CN115426268A - 在无线通信系统中基于应用类别的网络切片选择 - Google Patents

在无线通信系统中基于应用类别的网络切片选择 Download PDF

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Abstract

本发明涉及在无线通信系统中基于应用类别的网络切片选择。公开了一种用于基于应用类别来支持网络切片的设备、方法和系统。一种UE设备包括：处理器，所述处理器接收要经由移动通信网络传输的数据包，识别与所述数据包相关联的应用类别，并且请求与所识别到的应用类别相对应的网络连接。请求与所识别到的应用类别相对应的网络连接可以包括：传送指示所识别到的应用类别的连接建立消息。识别与所述数据包相关联的所述应用类别包括：向所述数据包应用类别选择策略，所述类别选择策略包括用于基于数据包特性来选择应用类别的一个或者多个规则。在各种实施例中，所述设备包括收发器，所述收发器与支持多个应用类别的所述移动通信网络通信。

Description

在无线通信系统中基于应用类别的网络切片选择
本申请是于2018年7月5日进入中国国家阶段的、PCT申请号为PCT/US2017/019088、国际申请日为2017年2月23日、中国申请号为201780005823.5的中国发明专利申请“在无线通信系统中基于应用类别的网络切片选择”的分案申请。
技术领域
本文公开的主题大体上涉及一种无线通信，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
在此定义了以下缩写，这些缩写中的至少一些缩写在下面的描述中被提及。
3GPP 第三代合作伙伴计划
ANDSF 接入网络发现和选择功能
AP 接入点
APN 接入点名称
AS 接入层
CIoT 蜂窝物联网
DCN 专用核心网络
DL 下行链路
eNB 演进节点B
EPC 演进分组核心网
ETSI 欧洲电信标准协会
H-PLMN 家庭公共陆地移动网络
HSS 家庭用户服务器
IMS IP 多媒体子系统
IP 互联网协议
IoT 物联网
ISP 互联网服务提供商
LAN 局域网
LTE 长期演进
MBB 移动宽带
MME 移动性管理实体
MMS 多媒体消息传送服务
MTC 机器型通信
NAS 非接入层
NFV 网络功能虚拟化
OFDM 正交频分复用
PDCP 分组数据汇聚协议
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
RCS 富通信服务
RRC 无线电资源控制
SC-FDMA 单载波频分多址
SGW 服务网关
SUPL 安全用户平面位置
TCP 传输控制协议
UE 用户实体/设备(移动终端)
UL 上行链路
WAN 广域网
WiMAX 全球微波接入互操作性
WLAN 无线局域网
在无线通信网络中，期望下一代无线网络(例如，第五代或者“5G”网络)以支持不同的网络切片。能够将每个网络切片视为被优化为支持特定应用类别的性能要求的独立网络分区。例如，无线通信网络能够包含针对移动宽带服务优化的网络切片(以高数据速率和中等延迟为特征)、针对自主驾驶优化的网络切片(以低延迟和高可靠性为特征)、针对大量物联网(“IoT”)或者机器型通信(“MTC”)优化的网络切片(以低移动性和低数据速率为特征)等。注意的是，所有网络切片都被部署在相同的公共陆地移动网络(“PLMN”)内。
能够利用不同的网络切片来支持不同的应用类别，每个网络切片被优化以支持其对应的应用类别。能够将一个切片设计为支持“增强型移动宽带”应用类别，能够将第二切片设计为支持“超可靠和低延迟通信”应用类别，并且能够将第三切片设计为支持“大量机器型通信”应用类别。能够在相同的PLMN内多次部署特定类型的网络切片(即，具有多个实例)。例如，网络运营商能够部署多个IoT/MTC切片实例以支持多个IoT客户，诸如，公用事业公司、汽车公司等。
期望的是，将会经由网络功能虚拟化(“NFV”)过程来创建并且管理网络切片。在典型的场景中，网络运营商限定不同的虚拟网络模板，每一个虚拟网络模板指定计算、存储和/或网络资源及其配置的集合。这种模板本质上是网络切片的表示。当运营商想要创建新的切片时，运营商指示NFV平台基于给定模板来构造新的虚拟网络。模板还可以包含用于自动缩放切片的资源的规则，以便在时域中有效地处理工作负载变化。
为了支持若干5G应用类别，相同的移动装置(例如，用户设备(“UE”))将有必要连接至多个网络切片。没有现有的解决方案使UE能够(基于一些标准)选择期望的网络切片并且附接至选择的网络切片。
发明内容
公开了用于支持网络切片的设备。方法和系统还执行设备的功能。在一个实施例中，该设备包括：收发器，该收发器与支持多个应用类别的移动通信网络通信；以及处理器，该处理器配置为：接收要经由移动通信网络传输的数据包；识别与数据包相关联的应用类别；并且经由收发器，请求与识别到的应用类别相对应的网络连接。在某些实施例中，应用类别选自由以下应用组成的组：关键任务应用、不频繁的消息传送应用和通用应用。
在一个实施例中，请求与识别到的应用类别相对应的网络连接包括：传输指示识别到的应用类别的连接建立消息。在又一实施例中，传输指示识别到的应用类别的连接建立消息可以包括：传输包含与识别到的应用类别相对应的应用类别参数的无线电资源控制(“RRC”)消息。在某个实施例中，传输RRC消息包括：基于与数据包相关联的应用类别确定是否需要RRC连接；响应于确定需要RRC连接，向移动通信网络传输RRC连接建立消息，该RRC连接建立消息包括应用类别参数。在一个实施例中，响应于确定不需要RRC连接，该设备向移动通信网络传输包括应用类别参数的非建立RRC消息。
在一些实施例中，该设备包括存储装置，该存储装置存储类别选择策略。在这种实施例中，处理器可以经由存储装置来访问类别选择策略。在各个实施例中，识别与数据包相关联的应用类别包括：向数据包应用类别选择策略，该类别选择策略包括用于基于数据包特性来选择应用类别的一个或者多个规则。在某些实施例中，类别选择策略由移动电信网络的接入网络发现和选择功能(“ANDSF”)提供。
在一个实施例中，接收数据包包括：接收包括应用类别参数的网络连接请求。在这种实施例中，识别与数据包相关联的应用类别可以包括：针对应用类别参数对网络连接请求进行解析。在又一实施例中，处理器可以配置为针对特定于网络连接请求的覆盖应用类别参数的规则来搜索类别选择策略，该类别选择策略包含用于将网络连接请求与应用类别相关联的一个或者多个规则。在这种实施例中，识别与数据包相关联的应用类别进一步包括：响应于类别选择策略包含特定于网络连接请求的覆盖应用类别参数的规则，在类别选择策略中识别覆盖应用类别，以及其中，处理器进一步配置为：响应于类别选择策略包括网络连接请求的特定于覆盖应用类别参数的规则，来请求与覆盖应用类别相对应的网络连接。
在一些实施例中，该设备包括用户设备(“UE”)，并且与识别到的应用类别相对应的网络连接包括至支持识别到的应用类别的网络切片的连接。在又一实施例中，UE可以被配置为同时支持多个网络连接，每个网络连接是至移动通信网络的不同网络切片。
在某些实施例中，处理器进一步配置为确定在设备与移动通信网络之间是否存在与识别到的应用类别相对应的网络连接。在这种实施例中，响应于在设备与移动通信网络之间不存在与识别到的应用类别相对应的网络连接，处理器可以经由收发器，为识别到的应用类别建立与移动通信网络的新网络连接。
在一个实施例中，一种用于支持网络切片的方法包括：接收要经由支持多个应用类别的移动通信网络传输的数据包；利用处理器识别与数据包相关联的应用类别；以及利用收发器请求与识别到的应用类别相对应的网络连接。在各个实施例中，可以从由以下应用组成的组中选择应用类别：关键任务应用、不频繁的消息传送应用和通用应用。
在一个实施例中，请求与识别到的应用类别相对应的网络连接包括：传输指示识别到的应用类别的连接建立消息。在又一实施例中，传输指示识别到的应用类别的连接建立消息可以包括：传输包含与识别到的应用类别相对应的应用类别参数的无线电资源控制(“RRC”)消息。在某些实施例中，传输RRC消息包括：基于与数据包相关联的应用类别来确定是否需要RRC连接；以及响应于确定需要RRC连接，向移动通信网络传输RRC连接建立消息，该RRC连接建立消息包括应用类别参数。在一个实施例中，该方法包括：响应于确定不需要RRC连接，向移动通信网络传输包括应用类别参数的非建立RRC消息，该非建立RRC消息包括应用类别参数。
在一些实施例中，识别与数据包相关联的应用类别包括：向数据包应用类别选择策略，该类别选择策略包括用于基于数据包特性来选择应用类别的一个或者多个规则。在某些实施例中，类别选择策略由移动电信网络的接入网络发现和选择功能(“ANDSF”)提供。在一个实施例中，接收数据包包括：接收包含应用类别参数的网络连接请求。在这种实施例中，识别与数据包相关联的应用类别可以包括：针对应用类别参数对网络连接请求进行解析。
在又一实施例中，该方法包括：针对特定于覆盖应用类别参数的网络连接请求的规则搜索类别选择策略，该类别选择策略包含用于将网络连接请求与应用类别相关联的一个或者多个规则。在这种实施例中，识别与数据包相关联的应用类别进一步包括：响应于包含特定于覆盖应用类别参数的网络连接请求的规则的类别选择策略，在类别选择策略中识别覆盖应用类别，以及其中，请求与识别到的应用类别对应的网络连接包括：响应包含于特定于覆盖应用类别参数的网络连接请求的规则的类别选择策略，请求与覆盖应用类别相对应的网络连接。
在一些实施例中，与识别到的应用类别相对应的网络连接包括至支持识别到的应用类别的网络切片的连接。在又一实施例中，请求与识别到的应用类别相对应的网络连接包括：在多个网络连接上同时进行传送，每个网络连接是至移动通信网络的不同网络切片。
在某些实施例中，该方法包括：确定在设备与移动通信网络之间是否存在与识别到的应用类别对应的网络连接。在这种实施例中，该方法可以包括：响应于在设备与移动通信网络之间不存在与识别到的应用类别相对应的网络连接，为识别到的应用类别建立与移动通信网络的新网络连接。
附图说明
将通过参照在附图中图示的特定实施例来呈现对上面简要描述的实施例的更具体的描述。应当理解，这些附图仅描绘了一些实施例，并且因此，不被认为是范围的限制，将会通过使用附图利用附加的特征和细节来描述和解释实施例，在这些附图中：
图1是图示了用于支持网络切片的无线通信系统的一个实施例的示意性框图；
图2是图示了可以用于支持网络切片的设备的一个实施例的示意性框图；
图3是图示了可以用于支持网络切片的设备的另一实施例的示意性框图；
图4图示了用于支持网络切片的网络附接过程的一个实施例；
图5图示了用于支持网络切片的网络附接过程的另一实施例；
图6图示了用于支持网络切片的网络附接过程的又一实施例；
图7是图示了支持网络切片的协议栈的一个实施例的示意性框图；以及
图8是图示了支持网络切片的方法的另一实施例的示意性流程图。
具体实施方式
如本领域的技术人员要了解的是，实施例的各个方面可以被实施为系统、设备、方法、或者程序产品。因此，实施例可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或者组合本文中都可以一般地称为“电路”、“模块”、或者“系统”的软件和硬件方面的实施例的形式。此外，实施例可以采取在存储机器可读代码、计算机可读代码和/或程序代码(以下称为代码)的一个或者多个计算机可读存储装置中实施的程序产品的形式。存储装置可以是有形存储装置、非暂时性存储装置和/或非传输存储装置。存储装置可以不体现信号。在某些实施例中，存储装置仅采用用于接入代码的信号。
可以将本说明书中描述的功能单元中的某些功能单元标记为模块，以便更特别地强调其实现方式独立性。例如，可以将模块实现为包括定制的超大规模集成(“VLSI”)电路或者门阵列、现成半导体(诸如，逻辑芯片、晶体管、或者其它分立组件)的硬件电路。还可以将模块实现在可编程硬件装置中，诸如，现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑装置等。
还可以将模块实现在代码和/或软件中以便由各种类型的处理器执行。代码的识别的模块可以例如，包括可执行代码的一个或者多个物理块或者逻辑块，该可执行代码可以例如，被组织为对象、过程、或者功能。然而，识别的模块的可执行文件不需要在物理上位于一起，而是可以包括在不同位置中存储的不同指令，这些指令在逻辑上连接在一起时包括模块并且实现模块的所述目的。
实际上，代码模块可以是单个指令或者许多指令，并且甚至可以在若干不同的代码段上，在不同的程序之间，以及跨若干存储器装置进行分布。同样，本文中可以在模块内识别和图示操作数据，并且可以按照任何合适的形式来实施操作数据并且可以将操作数据组织在任何合适类型的数据结构内。可以将操作数据作为单个数据集进行采集，或者可以将操作数据分布在包括不同计算机可读存储装置的不同位置上。在软件中实现模块或者模块的部分的情况下，软件部分被存储在一个或者多个计算机可读存储装置上。
可以利用一个或者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。该计算机可读存储介质可以是存储代码的存储装置。该存储装置可以是，例如但不限于：电子存储装置、磁存储装置、光学存储装置、电磁存储装置、红外存储装置、全息存储装置、微机械存储装置、或者半导体系统、设备、或者装置、或者前述内容的任何合适的组合。
存储装置的更具体的示例(非全面的列表)将会包括以下内容：具有一根或者多根线的电连接、便携式计算机软磁盘、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”或者闪速存储器)、便携式光盘只读存储器(“CD-ROM”)、光学存储装置、磁存储装置、或者前述内容的任何合适的组合。在本文的上下文中，计算机可读存储介质可以是能够包含或者存储由指令执行系统、设备、或者装置使用或者与其结合使用的程序的任何有形介质。
用于实施针对实施例的操作的代码可以是任何数量的线路，并且可以用一种或者多种编程语言的任何组合来编写用于实施针对实施例的操作的代码，所述一种或者多种编程语言包括：面向对象的编程语言(诸如，Python、Ruby、Java、Smalltalk、C++等)和常规过程编程语言(诸如，“C”编程语言等)和/或机器语言(诸如，汇编语言)。代码可以完全地在用户的计算机上执行、部分地在用户的计算机上执行、作为独立的软件包执行、部分在用户的计算机上和部分在远程计算机上执行、或者完全地在远程计算机或者服务器上执行。在后一种场景中，可以通过任何类型的网络(包括局域网(“LAN”)或者广域网(“WAN”))来将远程计算机连接至用户的计算机，或者可以连接至外部计算机(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网(“ISP”))。
贯穿本说明书，对“一个实施例”、“实施例”或者类似语言的提及意旨将在与该实施例接合而描述的特定特征、结构、或者特性包括在至少一个实施例中。因此，除非另有明确指定，则贯穿本说明书，出现短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、以及类似的语言可以但不一定都指代相同的实施例，而是意旨“一个或者多个而不是全部实施例”。除非另有明确指定，术语“包括(including)”、“包含(comprising)”、“具有”和其变化是指“包括但不限于”。除非另有明确指定，列举的项的清单不暗示这些项中的任何或者全部项是相互排斥的。除非另有明确指定，术语“一”、“一个”和“该”还指的是“一个或者多个”。
此外，可以按照任何合适的方式来组合实施例的描述的特征、结构、或者特性。在下面的描述中，提供了大量具体细节(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)，以提供对实施例的透彻理解。然而，本领域的技术人员将会认识到的是，可以在没有这些具体细节中的一个或者多个细节的情况下或者利用其它方法、组件、材料等来实践实施例。在其它实例中，未示出或者详细描述众所周知的结构、材料、或者操作以避免模糊实施例的方面。
下面参照根据实施例的方法、设备、系统和程序产品的示意性流程图和/或示意性框图描述实施例的各个方面。将会理解的是，示意性流程图和/或示意性框图中的每个框以及在示意性流程图和/或示意性框图中的框的组合能够由代码来实现。可以将这些代码提供至通用计算机、专用计算机、或者其它可编程数据处理设备以产生机器的处理器，使得在经由计算机或者其它可编程数据处理设备的处理器执行的该指令创建用于实现在示意性流程图和/或一个或者多个示意性框图框中指定的功能/动作的装置。
还可以将代码存储在能够引导计算机、其它可编程数据处理设备、或者其它装置以按照特定方式运行的存储装置中，使得在存储装置中存储的指令产生包括实现在示意性流程图和/或一个或者多个示意性框图框中指定的功能/动作的指令的制品。
还可以将代码加载到计算机、其它可编程数据处理设备、或者其它装置上，以使在计算机、其它可编程设备或者其它装置上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，使得在计算机或者其它可编程设备上执行的代码提供用于实现在流程图和/或一个或者多个框图框中指定的功能/动作的过程。
附图中的示意性流程图和/或示意性框图图示了根据各个实施例的设备、系统、方法和程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。在这点上，示意性流程图和/或示意性框图中的每个框可以表示代码的模块、代码的段、或者代码的部分，其包括用于实现(一个或者多个)指定逻辑功能的代码的一个或者多个可执行指令。
还应当注意的是，在一些可替代实现方式中，在框中提到的功能可以不按照附图中提到的顺序发生。例如，实际上可以基本上同时执行连续示出的两个框，或者有时可以按照相反的顺序来执行各个框，这取决于所涉及的功能。可以设想其它步骤和方法在功能、逻辑、或者效果上等效于所图示的附图中的一个或者多个框或者其部分。
虽然可以在流程图和/或框图中采用各种箭头类型和线类型，但是它们被理解为不限制相对应的实施例的范围。实际上，能够使用一些箭头或者其它连接器来仅指示描绘的实施例的逻辑流程。例如，箭头可以指示在描绘的实施例的列举出的步骤之间的未指定持续时间的等待或者监测周期。还要注意的是，框图和/或流程图中的每个框以及在框图和/或流程图中的框的组合能够由执行指定的功能或者动作的基于专用硬件的系统或者专用硬件和代码的组合来实现。
对每个附图中的元件的描述可以参照正在进行描述的附图中的元件。相似的编号在所有附图中表示相似的元件，包括相似元件的替代实施例。
为了同时支持若干5G应用类别，将用户设备(“UE”)被配置为同时连接至多个网络切片。针对特定应用类别优化每个网络切片。为了优化在该应用类别中的通信性能并且还潜在地降低UE的电池消耗，UE能够将一种类型的业务(traffic)引导至专用于该应用类别的网络切片并且将所有其它业务引导至被优化为支持一般移动宽带(“MBB”)业务的另一网络切片。例如，车辆中的UE可以表现为IoT网关和智能电话二者。UE可以具有从车辆的电子系统检索数据并且将这些数据报告给云服务器用于进行分析和诊断的应用，并且UE还可以具有使能够典型的智能电话体验的应用(拨号服务、网页浏览等)。为了优化通信性能并且还潜在地降低UE的电池消耗，UE能够将IoT业务引导至IoT网络切片并且将所有其它业务引导至被优化为支持智能电话应用的MBB网络切片。
通过使UE能够连接至迎合不同应用类别的不同网络切片，UE供应商能够生产还能够在IoT应用类别中使用的装置，并且因此，将会增加装置的价值并且将按照优化网络性能并且降低UE电池消耗的方式来为最终用户带来更多体验。进一步地，可以通过允许UE选择性地连接至适当的网络切片来增加通信性能和增加电池寿命。为了使UE能够选择性地连接至适当的网络切片(以及根据需要同时与多个网络切片连接)，UE必须能够(a)选择期望的网络切片(基于某些标准)和(b)附接至所选择的网络切片。本公开指定这种UE。
网络切片的概念与3GPP Rel-13规范中支持的专用核心网络(“DCN”)的概念类似。Rel-13 3GPP网络可以支持多个核心网络，每一个核心网络专用于特定用例。例如，第一DCN可以服务智能电话和平板，而第二DCN和第三DCN可以分别服务报告电消耗和水消耗的智能流量计。基于订阅信息将每个UE静态地分配给DCN。因此，当UE附接至PLMN时，基于从HSS检索到的订阅信息来选择服务MME，并且因此，选择服务DCN。
所有专用核心网络具有相同的功能元件(MME、SGW、PGW等)，并且它们应用相同的控制和用户平面过程(例如，相同的RRC和S1信令过程)。相反，不同的网络切片可以具有完全不同的网络架构并且使用不同的过程。例如，用于IoT的网络切片可以使用来自用于MBB的网络切片的很多不同的RRC过程。而且，用于IoT的网络切片可以使用来自用于MBB的网络切片的完全不同的无线电技术(例如，窄带IoT与LTE-高级)。因此，网络切片与专用核心网络之间的关键区别在于：不同的网络切片能够基于不同的架构和过程，而不同的专用核心网络都基于相同的架构和过程。
图1描绘了用于支持网络切片的无线通信系统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102、基本单元104和无线通信链路106。即使在图1中描绘了特定数量的远程单元102、基本单元104和无线通信链路106，但是本领域的技术人员将会认识到的是，可以将任何数量的远程单元102、基本单元104和无线通信链路106包括在无线通信系统100中。
基本单元104形成无线电接入网络(“RAN”)108。RAN 108通信地耦合至诸如5G分组核心网的分组核心网，或者在LTE规范中指定的演进分组核心网(“EPC”)110。虽然图1示出了EPC，但是本公开不旨在限于任何特定无线通信系统架构或者协议的实现方式。因此，在非LTE实现方式中，RAN 108可以耦合至不同类型的分组核心网络，诸如耦合至“5G”分组核心网络。EPC 110属于单个公共陆地移动网络(“PLMN”)并且包括多个网络切片112。即使在图1中描绘了特定数量的网络切片112，但是本领域的技术人员将会认识到的是，可以将任何数量的网络切片112包括在EPC 110中。可以针对特定应用类别优化每个网络切片112。例如，可以针对移动宽带服务(高数据速率、中等延迟)来优化第一网络切片112，可以针对自主驾驶(低延迟、高可靠性)来优化第二网络切片112，以及可以针对大量IoT/MTC(低移动性、低数据速率)来优化第二网络切片112。由网络切片112提供的每种优化服务可以与应用类别相对应。进一步地，可以针对相同的应用类别来优化两个或者更多个网络切片112(例如，EPC 110可以包括针对特定应用类别优化的网络切片112的多个实例)。
在一个实施例中，远程单元102能够包括计算装置，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，连接至互联网的电视机)、机顶盒、游戏机、安全系统(包括安全摄像头)、车载计算机、网络装置(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102包括可穿戴装置，诸如，智能手表、健身带、光学头戴式显示器等。此外，可以将远程单元102称为订户单元、移动装置、移动站、用户、终端、移动终端、固定终端、订户站、UE、用户终端、装置，或者通过本领域中使用的其它术语学来提及。远程单元102可以经由上行(“UL”)通信信号来直接这些基站单元104中的与一个或者多个通信。此外，可以通过无线通信链路106来携带UL通信信号。
基本单元104可以被分布在地理区域上。在某些实施例中，还可以将基本单元104称为接入点、接入终端、基本装置、基站、节点B、eNB、家庭节点B、中继节点、装置，或者通过本领域中使用的任何其它术语学来提及。基本单元104通常是包括可通信地耦合至一个或者多个相对应基本单元104的一个或者多个控制器的无线电接入网络(108)的部分。无线电接入网络108通常可通信地耦合至一个或者多个核心网络(诸如，EPC 110)，该一个或者多个核心网络(诸如，EPC110)可以耦合至其它网络，如同互联网和公共交换电话网络、以及其它网络。未图示无线电接入网络和核心网络的这些和其它元件，但是这些和其它元件通常为本领域的普通技术人员所熟知。例如，一个或者多个基本单元104可以可通信地耦合至移动性管理实体(“MME”)、服务网关(“SGW”)和/或分组数据网络网关(“PGW”)。
在一种实现方式中，无线通信系统100符合3GPP协议的长期演进(“LTE”)，其中，基本单元104通过使用正交频分复用(“OFDM”)调制方案来在DL上进行传输，并且远程单元102使用单载波频分多址(“SC-FDMA”)方案来在UL上进行传输。然而，更一般地，无线通信系统100可以实现一些其它开放或者专有通信协议，例如，WiMAX、以及其它协议。本公开不旨在限于任何特定无线通信系统架构或者协议的实现方式。
基本单元104可以经由无线通信链路来在服务区域(例如，小区或者小区扇区)内服务若干远程单元102。基本单元104可以经由通信信号来直接与远程单元102中的一个或者多个通信。
基本单元104在时域、频域和/或空间域中传输下行链路(“DL”)通信信号以服务远程单元102。此外，可以通过无线通信链路106来携带DL通信信号。无线通信链路106可以是授权的或者未授权的无线电频谱中的任何合适的载波。无线通信链路106可以与远程单元102中的一个或者多个和/或基本单元104的一个或者多个通信。
在一个实施例中，设备(例如，UE、远程单元102)可以确定与数据包相关联的应用类别，并且请求至与识别到的应用类别相对应的网络切片112的网络连接。在这种实施例中，可以使用类别选择策略来识别哪个应用类别与数据包相关联。类别选择策略可以包括用于基于数据包的特性来选择应用类别的一个或者多个规则。然后，设备可以通过针对应用类别优化的网络切片112来传送相同应用类别的数据包和任何后续数据包。进一步地，设备可以通过相同网络切片112来接收一个或者多个返回的数据包，该返回的包是对所传输的数据包的响应。因此，通过选择并且传送针对与数据包相关联的应用类别优化的网络切片112，设备优化了在该应用类别中的通信性能并且潜在地降低了UE的电池消耗。
图2描绘了可以用于支持网络切片的设备200的一个实施例。设备200包括远程单元102的一个实施例。此外，远程单元102可以包括处理器202、存储器204、输入装置206、显示器208、收发器210。在一些实施例中，输入装置206和显示器208被组合成单个装置，诸如，触摸屏。在某个实施例中，远程单元102可以不包括任何输入装置206和/或显示器208。在各个实施例中，远程单元102可以包括处理器202、存储器204、收发器210中的一个或者多个，并且可以不包括输入装置206和/或显示器208。
在一个实施例中，处理器202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的控制器。例如，处理器202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”)、辅助处理单元、现场可编程门阵列(“FPGA”)、或者类似的可编程控制器。在一些实施例中，处理器202执行在存储器204中存储的指令以执行本文描述的方法和例程。处理器202通信地耦合至存储器204、输入装置206、显示器208和收发器210。在某些实施例中，处理器202可以识别与接收到的数据包(从在处理器202上执行的应用接收到的)相关联的应用类别，并且控制收发器210请求与识别到的应用类别相对应的网络连接。
在一个实施例中，存储器204是计算机可读存储介质。在一些实施例中，存储器204包括非易失性计算机存储介质。例如，存储器204可以包括RAM，该RAM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204包括非易失性计算机存储介质。例如，存储器204可以包括硬盘驱动器、闪速存储器、或者任何其它合适的非易失性计算机存储装置。在一些实施例中，存储器204包括易失性计算机存储介质和非易失性计算机存储介质两者。在一些实施例中，存储器204存储与类别选择策略有关的数据。在一些实施例中，存储器204还存储程序代码和相关数据，诸如，操作系统或者对远程单元102操作的其它控制器算法。
在一个实施例中，输入装置206可以包括任何已知的计算机输入装置，该计算机输入装置包括：触控面板、按钮、键盘、触控笔、麦克风等。在一些实施例中，输入装置206可以与显示器208集成，例如，作为触摸屏或者类似的触敏显示器。在一些实施例中，输入装置206包括触摸屏，使得可以使用在触摸屏上显示的虚拟键盘和/或通过在触摸屏上进行手写来输入文本。在一些实施例中，输入装置206包括两个或者更多个不同的装置，诸如，键盘和触控板。
在一个实施例中，显示器208可以包括任何已知的电子可控显示器或者显示装置。显示器208可以被设计为输出视觉信号、听觉信号和/或触觉信号。在一些实施例中，显示器208包括能够向用户输出视觉数据的电子显示器。例如，显示器208可以包括但不限于：能够向用户输出图像、文本等的LCD显示器、LED显示器、OLED显示器、投影仪、或者类似显示装置。作为另一非限制性示例，显示器208可以包括可穿戴显示器，诸如，智能手表、智能眼镜、抬头显示器等。进一步地，显示器208可以是智能电话、个人数字助理、电视机、台式计算机、笔记本(膝上型)计算机、个人计算机、车辆仪表板等的组件。
在某些实施例中，显示器208包括用于产生声音的一个或者多个扬声器。例如，显示器208可以产生可听警报或者通知(例如，嘟嘟声或者鸣响)。在一些实施例中，显示器208包括用于产生振动、运动、或者其它触觉反馈的一个或者多个触觉装置。在一些实施例中，显示器208的全部或者部分可以与输入装置206集成。例如，输入装置206和显示器208可以形成触摸屏或者类似的触敏显示器。在其它实施例中，显示器208可以位于输入装置206附近。
收发器210经由多个网络切片来与支持多个应用类别的移动通信网络通信，每个网络切片与特定应用类别相关联。收发器210包括用于向基本单元104提供UL通信信号的发射机212和用于从基本单元104接收DL通信信号的接收器214。在一个实施例中，收发器210用于请求与识别到的应用类别相对应的网络连接并且以其它方式与基本单元104通信。例如，发射机212可以通过传输包括与识别到的应用类别相对应的应用类别参数的无线电资源控制(“RRC”)连接建立消息(诸如，RRC连接建立完成消息)来请求与应用类别相关联的网络连接。
虽然仅图示了一个发射机212和一个接收器214，但是收发器210可以包括任何合适数量的发射机212和接收器214。发射机212和接收器214可以是任何合适类型的发射机和接收器。例如，在一些实施例中，收发器210包括用于在多个无线网络和/或无线电频带上进行传送的多个发射机212和接收器214对，每个发射机212和接收器214对被配置为在与其它发射机212和接收器214对不同的无线网络和/或无线电频带上进行传送。
图3描绘了可以用于支持网络切片的设备300的另一实施例。设备300包括基本单元104的一个实施例。此外，基本单元104可以包括处理器302、存储器304、输入装置306、显示器308、发射机310和网络接口312。如可以显而易见的是，处理器302、存储器304、输入装置306和显示器308可以分别基本上与远程单元102的处理器202、存储器204、输入装置206和显示器208类似。在某些实施例中，处理器302可以用于确定基本单元104是否应用用于在跨第一接入网络的第一路线上和跨第二接入网络的第二路线上路由数据业务的业务引导规则。
在一些实施例中，处理器302控制无线电收发器310向远程单元102传输DL信号。处理器302还可以控制无线电收发器310从远程单元102接收UL信号。例如，处理器302可以控制无线电收发器310接收RRC连接请求和传输RRC连接建立消息。处理器302可以进一步识别在接收到的RRC连接建立完成消息中包括的应用类别参数，并且基于该应用类别参数来选择网络切片112。处理器302然后可以例如，经由无线电收发器310和网络接口312来在远程单元102与网络切片112之间建立连接。
在一个实施例中，无线电收发器310被配置为与远程单元102无线通信。在某些实施例中，无线电收发器310包括用于向远程单元102传输DL通信信号的发射机和用于从远程单元102接收UL通信信号的接收器。例如，接收器可以接收RRC连接请求，并且发射机可以传输RRC连接建立消息。
无线电收发器310可以与多个远程单元102同时通信。例如，发射机可以传输由多个远程单元102接收到的DL通信信号。作为另一示例，接收器可以同时从多个远程单元102接收UL通信信号。无线电收发器310可以包括任何合适数量和任何合适类型的发射机和接收器。在基于接收到的应用类别参数来选择网络切片112之后，基本单元104可以经由无线电收发器310和网络接口312来将远程单元102桥接至选择的网络切片112。
在一个实施例中，网络接口312被配置为与EPC 110通信。在一个实施例中，网络接口312与EPC 110内的一个或者多个网络切片112建立网络连接。例如，处理器302可以控制网络接口312通过使用S1建立请求消息和S1建立响应消息来与网络切片112内的一个或者多个MME建立网络连接。在基于接收到的应用类别参数来选择网络切片112之后，网络接口312可以使用在远程单元102、基本单元104、以及EPC 110之间的已知信令消息来将远程单元102桥接至所选择的网络切片112。
图4图示了用于支持网络切片的网络附接过程400的一个实施例。在图示的示例中，图示了与UE 402和e节点B(eNode B)(eNB)416的通信。在某些实施例中，UE 402可以是远程单元102的一个实施例。在一些实施例中，eNB 416可以是基本单元104的一个实施例。此外，图示了在UE 402上运行的应用404与在UE 402上运行的操作系统(OS)406之间的通信。OS 406可以包括连接性管理器408和蜂窝调制解调器410。该蜂窝调制解调器410可以包括非接入层(“NAS”)层412和作为接入层的部分的无线电资源控制(“RRC”)层414。
如图所示，应用404可以请求OS 406建立具有某些特性的网络连接。为此，应用404可以向OS 406的连接性管理器408发送“请求网络连接”消息420。在一个实施例中，OS 406是ANDROIDTM操作系统，并且“请求网络连接”消息420与“requestNetwork()”API调用相对应。“请求网络连接”消息420指示应当可经由连接访问的服务的类型。
“请求网络连接”消息420包括指示将如何由应用404使用请求的网络连接的应用类别参数421。例如，如果连接将被用于访问通用型服务(诸如，网页浏览、电子邮件、视频/音频流等)，则应用类别参数421可以指示“ApplicationCategory＝General purpose”。在另一示例中，如果连接将被用于低延迟、关键任务通信(诸如，公共安全通信、自动驾驶等)，则应用类别参数421可以指示“ApplicationCategory＝Mission Critical”。在再一示例中，如果连接将被用于不频繁地发送数据(诸如，将传感器数据中继到云服务器)，则应用类别参数421可以指示“ApplicationCategory＝Infrequent Messaging”。
应用类别参数421帮助OS 406和/或eNB 416选择用于支持所请求的连接的适当网络切片。例如，如果应用指示“ApplicationCategory＝Infrequent Messaging”，则eNB 416可以经由被优化为支持IoT或者MTC业务的网络切片来建立所请求的连接。在某些实施例中，应用类别参数421可以与应用404相关联，使得由应用404进行的所有网络通信都与单个应用类别相关联。在其它实施例中，应用404可以在超过一个应用类别中具有网络通信。上面给出的应用类别参数421的具体值是示例性的，而非限制性的。在一些实施例中，应用类别参数421的格式和可接受值可以由网络运营商和/或网络标准主体(例如，3GPP或者其它电信关联)进行限定。
在一些实施例中，“请求网络连接”消息420还包括指示所请求的网络服务类型的“网络能力”参数。例如，“网络能力”参数可以请求IP多媒体子系统(“IMS”)服务、多媒体消息传送服务(“MMS”)服务、互联网服务、富通信服务(“RCS”)服务、安全用户平面位置(“SUPL”)服务等。在一些实施例中，“请求网络连接”消息420还包指示所请求的传输类型的“传输类型”参数。例如，“传输类型”参数可以请求经由蜂窝连接、WLAN连接(例如，
Figure BDA0003781862560000211
或者
Figure BDA0003781862560000212
连接)、以太网连接、虚拟专用网络(“VPN”)等的传输。
连接性管理器408接收“请求网络连接”消息420，并且确定应用404是否被允许利用所请求的应用类别参数421。在一些实施例中，用户必须允许应用404利用特定应用类别。例如，用户可以在安装应用404期间允许应用404利用一个或者多个应用类别。作为另一示例，用户可以动态地指示以利用特定应用类别的许可，诸如，响应于来自OS 406的提示。
在其它实施例中，网络运营商必须允许应用404利用特定应用类别。例如，网络运营商可以允许游戏应用利用“通用”应用类别，但是拒绝允许游戏应用利用“关键任务”应用类别。在一个实施例中，网络运营商可以向UE 402提供有被允许以利用在运营商的网络中支持的应用类别的应用的列表。该应用的列表可以是白名单(例如，仅白名单上的应用程序被批准利用应用类别)、黑名单(例如，黑名单上的应用被拒绝利用应用类别)、或者其它合适的列表。
连接性管理器408还确定UE 402是否已经建立了支持接收到的应用类别参数421的网络连接。例如，连接性管理器408可以维持已建立(活动)网络连接的列表和由网络连接所支持的应用类别(或者，可替选地，与连接相关联的网络切片112)。响应于已经建立了支持接收到的应用类别参数421的网络连接，然后OS将使用已建立网络连接来传递用于应用404的数据。否则，连接性管理器408发送建立数据连接的请求。此处，假定将经由蜂窝调制解调器来建立连接(例如，“请求网络连接”消息420可以包括指定蜂窝连接的传输类型参数和/或OS 406可以选择蜂窝调制解调器作为最佳或者仅可用的调制解调器)。因此，连接性管理器408向蜂窝调制解调器410发送“建立数据连接”消息422，具体地，向NAS层412发送“建立数据连接”消息422。可以利用其它调制解调器(例如，
Figure BDA0003781862560000221
)来使用类似的过程。
“建立数据连接”消息422包括应用类别参数421。在一些实施例中，“建立数据连接”消息422还包括指示蜂窝调制解调器410应当与其建立连接的特定APN的接入点名称(“APN”)参数。可以基于所请求的服务的类型来选择APN。例如，可以基于在“请求网络连接”消息420中包括的网络能力参数的值来选择APN。
NAS层412接收“建立数据连接”消息422，并且创建初始NAS消息。然后，NAS层412将NAS消息转发至RRC层414。例如，根据3GPP LTE过程，NAS层412可以创建并且转发“NAS附接请求”消息424。在另一示例中，可以创建并且转发“NAS PDN连接性请求”消息。当使用其它通信标准过程时，NAS层412可以创建等效的附接请求消息。
“NAS附接请求”消息424包括应用类别参数421。在一些实施例中，“NAS附接请求”消息424还包括根据已建立过程选择的PLMN身份(“PLMN-ID”)参数。在由若干PLMN共享无线电接入网络的情况下，由无线电接入网络使用PLMN身份，以便将UE的业务引导至这些PLMN中的一个。
RRC层414接收“NAS附接请求”消息424，并且基于应用类别参数421来确定无线电信令过程。例如，当应用类别参数421具有特定值时，RRC层可以确定不需要RRC连接。然而，对于其它应用类别参数421值，RRC层可以例如，通过向eNB 416发送RRC连接请求消息并且又接收RRC连接建立消息来触发RRC连接426。
在所有情况下，RRC层414基于接收到的“NAS附接请求”消息424来向eNB 416发送RRC消息。如描绘的是，该消息可以是RRC连接建立消息428，诸如，“RRC连接建立完成”消息(根据现有的3GPPLTE标准)，但是能够使用在无线电协议中定义的任何其它消息。RRC连接建立消息428包括应用类别参数421。在一个实施例中，RRC层414可以响应于接收到RRC连接建立消息而发送“RRC连接建立完成”消息。然而，在其它实施例中，RRC层414可以例如，响应于RRC层414确定不需要RRC连接而向eNB 416发送非建立RRC消息，该非建立RRC消息包括应用类别参数421。在一些实施例中，“RRC连接建立完成”消息还可以包括来自初始NAS消息(例如，“NAS附接请求”消息424)的其它参数，诸如，所选择的PLMN-ID。
在接收到RRC连接建立消息428之后，eNB 416基于应用类别参数421来选择430利用其来创建所请求的网络连接的网络切片112。在一些实施例中，选择430网络切片112包括：eNB 416识别支持(例如，被优化为支持)在应用类别参数421中指示的应用类别的网络切片并且选择识别到的网络切片112的MME。如下面参照图6描述的是，eNB416可以进一步在UE 402与网络切片112之间建立网络连接(例如，MME)。
在一些实施例中，在UE 402上运行的第二应用(未示出)可以使用不同的应用类别参数421来请求网络连接。在这种实施例中，UE 402将请求第二网络连接，该第二网络连接是到支持(例如，被优化为支持)在不同的应用类别参数421中指示的应用类别的第二网络切片112。因此，如在图7中描绘的，UE 402最终可以附接至两个不同的网络切片112并且具有两个不同的IP连接。
网络附接过程400假设应用404能够明确地请求针对特定应用类别的网络连接(例如，由于在“请求网络连接”消息420中包括应用类别参数421)。然而，传统应用可能不能够明确地请求针对特定应用类别的网络连接，而是可能发送不包括应用类别参数421的请求。此外，在不事先请求具有特定特性的网络连接的情况下，一些应用可能仅请求发送数据包。下面参照图5提出应用不发送应用类别参数421的网络附接过程。
图5图示了用于支持网络切片的网络附接过程500的另一实施例。网络附接过程500表示用于网络附接过程400的替代物。虽然网络附接过程500主要涉及其中应用未明确地请求针对特定应用类别的网络连接的实施例，但是在一些实施例中，甚至在应用明确地请求针对特定应用类别的网络连接时，也可以使用网络附接过程500。
在图示的实施例中，图示了与UE 402和eNode B(eNB)416的通信。此外，图示了在UE 402上运行的应用404与在UE 402上运行的操作系统(OS)406之前的通信。OS 406可以包括联网层502、类别选择策略504和蜂窝调制解调器410。该蜂窝调制解调器410可以包括非接入层(“NAS”)层412和作为接入层的部分的无线电资源控制(“RRC”)层414。在某些实施例中，UE 402、蜂窝调制解调器410和eNB 416可以基本上与上面参照图4描述的UE 402、蜂窝调制解调器410和eNB 416类似。
如图所示，应用404可以请求506向网络发送数据包。在一个实施例中，在不事先请求用于建立具有某些特性的网络连接的网络连接的情况下，应用404请求发送数据包。在另一实施例中，应用404可以发送缺少指示应用类别的网络连接请求。在这种实施例中，网络连接可以包括指示所请求的网络服务类型的“网络能力”参数和/或指示所请求的传输类型的“传输类型”参数。上面参照图4描述了“网络能力”参数和“传输类型”参数。
在接收到发送数据包的请求506之后，OS将请求路由到联网层502。该联网层502向类别选择策略504进行咨询508，以确定请求506的应用类别。类别选择策略504包含用于将数据包与特定应用类别参数421相关联的规则。类别选择策略504可以基于应用404的身份、应用404的应用类型(例如，游戏、公用事业、生产力、导航、音乐等)、收件方地址或者地址范围(例如，IP地址、域名等)、传输协议(例如，传输控制协议(“TCP”)、用户数据报协议(“UDP”)等)、接收方端口编号(例如，HTTP端口80)、或者其组合来确定应用类别参数421。在一些实施例中，类别选择策略504的规则被布置成层次结构，使得较高排名的规则可以覆盖较低排名的规则。
例如，类别选择策略504可以包括将来自特定应用“Application-x”的数据包要与“ApplicationCategory＝Mission Critical”相关联，而将来自另一应用“Application-y”的数据包要与“ApplicationCategory＝Infrequent Messaging”相关联的规则。作为另一示例，类别选择策略504可以包括应当将寻址到域“example.IoT.com”的数据包与“ApplicationCategory＝Infrequent Messaging”相关联的规则。作为又一示例，类别选择策略504可以包括要将UDP数据包与“ApplicationCategory＝General Purpose”相关联的规则。在再一示例中，类别选择策略504可以包括应当将指定到143.128.1.0/24(作为IP地址范围的示例)的TCP数据包与“ApplicationCategory＝Mission Critical”相关联的规则。类别选择策略504还可以包括要将未明确与“ApplicationCategory＝MissionCritical”或者“ApplicationCategory＝Infrequent Messaging”相关联的任何数据包与“ApplicationCategory＝General Purpose”相关联的规则。
例如，通过在3GPP规范中指定的接入网络发现&选择功能(“ANDSF”)，可以在UE中静态地对类别选择策略504进行预先配置，或者可以通过网络管理实体来无线地提供并且管理类别选择策略504。在UE 402使用其它标准来进行操作的情况下，可以由等效的网络管理实体来提供类别选择策略504。在一个实施例中，类别选择策略504由网络运营商创建并且被提供在UE 402中，用于将UE业务引导至EPC 110或者其它分组核心网(例如，“5G分组核心网”)中的各个网络切片112。作为示例，移动网络运营商可以在UE 402中提供将UE中的特定应用的所有业务引导至被优化为支持IoT服务的网络切片112的类别选择策略504。
在一些实施例中，在发送数据包的请求506是包括应用类别参数421的网络连接请求的情况下，联网层502可以验证应用类别参数421。例如，类别选择策略504可以包括基于应用404的身份或者应用类型的一个或者多个规则，该一个或者多个规则覆盖在来自应用404的网络连接请求中包括的任何应用类别参数421。在其它实施例中，响应于请求506是包括应用类别参数421的网络连接请求，联网层502可以覆盖类别选择策略504中的规则。例如，类别选择策略504可以包括基于由在来自应用404的网络连接请求中包括的应用类别参数421覆盖的收件人地址、数据包类型、或者传输协议类型的一个或者多个规则。
已经为接收到的数据包确定了应用类别参数421之后，联网层502还可以确定UE402是否已经建立了支持接收到的应用类别参数421的网络连接。例如，联网层502可以维持已建立(活动)网络连接的列表和由网络连接(或者，可替选地，与该连接相关联的网络切片112)支持的应用类别。响应于已经建立了支持接收到的应用类别参数421的网络连接，然后OS将会使用已建立网络连接来传递针对应用404的数据。否则，联网层502发送以建立数据连接的请求。此处，假定将会经由蜂窝调制解调器来建立连接(例如，“请求网络连接”消息420可以包括指定蜂窝连接的传输类型参数和/或OS 406可以选择蜂窝调制解调器作为最佳并且仅可用的调制解调器)。因此，联网层502向蜂窝调制解调器410发送“建立数据连接”消息422，具体地，向NAS层412发送“建立数据连接”消息422。可以利用其它调制解调器(例如，
Figure BDA0003781862560000271
)来使用类似的过程。
如上面讨论的是，“建立数据连接”消息422包括应用类别参数421，并且可选地包括接入点名称(“APN”)参数。NAS层412接收“建立数据连接”消息422，并且创建初始NAS消息。然后，NAS层412将NAS消息转发至RRC层414。例如，根据3GPP LTE过程，NAS层412可以创建并且转发“NAS附接请求”消息424。在另一示例中，可以创建并且转发“NAS PDN连接性请求”消息。当使用其它通信标准过程时，NAS层412将创建等效的附接请求消息。
如上面讨论的是，“NAS附接请求”消息424包括应用类别参数421，并且可选地包括PLMN身份(“PLMN-ID”)参数。RRC层414接收“NAS附接请求”消息424，并且基于应用类别参数421来确定无线电信令过程。例如，当应用类别参数421具有特定值时，RRC层414可以确定不需要RRC连接。然而，对于其它应用类别参数421值，RRC层可以例如通过向eNB 416发送RRC连接请求消息并且又接收RRC连接建立消息来触发RRC连接426。
如前所述，RRC层414基于接收到的“NAS附接请求”消息424来向eNB 416发送RRC消息。在描绘的实施例中，RRC层414发送包括应用类别参数421的RRC连接建立消息428。例如，RRC稍后可以响应于接收到RRC连接建立消息而发送“RRC连接建立完成”消息(414)。然而，在其它实施例中，RRC层414可以例如响应于RRC层414确定不需要RRC连接而向eNB 416发送非建立RRC消息，该非建立RRC消息包括应用类别参数421。在接收到RRC连接建立消息428之后，eNB 416基于应用类别参数421来选择430利用其来创建所请求的网络连接的网络切片112。在一些实施例中，选择430网络切片112包括：eNB 416识别支持(例如，被优化为支持)在应用类别参数421中指示的应用类别的网络切片并且选择识别到的网络切片112的MME。如下面参照图6描述的是，eNB 416可以进一步在UE 402与网络切片112(例如，MME)之间建立网络连接。
在一些实施例中，在UE 402上运行的第二应用(未示出)也可以请求发送数据包，并且类别选择策略504可以确定来自应用404的不同应用类别参数421。在这种实施例中，UE402将请求第二网络连接，该第二网络连接连接至支持(例如，被优化为支持)在不同的应用类别参数421中指示的应用类别的第二网络切片112。因此，如下面参照图7讨论的是，UE402最终能够附接至两个不同的网络切片112并且具有两个不同的IP连接。
图6图示了用于支持网络切片的网络附接过程600的又一实施例。在图示的实施例中，图示了在UE 402与eNB 416之间的通信。此外，图示了在eNB 416与分组核心网之间的在PLMN 602中的通信。UE 402和eNB 416可以分别是远程单元102和基本单元104的实施例，并且可以基本上与上面参照图4和图5讨论的UE 402和eNB 416类似。
PLMN 602包括第一网络切片(“切片A”)604和第二网络切片(“切片B”)606。每个网络切片604、606可以包括至少两个MME(例如，切片A 604可以包括至少一个MME-x和MME-y，而切片B 606可以包括至少一个MME-a和MME-b)。此外，网络切片的MME可以包括与在基本单元104中发现的特征类似的特征(例如，MME可以包括处理器302、存储器304、输入装置306、显示器308、无线电收发器310和/或网络接口312)。
网络附接过程600示出了eNB 416(或者等效基站)基于由UE 402请求的应用类别参数421如何选择网络切片中的MME(或者等效管理实体)。如图所示，eNB 416根据现有的3GPP规范来与多个MME建立S1信令连接。在一些实施例中，在首次将eNB 416初始化并且投入到服务中时建立这些连接。
建立S1信令连接包括在eNB与每个MME之间交换608S1建立请求/响应消息。eNB416发送常规的S1建立请求消息(1a.)，并且从每个MME接收包括服务类别参数609的S1建立响应消息(1b.)。服务类别参数609指示由特定MME支持的应用类别。通过交换608S1建立请求/响应消息，eNB 416识别出由每个连接的MME支持的应用类别。
例如，在MME-x和MME-y(该MME-x和MME-y是切片A 604的部分)中，可以指示ServedApplicationCategory＝Mission Critical。该服务类别参数609指示MME-x和MME-y是被优化为支持低延迟、高可靠性(例如，关键任务)通信的网络切片(例如，切片A 604)的部分。同样，MME-a和MME-b(该MME-a和MME-b是切片B 606的部分)可以指示ServedApplicationCategory＝General Purpose，以指示这些MME是支持移动宽带服务的网络切片(例如，切片B 606)的部分。
在某个时间点，UE 402接收610数据包(例如，从在UE上运行的应用404)并且识别与该数据包相关联的应用类别。在一些实施例中，数据包是网络连接请求，诸如，上面讨论的包含应用类别参数421的“请求网络连接”消息420。在这种实施例中，识别应用类别包括对网络连接请求进行解析以识别应用类别参数421。在其它实施例中，在不事先请求网络连接的请求的情况下，数据包是没有应用类别参数421的网络连接请求，或者仅仅是发送数据包。在这种实施例中，UE 402可以基于类别选择策略504来确定应用类别参数421。此处，假设UE402还不具有至与应用类别相对应的网络切片的已建立网络连接。
如上面参照图4和图5讨论的是，UE 402可以可选地与eNB 416交换612RRC连接请求/建立消息。例如，RRC层414可以触发交换612RRC连接消息。不管是否交换了RRC连接请求/建立消息612，UE402都向eNB 416传输RRC连接建立完成消息614，该RRC连接建立完成消息614包括指示针对数据包识别到的应用类别的应用类别参数421。
eNB 416选择616与所指示的应用类别相关联的MME。在一些实施例中，选择616MME包括：确定eNB 416是否连接至支持所指示的应用类别的任何MME。例如，eNB 416可以基于在交换S1建立请求/响应消息608期间接收到的服务类别参数609来生成将连接的MME映射至应用类别的列表、表格、或者其它数据结构。然后，eNB 416能够在确定eNB 416是否连接至支持所指示的应用类别的任何MME时参考列表、表格等。
在超过一个连接的MME支持所指示的应用类别的情况下，选择616 MME可以包括：基于MME容量、MME过载状态、或者其它合适的标准来选择支持的MME中的一个MME。在没有连接的MME支持所指示的应用类别的情况下，eNB可以选择可替选(例如，次佳)MME。例如，响应于没有支持ApplicationCategory＝Mission Critical或者ApplicationCategory＝Infrequent Messaging应用类别参数421的连接的MME，eNB 416可以在支持“通用”或者“移动宽带”的网络切片112中选择MME。可替选地，响应于没有支持所指示的应用类别的连接的MME，eNB 416可以发送指示所指示的应用类别不被支持的RRC连接拒绝消息。
如在图6中图示的，eNB 416基于所指示的应用类别选择切片B 606中的MME-a。例如，应用类别参数421可以指示由切片B 606所支持的通用应用类别。在eNB 416基于所指示的应用类别选择了适当网络切片中的MME(此处，为MME-a)之后，eNB实施已知的S1过程以将UE与选择的MME连接。此处，eNB 416发送“初始UE消息”618，并且又从切片B 606中的MME接收“DL NAS传输”消息。因此，eNB 416通过将由UE(在应用类别参数421中)请求的应用类别与从所连接的MME接收到的服务类别参数609相匹配来将UE 402附接至适当网络切片中的MME。
图7图示了用于支持网络切片的远程单元102的协议栈700的一个实施例。在一些实施例中，所描绘的协议栈700是用于支持网络切片的网络附接过程400、500和/或600的结果。协议栈700与同时与两个网络切片(例如，网络切片A 740和网络切片B 745)通信的远程单元102相对应。具体地，远程单元102具有NAS和RRC无线电协议的多个实例，每个实例与不同的网络切片740、745相对应。实质上，远程单元102同时附接至相同PLMN中的两个不同分组核心网实例(例如，EPC实例)。
协议栈700包括被示出为“MAC/PHY层”705的媒体访问控制(“MAC”)子层和物理层(“PHY”)。通常，物理层705用于生成用于通过无线通信链路106来传送比特或者符号的无线电信号。协议栈700还包括与物理层705通信的无线电链路控制(“RLC”)层710。通常，RLC层710从较高协议层来传递协议数据单元(“PDU”)，控制PDU分段/串联和排序，以及经由自动重复请求(“ARQ”)进行纠错。
协议栈700进一步包括与RLC层710通信的分组数据汇聚协议(“PDCP”)层715。通常，PDCP层715提供对IP数据的报头压缩/解压缩，并且传递用户平面(或者控制平面)数据。PDCP层715与RRC层(例如，RRC层720A和/或RRC层720B)一起传送控制平面数据，并且与IP层735一起传送用户平面数据。如描绘的是，协议栈700包括针对物理层705、RLC层710、PDCP层715和IP层735中的每一个的一个实例。
协议栈700进一步包括用于至不同网络切片的连接的无线电资源控制(“RRC”)层和非接入层(“NAS”)层的不同实例。通常，RRC层管理在远程单元102与基本单元104之间的RRC连接的建立、维持和释放。通常，NAS层支持远程单元102的移动性和会话管理过程以建立并且维持远程单元102的IP连接性。
如描绘的是，协议栈700包括与至网络切片A 740的连接相关联的第一RRC层720A和第一NAS层725A。进一步地，协议栈700包括与至网络切片B 745的连接相关联的第二RRC层720B和第二NAS层725B。注意的是，至网络切片的单独连接还与单独的IP地址(例如，分别与网络切片A和B相关联的IP地址A和B)相关联。因此，IP层735和PDCP层715可以使用与蜂窝调制解调器730通信的每个网络切片的IP地址来进行传送。虽然使用第四代(4G)3GPP LTE无线电协议来描绘协议栈700，但是相同的原则适用于其它无线电协议标准。
图8是图示了用于支持网络切片的方法800的一个实施例的示意性流程图。在一些实施例中，方法800由设备执行，诸如，远程单元102或者UE。在某些实施例中，方法800可以由执行程序代码的处理器执行，例如，微控制器、微处理器、CPU、GPU、辅助处理单元、FPGA等。
方法800可以包括：接收802要经由移动通信网络传输的数据包，其中，移动通信网络支持多个应用类别。在一个实施例中，远程单元102的处理器202从在远程单元102上运行的应用接收数据包。在另一个实施例中，OS 406从在UE 402上运行的应用404接收数据包。在某些实施例中，接收802数据包包括：接收网络连接请求。在一个实施例中，网络连接请求包括应用类别参数。
方法800包括：识别804与数据包相关联的应用类别。在一个实施例中，远程单元102的处理器202识别804应用类别。例如，在处理器202上运行的应用可以识别804应用类别。在另一实施例中，连接性管理器408和/或联网层502识别804应用类别。在某些实施例中，可以从由以下应用组成的组中选择应用类别：任务关键应用、不频繁的消息传送应用和通用应用。
在一些实施例中，识别804与数据包相关联的应用类别包括：向数据包应用类别选择策略。该类别选择策略可以被存储在诸如存储器204的存储装置上，并且可以包含用于基于数据包特性来选择应用类别的一个或者多个规则。在某些实施例中，从移动电信网络的接入网络发现和选择功能(“NDSF”)接收类别选择策略。
在数据包包括网络连接请求的情况下，识别804与网络连接请求相关联的应用类别可以包括：针对应用类别参数对网络连接请求进行解析。此外，识别804应用类别(804)可以包括：针对特定于网络连接请求的覆盖应用类别参数的规则来搜索应用选择策略，并且从覆盖规则识别覆盖应用类别。
方法800包括：请求806与识别到的应用类别相对应的网络连接。方法800结束。在一个实施例中，远程单元102的处理器控制收发器210向基本单元104发送网络连接请求。在另一实施例中，蜂窝调制解调器410(具体地，蜂窝调制解调器410的RRC层414)可以向eNodeB 416发送RRC连接消息。在某些实施例中，请求806与识别到的应用类别相对应的网络连接包括：发送指示识别到的应用类别的连接建立消息(例如。RRC连接建立完成消息)(例如，经由应用类别参数421)。
在一些实施例中，请求806与识别到的应用类别相对应的网络连接包括：请求至支持识别到的应用类别的网络切片的连接。在某些实施例中，请求806与识别到的应用类别相对应的网络连接包括：在多个网络连接上同时进行传送，每个网络连接连接至移动通信网络的不同网络切片。
在一些实施例中，请求806与识别到的应用类别相对应的网络连接包括：确定在方法与移动通信网络之间是否存在与识别到的应用类别相对应的网络连接。如果已经存在与识别到的应用类别相对应的网络连接，则请求806网络连接可以包括：现有网络连接接入(例如，请求接入到与识别到的应用类别相对应的网络连接)。否则，如果还不存在与识别到的应用类别相对应的网络连接，则请求806网络连接可以包括：为识别到的应用类别建立与移动通信网络的新网络连接。
可以按照其它具体形式来实践各个实施例。所描述的实施例在所有方面仅被认为是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由随附权利要求书而不是由前面的描述指示。在权利要求书的等效含义和范围内的所有变化都将被包括在权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种设备，包括：
收发器，所述收发器与支持多个网络切片的移动通信网络通信；以及
处理器，所述处理器：
检测请求发送数据包的所述设备的应用；
选择与所检测的所述设备的应用相关联的网络切片选择指示符；并且
经由网络连接向所述移动通信网络中的网络切片发送所述数据包，其中所述网络连接与所选择的网络切片选择指示符相关联。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，选择所述网络切片选择指示符包括找到匹配所述应用的第一选择策略规则，以及选择包含在该选择策略规则中的所述网络切片选择指示符，所述选择策略规则是多个选择策略规则中的一个。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，找到所述选择策略规则包括按优先级顺序检查所有选择策略规则，直到找到包含所述应用身份的选择策略规则。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，经由所述网络连接向所述网络切片发送所述数据包包括所述处理器：
确定在所述设备和所述移动通信网络之间是否存在与所选择的网络切片选择指示符相关联的网络连接；
响应于确定在所述设备和所述移动通信网络之间存在与所述网络切片选择指示符相关联的网络连接，经由存在的网络连接发送所述数据包；以及
响应于确定在所述设备和所述移动通信网络之间不存在与所述网络切片选择指示符相关联的网络连接，利用所述网络切片选择指示符建立新的网络连接以发送所述数据包。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器进一步从所述移动通信网络接收选择策略，所述选择策略存储在所述设备处并且包括用于选择网络切片的多个规则，其中选择与所述应用相关联的所述网络切片选择指示符包括将所述选择策略应用到所检测的应用。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，请求发送所述数据包的所述应用发送包含服务类型参数的网络连接请求，其中，选择与所检测的应用相关联的所述网络切片选择指示符包括使用选择策略验证所述服务类型参数。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述服务类型参数指示从由以下项组成组中选择的类别：任务关键应用、不频繁的消息传送应用和通用应用。
8.根据权利要求6所述的设备，其中，验证所述服务类型参数包括确定所述应用是否被允许使用与所述服务类型参数相关联的网络切片。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，请求发送所述数据包的所述应用发送包含网络能力参数的网络连接请求，其中，选择与所检测的应用相关联的所述网络切片选择指示符包括将选择策略应用到所述网络能力参数以选择所述网络切片选择指示符。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，请求发送所述数据包的所述应用发送包含传输类型参数的网络连接请求，其中，选择与所检测的应用相关联的所述网络切片选择指示符包括将选择策略应用到所述传输类型参数以选择所述网络切片选择指示符。
11.一种方法，包括：
在远程单元处检测请求发送数据包的所述远程单元的应用；
选择与所检测的所述远程单元的应用相关联的网络切片选择指示符；并且
经由网络连接向移动通信网络中的网络切片发送所述数据包，所述移动通信网络通信支持多个网络切片，其中所述网络连接与所选择的网络切片选择指示符相关联。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，选择所述网络切片选择指示符包括找到匹配所述应用的第一选择策略规则，以及选择包含在该选择策略规则中的所述网络切片选择指示符，所述选择策略规则是多个选择策略规则中的一个。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，找到所述选择策略规则包括按优先级顺序检查所有选择策略规则，直到找到包含所述应用身份的选择策略规则。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，经由所述网络连接向所述网络切片发送所述数据包包括：
确定在所述远程单元和所述移动通信网络之间是否存在与所选择的网络切片选择指示符相关联的网络连接；
响应于确定在所述远程单元和所述移动通信网络之间存在与所述网络切片选择指示符相关联的网络连接，经由存在的网络连接发送所述数据包；以及
响应于确定在所述远程单元和所述移动通信网络之间不存在与所述网络切片选择指示符相关联的网络连接，利用所述网络切片选择指示符建立新的网络连接以发送所述数据包。
15.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：
从所述移动通信网络接收选择策略，所述选择策略存储在所述远程单元处并且包括用于选择网络切片的多个规则，
其中选择与所述应用相关联的所述网络切片选择指示符包括将所述选择策略应用到所检测的应用。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，请求发送所述数据包的所述应用向所述远程单元发送包含服务类型参数的网络连接请求，其中，选择与所检测的应用相关联的所述网络切片选择指示符包括使用选择策略验证所述服务类型参数。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述服务类型参数指示从由以下项组成组中选择的类别：任务关键应用、不频繁的消息传送应用和通用应用。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，使用选择策略验证所述服务类型参数包括确定所述应用是否被允许使用与所述服务类型参数相关联的网络切片。
19.根据权利要求11所述的方法，其中，请求发送所述数据包的所述应用发送包含网络能力参数的网络连接请求，其中，选择与所检测的应用相关联的所述网络切片选择指示符包括将选择策略应用到所述网络能力参数以选择所述网络切片选择指示符。
20.根据权利要求11所述的方法，其中，请求发送所述数据包的所述应用发送包含传输类型参数的网络连接请求，其中，选择与所检测的应用相关联的所述网络切片选择指示符包括将选择策略应用到所述传输类型参数以选择所述网络切片选择指示符。
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