为建立所述新连接(包括所述对应的隧道)。所述SMF还指示所述源RAN节点和所述源UPF释放所述旧连接(包括所述对应的隧道)。此外，当所述源UPF和所述目标UPF是两个不同的实体时，所述SMF可以指示所述源UPF和所述目标UPF或将其配置为建立转发隧道(例如，GTP-U隧道等GTP隧道)并执行数据转发(即，所述源UPF将所述UE的所述PDU会话的DL数据转发至所述目标UPF)。

当用于发送控制信号的控制面资源(即，如上所述的从所述控制面功能到所述源/目标UPF/RAN节点的指令/配置)受到限制时，这种路径切换方法可能会产生显著且可能不可承担的开销，例如，由于频繁切换(这又可能是由于高UE移动性和/或所述UE与所述RAN之间不稳定的无线信道)而频繁发生路径切换时。

相应地，在发生路径切换时需要更高效的系统和方法。本发明提供了支持UE与DN通信之间高效通信的通信服务的系统和方法。本发明实施例能够实现更高效的路径切换。

在更详细地讨论实施例之前，将针对可以实现本文所讨论方法的设备和网络讨论一些背景术语。

图1示出了本发明的不同实施例提供的电子设备1200的示意图，所述电子设备1200可以执行本文中描述的方法和特征的任意或全部步骤。例如，UE可以配置为电子设备。进一步地，承载本文中描述的任何网络功能(例如，RAN节点、UPF、CM等)的网元可以配置为所述电子设备1200。

如图所示，所述设备包括处理器1210、存储器1220、非瞬时性大容量存储设备1230、I/O接口1240、网络接口1250和收发器1260，它们都通过双向总线1270进行通信耦合。根据某些实施例，可以利用所述元件中的任意或所有元件，或者仅利用所述元件的子集。进一步地，所述设备1200可以包含某些元件的多个实例，例如多个处理器、存储器或收发器。此外，硬件设备的元件可以直接耦合至其它元件，而无需所述双向总线。

所述存储器1220可以包括任何类型的非瞬时性存储器，例如静态随机存取存储器(static random access memory，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic random accessmemory，DRAM)、同步DRAM(synchronous DRAM，SDRAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)或其任意组合等。所述大容量存储元件1230可以包括任何类型的非瞬时性存储设备，例如固态磁盘、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器、USB驱动器或用于存储数据和机器可执行程序代码的任何计算机程序产品。根据某些实施例，所述存储器1220或所述大容量存储设备1230可以在其上记录可由所述处理器1210执行的语句和指令，用于执行本文中描述的任意方法步骤。

图2示出了本发明实施例提供的非漫游场景中的增强型5GS架构的示例。图2示出了网络节点与功能之间的逻辑连接，其所示连接不应被解释为直接物理连接。UE 201与(无线)接入网节点((Radio)Access Network，(R)AN)202形成无线接入网连接，所述无线接入网连接通过N3接口等网络接口连接至UPF 203。所述UPF 203通过N6接口等网络接口连接至DN 204。所述DN 204可以是用于提供运营商服务的数据网络，或者可以超出第三代合作伙伴计划(Third Generation Partnership Project，3GPP)的标准化范围，例如互联网，即用于提供第三方服务的网络。在一些实施例中，所述DN 204可以表示边缘计算网络或资源，例如移动边缘计算(Mobile Edge Computing，MEC)网络。

此外，所述UE 201还连接至AMF 212。所述AMF 212负责接入请求的认证和授权以及移动性管理功能。所述AMF 212可以执行3GPP技术规范(Technical Specification，TS)23.501定义的其它角色和功能。在基于服务的视图中，所述AMF 212可以通过表示为Namf的基于服务的接口与其它功能进行通信。SMF 213是负责为PDU会话配置UP路径的网络功能。在一些实施例中，所述SMF 213可以负责分配和管理分配给UE的互联网协议(InternetProtocol，IP)地址。在一些实施例中，所述SMF 213还可以负责为与所述UE 201的特定会话相关联的流量选择或重选所述UPF 203或所述UPF 203的特定实例。所述SMF 213可以在所述UPF203中配置数据包处理规则(例如，数据包路由和转发规则、数据包标记规则)，以支持局域网(local area network，LAN)类型的通信(例如，5GLAN通信)。此外，所述SMF 213还可以在PDU会话建立/修改流程中执行LAN UE组认证(例如，5GLAN组认证)和授权。在基于服务的视图中，所述SMF 213可以通过表示为Nsmf的基于服务的接口与其它功能进行通信。认证服务器功能(Authentication Server Function，AUSF)211通过基于服务的Nausf接口向其它网络功能提供认证服务。

网络曝光功能(Network Exposure Function，NEF)222可以部署在网络中，以允许服务器、功能和其它实体(例如，可信域之外的实体)暴露于网络中的服务和能力。在一个此类示例中，所述NEF 222可以像所示网络之外的应用服务器与策略控制功能(PolicyControl Function，PCF)224、所述SMF 213和所述AMF 212等网络功能之间的代理一样起作用，使得外部应用服务器能够提供在设置与数据会话相关联的参数时可能有用的信息。所述NEF222可以通过基于服务的Nnef网络接口与其它网络功能进行通信。所述NEF 222也可以具有与非3GPP功能的接口。网络存储库功能(Network Repository Function，NRF)223提供网络服务发现功能。所述NRF 223可以专用于公共陆地移动网(Public Land MobilityNetwork，PLMN)或与其相关联的网络运营商。所述服务发现功能使得网络功能和连接至网络的UE能够确定现有网络功能的访问位置和方式，并且可以呈现基于服务的接口Nnrf。所述PCF 224通过基于服务的Npcf接口与其它网络功能进行通信，并且可用于向其它网络功能(包括所述CP中的网络功能)提供策略和规则。所述策略和规则的实施和应用不一定由所述PCF 224负责，而是通常由所述PCF 224向其传输策略的功能负责。在一个此类示例中，所述PCF 224可以向所述SMF 213传输与会话管理相关联的策略。这可以用于实现统一策略框架，利用所述统一策略框架可以管理网络行为。统一数据管理功能(Unified DataManagement Function，UDM)225可呈现基于服务的Nudm接口以与其它网络功能进行通信，并且可向其它网络功能提供数据存储设施。统一数据存储可提供网络信息的整合视图，所述整合视图可用于确保从单个资源向不同网络功能提供最相关的信息。这可以使其它网络功能的实现更容易，因为它们不需要确定特定类型的数据在网络中的存储位置。所述UDM225可以实现为UDM前端(UDM Front End，UDM-FE)和用户数据存储库(User DataRepository，UDR)。所述PCF 224可以与所述UDM 225相关联，因为它可能涉及向所述UDR请求和提供订阅策略信息，但是应当理解的是，所述PCF 224和所述UDM 225通常可以是独立的功能。所述PCF可以具有与所述UDR的直接接口。所述UDM-FE接收对所述UDR中存储内容的请求或对在所述UDR中存储内容的请求，并且通常负责凭据处理、位置管理和订阅管理等功能。所述UDR-FE还可以支持认证凭证处理、用户标识处理、接入授权、注册/移动性管理、订阅管理和短消息业务(Short Message Service，SMS)管理中的任意一个或全部。所述UDR通常负责存储所述UDM-FE提供的数据。所述存储的数据通常与管理对所述存储的数据的访问权限的策略配置文件信息(可以由所述PCF 224提供)相关联。在一些实施例中，所述UDR可以存储策略数据以及用户订阅数据，所述用户订阅数据可以包括订阅标识、安全凭证、接入和移动性相关订阅数据以及会话相关数据中的任意一个或全部。应用功能(ApplicationFunction，AF)227表示部署在网络运营商域中和3GPP兼容网络中的应用的非数据面(也称为非用户面)功能。所述AF 227通过基于服务的Naf接口与其它核心网功能进行交互，并且可以访问网络能力开放信息，以及提供应用信息以便用于流量路由等决策。所述AF 227还可以与所述PCF 224等功能进行交互，以向策略和策略实施决策提供应用专用输入。应当理解的是，在许多情况下，所述AF 227可能不会向其它NF提供网络服务，而是通常被视为其它NF提供的服务的消费者或用户。所述3GPP网络之外的应用可以通过使用所述NEF 222执行与所述AF 227相同的许多功能。

所述UE 201与用户面(User Plane，UP)206和控制面(Control Plane，CP)208中的网络功能进行通信。所述UPF 203是所述CN UP 206(所述DN 204在所述5GCN之外)的一部分。所述(R)AN 202可以被视为用户面的一部分，但是由于严格来说它是所述CN的一部分，因此它不被视为所述CN UP 206的一部分。所述AMF 212、所述SMF 213、所述AUSF211、所述NEF 222、所述NRF 223、所述PCF 224和所述UDM 225是位于所述CN CP 208中的功能，通常称为控制面功能。所述AF 227可以与所述CN CP 208中的其它功能(直接或间接通过所述NEF 222)进行通信，但通常不被视为所述CN CP 208的一部分。

本领域技术人员将理解，所述(R)AN 202与所述DN 204之间可以存在串联连接的多个UPF，通过并联使用所述多个UPF可以容纳到不同DN的多个数据会话。

图3示出了本发明实施例提供的用户面隧道。如图3所示，用户面路径包括连接至服务于UE(UE 1)的RAN节点(RAN 1)的第一UPF(UPF 1)。所述RAN节点与所述第一UPF之间的连接称为N3连接(例如，图中的N3连接1)，并且由隧道(例如，GTP-U隧道等GTP隧道)支持。所述第一UPF可以通过所谓的N6接口或连接(未示出)等直接连接至DN。所述第一UPF可以通过RAN节点(例如，RAN 2)等连接至其它UE(例如，UE 3)。所述用户面路径可以包括第二UPF(UPF 2)，所述第一UPF通过所述第二UPF连接至所述DN或其它UE(未示出)。所述第一UPF与所述第二UPF之间的连接称为N9连接，并且可以由隧道(例如，GTP-U隧道等GTP隧道)支持。所述UPF 1用于将所述N9连接映射或对应或关联到所述N3连接，用于传输与所述PDU会话相关的DL数据流量(即，以所述UE为目标或目的地的数据包)。实施例允许所述UPF 1根据此类映射向所述UE传输使用所述N3连接从所述N9连接接收的DL数据包，而无需所述UPF 1处理所述数据包的报头和/或有效负荷(例如，读取、理解或分析所述数据包的所述报头和/或所述有效负荷)。当所述UPF 1从所述N9连接接收所述DL数据包时，所述数据包由GTP数据包等隧道数据包承载或封装在所述隧道数据包中，如图4所示。

服务于所述UE(UE 1)的所述RAN节点(RAN 1)用于将所述N3连接(例如，图中的N3连接1)映射或对应或关联到用于所述PDU会话的一个或多个数据无线承载(data radiobearer，DRB)(例如，图中的DRB 1和DRB 2)。每个DRB与UE相关联和/或对应于分配给所述UE的无线资源，以便用于所述PDU会话。从图中可以看出，可以将多个所述DRB(DRB1和DRB 2)分配给UE。每个DRB可以映射或对应或关联到所述DL数据流量中的一个或多个QoS流(对于所述UE)。在本说明书中，DRB被视为隧道。当所述RAN节点从所述N3连接接收DL数据包时，所述数据包由GTP数据包等隧道数据包承载或封装在所述隧道数据包中，如图4所示。

应当注意的是，无线网络通常分为RAN和核心网。UPF通常在所述核心网的控制范围内，而RAN节点在所述RAN的控制范围内。然而，两者都可以构成用户面的一部分，用于在UE与DN之间传输数据包。相应地，在本说明书中，术语“用户面(user plane，UP)实体”用于包括UPF和RAN节点。

图4示出了本发明实施例提供的隧道数据包。所述隧道数据包具有隧道报头(也称为封装报头)，并且数据包作为有效负荷包括在所述隧道数据包中，如图4所示。在本说明书中，数据包也称为协议数据单元(protocol data unit，PDU)，其具有自身的报头。因此，数据包头相当于PDU报头。进一步地，除非另有说明，否则术语“数据”、“流量”、“数据流量”、“用户面数据”、“用户面流量”可互换使用。因此，术语“数据”/“流量”包括数据包(也称为PDU)。此外，在本说明书中，为了便于说明，术语“连接”和“隧道”可互换使用。例如，所述N3连接相当于N3隧道，所述N9连接相当于N9隧道。因此，N3连接1相当于N3隧道1。进一步地，对于UE的PDU会话或在UE的PDU会话内，下行(downlink，DL)数据包是将所述UE作为目标的数据包(例如，将UE地址作为目标地址包括在数据包报头中)。此类DL数据包可以源自所述DN(例如，所述DN中的应用服务器)或其它UE。对于UE的PDU会话或在UE的PDU会话内，上行(uplink，UL)数据包是源自所述UE的数据包(例如，将UE地址作为源地址包括在数据包报头中)。此类UL数据包可以将所述DN(例如，所述DN中的应用服务器)或另一UE作为目标。

从N3连接接收DL数据包后，所述RAN节点(RAN 1)从对应于所述N3连接的DRB中选择(标识)DRB，以用于传输所述DL数据包。DRB可以通过DRB ID标识。所述RAN1根据包括所述DL数据包的所述隧道数据包的所述隧道报头中的信息(例如，标识隧道的信息(例如，隧道端点标识(tunnel endpoint identifier，TEID))、标识服务质量(quality of service，QoS)流的信息(例如，QoS流指示符(QoS flow indicator，QFI)))进行该选择(例如，对应于所述隧道报头中标识的所述QoS流的所述DRB)。例如，假设所述DRB 1与图3中的N3连接1之间存在映射或对应或关联关系，则所述RAN 1选择并使用所述DRB 1(例如，对应的无线资源)向所述UE 1传输所述数据包。有利地，如下面将更详细讨论的，实施例允许所述RAN节点根据所述隧道报头(即，所述隧道报头中的信息)进行此类选择或映射，而无需所述RAN节点处理所述隧道数据包(即，所述DL数据包)的有效负荷，例如读取、理解或分析所述DL数据包的所述PDU报头。

根据本公开的第一方面，此类选择或映射可以使得路径切换更高效。本公开的第一方面提供了在UP实体之间传输用户面消息以影响用户面的行为，而无需在控制面功能之间和/或控制面功能与核心网的UP实体之间发送大量控制面信令。相应地，根据所述第一方面所述的方法和系统可以允许用户面实体之间的用户面消息配置所述UP实体之间的更改连接。例如，所述UP实体可以彼此直接进行通信，以实现或执行路径切换或数据转发，同时与现有技术相比减少或最小化控制面信令量。下面将讨论能够配置或预配置所述UP实体之间的连接的示例性实施例。

例如，实施例提供了将目标RAN节点与目标UPF(例如，N3连接)之间的连接预配置为类似于源UPF与源RAN节点之间的现有隧道。进一步地，还可以预配置所述源UPF与所述目标UPF之间的转发隧道。相应地，该方面的实施例提出了用于执行路径切换的系统和方法，所述路径切换会减少或最小化无线系统中(例如，3GPP系统的控制面中)的控制面信令。在一些实施例中，可以根据UE移动性预测来预配置隧道。例如，网络可以根据UE移动性预测潜在目标RAN节点，并为每个潜在目标RAN节点预选目标UPF。进一步地，所述系统然后预配置目标RAN节点与目标UPF之间的隧道。在这种情况下，应当注意的是，预配置意味着在需要路径变更(例如，路径切换)时，在需要所述UP实体之间的连接之前(例如，所述连接存在且可供使用)配置所述连接，而不是在需要路径变更时配置所述连接。这可以减少时延并加快切换流程，从而提高所述系统的速度。

本公开的第二方面提供了共享用户面隧道(例如，两个UP实体之间的隧道或连接以及多个PDU会话或UE共享/使用的隧道或连接)的使用。如上所述，读者可能已假设所述N3隧道和所述N9隧道中的每一个专用于第一PDU会话。当使用专用用户面连接通过所述UPF沿着用户面路径在所述UE与所述DN(或另一UE)之间传输数据流量时，则可以使用N3/N9隧道之间以及N3连接与DRB之间的简单映射。

然而，根据第二方面所述的实施例能够实现与其它PDU会话共享的共享隧道。这些其它PDU会话可以属于相同的UE(与所述第一PDU会话的UE相同)，也可以属于不同的UE。当所述N3隧道和/或所述N9隧道不专用于所述PDU会话时，即当它们可能被另一PDU会话共享时，使用直接映射(例如，仅根据TEID、DRB ID等隧道信息，或者仅根据TEID、DRB ID等隧道信息和QFI等QoS信息)的上述用户面处理方法需要一些改进，以便高效/有效地使用所述共享隧道。

例如，参考图3，当所述N3隧道(例如，N3隧道1)不专用于所述UE(所述UE 1)的PDU会话时，服务于所述UE的所述RAN节点(RAN 1)无法标识用于传输从所述N3隧道接收的属于/涉及所述UE的所述PDU会话的DL数据包的正确DRB(例如，DRB 1和DRB 2)，因为所述数据包可能潜在地属于/涉及不同的PDU会话和/或甚至可以不同的UE(例如，UE 2)为目标。当所述N9隧道不专用于所述PDU会话时，可以有多个N3隧道(例如，N3连接1、N3连接2、N3连接3)映射到/从所述第一UPF(UPF 1)处的所述N9连接映射，所述多个N3隧道可以用于不同的PDU会话，并且可以连接至不同的RAN节点(例如，RAN 2)。因此，所述第一UPF无法标识使用所述N3个隧道中的哪一个向所述UE正确传输从所述N9个隧道接收的所述DL数据包。因此，本公开的一方面提供了用于区分共享用户面隧道内的流量的系统和方法。

因此，根据本公开第二方面所述的实施例允许用户面实体(例如，RAN节点或UPF)将从共享用户面连接(例如，N3连接或N9连接)接收的数据包正确地路由至目标(例如，UE或所述DN中的应用服务器)。例如，此类用户面实体用于根据所述隧道报头中的信息(即，包括所述数据包作为有效负荷的所述隧道数据包的报头)标识RAN节点处的适当DRB或UPF处的用户面连接，以用于传输所述数据包。有利地，此类UPF用于在不处理所述数据包(例如，读取、理解或分析所述数据包的PDU报头)的情况下进行此类标识。

现在将讨论根据第一方面所述的实施例。

下面将讨论UE从源RAN节点切换到目标RAN节点的示例。在所述切换之前，所述UE的用户面路径(更具体地，例如，所述UE的PDU会话)包括所述源RAN节点和所述源UPF。为了便于说明，所述源UPF可以称为所述源RAN节点的对等UPF。在所述用户面路径中，所述源RAN节点和所述源UPF通过N3连接进行连接。所述连接可以使用隧道(例如，GTP-U隧道等GTP隧道)来实现。

在所述切换之后，开始路径切换流程，在所述路径切换流程中，所述UE的所述用户面路径从通过所述源RAN节点和所述源UPF的第一路径变更为通过所述目标RAN节点和所述目标UPF的第二路径。

在所述路径切换之后，所述UE的所述PDU会话的所述用户面路径(即，所述第二路径)包括所述目标RAN节点和所述目标UPF。为了便于说明，所述目标UPF可以称为所述目标RAN节点的对等UPF。在所述用户面路径中，所述目标RAN节点和所述目标UPF通过N3连接进行连接。所述连接可以使用隧道(例如，GTP-U隧道等GTP隧道)来实现。

所述第二路径(例如，所述目标RAN节点与所述目标UPF之间的连接)可以通过网络功能(例如，OAM功能，或者SMF等控制面功能)进行预配置(例如，在所述切换发生之前)。配置所述连接(可以是共享连接/隧道，如下面在本公开第二方面中所述)时，所述网络功能可以(例如，通过消息或通过调用所述目标RAN节点或所述目标UPF暴露的API)向所述目标RAN节点和所述目标UPF提供与所述连接相关的参数。向所述目标RAN节点提供的所述参数可以包括以下任意一项：标识所述连接的信息，例如与所述目标RAN节点侧和/或所述目标UPF侧的所述连接的端点相关联的TEID；与所述目标RAN节点侧和/或所述目标UPF侧的连接端点相关的网络地址和/或端口号等信息；所述参数还可以包括所述目标UPF的标识。向所述目标UPF提供的所述参数可以包括以下任意一项：标识所述连接的信息，例如与所述目标RAN节点侧和/或所述目标UPF侧的所述连接的端点相关联的TEID；与所述目标RAN节点侧和/或所述目标UPF侧的连接端点相关的网络地址和/或端口号等信息；所述参数还可以包括所述目标RAN节点的标识。

所述源UPF和所述目标UPF可以是相同的实体，也可以是不同的实体。当所述源UPF和所述目标UPF是两个不同的实体时，在所述路径切换期间，所述源UPF可以使用预配置连接(例如，转发隧道)将以所述UE为目标/寻址到所述UE的所接收DL流量/数据转发至所述目标UPF。

所述源UPF与所述目标UPF之间用于流量/数据转发的所述连接可以使用隧道(例如，GTP-U隧道等GTP隧道)来实现，并且可以通过网络功能(例如，OAM功能，或者SMF等控制面功能)进行预配置(例如，在所述切换发生之前)。在一些实施例中，所述隧道可以是专用于特定PDU会话的专用隧道。在其它实施例中，所述隧道可以是共享隧道(例如，如下面在本公开第二方面中所讨论的)。所述网络功能可以是配置所述目标RAN节点与所述目标UPF之间的所述连接的同一实体。配置所述连接时，所述网络功能可以提供(例如，通过消息或通过调用所述源UPF或所述目标UPF暴露的API)向所述源UPF和所述目标UPF提供与所述连接相关的参数。向所述源UPF提供的所述参数可以包括以下任意一项：标识所述连接的信息，例如与所述源UPF侧和/或所述目标UPF侧的所述连接的端点相关联的TEID；与所述源UPF侧和/或所述目标UPF侧的连接端点相关的网络地址和/或端口号等信息；所述参数还可以包括所述目标UPF的标识。向所述目标UPF提供的所述参数可以包括以下任意一项：标识所述连接的信息，例如与所述源UPF侧和/或所述目标UPF侧的所述连接的端点相关联的TEID；与所述源UPF侧和/或所述目标UPF侧的连接端点相关的网络地址和/或端口号等信息；所述参数还可以包括所述源UPF的标识。

在一些实施例中，所述目标RAN节点与所述目标UPF之间的所述连接以及所述源UPF与所述目标UPF(如果所述源UPF和所述目标UPF是两个不同的实体)之间的所述连接被预配置为双向连接。换言之，两个用户面实体之间的单个双向连接用于PDU会话的UL和DL。在一些实施例中，在路径切换期间，所述目标RAN节点使用所述连接向所述目标UPF发送UL数据包。如果所述目标RAN已从所述UE接收到UL数据包，则该数据包可以是真实的UL数据；或者，如果所述目标RAN未接收到UL数据包，则该数据包可以是虚拟的数据包(UE地址是源地址，例如具有零长度的有效负荷)。无论采用哪种方式，接收该UL数据包都会触发所述目标UPF将所述连接绑定(或关联)至所述UE的所述DL数据(属于或涉及所述PDU会话)，即用于向所述UE传输所述DL数据。在所述绑定之后，所述目标UPF使用所述连接向所述UE发送以所述UE为目标/寻址到所述UE(到达所述目标UPF)的所述DL数据。在一些实施例中，在路径切换期间，所述目标RAN节点使用所述连接向所述目标UPF发送UP消息(例如，GTP消息)。从所述连接接收该UP消息会触发所述目标UPF将所述连接绑定(或关联)至所述UE的所述DL数据(属于或涉及所述PDU会话)，即用于向所述UE传输所述DL数据。在所述绑定之后，所述目标UPF使用所述连接向所述UE发送以所述UE为目标/寻址到所述UE(到达所述目标UPF)的所述DL数据。如果所述目标RAN已从所述UE接收到UL数据包，所述目标RAN可以向所述目标UPF发送所述UL数据包与所述UP消息，例如，所述UP消息是GTP消息(如所述GTP报头中所示)，并且所述UL数据包作为有效负荷包括在所述GTP数据包中。

在其它实施例中，可以使用单向连接。在此类实施例中，所述UL数据包和所述DL数据使用两个不同的单向连接(一个用于UL，一个用于DL)传输，这两个单向连接都是预配置的。所述两个连接彼此关联。在上述路径切换期间，所述目标RAN节点使用第一连接(用于UL的第一连接)发送所述UL数据包(或所述UP消息)，并且所述目标UPF将对应于其从中接收所述UL数据包(或所述UP消息)的所述第一连接的第二连接(用于DL的第二连接)绑定至所述UE的所述DL数据(或与所述PDU会话相关的数据)。在所述绑定之后，所述目标UPF使用所述第二连接向所述UE发送以所述UE为目标/寻址到所述UE的所述DL数据。

在一些实施例中，在路径切换期间，所述源RAN节点使用旧连接向所述源UPF发送UP消息，以触发所述源UPF向所述目标UPF执行数据转发(在数据转发的上下文中，所述目标UPF也称为数据转发目标)。一旦被触发，所述源UPF即向所述目标UPF转发以所述UE为目标/寻址到所述UE的所述DL数据。所述UP消息可以包括所述目标UPF的标识或网络地址等信息。在N2切换的情况下，在一些实施例中，DL数据包可以承载在此类消息中，并发送回所述源UPF以转发至所述目标UPF。使用包括在从所述源RAN节点接收的消息中的所述目标UPF的信息(例如，标识或网络地址)，所述源UPF标识所述源UPF与所述目标UPF之间的对应转发隧道，并使用所述转发隧道将以所述UE为目标/寻址到所述UE(到达所述源UPF)的所述DL数据转发至所述目标UPF。

根据本说明书中描述的实施例，现在将讨论将UP消息用作隧道绑定触发，以及将UP消息用作数据转发触发。

当两个UP实体之间(例如，所述源RAN节点与所述源UPF之间，或所述目标RAN节点与所述目标UPF之间)的连接被实现为GPT隧道(例如，GTP-U隧道)时，所述隧道绑定触发(即，用于所述隧道绑定的所述UP消息的触发)和所述数据转发触发(即，用于所述数据转发的所述UP消息的触发)可以取决于所使用的GTP版本。

下面将讨论GTP版本1的第一示例。所述GTP版本1允许用户面数据承载在UP实体之间的信令消息中(或者换言之，允许信令消息承载在用户面数据中)。在使用所述GTP版本1的实施例中，UP消息(例如，采用GTP数据包的形式)可以触发隧道绑定。在此类UP消息中，所述GTP报头的消息类型字段指示此类UP消息是用于触发隧道绑定的消息。类似地，所述数据转发触发也可以是UP消息(例如，采用GTP数据包的形式)，其中，GTP报头的消息类型字段指示此类UP消息是用于触发数据转发的消息。在一些实施例中，扩展报头可以用于承载/包括与所述UP消息相关联的信息或参数(例如，在触发数据转发的情况下，标识或网络地址等数据转发目标信息；在隧道绑定的情况下，UE ID或UE地址等UE信息)。紧接在所述扩展报头之前的下一个扩展报头类型字段可以设置为一个值，所述值指示所述扩展报头的内容与所述数据转发触发相关、与所述隧道绑定触发相关或与所述隧道绑定相关，或者包含与所述数据转发触发或所述数据转发相关联/相关的参数(例如，标识或网络地址等数据转发目标信息)或与所述隧道绑定相关的参数(例如，UE或UE组的ID或网络地址等信息)。此外，扩展报头标志设置为指示存在一个或多个扩展报头。在一些实施例中，分别用于触发数据转发和隧道绑定的两个UP消息可以共享相同的消息类型。在这种情况下，可以通过扩展报头(例如，包括FQI的PDU会话容器报头)中的动作指示符字段来指示或区分要触发的触发或动作(例如，数据转发和/或隧道绑定)的目的，并且所述扩展还可以包括与如上所述的触发或触发动作相关联的信息或参数。下文图5中示出了一个示例。

下面将讨论GTP版本2的第二示例。在一些此类实施例中，所述隧道绑定触发可以是UP消息(例如，采用GTP数据包的形式)，其中，GTP报头的消息类型字段指示此类UP消息是用于触发隧道绑定的消息。有效负荷包括与如上所述的触发(或触发动作)相关/相关联的信息或参数。在此类实施例中，所述数据转发触发可以是UP消息(例如，采用GTP数据包的形式)，其中，GTP报头的消息类型字段指示此类UP消息是用于触发数据转发的消息。有效负荷包括与如上所述的触发(或触发动作)相关/相关联的信息或参数。

在所述GTP版本2的其它实施例中，所述两个触发可以共享相同的消息类型，并且可以由所述报头或所述有效负荷中的单独动作指示符字段指示或区分。

图5示出了实施例提供的增强型GTP隧道版本1报头，其示出了用于隧道绑定和数据转发的触发。在图5所示的示例中，消息类型可以指示消息是触发(例如，通过包括“起始标记”的消息类型)，用于触发UPF等接收器侧的某些动作。动作指示符(A)字段指示将在所述接收器侧触发的动作(例如，数据转发、隧道绑定)。下一个字段列出与所述动作指示符(A)字段指示的动作相关联的参数，并且包括与所述动作指示符(A)字段中指示的动作相关联的参数。所述接收器使用该字段中的参数来执行所述动作指示符(A)字段中指示的动作。例如，如果所述动作指示符字段指示数据转发动作，则与所述动作相关联的参数可以包括所述数据转发的目标(即，数据转发目标)的信息，例如标识或网络地址；如果所述动作指示符字段指示隧道绑定动作，则与所述动作相关联的参数可以包括所述UE的信息，例如标识或网络地址。应当注意的是，图5仅示出了隧道报头的字段，并未示出有效负荷(可以是数据包)。

图6示出了本发明实施例提供的UP消息触发数据转发流程。在步骤601中，UP实体1(例如，作为切换结果的路径切换期间的源RAN节点)向UP实体2(例如，源UPF)发送UP消息。所述UP消息用于触发所述UP实体2向另一实体(即，数据转发目标)发送应该发送到所述UP实体1的数据，例如作为切换结果的路径切换期间的目标UPF(不同于所述UP实体1)。待转发数据不一定是最终目标为所述UP实体1的数据。所述数据可以是通过所述UP实体1路由至所述最终目标(例如，UE)的数据。所述UP消息601可以是数据转发触发，并且可以采用如上所述的格式。所述UP消息包括所述数据转发目标的信息，例如所述数据转发目标的标识或网络地址、与所述数据转发目标相关联的DNN，所述信息可以标识或者可以用于标识用于数据转发的数据转发隧道。所述UP消息还可以包括：标识要转发的流量的信息；或标识与所述要转发的流量相关的PDU会话的信息，例如，UE ID、UE网络地址、所述PDU会话的标识、DNN、S-NSSAI中的任意一个。当所述UP消息包括在隧道报头中或在隧道报头中指示时，所述UP实体1可以通过包括数据包作为隧道数据包的有效负荷，来在所述UP消息中包括数据包(或者换言之，将所述UP消息承载在所述数据包中)。所述数据包可以是(例如，由所述UP实体2)发送到所述UP实体1但应该转发至所述数据转发目标的数据包。所述UP消息可以使用所述UP实体1与所述UP实体2之间的预配置隧道发送。如上所述，所述隧道可以通过网络管理功能(例如，OAM功能)或网络控制功能(例如，SMF)进行预配置，并且可以由多个PDU会话或UE共享，如本公开第二方面所述。

在步骤602中，所述UP实体2向所述UP实体1发送响应，以确认接收到所述消息。所述响应是UP消息，并且意味着所述UP实体2将不再向所述UP实体1发送数据。所述响应可以使用所述UP实体1与所述UP实体2之间的预配置隧道发送。所述隧道可以通过网络管理功能(例如，OAM功能)或网络控制功能(例如，SMF)进行预配置，如本公开第一方面所述。所述隧道可以是所述UP实体2在步骤601中从其接收所述UP消息的隧道。在一些实施例中，所述响应可以采用结束标记的形式(即，所述隧道报头的消息类型字段指示所述消息是结束标记)。所述UP实体2开始根据在步骤601中接收的所述UP消息执行数据转发。换言之，所述UP实体2将所述消息中标识的或与所述消息中标识的所述PDU会话相关的数据流量(所述UP实体2在步骤601之前考虑的数据流量应该发送到所述UP实体1)发送到所述消息中标识的所述数据转发目标(而不是所述UP实体1)。如果数据包承载在所述UP消息中，则作为所述数据转发的一部分，所述UP实体2将所述数据包发送到所述数据转发目标。

在所述数据转发期间，可以使用所述UP实体2与所述数据转发目标之间的预配置隧道，将数据从所述UP实体2发送到所述数据转发目标。所述UP实体2可以使用在步骤601中接收的所述UP消息中的所述数据转发目标的信息来标识所述隧道。所述隧道可以通过网络管理功能(例如，OAM功能)或网络控制功能(例如，SMF)进行预配置，如本公开第一方面所述。在一些情况下，所述UP实体2本身可以是所述数据转发目标，即，在所述UP消息中，所述UP实体2可以被指示为所述数据转发目标。在这种情况下，所述UP实体2不执行数据转发。

在一些实施例中，所述UP消息触发数据转发(如图6所示)可用于修改/更新/变更用户面路径，或实现/支持PDU会话的用户面路径修改/变更/更新(例如，路径切换)，例如，在所述PDU会话修改流程中或在切换期间(或作为切换结果，如图9至图12、图14至图17所示)。

图7示出了本发明实施例提供的UP消息触发隧道绑定流程。在步骤701中，所述UP实体1(例如，作为切换结果的路径切换期间的目标RAN节点)向所述UP实体2(例如，作为切换结果的路径切换期间的目标UPF)发送UP消息。所述UP消息可以包括标识业务流(例如，以所述UE为目标(并且与所述UE的PDU会话相关)和/或与DN相关的DL流量)或与所述隧道绑定相关的PDU会话的信息或与所述信息相关联。所述UP消息701可以包括在所述隧道报头中或在所述隧道报头中指示，用于触发所述UP实体2将所述UP消息中标识的流量或与所述UP消息中标识的所述PDU会话相关的流量发送到所述UP实体1。所述UP消息可以是隧道绑定触发，并且可以采用如上所述的格式。标识所述业务流或所述PDU会话的所述信息可以包括以下任意一项：标识所述UE的UE ID、标识所述UE所属UE组的UE组ID、所述UE或所述UE组的网络地址、PDU会话ID、标识与所述流量相关的DN的DNN。当建立(例如，如图8的步骤807所示)或修改(在建立或修改所述PDU会话的流程中)所述PDU会话时，所述UP实体1可以从网络管理功能或SMF等网络控制功能中获取这些信息。在一些实施例中，所述UP实体1可以从所述UP实体1接收的数据包的PDU报头中获取部分信息(例如，所述UE或所述UE组的网络地址)。在一些实施例中，数据包可以如上文所述承载在所述UP消息中。所述数据包可以与所述UP消息中标识的所述业务流或所述PDU会话相关。例如，所述数据包是UL数据包，其中，所述UE网络地址或所述UE组网络地址作为源地址包括在所述数据包的所述PDU报头中。所述数据包可以是所述UP实体1接收的数据包或所述UP实体1自身生成的虚拟数据包。所述UP消息701可以使用所述UP实体1与所述UP实体2之间的预配置隧道发送。所述隧道可以通过网络管理功能(例如，OAM功能)或网络控制功能(例如，SMF)预配置，如上所述。

在步骤702中，所述UP实体2向所述UP实体1发送响应702，以确认接收到所述消息。在一些实施例中，所述UP实体1可以继续执行步骤701，直到从所述UP实体2接收到所述响应702。在一些实施例中，例如，当所述UP实体2是锚点UPF时，在步骤701中接收到所述UP消息之后，所述UP实体2激活与所述UP消息中指示的所述流量或所述PDU会话相关的UP处理规则(例如，PDR、FAR、QoS实施规则(QoS Enforcement Rule，QEF)、流量标记规则等)，并将所述UP处理规则关联到所述UP实体2从其接收所述UP消息701的隧道。然后，所述UP实体2对从所述隧道接收的流量应用所述激活的UP处理规则。由所述UP消息701(或者换言之，所述UP消息701的接收方)触发之后，所述UP实体2执行隧道绑定，即，将隧道绑定至所述UP消息701中指示的所述流量或所述PDU会话，并开始使用所述隧道将在步骤701中接收到的UP消息中标识的所述流量或与所述PDU会话相关的流量发送到所述UP实体1。例如，该隧道通过网络管理功能(例如，OAM功能)或网络控制功能(例如，SMF)预配置在所述UP实体1与所述UP实体2之间，如本公开第一方面所述。该隧道可以对应于所述UP实体2在步骤701中从其接收所述UP消息的隧道或与其相同。在一些实施例中，当所述UP实体2是锚点UPF时，所述UP实体2将所述激活的UP处理规则关联到该隧道，并对要发送到(使用)该隧道的流量应用所述规则，如下所述。

在一些实施例中，所述UP消息触发隧道绑定(如图7所示)可用于在图8所示的PDU会话建立期间或在服务请求流程中建立用户面路径或实现/支持用户面路径建立。在一些实施例中，所述UP消息触发隧道绑定可用于修改/更新/变更用户面路径，或实现/支持PDU会话的用户面路径修改/变更/更新(例如，路径切换)，例如，在所述PDU会话修改流程中或在切换期间(或作为切换结果，如图9至图12、图14至图17所示)。

作为上述隧道绑定触发示例性流程的替代方案，所述目标RAN节点可以简单地向所述目标UPF发送UL数据包(从所述UE接收)，然后所述UL数据包可以触发所述目标UPF将所述预配置隧道绑定至所述UE(或所述UE的所述PDU会话)，以向所述UE发送DL数据。如果所述目标RAN节点未从所述UE接收到任何UL数据包，则所述目标RAN节点可以向所述目标UPF发送所述UE(或代表所述UE)的虚拟UL数据包(或空UL数据包)，然后所述目标UPF触发所述隧道绑定。所述目标UPF丢弃所述虚拟UL数据包(或所述空UL数据包)。在该替代方法中，不使用任何用户面消息。

现在将讨论本发明实施例提供的PDU会话建立的示例性流程。在一些实施例中，所述UE在开始通信之前向核心网发送建立PDU会话的请求。所述UE通过服务RAN节点向连接管理器(connectivity manager，CM)发送PDU会话建立请求。在一些实施例中，所述请求可以包括所述PDU会话针对的数据网络名称(Data Network Name，DNN)、单网络切片选择辅助信息(Single Network Slice Selection Assistance Information，S-NSSI)。在一些实施例中，所述请求还可以包括所述UE的标识，例如GPSI或SUPI。在一些实施例中，所述CM包括AMF和SMF，所述AMF从所述UE接收所述PDU会话建立请求，然后通过向所述SMF发送以下信息来请求所述SMF建立所述PDU会话：所述PDU会话建立请求；或所述PDU会话建立请求中的信息；或与所述PDU会话建立请求相关联的信息。所述SMF针对所述PDU会话建立执行认证和/或授权。为此，所述SMF可以从UDM中获取用户订阅数据(例如，包括标识所述UE所属UE组的标识、UE对切片(由S-NSSAI或网络切片选择辅助信息(Network Slice Selection AssistanceInformation，NSSAI)标识)或DN(由DNN标识)的订阅信息，并根据所述订阅数据对所述PDU会话建立进行认证/授权。在一些实施例中，所述SMF还与DN-AAA服务器交互以执行二次认证/授权。然后，所述SMF从PCF中获取与所述PDU会话相关(例如，与目标DNN、目标S-NSSAI、通用公共订阅标识(Generic Public Subscription Identifier，GPSI)/订阅永久标识(Subscription Permanent Identifier，SUPI)或从所述UDM接收的所述UE组ID相关)的策略与计费控制(Policy and Charging Control，PCC)规则。所述PCC规则可以包括QoS相关策略和/或流量路由策略(例如，是否使用预配置、潜在共享的N3隧道进行所述PDU会话，以及在共享所述N3隧道的情况下是否使用本公开第二方面所述的流量区分信息)。所述SMF可以向所述RAN节点提供与所述PCC规则(例如，所述QoS策略和所述流量路由策略)相关的信息。所述RAN节点可以根据从所述SMF接收的信息配置一个或多个DRB和DRB/隧道映射。所述RAN节点可以与所述UE进行交互，以建立用于所述PDU会话的RAN专用资源。所述RAN节点可以执行UP消息触发隧道绑定流程及其对等UPF，如上所述。在该流程中，UL数据包可以承载在发送到所述RAN节点的所述对等UPF的所述UP消息中，所述RAN节点可以将所述UE的标识和/或所述UE的网络地址(例如，IP地址或以太网地址)作为相关联的参数包括在所述UP消息中。所述网络地址可以由所述SMF分配给所述UE，并从所述SMF提供给所述RAN节点。所述SMF可以通过所述RAN节点将所述网络地址作为PDU会话建立接受消息的一部分发送到所述UE。图8中进一步示出了所述PDU会话建立流程。

图8示出了本发明实施例提供的PDU会话建立流程的调用流程图。在图8中，AMF和SMF被示为两个单独的实体。在一些实施例中，所述AMF和所述SMF可以集成到连接管理器(connectivity manager，CM)等单个实体中，在这种情况下，所述AMF与所述SMF之间的交互可能不会发生，或者可能在所述CM中的组件或子例程内部发生。

在步骤801中，所述UE通过RAN节点(例如，服务于所述UE的RAN节点)向所述AMF发送NAS消息。所述NAS消息包括DNN、S-NSSAI、PDU会话ID、旧PDU会话ID、PDU会话建立请求等。所述PDU会话建立请求包括PDU会话ID、PDU会话类型、SSC模式等。该步骤与3GPP TS 23.502V16.2.0的图4.3.2.2.1-1中的步骤1类似。

在步骤802中，所述AMF通过向所选择的SMF发送所述UE(例如，SUPI)的标识、AMFID以及在步骤801中接收的所述NAS消息中的信息(例如，DNN、S-NSSAI、PDU会话ID和PDU会话建立请求)，来请求所述SMF创建PDU会话上下文。所述SMF是根据从所述UE接收的所述NAS消息中的DNN、S-NSSAI和旧PDU会话ID(如果存在)选择的。该步骤与3GPP TS 23.502V16.2.0的图4.3.2.2.1-1中的步骤2和步骤3类似。

在步骤803中，所述SMF通过向所述UDM提供DNN、S-NSSAI和SUPI并从所述UDM接收对应的订阅数据，从所述UDM(未示出)中获取用户订阅数据。所述订阅数据可以包括允许的PDU会话类型、允许的SSC模式、默认的5QI和ARP、订阅的会话AMBR、SMF相关的外部参数。所述SMF通过检查关于所述订阅数据的所述UE请求的有效性，来授权所述PDU会话建立。该步骤与3GPP TS 23.502 V16.2.0的图4.3.2.2.1-1中的步骤4类似。

在步骤804中，所述SMF响应所述AMF。根据本地配置和/或在步骤803中接收的所述用户订阅数据，所述响应指示是否创建所述PDU会话上下文，或者是接受还是拒绝所述PDU会话建立请求。在接受的情况下，所述响应包括上下文ID；在拒绝的情况下，所述响应指示原因。该步骤与3GPP TS 23.502 V16.2.0的图4.3.2.2.1-1中的步骤5类似。

在步骤805中，所述SMF可以针对所述PDU会话建立执行二次认证和授权。该步骤与3GPP TS 23.502 V16.2.0的图4.3.2.2.1-1中的步骤6类似。

在步骤806中，所述SMF从所选择的PCF中获取与所述PDU会话相关的PCC规则。该步骤与3GPP TS 23.502 V16.2.0的图4.3.2.2.1-1中的步骤7a和步骤7b类似。

在步骤807中，所述SMF通过所述AMF向所述RAN节点发送N2消息。所述消息包括所述UE的N1消息。在接收所述N2消息之后，所述RAN节点向所述UE发送/传输所述N1消息。所述N2消息可以包括PDU会话ID、QFI、QoS配置文件、CN隧道信息、来自允许的NSSAI的S-NSSAI、DNN等。例如，当所述CN隧道是所述DNN标识的所述DN的共享隧道时，所述CN隧道信息可以包括要在从所述CN隧道(即，N3隧道)接收的数据包中应用或使用的流量区分信息(trafficdifferentiation information，TDI)(例如，可以包括UE ID、UE组ID、PDU会话ID、UE网络地址、UE组网络地址，如结合本公开第二方面所描述的)，所述TDI可以由TEID标识和/或对应于所述DNN。根据所述接收的信息，所述RAN可以通过所述UE设置用于所述PDU会话的RAN资源，例如配置DRB并向所述UE提供相关参数以及创建/生成DRB和CN隧道映射。所述映射可以是DRB与TEID+QFI之间的映射，也可以是DRB与TEID+QFI+流量区分信息之间的映射(例如，如下所述)。所述N1消息包括或是PDU会话建立接受消息，所述PDU会话建立接受消息可以包括来自所述允许的NSSAI的S-NSSAI。如果与那些QoS规则和QoS配置文件相关联的QoS流需要多个QoS规则、QoS流级别QoS参数，则可以将所述多个QoS规则、所述QoS流级别QoS参数包括在所述PDU会话建立接受消息中。所述PDU会话建立接受消息可以包括分配给所述UE的网络地址(例如，IP地址或以太网地址)。所述SMF可以在所述N2消息中向所述RAN提供所述网络地址，作为上述流量区分信息的一部分。该步骤与3GPP TS 23.502 V16.2.0的图4.3.2.2.1-1中的步骤11至步骤14类似，不同之处在于所述N2消息中的CN隧道信息的内容。

在一些实施例中，在步骤807期间或之后，根据所述N2/N1消息中的信息建立(R)AN专用资源。一旦所述PDU会话建立被接受，所述UE就可以向所述RAN节点发送第一UL数据包。

在步骤808中，所述RAN节点使用根据图7描述的UP消息触发隧道绑定流程向其对等UPF(即，终止所述N3连接的UPF)发送UP消息，以触发其对等UPF处的隧道绑定。所述RAN节点从所述UE接收的UL数据包(例如，上述第一UL数据包)可以承载在所述UP消息中。在该步骤之后，通过所述RAN节点向/从所述UPF传输UL/DL数据流量。图8中的UPF是所述RAN节点的所述对等UPF。如果所述UPF不是具有到所述DN的接口或连接的锚点UPF，则所述UPF可以通过使用预配置隧道向所述锚点UPF发送UP消息，进而向所述锚点UPF发起所述UP消息触发隧道绑定流程(未示出)。隧道绑定可以级联方式发生(具有链式效应)，直至到达所述锚点UPF。所述锚点UPF根据与图7相关联的流程中描述的UP消息执行隧道绑定。之后，完全建立UP路径。

在一些实施例中，步骤808可以作为步骤807的子步骤执行，例如，在所述RAN节点向所述UE发送所述N1消息之前，或者在所述RAN与所述UE进行交互以建立RAN专用资源之前，或者在所述RAN节点针对所述N2消息向所述AMF作出响应/应答(与3GPP TS 23.502V16.2.0的图4.3.2.2.1-1中的步骤14类似，图8中未示出)之前。换言之，步骤808可以在所述RAN节点接收到所述N2消息之后但在所述RAN节点向所述UE传输所述N1消息之前或同时执行。

图8示出了在建立PDU会话期间，UP消息触发隧道绑定可用于建立用户面路径(步骤808)。按照类似的原则，在服务请求流程中，所述UP消息触发隧道绑定可用于建立PDU会话的用户面路径，其中，所述UE从空闲状态转移到连接状态，并且所述用户面路径(包括所述UE的所述服务RAN节点与核心网中的UPF之间的N3连接)被配置或激活用于所述PDU会话。在所述服务请求流程中，可从所述SMF向所述RAN节点(作为N2消息的一部分)提供与所述UP消息触发隧道绑定相关联的参数，以便所述RAN节点发起所述UP消息触发隧道绑定流程。这与图8中的步骤808类似。

现在将根据实施例讨论用于根据第一方面执行切换的方法和系统。在执行切换之前，通过源RAN和源I-UPF(例如，所述源RAN节点的对等UPF)在所述UE与所述锚点UPF之间传输数据包。所述源I-UPF(中间UPF)是所述RAN节点和所述锚点UPF中间的UPF。实施例允许使用Xn接口准备并执行切换，而不涉及所述核心网。在所述切换执行期间，所述源RAN节点将所述UE的数据包(例如，DL数据包)转发至所述目标RAN节点。在所述切换完成之后，所述目标RAN节点向所述UE发送从所述源RAN节点转发的所述DL数据，并且如果所述UE有任何UL数据要发送，所述UE开始向所述目标RAN节点发送UL数据包。所述Xn接口是提供所述RAN节点之间的直接通信的接口。相应地，实施例允许源RAN节点和目标RAN节点通过所述Xn接口实现切换而不涉及所述核心网。这可以减少延迟并减少对控制面资源的需求。然后，将所述切换的结果发送至所述核心网。

图9示出了本发明实施例提供的在不改变UPF的Xn(或基于Xn的)切换情况下的路径切换流程的调用流程图。

在该场景中，源RAN节点的对等UPF(即，源UPF)和目标RAN节点的对等UPF(即，目标UPF)是相同的实体。进一步地，应当注意的是，由于所述对等UPF可以是锚点UPF(即，通过N6接口或连接将用户面路径连接至DN的UPF)或连接至所述锚点UPF的I-UPF，因此所述对等UPF通常标记为UPF。在该场景中，数据流量最初通过所述源RAN节点(source RAN，S-RAN)在UE与UPF之间流动。在图9中，切换准备和切换执行步骤可以通过所述S-RAN与所述T-RAN之间的所述Xn接口以传统方式进行。然而，与传统系统不同，所述流程的其余部分在CM(如上所述，可以是或包括AMF)等CN网络功能的最低限度的参与的情况下进行。所述CM可以包括本文其它部分所述的AMF和SMF中的一个或两个。相应地，所述CM还可以实现SMF功能。

在步骤900中，所述目标RAN节点发送切换(handover，HO)通知消息，通知所述CM所述UE已切换至所述目标RAN节点。从所述目标RAN节点向所述CM发送的通知可以包括所述UE的标识。在发送此消息之后，所述T-RAN节点将所述切换视为成功。

相应地，在步骤901中，所述目标RAN(target RAN，T-RAN)节点通知所述源RAN(source RAN，S-RAN)节点释放所述UE的资源。所述通知可以包括定时器值，所述源RAN节点使用所述定时器值来运行资源释放定时器。所述源RAN节点使用所述通知中包含的所述定时器值启动所述资源释放定时器。所述源RAN节点在所述定时器到期后释放为所述UE分配的资源(例如，无线资源)。所述通知还可以包括PDU会话ID的信息(例如，PDU会话ID)和/或所述目标RAN节点的所述对等UPF的信息(例如，所述目标RAN节点的所述对等UPF的标识，如所述目标UPF的标识(identifier of the target UPF，T-UPF ID)、与所述目标RAN节点的所述对等UPF相关联的DNN)。当网络管理功能(例如，OAM功能)/网络控制功能(例如，SMF)如本公开第一方面所述预配置所述目标RAN节点与所述目标RAN节点的所述对等UPF之间的隧道时，所述目标RAN节点可以从所述网络管理功能或网络控制功能先前可提供的本地配置中获取其对等UPF的信息。所述目标RAN可以在PDU会话建立期间从所述SMF(可以是此处所示的CM或不同的实体)中或在切换流程中从另一RAN节点(例如，作为会话管理上下文或PDU会话上下文的一部分)中获取所述PDU会话的信息。在一些实施例中，替代地，所述目标RAN节点在切换准备或执行期间提供这些信息，而不是在所述目标RAN节点将所述切换视为成功(例如，在步骤901中)之后提供这些信息。该替代方案也可以发生于或应用于与图10、图11、图12相关联的实施例(例如，图中的步骤1000、步骤1100、步骤1200)。

在步骤902中，所述源RAN节点发起与所述源RAN节点的所述对等UPF的UP消息触发数据转发流程。这可以响应于释放资源消息901，例如，当所述目标RAN节点在步骤901中向所述源RAN节点提供所述目标RAN节点的所述对等UPF的信息时。与图6相关联的实施例中更详细地描述了所述UP消息触发数据转发流程。在所述流程中，所述源RAN节点在所述源RAN节点的所述对等UPF处触发数据转发，所述数据转发目标是所述目标RAN节点的所述对等UPF。在从所述源RAN节点向所述源RAN节点的所述对等UPF发送的触发消息(即，触发数据转发的UP消息)中，所述源RAN节点包括所述目标RAN节点的所述对等UPF的信息作为在步骤901中或切换准备/执行期间从所述目标RAN节点接收的数据转发目标的信息(例如，所述T-UPF ID)。在所述UP消息触发数据转发流程中，所述源RAN节点的所述对等UPF向所述源RAN节点发送响应。在一些实施例中，所述响应可以采用结束标记的形式。

在步骤902中从所述源RAN节点的所述对等UPF接收所述响应(例如，当所述响应采用结束标记形式时)之后，所述源RAN节点向所述目标RAN节点发送结束标记903，指示其不再将所述UE的数据转发至所述目标RAN节点。所述结束标记可以是所述源RAN节点在步骤902中接收的结束标记(或与所述结束标记相同)。在一些实施例中，所述结束标记可以是所述源RAN节点创建的标记(并且因此与在步骤902中接收的标记不同)。所述结束标记允许所述目标RAN对所述UE的DL数据执行数据包重排序，例如，对从所述源RAN节点转发的DL数据包和从所述目标RAN节点的所述对等UPF接收的DL数据包进行重排序，以确保按顺序向所述UE传输数据包。

在步骤904中，所述目标RAN节点通过向所述UPF发送触发消息(UP消息)，来为所述UE发起与所述目标RAN节点的所述对等UPF的UP消息触发隧道绑定流程。所述目标RAN节点从所述UE接收的UL数据包可以承载在所述触发消息中。如果所述目标RAN节点未从所述UE接收到任何UL数据包，则所述目标RAN节点可以为所述UE创建虚拟UL数据包，并将所述虚拟UL数据包承载在所述触发消息中。在该步骤之后，所述目标RAN节点的所述对等UPF开始向所述目标RAN节点发送所述UE的DL数据包。与图7相关联的实施例中更详细地描述了所述UP消息触发隧道绑定流程。

图10示出了本发明实施例提供的在插入I-UPF的Xn(基于Xn的)切换情况下的路径切换流程的调用流程图。在该场景中，源RAN节点的对等UPF(即，源UPF)是锚点UPF(即，通过N6接口或连接将用户面路径连接至DN的UPF)，目标RAN节点的对等UPF(即，目标UPF)是连接至所述锚点UPF的I-UPF(在图10中示为新I-UPF)。

步骤1000至步骤1003与图9中的步骤900至步骤903相同。应当注意的是，CM实体可以包括本文其它部分所述的AMF和SMF中的一个或两个。相应地，所述CM还可以实现SMF功能。

步骤1004a与图9中的步骤904相同或类似。在该步骤之后，所述新I-UPF开始向所述目标RAN节点发送所述UE的DL数据包。在步骤1004b中，所述I-UPF通过向所述锚点UPF发送触发消息(UP消息)，来发起与所述锚点UPF的基于UP消息的隧道绑定流程，如与图7相关联的实施例所述。所述触发消息可以承载在步骤1004a中从所述目标RAN节点接收的UL数据包(如有)。在该步骤之后，所述锚点UPF开始向所述I-UPF发送所述UE的DL数据包。

图11示出了本发明实施例提供的重定位I-UPF的Xn(基于Xn的)切换流程的调用流程图。在该场景中，源RAN节点的对等UPF(即，源UPF)是旧I-UPF，目标RAN节点的对等UPF(即，目标UPF)是新I-UPF。所述旧I-UPF和所述新I-UPF是不同的实体；它们都连接至锚点UPF(即，通过N6接口或连接将用户面路径连接至DN的UPF)。步骤1100至步骤1103与图9中对应的步骤900至步骤903以及图10中对应的步骤1000至步骤1003类似。然而，应当注意的是，释放资源消息包括所述新I-UPF(即，所述目标UPF)的信息(例如，ID)。步骤1104a至步骤1104b与图10中的步骤1004a至步骤1004b相同。应当注意的是，AMF/SMF实体可以与本文所述的CM实体类似。

在步骤1105a中，在隧道绑定之后，所述锚点UPF向所述旧I-UPF发送消息(例如，结束标记)。所述消息指示所述锚点UPF将不再向所述旧I-UPF发送UE的DL数据(或将不再向所述旧I-UPF发送UE的DL数据)。在步骤1105b中，在接收所述消息之后，所述旧I-UPF向数据转发目标(即，所述新I-UPF)发送结束标记消息，所述结束标记消息可以是与步骤1105a中的消息相同的消息，也可以是不同的消息(例如，不同的结束标记)，指示所述旧I-UPF不再将所述UE的DL数据转发至所述新I-UPF(或不再将DL数据转发至所述新I-UPF)。结束标记是本文所述的UP消息类型。在此类UP消息中，消息类型字段(即，隧道报头的消息类型字段)指示所述消息是结束标记。

图12示出了本发明实施例提供的移除I-UPF的Xn切换流程的调用流程图。在该场景中，源RAN节点的对等UPF(即，源UPF)是连接至锚点UPF(即，通过N6接口或连接将用户面路径连接至DN的UPF)的旧I-UPF，目标RAN节点的对等UPF(即，目标UPF)是所述锚点UPF。在该示例性流程中，步骤1200至步骤1203与前述附图中的相应步骤(即，图9中的步骤900至步骤902、图10中的步骤1000至步骤1003、图11中的步骤1100至步骤1103)类似，步骤1204与图9中的步骤904类似。所述CM实体可以包括AMF，并且在一些实施例中还可以包括本文其它部分所述的SMF。除以下与步骤1202和步骤1205b相关的内容之外，步骤1205a和步骤1205b与图11中的步骤1105a和步骤1105b类似。在步骤1202中，所述源RAN节点通过以下方式发起与所述对等UPF(所述旧I-UPF)的UP消息触发数据转发流程：将所述锚点UPF作为数据转发目标，并向所述对等I-UPF发送触发消息(UP消息)。与图6相关联的实施例中更详细地描述了此类流程。在所述触发消息中，所述源RAN节点包括所述锚点UPF的信息作为数据转发目标的信息。在该步骤中，所述源UPF(在图中标记为旧I-UPF)可以以结束标记的形式向所述源RAN发送响应。步骤1205发生于所述旧I-UPF与所述锚点UPF(即，所述数据转发目标)之间。

在针对Xn(基于Xn的)切换场景的上述实施例中，所述目标UPF的信息预配置在所述目标RAN节点中，并在所述目标RAN节点将所述切换视为成功(例如，通过图9中的步骤901)之后或在所述目标RAN节点将所述切换视为成功之前的切换准备/执行期间，由所述目标RAN节点通过所述源RAN节点与所述目标RAN节点之间的Xn接口或连接提供给所述源RAN节点。在N2(基于N2的)切换的情况下，Xn接口或连接不可用，因此，例如当所述CM通知所述源RAN节点释放资源时，所述目标UPF的信息可由所述CM提供给所述源RAN节点。

在N2(基于N2的)切换期间，在所述源RAN节点从所述源UPF接收DL数据之后，所述DL数据可由所述源RAN节点转发至所述源UPF，如图13所示。

图13示出了本发明实施例提供的未重定位CM的N2(基于N2的)切换流程的调用流程图。应当注意的是，在一些实施例中，所述CM包括或是AMF。所述CM还可以实现SMF功能(即，包括SMF)。图中未示出与所述切换相关联的路径切换。

在步骤1301中，S_RAN节点向所述CM发送消息，以指示需要进行切换。该步骤与3GPP TS 23.502 V16.2.0的图4.9.1.3.2-1中的步骤1类似。所述消息可以包括由所述S-RAN创建以供T-RAN使用的RAN信息，并且对所述CM而言是透明的。在步骤1302中，所述CM向所述T-RAN节点发送切换请求。该步骤与TS 23.502 V16.2.0的图4.9.1.3.2-1中的步骤9类似。所述请求可以包括在步骤1301中从所述S-RAN接收的所述RAN信息，所述RAN信息由所述S-RAN创建以供所述T-RAN使用并且对所述CM而言是透明的。在步骤1303中，所述CM向所述S-RAN节点发送切换注解。该步骤与TS 23.502 V16.2.0的图4.9.1.3.3-1中的步骤1类似。在步骤1304中，所述S-RAN节点向UE发送HO注解，所述HO注解包括与所述UE相关并且通过所述CM从所述T-RAN透明地发送到所述S-RAN的信息。在步骤1305a和步骤1305b中，所述S-RAN通过所述CM向所述T-RAN发送RAN状态信息。在步骤1306中，所述S-RAN开始将其针对所述UE接收的下行数据转发至UPF。所述UPF可以缓存所述转发的数据，直至触发数据转发或触发隧道绑定(如以上实施例中所述)。在步骤1307中，在成功同步到目标小区之后，所述UE向所述T-RAN发送切换确认消息。在该步骤之后，所述UE将所述切换视为成功。

图14至图17中示出了针对不同N2(基于N2的)切换情况的路径切换流程调用，其中，CM可以包括或是AMF。所述CM还可以实现SMF功能(即，包括SMF)。与其中所述CM可以包括或是AMF的图9至图12中的对应物相比，它们具有以下不同之处，其余部分相同或类似：

图14至图17中的每一个中的释放资源步骤(即，步骤1401、步骤1501、步骤1601、步骤1701)由所述CM而不是目标RAN节点发起或执行。在该步骤中，PDU会话的信息(例如，PDU会话ID)和/或目标UPF(target UPF，T-UPF)(可以是新I-UPF)的信息(例如，标识、相关联的DNN)由所述CM(而不是由所述目标RAN节点)提供给源RAN节点。在一些实施例中，对应于所述CM包括SMF(即，所述CM实现SMF功能)的场景，所述信息在所述CM处预配置。在其它实施例中，所述CM从所述SMF(图中未示出)中获取所述信息，然后所述CM将所述信息提供给所述源RAN节点。或者，例如在图13所示的步骤1303中，所述目标UPF的信息(例如，标识)可以在所述切换流程中提供给所述源RAN节点。在这种情况下，所述源RAN节点也可以在所述切换流程中发起UP消息触发数据转发(例如，步骤1306可以与所述源RAN节点发起的所述UP消息触发数据转发流程(即，步骤1402、步骤1502、步骤1602或步骤1702)集成)。此外，在N2切换情况下，不会执行对应于步骤903、步骤1003、步骤1103和步骤1203的步骤。

图14示出了本发明实施例提供的由于不改变UPF的N2切换而导致的路径切换流程的调用流程图。

图15示出了本发明实施例提供的由于插入I-UPF的N2切换而导致的路径切换流程的调用流程图。

图16示出了本发明实施例提供的由于重定位I-UPF的N2切换而导致的路径切换流程的调用流程图。

图17示出了本发明实施例提供的由于移除I-UPF的N2切换而导致的路径切换流程的调用流程图。

因此，在针对第一方面讨论的实施例中，最大限度地减少执行路径切换时的运行时控制面信令。

现在将讨论与本公开第二方面相关的实施例。如上所述，根据第二方面所述的实施例允许用户面(user plane，UP)实体(例如，RAN节点或UPF)将从共享用户面连接(例如，N3连接或N9连接)接收的数据包正确地路由至目标。例如，此类用户面实体是RAN节点，用于标识合适的DRB；或者，所述用户面实体是UPF，用于标识合适的用户面连接，以用于传输数据包。有利地，此类UP实体用于在不处理所述数据包(例如，读取、理解或分析所述数据包的PDU报头)的情况下进行此类标识。实施例通过增强隧道协议(例如，GTP协议)，即隧道报头(例如，GTP报头)和UP实体行为来实现这一点。所述隧道报头扩展为包括流量(或数据包)区分信息(traffic differentiation information，TDI)，以区分隧道内的流量。当UP实体从共享隧道接收数据包时，所述UP实体接收所述共享隧道的隧道数据包，并且所述数据包作为有效负荷包括/封装在所述隧道数据包中或由所述隧道数据包承载。相应地，UP实体还可以通过处理所述隧道报头(即，所述隧道数据包的报头)中的所述TDI(根据所述TDI来选择/确定)来使用正确的隧道对所述数据包进行路由，而不需要处理所述数据包，以确定/选择要使用的正确隧道或生成正确的隧道报头。

TDI可以包括以下各项中的一个或多个：PDU会话信息(例如，PDU会话ID)，指示所述数据包所属或与其相关联/相关的所述PDU会话；目标信息，指示所述数据包的目标(例如，可以标识一个UE或一组UE/UE组的目标ID或地址)；路径信息(例如，路径ID)，指示在通过其转发或沿其路由所述数据包的用户面路径。

作为有效负荷由隧道数据包携带或包括/封装在隧道数据包中的数据包称为隧道化数据包。此类隧道化数据包(或简称数据包)的隧道报头是所述隧道数据包的报头。

下面将结合图3讨论一个示例。当UPF 1从N9隧道接收隧道化DL数据包(以UE 1为目标)时，所述UPF可以使用(所述隧道化DL数据包的)所述隧道报头中的所述TDI以及可能的其它信息(例如，TEID、QFI)来选择/标识对应的N3隧道。相应地，所述UPF 1可以选择正确的N3隧道(例如，N3连接1)用于向所述UE传输所述数据包。所述UPF 1用于将所述N9连接映射到所述N3连接1。相应地，所述UPF 1随后使用所述选择/标识的N3隧道向RAN 1传输所述数据包，即生成具有包括适当TDI的隧道报头的出站(DL)隧道数据包和作为有效负荷的所述数据包，并将所述隧道数据包发送到所述RAN 1。所述RAN 1从所述N3连接1(可能由多个PDU会话共享)接收所述数据包，并进一步使用所选择的DRB(例如，DRB 1)将所述数据包路由至所述UE，其中，所述DRB是根据所述隧道报头中的所述TDI选择的。由于所述DL数据包沿所述用户面路径(即，通过所述N3隧道和所述N9隧道)被传输/转发/路由至所述UE(UE 1)，因此所述DL数据包的所述隧道报头可能会改变(例如，所述隧道报头中的所述TEID随所述隧道的改变而改变)，但所述隧道报头中的所述TDI可以保持相同或不变。

下面将以GTP隧道(具体地，GTPv1-U隧道)为例来讨论实施例。然而，本发明概念可以应用于其它类型的用户面隧道。应当注意的是，术语“GTP隧道”和“隧道”可互换使用，术语“GTP报头”和“隧道报头”可互换使用。

图18A示出了本发明实施例提供的扩展以包括流量区分信息(trafficdifferentiation information，TDI)的GTP协议报头。图18B示出了本发明实施例提供的扩展报头中的TDI的替代方案。所述TDI可以用于区分通过GTP隧道传输的流量。例如，所述TDI可以包括在主GTP报头或常规GTP报头中，如图18A所示。或者，所述TDI可以包括在扩展报头(例如，GTP扩展头)中，如图18B所示(例如，所述TDI可以包括在包含QFI的PDU会话容器扩展报头中)。在接下来的讨论中，示例将简单地引用所述GTP报头中的TDI，而不区分图18A和图18B中所示的示例，其中，流量区分符字段包括所述TDI。

在一些实施例中，所述流量区分符字段是必填字段。换言之，即使没有TDI信息，所述流量区分符字段中的所述TDI也可以包括特殊值或代码(由1和/或0的特定或特殊序列组成)，以表示在所述隧道报头中不需要或不支持流量区分。在其它实施例中，所述流量区分符字段是可选字段，并且所述GTP报头可以包括单独的流量区分符标志(D)字段，以包括指示所述流量区分符字段是否存在于所述GTP报头中的信息或值。例如，当所述流量区分符标志字段的值被设置为1时，则表示存在所述流量区分符字段；当所述流量区分符标志字段的值被设置为0时，则表示不存在所述流量区分符字段。如图18A和图18B所示，所述流量区分符标志(D)字段和所述流量区分符字段可以存在于同一报头中，例如存在于所述主/常规GTP报头中或存在于GTP扩展报头中。当所述流量区分符标志(D)字段指示的所述GTP报头中不存在所述流量区分符字段时，所述GTP报头因此不包含TDI，这可能表示在所述隧道报头中不需要或不支持流量区分。

所述GTP报头中(例如，所述主/常规GTP报头的所述流量区分符字段或GTP扩展报头的流量区分符字段中)的所述TDI(由UPF、RAN节点等用户面(user plane，UP)实体)用于区分所述隧道化数据包，而不处理所述数据包。所述TDI可以包括以下各项中的一个或多个：目标信息(例如，目标ID或地址)；路径信息(例如，路径ID)；PDU会话信息(例如，PDU会话ID)。这些字段分别指示或标识以下各项：所述隧道化数据包的目标(可以是UE或一组UE)；所述隧道化数据包沿其被转发/路由的路径；所述隧道化数据包所属或与其相关的PDU会话；其中，所述隧道化数据是所述GTP数据包承载的数据包。当在所述隧道报头中不需要或不支持流量区分时，所述GTP报头中的所述TDI可以包括特殊值或代码(由1和/或0的特定或特殊序列组成)。在这种情况下，用户面实体可以对所述数据包进行处理，以区分所述隧道化数据包。

例如，当隧道化数据包是用于UE的DL数据包时，所述TDI可以包括标识所述UE或所述UE组的信息(例如，订阅永久标识(Subscription Permanent Identifier，SUPI)或网络地址等ID)。当隧道用于传输多个UE或UE组的数据包时，由于所述报头中的所述TDI有所不同，因此承载不同UE或UE组的数据包的GTP数据包可通过其GTP报头进行区分。换言之，所述TDI标识不同的UE或UE组。应当注意的是，所述报头中的隧道端点标识(tunnel endpointidentifier，TEID)可以是相同的。

在另一个示例中，当所述隧道化数据包是沿用户面路径转发的DL数据包时，所述TDI可以包括标识所述用户面路径的信息(例如，标识)。在一些实施例中，两个用户面实体之间的隧道可由多个(端到端)用户面路径共享。当所述隧道由多个用户面路径共享时，承载沿所述多个用户面路径转发或路由的数据包的GTP数据包可通过其GTP报头进行区分。在此类示例中，所述报头中的所述TDI对于每个用户面路径而言是不同的，并且所述TDI标识不同的用户面路径。在第三个示例中，当所述隧道化数据包是与PDU会话相关(或属于所述PDU会话)的DL数据包时，所述TDI可以包括标识所述PDU会话的信息(例如，标识)。当所述隧道由多个PDU会话(作为其用户面路径的一部分)共享时，由于所述报头中的所述TDI有所不同并且标识不同的PDU会话，因此承载与所述多个PDU会话相关(属于所述多个PDU会话)的数据包的GTP数据包可通过其GTP报头进行区分。

现在将讨论通过用户面实体实现的数据包处理规则示例。图19示出了本发明实施例提供的通过数据包处理规则配置用户面实体的网络功能的示例。如图所示，网络功能(例如，SMF)通过数据包处理规则或指令(称为UP处理规则)提供或更新或配置UP实体(例如，UPF 1、RAN 1)。例如，这可以通过向所述UP实体发送包括所述数据包处理规则或指令的消息来执行。

结合图3，多个UE(即，UE 1、UE 2)连接至所述RAN节点RAN 1或由所述RAN节点RAN1提供服务。为每个具有所述RAN 1的所述UE建立一个或多个DRB，例如为UE 1建立DRB 1和DRB 2，以及为UE 2建立DRB 3。在所述RAN 1与所述UPF 1之间建立GTP隧道(例如，N3隧道1)。所述数据包处理规则或指令通知所述UP实体(例如，RAN 1和UPF 1)要使用的隧道(例如，DRB 1或DRB 2)以及所述GTP报头的组合方式。

所述数据包处理规则或指令可以由所述网络功能提供给所述RAN 1；或者，替代地，所述数据包处理规则或指令可以由所述网络功能分别配置到所述RAN 1中。所述数据包处理规则或指令可以包括以下信息：所述N3隧道1(例如，TEID)的信息；QoS流信息(例如，QFI)；所述RAN 1用于区分从所述N3隧道1接收的DL数据包的TDI。所述RAN 1可以分配DRB，并将所述DRB对应于所述信息的任意组合(例如，TEID+QFI+TDI)。然后，所述RAN可以根据包括所述TDI的这些信息，来标识所述隧道报头中具有匹配信息(例如，TEID、QFI、TDI)的DL数据包的DRB。对于从所述DRB中的一个接收的UL数据包，当沿UL方向使用所述N3隧道1传输/发送所述数据包时，所述RAN 1可以在所述隧道报头中包括所述TDI。

所述网络功能向所述UP实体提供的所述数据包处理规则或指令配置所述UP实体，并且可以包括数据包检测规则(packet detection rule，PDR)和转发动作规则(forwarding action rule，FAR)。所述网络功能可以通过单个消息等或通过不同消息等，单独地将所述数据包检测规则和所述转发动作规则提供或更新到所述UPF中或将它们一起配置到所述UPF中。所述网络功能可以在建立PDU会话和/或修改PDU会话期间，将与所述PDU会话相关的数据包处理规则或指令提供或更新或配置到所述UPF中。在一些实施例中，当配置或更新网络切片的用户面配置时，所述网络功能在网络切片级别执行此操作，并且所述数据包处理规则或指令与所述网络切片相关。

所述PDR包含用于沿特定传输方向(例如，UL方向或DL方向)对到达所述UPF的数据包进行分类的信息。图20A至图20C中示出了示例性PDR。

图20A至图20C示出了本发明实施例提供的数据包检测规则的示例性结构。所述PDR包括用于检测流量的信息(例如，UE IP地址、隧道信息、QoS流ID、数据包过滤器、应用ID、以太网PDU会话信息等)，并且与FAR相关联或相关(例如，通过包括FAR ID)。所述相关联/相关表示应根据所述相关联的FAR路由或转发与所述PDR匹配的(或使用所述PDR中的信息检测到的)流量/数据包。如图20A至图20C所示，所述PDR还可以包括用于检测流量的TDI。所述TDI可以包括在TDI字段中(或作为TDI属性)。由于所述UE IP地址或UE组IP地址可以包括在所述TDI中，因此所述UE(或UE组)IP地址字段(或属性)可以是可选字段。

所述FAR指示应如何缓存、丢弃或转发数据包，包括数据包封装/解封装和转发目标。如图21A至图21C所示，当使用隧道(例如，N3隧道或N9隧道)传输所述数据包时，所述FAR可以包括指示在转发流量时是否在所述隧道报头中包括TDI(如上所述)的信息(称为流量区分指示符)。在一些实施例中，所述流量区分指示符还可以包括或关联指示要用作流量区分信息(traffic differentiation information，TDI)的信息类型(例如，目标ID/地址、路径ID、PDU会话ID)的信息(在这种情况下，所述相关联的信息也包括在所述FAR中)。在一些实施例中，该信息在所述UPF中预配置或在所述UPF中(与所述流量区分符)单独管理，在这种情况下，该信息不需要包括在所述流量区分指示符中或与其相关联。

图21A至图21C示出了本发明实施例提供的FAR的示例性结构。结合图21A至图21C，所述流量区分符和所述流量区分信息(traffic differentiation information，TDI)都可以包括在“外部报头创建”字段或属性中的信息中(或构成所述信息的一部分)。在一些实施例中，所述TDI可以包括在不同的字段或属性中。如上所述，与所述流量区分符相关联的信息(如有)可以包括在与所述流量区分符相同的字段或属性中，也可以包括在单独的字段或属性中。

在一些实施例中，所述流量区分指示符(和所述相关联的信息，例如指示要用作TDI的信息的信息(如有))不包括在所述FAR中。在此类实施例中，该信息可以通过单独的流量区分规则或指令发送，所述单独的流量区分规则或指令由所述网络功能提供/更新或配置到所述UPF中。如上所述，当所述网络功能将所述数据包处理规则或指令提供或更新或配置到所述UPF中时，所述流量区分规则或指令可以发送到所述UPF。在这种情况下，所述流量区分规则或指令可以与所述PDR或FAR相关联(例如，所述PDR或FAR可以包括所述流量区分规则或指令的参考ID)，并由所述UPF与所述FAR一起应用于与所述PDR匹配的数据包。

在一些实施例中，上述一些UP处理规则包括流量检测信息(例如，数据包过滤器、数据包流描述(packet flow description，PDF))或与其相关联。所述流量检测信息由所述UPF用于检测所述UP处理应对其应用的流量。所述流量检测信息可以与特定UE或UE组的流量相关，并且包含描述所述流量的信息，例如所述UE或所述UE组的数据包的特性/属性(例如，在所述PDU报头中包含所述UE或所述UE组的IP地址或以太网地址等网络地址作为源地址或目标地址)。然而，在一些实施例中，例如当此类信息被提供或配置到所述UPF中时可用或完全可用时，所述流量检测信息不包括此类信息或足够的此类信息(例如，缺失所述UE或所述UE组的所述网络地址)。相反，所述流量检测信息可以包括或使用通常出现在控制面信号中的一些信息(例如，UE ID、UE组ID、PDU会话ID)来描述流量。在这种情况下，所述流量检测信息不能直接用于检测流量，并且所述UP处理规则可能不适用或不起作用。当UP消息触发隧道绑定用于建立用户面路径(例如，如图8中的步骤808所示)或执行本发明第一方面(例如，结合与图7相关联的实施例)所述的路径切换时，在所述UPF处触发隧道绑定的所述UP消息还可以触发所述UPF处UP处理规则的激活。结合与图7相关联的实施例更详细地描述所述UP消息触发隧道绑定。所述UP消息触发隧道绑定可以由UP实体(所述UP实体可以是RAN节点或另一UPF)发起，即所述UP消息可以从该UP实体发送。所述UP消息可以包括所述UE或所述UE组的UE ID、UE组ID、PDU会话ID和/或网络地址等信息。在所述PDU会话建立(例如，图8中的步骤807，当所述UP实体是RAN节点时包括在从所述SMF向所述RAN节点发送的所述N2消息中)或修改期间，所述UP实体可以从网络管理功能或SMF等网络控制功能中获取所述信息。在一些实施例中，当所述UP实体发送所述UP消息以触发所述UPF处的隧道绑定时，所述信息的一部分(例如，所述UE或所述UE组的所述网络地址)可以包括在承载/包括在所述UP消息中的数据包中，而不是所述UP消息本身中(例如，所述信息的所述一部分包括在承载在所述UP消息中的所述数据包的所述PDU报头中(例如，作为源地址))。在接收到所述UP消息之后，例如所述UPF可以通过检查所述UP处理规则中或与所述UP处理规则相关联的流量检测信息是否包括匹配信息或与所述信息相匹配，来标识与所述信息相关的所述UP处理规则。当激活UP处理规则时，所述UPF将所述流量检测信息(包括在所述UP处理规则中或与其相关联)与在所述UP消息中接收的信息(例如，所述UE或所述UE组的所述网络地址)组合为适用的流量检测信息。所述适用的流量检测信息可以直接用于检测受所述UP处理规则约束的流量(即，所述UP处理规则应对其应用的流量)，所述UP处理规则因此被激活。所述UP处理规则被激活之后，所述UPF使用所述适用的流量检测信息来检测受所述UP处理规则约束的流量。换言之，所述UPF可以将UP处理规则与所述UPF接收的缺失信息相结合(作为所述UP消息触发隧道绑定流程中的所述UP消息的一部分)，以便将所述UP处理规则应用于用户面流量。

所述UPF将所述激活的UP处理规则关联到从中接收所述UP消息的隧道(称为隧道1)和/或与所述隧道绑定相关的隧道(称为隧道2)。当所述UPF从所述隧道1接收流量或向所述隧道2发送流量时，所述UPF将所述UP处理规则应用于所述流量，并根据所述规则处理所述流量。所述隧道1和所述隧道2可以是相同的隧道，并且可以是共享隧道(例如，由多个PDU会话或UE共享)。当根据所述UP处理规则处理所述流量时，所述UPF可以将所述UP消息中的信息(例如，所述UE或所述UE组的UE ID、UE组ID、PDU会话ID和/或网络地址)用作TDI来支持所述隧道1和所述隧道2内的流量区分，如上文结合本公开第二方面所述。上文结合与图7相关联的实施例更详细地描述所述UP消息触发隧道绑定流程。

所述UPF将所述PDR应用于用户面流量，以标识或检测匹配流量(即，匹配所述PDR中的所述流量过滤器)，并根据所述转发动作规则(以及根据所述流量区分规则(如有))中指示的与所述PDR(例如，执行缓冲、丢弃或转发、数据包封装/解封装)相关联/相关的FAR(以及上述流量区分规则(如有))来路由或转发所述流量。

现在将结合UPF的示例来讨论实施例提供的用户面处理。在该示例中，所述UPF从称为接收隧道的用户面隧道接收数据包。如果要使用隧道(例如，N3隧道或N9隧道)(为了简单起见，这里称为传输隧道)沿某个方向(UL方向或DL方向)发送所述数据包，则所述UPF为所述隧道生成GTP数据包。所述GTP数据包包含GPT报头(即，传输隧道报头)和作为有效负荷的数据包，所述GPT报头使用与所述传输隧道相关的参数(例如，TEID)并根据所述数据包的大小生成。具体地，所述UPF将标识所述传输隧道的所述TEID包括到所述传输隧道报头的TEID字段中。所述UPF可以在所述传输隧道报头中包括对应于所述数据包的TDI。如果所述TDI包括在所述接收隧道报头中，所述UPF可以在从所述接收隧道接收所述数据包时从所述隧道报头(接收隧道报头)中获取所述TDI。在一些实施例中，所述UPF可以通过分析所述数据包的所述PDU报头来标识所述TDI。例如，所述UPF可以通过标识对应于所述数据包的所述PDU报头中的所述目标地址或所述源地址的所述UE或所述UE组、所述路径或所述PDU会话的标识来标识所述TDI。然后，所述UPF使用所述传输隧道传输所述生成的GTP数据包。

在一些实施例中，如果所述UPF通过将所述数据包与PDR匹配来分析或处理所述数据包(例如，在所述数据包从N6接口接收的情况下，或者如果所述UPF充当UL CL或BP)，则所述FAR或与所述数据包匹配的所述PDR相关联的所述流量区分规则可以指示所述传输隧道和相关参数(例如，通过图21A至图21C所示的“外部报头创建”字段/属性)。因此，所述UPF可以标识所述传输隧道并从所述FAR(例如，所述FAR的“外部报头创建”字段/属性)或所述流量区分规则中获取相关参数。如果所述FAR或所述流量区分规则包括流量区分指示符，则在使用所述传输隧道传输/发送所述数据包时，所述UPF可以在所述传输隧道报头中包括TDI，所述TDI包括在所述流量区分指示符中或与所述流量区分指示符相关联。在一些实施例中，所述TDI包括在所述PDR中(例如，如图21A至图21C所示)，并且所述UPF从所述PDR中获得所述TDI并将其包括在所述传输隧道报头中，如所述流量区分指示符所指示的。

在一些实施例中，例如，当所述数据包从N3隧道或N9隧道接收并且所述UPF不充当上行分类器(uplink classifier，UL CL)或分支点(branching point，BP)时，所述UPF可以不对所述数据包进行分析或处理。为了简单起见，这里将从其接收所述数据包的用户面隧道称为接收隧道。在这种情况下，所述UPF可以根据所述传输隧道与所述接收隧道之间的映射关系来标识所述传输隧道。所述映射关系可以由网络功能预配置，所述网络功能可以是向UPF提供数据包处理规则或指令的相同网络功能，如图19所示。当标识所述传输隧道时，所述UPF可以考虑或使用所述接收隧道报头中的TEID和/或FQI和/或TDI(如果存在)。如果所述接收隧道报头包括TDI，则在使用所述传输隧道传输/发送所述数据包时，所述UPF可以将所述数据包包括在所述传输隧道报头中。

在所述RAN节点从用户面隧道(例如，N3隧道)接收数据包之后，所述RAN节点可以从所述GTP报头(即，隧道报头)检索TDI、TEID和FQI。然后，所述RAN节点标识对应于所述TDI、所述TEID和所述FQI的所述DRB。然后，所述RAN节点使用所述DRB向所述UE发送所述数据包。如果所述GTP报头不包括所述TDI，或者如果所述TDI指示不需要或不支持流量区分，则所述RAN节点可以仅使用所述TEID和所述FQI来标识所述DRB，在这种情况下，所述RAN节点使用所述标识的DRB来发送所述数据包。否则，所述RAN节点必须分析或处理所述数据包(例如，检查所述数据包的所述PDU报头，例如所述PDU报头的目标地址字段)以确定要使用的DRB。

对于沿PDU会话的用户面路径的UPF(例如，PSA UPF或UL CL UPF或BP UPF)，所述SMF与所述UPF建立N4会话，并向所述UPF提供参数(或规则)，包括N4会话ID、PDR、FAR、使用报告规则(usage reporting rule，URR)、QoS实施规则(QoS enforcement rule，QER)、多接入规则(multi-access rule，MAR)和跟踪要求。这些参数(规则)由所述UPF在处理在所述用户面中接收的数据包(例如，从N3隧道/N9隧道等用户面隧道或从连接至DN的N6接口接收的数据包)时使用。所述N4会话与所述PDU会话相关联或映射到所述PDU会话。所述UPF(例如，通过向所述SMF发送消息或通知)告知或通知所述SMF关于所述UPF使用所述N4会话ID(例如，通过在向所述SMF发送的通知中包括所述N4会话ID)检测到的与所述PDU会话相关的事件。然后，所述SMF可以标识与所述事件相关的对应PDU会话。

当所述用户面隧道不专用于所述PDU会话时，所述N4会话可以不与所述PDU会话唯一对应。在这种情况下，当向所述SMF报告时，所述UPF可以在所述通知中包括TDI(例如，UEID、UE组ID、路径ID或PDU会话ID)。如上所述，例如，所述TDI可由所述UPF通过所述PDR、所述流量区分规则或根据所述数据包的PDU报头来标识。

有利地，当所述隧道由多个UE/UE组、路径或PDU会话共享时，一些实施例能够在与不同UE或路径相关的隧道化数据包之间进行流量区分。隧道共享减少了隧道配置信号，从而降低了网络管理开销，并且还减小了用户面实体(例如，UPF和RAN节点)处隧道查找表的大小。

在一些实施例中，预配置连接/隧道(例如，在所述RAN节点与所述UPF之间)可以采用每PDU会话粒度、每切片粒度、每DNN(或DN)粒度或其任意组合。

本文所述的实施例可以应用于工厂、校园等私有环境中。进一步地，在本文所述的实施例中，UE可以包括车辆、机器人、无人机、物联网设备(例如，传感器、致动器)、可穿戴设备(例如，智能手表、智能眼镜)、电话和平板电脑。

进一步地，在本文所述的实施例中，所述RAN节点可以包括卫星，例如地球静止卫星或低轨(Low Earth Orbit，LEO)卫星。

本文所述的实施例简化了UP路径管理并改进了系统运行时性能，例如改进了延迟/延时性能。本文所述的实施例还能够降低资本和运营(capital and operating，CA/OPEX)成本。

本公开的一方面提供了一种用户面处理方法。所述方法包括：第一用户面实体向第二用户面实体发送触发消息，用于改变协议数据单元(protocol data unit，PDU)会话的所述用户面处理。在一些实施例中，所述触发消息包括关于所述PDU会话的信息，并指示要触发的动作。在一些实施例中，所述触发消息由所述第一用户面实体发起，而不是由控制面实体发起。在一些实施例中，所述要触发的动作是数据转发，所述触发消息包括关于所述数据转发的目标的信息。在一些实施例中，所述要触发的动作是隧道绑定。在一些实施例中，所述第一用户面实体是无线接入网节点，所述第二用户面实体是用户面功能(user planefunction，UPF)。在一些实施例中，所述第一用户面实体是用户面功能(user planefunction，UPF)，所述第二用户面实体是不同的用户面功能(user plane function，UPF)。在一些实施例中，所述数据转发的目标是无线接入节点的对等UPF，所述无线接入节点与所述第一用户面实体不同，所述数据转发的目标与所述对等UPF不同。在一些实施例中，所述无线接入节点向所述无线接入节点的所述对等UPF发送触发消息以触发隧道绑定，在切换期间，所述无线接入节点是目标RAN节点，所述第一用户面实体是源RAN节点。在一些实施例中，所述数据转发和所述隧道绑定的目的是实现由所述切换引起的路径切换。在一些实施例中，所述触发消息采用GTP消息的形式，并触发路径切换和数据转发中的至少一个。在一些实施例中，所述第一用户面实体是发送关于用户面中数据转发的触发消息的源RAN节点。在一些实施例中，所述第一用户面实体是发送关于用户面中隧道绑定的触发消息的目标RAN节点。在一些实施例中，所述隧道绑定的目的是实现路径切换。在一些实施例中，目标RAN节点标识向源RAN节点进行的所述数据转发的目标。在一些实施例中，在从所述无线接入节点接收的消息中标识向所述第一用户面实体进行的所述数据转发的目标。在一些实施例中，在从控制面实体接收的消息中标识向所述第一用户面实体进行的所述数据转发的目标。在一些实施例中，所述控制面实体是接入和移动性管理功能(Access and MobilityManagement Function，AMF)。在一些实施例中，所述AMF从SMF接收标识所述数据转发的目标的信息，并将所述信息包括在发送到所述第一用户面实体的消息中。

本公开的另一方面提供了一种实现控制面功能的网元，用于使用路径处理规则预配置用户面实体，使得所述用户面(user plane，UP)实体能够执行本文所述的方法。

本公开的另一方面提供了一种实现用户面功能的网元，用于执行本文所述的方法。

本公开的另一方面提供了一种使用共享隧道的方法。所述方法包括：第一用户面实体从接收隧道接收包括隧道报头和数据包的隧道数据包。所述方法还包括：所述第一用户面实体使用所述隧道报头中的信息路由至第二隧道，而不处理所述数据包。

本公开的另一方面提供了一种配置为控制面功能的网络节点。此类网络节点包括耦合至非瞬时性机器可读存储器的处理器，用于出于以下目的配置网络节点：配置用户面实体，以使用接收的隧道报头中的流量区分信息来对数据包进行路由，而不分析所述数据包。

应当理解的是，虽然已经给出涉及特定方法的示例，但是本发明的各方面涉及用于执行这些方法的装置和系统。本发明的其它方面涉及在用于实现本文所述和要求保护的方法的装置中实现的网络功能。

例如，本发明的一方面提供了一种网络节点，包括：处理器；存储机器可执行指令的非瞬时性机器可读存储器，所述机器可执行指令在由所述处理器执行时，实现本文所述的第一UP路径的第一用户面实体(user plane entity，UPE)。此类指令配置所述第一UPE以实现管理用户面路径的方法。所述方法包括：第一用户面(user plane，UP)路径的第一用户面实体(user plane entity，UPE)从第二UP路径的第二UPE接收指示释放与用户设备(userequipment，UE)相关联的资源的消息，所述消息包括以下各项中的一个或多个：与所述UE相关联的协议数据单元(protocol data unit，PDU)会话的标识(identifier，ID)；所述第二UP路径的第三UPE的ID。所述方法还包括：所述第一UPE向所述第一UP路径的第四UPE发送UP消息，用于触发所述第四UPE将指向所述第一UPE的流量转发至所述第三UPE，所述UP消息包括所述第三UPE的所述ID。

应当注意的是，在一些情况下，可以从连接管理器而非所述第二UPE接收所述消息。相应地，另一方面提供了用于实现UPE的指令，所述UPE被配置为实现管理用户面路径的方法，所述方法包括：第一用户面(user plane，UP)路径的第一用户面实体(user planeentity，UPE)从连接管理器接收指示释放与用户设备(user equipment，UE)相关联的资源的消息，所述消息包括以下各项中的一个或多个：与所述UE相关联的协议数据单元(protocol data unit，PDU)会话的标识(identifier，ID)；第二UP路径的第三UPE的ID。所述方法还包括：所述第一UPE向所述第一UP路径的第四UPE发送UP消息，用于触发所述第四UPE将指向所述第一UPE的流量转发至所述第三UPE，所述UP消息包括所述第三UPE的所述ID。

又如，本发明的一方面提供了一种网络节点，包括：处理器；存储机器可执行指令的非瞬时性机器可读存储器，所述机器可执行指令在由所述处理器执行时，实现本文所述的第一UP路径的第一用户面实体(user plane entity，UPE)。此类指令配置所述第一UPE以实现管理用户面路径的方法，即用户面实体(user plane entity，UPE)进行路由的方法。所述方法包括：使用共享用户面(user plane，UP)隧道接收数据包，所述数据包包括在隧道化数据包中；选择包括在所述隧道报头中的基于用户面连接的流量区分信息(trafficdifferentiation information，TDI)，所述TDI使用所述共享UP隧道区分所述数据包与其它流量。所述方法还包括：根据所述用户面连接对所述数据包进行路由。

本发明的另一方面提供了一种用于管理用户面路径的系统。此类系统包括本文所述的各种控制面和用户面实体。如本文所述，每个此类实体可以在一个或多个网络节点中实例化。仅作为一个示例，此类系统可以包括用于执行本文所述的方法的多个用户面实体。作为另一示例，此类系统可以包括与一个或多个控制面实体协作、用于执行本文所述的方法的多个用户面实体。

应当理解的是，尽管为了说明的目的在此描述了该技术的具体实施例，但是可以在不脱离该技术范围的情况下进行各种修改。因此，说明书和附图仅被视为所附权利要求书限定的对本发明的说明，并且预期覆盖落入本发明的范围内的任何和所有修改、变化、组合或等同物。具体地，在该技术的范围内，提供一种计算机程序产品或程序元件，或一种程序存储设备或存储器设备(例如，磁导线或光导线、磁带或磁盘等)，用于存储机器可读信号，根据该技术的方法控制计算机的操作，和/或根据该技术的系统构造其部分或全部组件。

与本文中所描述的方法相关联的动作可以实现为单个计算机程序产品中的编码指令。换言之，所述计算机程序产品是一种计算机可读介质，当所述计算机程序产品加载到存储器中并在所述无线通信设备的微处理器上执行时，在所述计算机可读介质上记录软件代码以执行所述方法。

与本文中所描述的方法相关联的动作可以实现为多个计算机程序产品中的编码指令。例如，所述方法的第一部分可以通过一个计算设备执行，所述方法的第二部分可以通过其它计算设备、服务器等执行。在这种情况下，每个计算机程序产品是一种计算机可读介质，当所述计算机程序产品加载到存储器中并在计算设备的微处理器上执行时，在所述计算机可读介质上记录软件代码以执行所述方法的适当部分。

进一步地，可以在个人计算机、服务器、PDA等任何计算设备上，并且根据从C++、Java等任何编程语言生成的一个或多个程序单元、模块或对象或所述一个或多个程序单元、模块或对象的一部分来执行所述方法的每个步骤。此外，可以由专用硬件或为此目的设计的电路模块来执行每个步骤或实现每个所述步骤的文件或对象等。

上面结合本发明的方面描述了实施例，这些实施例可以基于这些方面实现。本领域技术人员将理解，实施例可以结合描述这些实施例的方面来实现，但也可以与该方面的其它实施例一起实现。当实施例相互排斥或彼此不兼容时，本领域技术人员将是显而易见的。一些实施例可以结合一个方面进行描述，但也可以适用于其它方面，这对本领域技术人员来说是显而易见的。

尽管已经参考本发明的特定特征和实施例描述了本发明，但是明显可以在不脱离本发明的情况下制定本发明的各种修改和组合。因此，说明书和附图仅被视为所附权利要求书限定的对本发明的说明，并且预期覆盖落入本发明的范围内的任何和所有修改、变化、组合或等同物。

显而易见的是，本发明的上述实施例是示例，并且可以多种方式变化。此类现有或未来变化不应被视为脱离本发明的精神和范围，并且对于本领域技术人员来说显而易见的是，所有此类修改都旨在包含在所附权利要求书的范围内。

Claims (24)

1.一种管理用户面路径的方法，所述方法包括：

第一用户面UP路径的第一用户面实体UPE从第二UP路径的第二UPE接收指示释放与用户设备UE相关联的资源的消息，所述消息包括以下各项中的一个或多个：与所述UE相关联的协议数据单元PDU会话的标识ID；所述第二UP路径的第三UPE的ID；

所述第一UPE向所述第一UP路径的第四UPE发送UP消息，用于触发所述第四UPE将指向所述第一UPE的流量转发至所述第三UPE，所述UP消息包括所述第三UPE的所述ID。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述UP消息还包括与所述第三UPE相关联的数据网络名称DNN；

所述第四UPE使用所述第四UPE与所述第三UPE之间的预配置隧道向所述第三UPE发送所述流量包括：根据所述DNN，识别所述预配置隧道。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述UP消息还包括标识所述流量的信息。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，

所述UP消息作为隧道化数据包的一部分发送，所述UP消息在所述隧道化数据包的隧道报头中指示；

向所述第一UP路径的第四UPE发送UP消息包括：包含数据包作为所述隧道化数据包的有效负荷。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，所述方法还包括：

所述第一UPE从所述第四UPE接收指示所述第四UPE将不再向所述第一UPE发送所述流量的第一响应；

所述第一UPE向所述第二UPE发送指示所述第一UPE将不再向所述第二UPE发送所述流量的第二响应。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，所述方法还包括：

所述第二UPE使用所述第二UPE与所述第三UPE之间的第一预配置隧道向所述第三UPE发送指示隧道绑定触发的UP消息；

所述第三UPE将第二预配置隧道绑定至所述UP消息中标识的流量；

所述第三UPE使用所述第二预配置隧道向所述第二UPE发送所述流量。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一预配置隧道和所述第二预配置隧道相同或不同。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，

所述第三UPE是中间用户面功能UPF，所述第四UPE是所述第二UP路径的锚点UPF，所述方法还包括：

所述第三UPE使用预配置隧道向所述第四UPE发送指示隧道绑定触发的UP消息；

所述第四UPE将所述预配置隧道绑定至所述UP消息中标识的流量；

所述第四UPE使用所述预配置隧道向所述第三UPE发送所述流量。

9.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述第三UPE是所述第二UP路径的中间UPF，所述第四UPE是所述第一UP路径的中间UPF；所述方法还包括：

所述第三UPE使用预配置隧道向锚点UPF发送指示隧道绑定触发的UP消息；

所述锚点UPF将所述预配置隧道绑定至所述UP消息中标识的流量；

所述锚点UPF向所述第四UPE发送指示所述锚点UPF将不再向所述第四UPE发送下行DL数据的第一结束标记消息；

所述第四UPE向所述第三UPE发送指示所述第四UPE将不再向所述第三UPE发送DL数据的第二结束标记消息；

所述锚点UPF UPE使用所述预配置隧道向所述第三UPE发送所述流量。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述预配置隧道是共享用户面(user plane，UP)隧道，所述方法还包括：

所述第三UPE使用所述预配置隧道从所述第四UPE接收数据包，所述数据包包括在隧道化数据包中；

所述第三UPE根据所述隧道化数据包的隧道报头选择用户面连接；

根据所述用户面连接对所述数据包进行路由。

11.一种用户面实体UPE进行路由的方法，所述方法包括：

使用共享用户面UP隧道接收数据包，所述数据包包括在隧道化数据包中；

选择包括在所述隧道报头中的基于用户面连接的流量区分信息TDI，所述TDI使用所述共享UP隧道区分所述数据包与其它流量；

根据所述用户面连接对所述数据包进行路由。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述TDI包括以下各项中的一个或多个：与所述数据包相关联的PDU会话的标识ID；目标信息，指示所述数据包的目标；UP路径的ID，指示所述数据包路由的所述UP路径。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述UPE是无线接入网RAN节点，所述用户面连接是数据无线承载和N3连接隧道中的一个。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，根据所述用户面连接对所述数据包进行路由包括生成具有隧道报头和有效负荷的出站隧道数据包，所述隧道报头包括对应的TDI，所述有效负荷包括所述数据包。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中，所述隧道报头包括指示是否需要进行流量区分的指示符。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其中，所述隧道化数据包是GTP数据包。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，所述方法还包括：

所述UPE通过网络功能接收用于选择所述用户面连接的数据包处理规则。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述UPE是无线接入网RAN节点，所述数据包处理规则包括以下各项中的一个或多个：隧道端点标识TEID；流量区分信息TDI；服务质量QoS流信息。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述数据包是下行DL数据包，所述方法还包括：

根据所述数据包处理规则分配一个或多个数据无线承载DRB；

其中根据所述隧道化数据包的隧道报头选择用户面连接包括：根据所述数据包处理规则和所述隧道报头从所述一个或多个DRB中选择DRB。

20.根据权利要求17所述的方法，其中，

所述UPE是用户面功能UPF，所述数据包处理规则包括以下各项中的一个或多个：流量区分信息TDI，用于检测流量；流量区分指示符，指示在对数据包进行路由时是否包括所述TDI；

所述数据包处理规则作为数据包检测规则PDR和转发动作规则FAR的一部分发送，其中，所述PDR包括所述TDI，所述FAR包括所述流量区分指示符；

所述数据包处理规则包括流量检测信息，所述流量检测信息包括以下各项中的一个或多个：数据包过滤器；数据包流描述；

根据所述隧道化数据包的隧道报头选择用户面连接包括：根据所述流量检测信息和所述数据包处理规则选择所述用户面连接。

21.一种装置，所述装置包括处理器，所述处理器与存储器耦合并且用于执行根据权利要求1至20中任一项所述的方法。

22.一种装置，所述装置包括一个或多个单元，所述一个或多个单元用于执行根据权利要求1至20中任一项所述的方法的一个或多个动作。

23.一种系统，所述系统包括根据权利要求21所述的装置。

24.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质用于存储指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行根据权利要求1至20中任一项所述的方法。

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