CN115669184A - 用于在无线通信系统中通过考虑回程信息来管理会话的方法和装置 - Google Patents

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CN115669184A CN202180036735.8A CN202180036735A CN115669184A CN 115669184 A CN115669184 A CN 115669184A CN 202180036735 A CN202180036735 A CN 202180036735A CN 115669184 A CN115669184 A CN 115669184A
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Abstract

本公开涉及将被提供用于支持超过诸如长期演进(LTE)的第四代(4G)通信系统的更高数据速率的准第五代(5G)或5G通信系统。根据本公开的一个实施例的无线通信系统的接入网络(AN)节点通过使用回程信息来管理会话的方法可以包括以下步骤：当从用户设备(UE)接收到注册请求消息时，选择接入和移动性管理功能(AMF)；通过考虑控制平面的回程网络的类型，为选择的AMF从候选传输网络层关联(TNLA)中选择一个TNLA；通过使用选择的TNLA向选择的AMF发送初始UE消息；以及当从选择的AMF接收到选择的TNLA响应信号时，执行UE的注册过程，其中，候选TNLA能够包括低地球轨道(LEO)和/或地球同步地球轨道(GEP)。

Description

用于在无线通信系统中通过考虑回程信息来管理会话的方法 和装置
技术领域
本公开涉及一种用于在无线通信系统中考虑回程信息进行会话管理的方法和装置。
背景技术
为了满足自4G通信系统的部署以来增加的对无线数据业务的需求，已经努力开发改进的5G或准5G通信系统。因此，5G或准5G通信系统也被称为“超4G网络”或“后LTE系统”。
5G通信系统被认为是在更高频率(mmWave)频带(例如，60GHz频带)中实现的，以便实现更高的数据速率。为了减少无线电波的传播损耗并增加传输距离，在5G通信系统中讨论了波束成形、大规模多输入多输出(MIMO)、全维MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成形、大规模天线技术。
此外，在5G通信系统中，正在基于高级小型小区、云无线电接入网络(RAN)、超密集网络、设备到设备(D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协作多点(CoMP)、接收端干扰消除等进行系统网络改进的开发。
在5G系统中，已经开发了作为高级编码调制(ACM)的混合FSK和QAM调制(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)，以及作为高级接入技术的滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址(NOMA)和稀疏码多址(SCMA)。
与现有4G系统相比，5G系统正在考虑支持各种服务。例如，最代表性的服务包括增强型移动宽带(eMBB)、超可靠和低时延通信(URLLC)和大规模机器类型通信(mMTC)、演进多媒体广播/多播服务(eMBMS)等。另外，提供URLLC服务的系统可以被称为URLLC系统，并且提供eMBB服务的系统可以被称为eMBB系统。此外，术语服务和系统可以互换使用。
其中，与现有4G系统不同，URLLC服务是5G系统中新考虑的服务，并且与其他服务相比要求满足超高可靠性(例如，大约10-5的分组错误率)和低时延(例如，大约0.5毫秒)的条件。为了满足这样的严格要求，URLLC服务会需要应用比eMBB服务更短的传输时间间隔(TTI)，并且正在考虑使用该传输时间间隔的各种操作方法。
互联网作为人类生成和消费信息的以人为中心的连接网络，现在正在演进为物联网(IoT)，在物联网中，诸如事物的分布式实体在没有人类干预的情况下交换和处理信息。作为IoT技术和大数据处理技术通过与云服务器连接的组合的万物联网(IoE)已经出现。由于IoT实现已经需要诸如“感测技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”和“安全技术”的技术元素，因此最近已经研究了传感器网络、机器对机器(M2M)通信、机器类型通信(MTC)等。
这样的IoT环境可以提供智能互联网技术服务，其通过收集和分析在连接的事物之间生成的数据来为人类生活创造新的价值。通过现有信息技术(IT)与各种工业应用之间的融合和组合，IoT可以应用于各种领域，包括智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车或联网汽车、智能电网、医疗保健、智能家电和高级医疗服务。
与此一致，已经进行了各种尝试以将5G通信系统应用于IoT网络。例如，诸如传感器网络、机器类型通信(MTC)和机器对机器(M2M)通信的技术可以通过波束成形、MIMO和阵列天线来实现。作为上述大数据处理技术的云无线电接入网络(RAN)的应用也可以被认为是5G技术和IoT技术之间的融合的示例。
随着卫星通信技术的进步，正在努力将仅被有限地引入的卫星通信技术集成到移动通信网络中。特别地，正在进行关于将卫星链路引入到通常通过基于光纤的有线链路连接的回程部分(无线电接入网络(RAN)和核心网络之间的部分)的研究。
发明内容
技术问题
在第三代合作伙伴计划(3GPP)中，在5G通信系统中集成移动通信和第五代(5G)技术的各种场景的标准化正在进行中。特别地，正在标准化在连接无线电接入网络(RAN)和核心网络的回程部分中引入卫星连接的方法。卫星连接具有各种优点，诸如降低建立有线链路(诸如安装嵌入式光纤电缆)的成本。另一方面，在将卫星技术应用于回程部分时，会发生诸如可变网络情况或高时延的现象，并且会需要满足5G系统中的服务质量(QoS)的附加机制。
为了应对这种情况，在3GPP中进行的研究讨论了在会话创建过程中考虑会话管理功能(SMF)设备的网络时延的用户平面功能(UPF)设备选择技术。然而，因为所讨论的技术不考虑用于UE接入的接入网络(AN)的卫星回程链路的存在，所以会存在即使通过仅具有有线回程链路的AN进行会话请求的UE也会不得不考虑UPF的时延来执行UPF选择的问题。因此，会需要用于在会话处理过程中向SMF提供AN的回程连接信息，从而支持SMF仅在特定情况下考虑时延来执行UPF选择的技术。
另外，因为所讨论的技术不考虑在由UE接入的AN与核心网络之间是否存在卫星回程网络、用于AN与AMF之间的N2接口的控制平面回程网络以及用于AN与UPF之间的N3接口的用户平面回程网络是否使用相同的回程网络等，所以会存在以下问题：在协议数据单元(PDU)会话建立过程中，考虑到回程网络中发生的时延，不能选择UPF，并且不能确定N3隧道信息。因此，会需要在注册过程和会话建立过程中确定回程网络的类型、选择由于回程网络中发生的时延而满足QoS的UPF、以及避免N3隧道信息分配失败的情况的技术。
本公开中要实现的技术问题不限于上述问题，并且本公开所属领域的技术人员从以下描述中清楚地理解未提及的其他技术问题。
问题解决方案
根据本公开的实施例，一种在无线通信系统的接入网络(AN)节点中使用回程信息的会话管理方法可以包括：在从用户设备(UE)接收到注册请求消息时选择接入和移动性管理功能(AMF)；通过考虑控制平面的回程网络的类型，为选择的AMF从候选传输网络层关联(TNLA)中选择一个TNLA；通过使用选择的TNLA向选择的AMF发送初始UE消息；以及在从选择的AMF接收到选择的TNLA响应信号时，执行UE的注册过程。
根据本公开的实施例，一种用于在无线通信系统中使用回程信息管理会话的接入网络(AN)节点设备可以包括：收发器，被配置为与无线通信系统的特定节点通信并与用户设备(UE)通信；存储器，被配置为存储会话相关信息；以及至少一个处理器，被配置为执行以下操作：
在通过收发器从UE接收到注册请求消息时选择接入和移动性管理功能(AMF)，通过考虑控制平面的回程网络的类型为选择的AMF从候选传输网络层关联(TNLA)中选择一个TNLA，通过经由收发器使用选择的TNLA向选择的AMF发送初始UE消息，并且在从选择的AMF接收到选择的TNLA响应信号时执行UE的注册过程。
候选TNLA可以包括低地球轨道(LEO)和地球同步地球轨道(GEO)中的至少一个。
本发明的有益效果
根据本公开，当用户设备(UE)通过经由3GPP 5G系统中的一个或若干个卫星回程链路连接的AN请求会话创建时，接入和移动性管理(AMF)设备能够有效地确定是否存在QoS受限的回程链路(例如，卫星链路)。另外，基于该确定，SMF可以考虑网络情况来执行有效的UPF选择。
根据本公开，当UE通过经由3GPP 5G系统中的一个或若干个回程网络连接的AN向核心网络请求注册和PDU会话建立时，AMF能够有效地确定是否使用QoS受限的回程网络(例如，卫星回程网络)。通过此，SMF可以考虑网络情况来选择有效的UPF，并且基于此来配置用户数据路径。
在本公开中可获得的效果不限于上述效果，并且本公开所属领域的普通技术人员将从下面的描述中清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
图1是示出在现有3GPP 5G系统中应用卫星回程的场景的示图。
图2是示出根据本公开的实施例的接入和移动性管理(AMF)通过在协议数据单元(PDU)会话创建过程中考虑回程连接信息来使会话管理功能(SMF)能够执行用户平面功能(UPF)的选择的方法的示图。
图3是示出根据本公开实施例的具有带有服务质量(QoS)限制的回程连接的用户平面功能(UPF)在网络存储库功能(NRF)处注册的方法的示图。
图4是示出根据本公开的实施例的会话管理功能(SMF)在经由具有带服务质量(QoS)限制的回程连接的接入网络(AN)的协议数据单元(PDU)会话创建过程中通过网络存储库功能(NRF)选择用户平面功能(UPF)的方法的示图。
图5是示出根据本公开的实施例的具有带服务质量(QoS)限制的回程连接的用户平面功能(UPF)向会话管理功能(SMF)执行对N4(SMF和UPF之间的接口)关联建立的请求的方法的示图。
图6是示出根据本公开的实施例的具有带服务质量(QoS)限制的回程连接的用户平面功能(UPF)向会话管理功能(SMF)执行对N4(SMF和UPF之间的接口)关联更新的请求的方法的示图。
图7是示出根据本公开的实施例的在3GPP 5G系统中将地面和卫星回程网络应用于控制平面和用户平面的场景的示图。
图8是示出根据本公开的实施例的在3GPP 5G系统中的控制平面中使用的传输网络层关联(TNLA或TNL关联)与回程网络之间的关系的示图。
图9是示出根据本公开的实施例的RAN和AMF在注册过程中根据用于控制平面的回程网络的特性来执行TNL关联选择的方法的示图。
图10是示出根据本公开的实施例的考虑回程网络的特性的PDU会话建立过程的示图。
图11是示出根据本公开的实施例的UE的结构的示图。
图12是示出根据本公开的实施例的基站的结构的示图。
图13是示出根据本公开的实施例的网络实体的结构的示图。
具体实施方式
在下文中，将结合附图详细描述本公开的操作原理。在本公开的以下描述中，当并入本文中的已知功能或配置的详细描述会使本发明的主题不必要地不清楚时，将省略所述详细描述。下面将描述的术语是考虑到本公开中的功能而定义的术语，并且可以根据用户、用户的意图或习惯而不同。因此，术语的定义应该基于整个说明书的内容进行。在以下描述中，为了方便起见，说明性地使用用于标识接入节点的术语、指代网络实体的术语、指代消息的术语、指代网络实体之间的接口的术语、指代各种标识信息的术语等。因此，本公开不受下面使用的术语的限制，并且可以使用指代具有等同技术含义的主题的其他术语。
在以下描述中，为了便于描述，将使用第三代合作伙伴计划长期演进(3GPP LTE)标准中定义的术语和名称来描述本公开。然而，本公开不受这些术语和名称的限制，并且可以以相同的方式应用于符合其他标准的系统。此外，在本公开中，特定网络功能可以用一个网络实体来实现，或者可以用一个实例来实现。当用网络实体实现时，例如，可以实现一个服务器以执行一个网络功能。可替代地，服务器可以被构造为包括两个或更多个网络实体。在这种情况下，网络实体可以执行相同的功能或执行不同的功能。例如，一个服务器可以包括两个或更多个AMF。在另一示例中，一个服务器可以包括两个或更多个SMF。在这种情况下，执行相同功能的每个网络实体可以用实例来实现。
另外，一个服务器可以覆盖一个区域，并且不同的服务器可以覆盖不同的区域。因此，相同的网络实体也可以在位于不同区域中的服务器中实现。
在另一示例中，可以使用两个或更多个服务器来实现一个网络实体。
图1是示出在现有3GPP 5G系统中应用卫星回程的场景的示图。
5G系统由用于向终端(例如，用户设备(UE))提供无线电接入的接入网络(AN)和以下主网络设备组成：接入和移动性管理功能(AMF)、会话管理功能(SMF)、用户平面功能(UPD)和策略控制功能(PCF)。AMF、SMF和PCF位于控制平面中。AMF执行管理每个UE的移动性的功能，SMF通过N4接口执行UE会话管理功能和UPF管理功能，并且PCF提供UE策略控制功能。同时，UPF位于用户平面(即，用户数据通过的平面)上，并且执行传送用户数据的功能。另外，AN向UE提供无线电接入功能，将UE的控制平面数据传送到AMF(这里，AN和AMF之间的接口被称为N2)，并且将UE的用户平面数据传送到UPF(这里，AN和UPF之间的接口被称为N3)。PDU会话创建过程用于创建用于UE发送用户数据的路径。由UE发送到AN的PDU会话创建请求消息通过AN和AMF被递送到SMF。在从PCF接收到相关策略之后，SMF可以选择UPF。在选择UPF时，可以向网络存储库功能(NRF)设备发送查询消息以选择UPF。此后，执行配置用于UE的用户平面到AN和UPF的路径的操作，并且当操作结束时，向UE通知PDU会话创建完成。
同时，在5G系统中，回程是指将从用户的互联网接入设备(诸如UE)收集的数据连接到骨干网的系统。用于连接UPF和gNB(下一代节点B、gNodeB、基站或AN)或连接UPF和UPF的回程连接可以具有以下两种状态：
1)在存在QoS限制的情况下(例如，使用卫星连接的回程)，以及
2)在没有QoS限制的情况下(例如，使用有线连接的回程)。
参考图1，能够呈现应用现有卫星回程的三种场景。本公开旨在解决在存在QoS限制(例如，使用卫星连接的回程)的情况下回程连接上的典型问题。
第一场景1-10可以是AN 1-12和UPF 1-17之间的回程连接以及AN 1-12和AMF 1-13之间的回程连接仅使用一种类型的回程连接的情况。
第二场景1-20可以是AN 1-12具有与UPF 1-27a、UPF 1-27b和UPF 1-27c的各种类型的回程连接的情况。
第三场景1-30示出了UPF 1-37a、UPF 1-37b和UPF 1-37c具有与其他UPF 1-37d和UPF 1-37e的不同类型的回程连接的情况。
在3GPP中针对第一场景1-10的情况提出的现有技术是当AN 1-12的回程连接是卫星1-16时，将关于用于回程连接的卫星的类别(例如，低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)、地球同步地球轨道(GEO))的信息递送到AMF 1-13。在会话创建过程中，AMF 1-13可以基于接收的信息确定用于会话通过(或形成)的N3的卫星类别(gNB和初始UPF之间的接口)，并将其发送到SMF 1-14。基于卫星类别和UE的会话创建消息中的信息，SMF 1-14可以确定是拒绝还是接受创建请求。
在第二场景1-20和第三场景1-30中，与第一场景1-10不同，AN 1-22和AN 1-32可以经由不同的回程连接类型分别连接到多个UPF 1-27a、UPF 1-27b、UPF 1-27c、UPF 1-37a、UPF 1-37b和UPF 1-37c，并且所连接的UPF 1-37a还可以经由不同的回程连接类型连接到其他UPF 1-37d和UPF 1-37e。在这种情况下，能够考虑到诸如时延的信息来选择适当的UPF的功能在PDU会话创建过程中是必不可少的。
为此目的，在3GPP提出的现有技术中，在PDU会话创建过程中，UPF可以测量与连接的实体(例如，AN或UPF)的时延(下文中称为QoS限制)并将其通知给SMF 1-24或SMF 1-34，并且SMF 1-24或SMF 1-34可以基于QoS限制来选择UPF。因此，尽管已经提出了SMF 1-24或SMF 1-34考虑到时延来选择UPF的方法，但是存在的问题是，对于所有PDU会话创建请求，必须考虑到所有UPF的QoS限制信息来执行UPF选择。例如，存在的问题是，即使在通过仅具有有线回程连接类型的AN进行会话请求的情况下，也必须不必要地考虑时延而执行UPF选择。另外，存在的问题是，在通过具有卫星回程连接的AN进行会话请求的情况下，必须考虑所有UPF的时延而不是考虑连接到对应AN的UPF的时延来执行UPF选择。
图2是示出根据本公开的实施例的AMF使得SMF能够通过在PDU会话创建过程中考虑回程连接信息来执行UPF的选择的方法的示图。
用户设备(UE)2-01可以向AMF 2-03执行PDU会话建立请求(步骤2-07)。在从UE2-01接收到PDU会话建立请求消息时(步骤2-07)，无线电接入网络(RAN)2-02可以确定在其回程连接中是否存在具有QoS限制的回程，并且如果存在具有QoS限制的回程，则在NAS传输消息中包括回程相关信息。此时，RAN 2-02可以在回程相关信息中包括指示存在具有QoS限制的至少一个回程连接的指示符(QoS限制指示符)或每个回程连接的信息(例如，AN的每个用户平面接口的卫星类别信息、AN的每个用户平面接口的时延信息)，并将其发送到AMF 2-03(步骤2-08)。
AMF 2-03可以确定由UE 2-01接入的AN 2-02是否具有带QoS限制的回程连接(步骤2-09)。在以下情况下，AMF 2-03可以确定AN 202具有带QoS限制的回程连接。如果步骤2-08的消息包含回程相关信息，则AMF 2-03可以确定存在具有QoS限制的回程连接。如果在AMF 2-03中配置了关于针对每个跟踪区域标识符(TAI)存在具有QoS限制的回程连接的信息，则AMF 2-03可以基于来自AN 2-02的TAI值和所配置的信息来确定存在具有QoS限制的回程连接。或者，能够通过局部配置来确定(步骤2-09)。
如果在步骤2-09确定存在具有QoS限制的回程连接，则AMF 2-03可以在发送到SMF2-04的SM上下文创建请求消息中包括QoS限制指示符(步骤2-10)。
SMF2-04可以利用点协调功能(PCF)2-05执行SM策略建立(步骤2-11)。
SMF 2-04可以考虑UPF 2-08的QoS限制或卫星类别来确定是否执行UPF选择(步骤2-12)。此时，如果步骤2-10的消息包含QoS限制指示符，则SMF 2-04可以确定存在具有QoS限制的回程连接，并且确定应该考虑到QoS限制或卫星类别来执行UPF选择(步骤2-12)。可替代地，如果来自步骤2-10的消息的TAI值指示在AMF 2-03中存在具有QoS限制的回程连接，则SMF 2-04可以确定存在具有QoS限制的回程连接，并且确定应该考虑UPF的QoS限制或卫星类别来执行UPF选择(步骤2-12)。
如果SMF 2-04在步骤2-12确定应该考虑UPF 2-08的每个第三层(层3，L3)接口(例如，互联网协议(IP)接口)的QoS限制(例如，时延等)或卫星类别来执行UPF选择，则SMF 2-04可以考虑UPF的QoS限制或卫星类别信息来执行UPF选择(步骤2-13)。
此后，可以在UE 2-01和UPF 2-08之间执行剩余PDU会话创建过程(步骤2-14)。
图3是示出根据本公开的实施例的具有带QoS限制的回程连接的UPF3-01在NRF 3-02处注册的方法的示图。
如果存在使用卫星连接的回程接口，则UPF 3-01可以在用于在NRF处注册的NF简档中包括：QoS限制列表(即，当UPF 3-01经由L3通信与用户平面中的其他UPF连接时，所有连接的UPF的每个时延信息)，该QoS限制列表由每个其L3接口(例如，IP接口)的QoS限制(例如，时延)组成；卫星类别列表(即，当UPF经由L3通信与用户平面中的其他UPF连接时，所有连接的UPF的每个卫星类别信息)，该卫星类别列表由每个其L3接口的卫星类别(例如，LEO、MEO、GEO)组成；以及每个其L3接口的其他回程接口相关信息。此时，UPF 3-01可以包括上述参数(QoS限制列表、卫星类别列表和其他回程接口相关信息)中的一些或全部。也就是说，能够将QoS限制列表发送到SMF(图3中未示出)的UPF 3-01可以将QoS限制列表包括在发送到NRF 3-02的NF简档中。另外，支持将卫星类别列表发送到SMF(图3中未示出)的UPF 3-01可以在发送到NRF 3-02的NF简档中包括卫星类别列表，并且支持发送其他回程接口相关信息的UPF 3-01可以在发送到NRF 3-02的NF简档中包括相应的其他回程接口相关信息(步骤3-03)。
NRF 3-20向UPF 3-01发送响应消息(步骤3-04)。
图4是示出根据本公开实施例的SMF 4-01在经由具有带QoS限制的回程连接的AN的PDU会话创建过程中通过NRF 4-02选择UPF的方法的示图。
如果SMF 4-01在PDU会话创建过程中确定UE接入的AN具有带一个或多个QoS限制的回程连接，并且如果SMF 4-01期望选择具有与AN的没有QoS限制的回程连接的UPF，则SMF4-01可以在查询消息中包括具有非QoS受限回程连接的UPF，并在步骤4-03将其发送到NRF4-02。另外，当期望将UPF候选组限制为连接到AN的UPF时，SMF 4-01可以包括与UE的位置信息相对应的TAI，并将其发送到NRF 4-02。
如果SMF 4-01在PDU会话创建过程中确定UE接入的AN具有带一个或多个QoS限制的回程连接，并且如果SMF 4-01期望选择具有与AN的回程连接的时延低于所需的最小回程时延的UPF，则SMF 4-01可以包括所需的最小回程时延并将其发送到NRF 4-02。另外，当期望将UPF候选组限制为连接到AN的UPF时，SMF 4-01可以包括与UE的位置信息相对应的TAI，并将其发送到NRF 4-02。
如果SMF 4-01在PDU会话创建过程中确定UE接入的AN具有带一个或多个QoS限制的回程连接，并且如果SMF 4-01期望选择具有与AN的特定卫星类别的回程连接的UPF，则SMF 4-01可以包括卫星类别并将其发送到NRF 4-02。另外，当期望将UPF候选组限制为连接到AN的UPF时，SM F4-01可以包括与UE的位置信息相对应的TAI，并将其发送到NRF 4-02(步骤4-03)。
当在由SMF 4-01发送的步骤4-03的消息中存在TAI和具有非QoS受限回程连接的UPF时，NRF 4-02在响应消息中不包括关于在具有与TAI对应的接口的UPF之中的接口中具有QoS限制的那些UPF的信息。
当在由SMF 4-01发送的步骤4-03的消息中存在TAI和所需的最小回程时延时，NRF4-02在响应消息中不包括关于具有与TAI对应的接口的UPF当中的接口中的时延(即，QoS限制)高于所需的最小回程时延的那些UPF的信息。
当在由SMF 4-01发送的步骤4-03的消息中存在TAI和卫星类别时，NRF 4-02在响应消息中不包括关于具有与TAI对应的接口的UPF当中的在接口中使用卫星类别的那些UPF的信息。
NRF 4-02通过上述方案中的至少一个和/或组合发送响应消息(步骤4-04)。
图5是示出根据本公开的实施例的具有带QoS限制的回程连接的UPF 5-01向SMF5-02执行对N4(SMF和UPF之间的接口)关联建立的请求的方法的示图。
在存在使用卫星连接的回程接口的情况下，UPF 5-01在请求与SMF 5-02的N4关联建立的消息中包括由每个其L3接口的卫星类别(例如，LEO、MEO、GEO)组成的卫星类别列表、以及每个其L3接口的其他回程接口相关信息(即，当UPF经由L3通信与用户平面中的其他UPF连接时，所有连接的UPF的每个卫星类别信息)。在这种情况下，UPF 5-01可以包括上述参数中的一些或全部(步骤5-03)。
SMF发送与接收的消息相对应的响应消息(步骤5-04)。
图6是示出根据本公开的实施例的具有带QoS限制的回程连接的UPF 6-01向SMF6-02执行对N4(SMF和UPF之间的接口)关联更新的请求的方法的示图。
在使用卫星连接检测回程接口的情况下，UPF 6-01在发送到SMF 6-02的N4关联更新消息中包括：卫星类别列表(即，当UPF经由L3通信与用户平面中的其他UPF连接时，所有连接的UPF的每个卫星类别信息)，该卫星类别列表由每个其L3接口的卫星类别(例如，LEO、MEO、GEO)组成；以及每个其L3接口的其他回程接口相关信息。在这种情况下，UPF可以包括上述参数中的一些或全部(步骤6-03)。
SMF 6-02发送响应消息(步骤6-04)。
图7是示出根据本公开的实施例的将地面和卫星回程网络应用于3GPP 5G系统中的控制平面和用户平面的场景的示图。
图7对应于图1所示的第一至第三场景被扩展的情况。首先，在图7中，UE 7-01、AN7-02、UPF 7-21、UPF 7-22和UPF 7-23、AMF 7-03、SMF 7-04和PCF 7-05被示出为实体。将参考图8至图10描述的本公开的实施例可以基于图7所示的场景。在3GPP 5G系统中，回程网络可以提供RAN和核心网络之间的连接，并且不同类型的通信协议可以应用于控制平面和用户平面。作为这样的回程网络，图7示例性地示出了地面回程网络7-11、地球同步地球轨道(GEO)卫星回程网络7-12和低地球轨道(LEO)卫星回程网络7-13。回程网络可以进一步细分为低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)和对应于高地球轨道的同步地球轨道(GEO)，如上述第一至第三场景中所述。另外，在控制平面中使用的回程网络和在用户平面中使用的回程网络可以相同或不同。AN 7-02可以确定使用哪个回程网络。在控制平面的情况下，AN 7-02可以确定在注册过程中使用哪个回程网络，并且在用户平面的情况下，AN 7-02可以确定在PDU会话建立过程中使用哪个回程网络。例如，当在注册过程中发起通过N2接口与AMF 7-03的控制平面连接时，AN 7-02可以选择GEO卫星回程网络7-12(图7中的回程网络_02)，并且在这种情况下，会发生大于地面回程网络7-11(图7中的回程网络_01)的传输时延的传输时延。此后，当UPF和AN 7-02在PDU会话建立过程中为N3接口分配隧道信息的处理中分配通过GEO卫星回程网络支持GTP-U路径的隧道信息时，控制平面和用户平面开始使用相同的回程网络。另外，如果分配了支持通过地面回程网络7-11(图7中的回程网络_01)或LEO卫星回程网络7-13(图7中的回程网络_03)的GTP-U路径的隧道信息，则控制平面和用户平面开始使用不同的回程网络。当在控制平面和用户平面中使用不同类型的回程网络时，可以根据构成核心网络的每个NF的位置和回程网络的业务状况自适应地做出响应。
图8是示出根据本公开的实施例的在3GPP 5G系统中的控制平面中使用的传输网络层关联(TNLA或TNL关联)与回程网络之间的关系的示图。
在图8中，UE 8-01连接到RNA 8-02，并且RNA 8-02通过不同的回程网络8-11、8-12和8-13连接到AMF 8-21。在这种情况下，一个RAN 8-02和一个AMF 8-21之间的控制平面连接可以由一个或多个TNL关联组成。图8示例性地示出了第一回程网络8-11具有三个不同的TNLA(TNLA_01、TNLA_02、TNLA_03)，第二回程网络8-12具有两个不同的TNLA(TNLA_04、TNLA_05)，并且第三回程网络8-13具有两个不同的TNLA(TNLA_06、TNLA_07)。
在发起与特定AMF 8-21的N3接口的过程中，RAN 8-02可以选择连接到AMF 8-21的TNL关联(候选TNL关联)之一。在从UE 8-01接收到要递送到AMF 8-21的消息时，RAN 8-02可以通过选择的TNL关联将该消息发送到AMF 8-21。AMF 8-21可以确定是连续使用由RAN 8-02选择的TNL关联作为N3接口还是将其改变为另一TNL关联。在确定改变为另一TNL关联的情况下，AMF 8-21可以通过选择的TNL关联将待递送到UE 8-01的消息发送到RAN 8-02。如果AMF 8-21在与RAN 8-02的TNL关联中没有找到适当的连接，则AMF 8-21可以选择另一适当的AMF，将其通知给RAN 8-02，并发起重路由过程，使得能够通过选择的另一AMF发送要递送到UE 8-01的消息。此外，当RAN 8-02选择TNL关联时，可以提供考虑候选TNL关联的(1)可用性和(2)权重因子的方法。
根据本公开的实施例，当选择RAN 8-02的TNL关联时，可以提供进一步考虑(3)候选TNL关联的回程网络类型的方法。RAN 8-02可以基于(1)、(2)和(3)中的一些或全部的组合来选择TNL关联，并且将选择的TNL关联的回程网络类型通知给AMF 8-21。例如，在图8中，当RAN 8-02在第二回程网络中选择TNLA_04时，RAN 8-02可以通知AMF 8-21所选择的TNLA使用卫星回程网络，因此会导致比地面回程网络更大的时延。在确定另一TNLA是否比由RAN8-02选择的TNLA_04更合适时，AMF 8-21可以基于关于由RAN 8-02通知的回程网络类型的信息来选择使用相同回程网络的TNLA_05，或者选择使用不同回程网络的TNLA_01以改变NGAP UE-TNLA-绑定。核心网络的AMF 8-21和其他网络功能(NF)设备可以选择通过相应的回程网络的TNL关联，以便基于回程网络的类型，考虑到N3接口的资源分布(负载平衡)或要递送到UE的NAS消息的重要性等，选择具有更小或更大时延的回程网络。
图9是示出根据本公开的实施例的RAN和AMF在注册过程中根据用于控制平面的回程网络的特性来执行TNL关联选择的方法的示图。
在步骤9-11，RAN 9-02可以执行建立过程，用于将关于与位于RAN 9-02的无线电覆盖范围内的UE的无线电接口的信息提供给网络上可连接到RAN 9-02的位置(物理和/或逻辑位置)的AMF。NG建立假设在RAN 9-02和AMF 9-03之间激活候选TNL关联。在NG建立步骤中，RAN 9-02可以向AMF 9-03传送UE 9-01和RAN 9-02之间的无线电部分的信息，诸如全局RAN节点ID、支持的跟踪区域(TA)、广播PLMN列表、无线电接入技术(RAT)信息等。当其被配置为使得仅特定类型的回程网络能够连接到RAN 9-02覆盖的TA时，RAN 9-02可以将关于相应回程网络的类型的信息传送到AMF 9-03。
在步骤9-12，UE 9-01可以向RAN 9-02发送注册请求消息。
在步骤9-13，RAN 9-02可以选择AMF。
在步骤9-14，RAN 9-02可以为在步骤9-13选择的AMF选择候选TNL关联之一。在这种情况下，RAN 9-02可以考虑候选TNL关联通过的回程网络的类型来执行选择。如果选择的TNL关联使用具有更大时延特性的回程网络，则RAN 9-02可以确定是否将其通知给AMF 9-03。该确定可以指由UE请求的单网络切片选择辅助信息(S-NSSAI)、相应RAN 9-02的RAT信息或TA信息、UE 9-01的位置等。
在步骤9-15，RAN 9-02可以通过在步骤9-14选择的TNL关联将初始UE消息发送到AMF 9-03。当根据步骤9-14的确定，回程网络能够使用卫星或者使用具有高时延特性的回程网络(甚至不是卫星)时，初始UE消息可以包括卫星回程指示。在以下情况下可以考虑卫星回程指示。在AMF 9-03由于选择的回程网络的高时延而再次选择TNL关联的情况下，在SMF 9-05执行UPF选择的情况下，在SMF 9-05和RAN 9-02分配用于用户平面数据业务传输的N3隧道信息(CN隧道信息，AN隧道信息)的情况下，或者在SMF 9-05和/或PCF 9-04确定接入网络分组延迟预算(ANPDB)(其是AN和UPF之间的最大可允许时延)的情况下，可以考虑卫星回程指示。初始UE消息可以包括在步骤9-12从UE 9-01接收的注册请求消息。在从RAN 9-02接收到初始UE消息时，AMF 9-03可以确定是使用还是改变在消息被发送时使用的TNL关联。如果决定改变，则在步骤9-16a，AMF 9-03可以通过新选择的TNL关联将下一代应用协议(NGAP)UE-TNLA-绑定修改消息发送到RAN 9-02，并且RAN 9-02可以修改与UE 9-01的NGAPUE-TNLA-绑定。如果AMF 9-03确定在其所属的AMF集合中存在与RAN 9-02具有TNL关联的另一个AMF，并且所述AMF具有更合适的TNL关联，则AMF 9-03可以在步骤9-16b向RAN 9-02发送重路由NAS请求消息。RAN 9-02可以识别重路由NAS请求消息中包括的AMF集合ID，并执行选择另一AMF的操作。这里，如果选择了另一个AMF，则RAN 9-02可以再次执行步骤9-14和9-15。此外，在图9中，没有具体提及接收简单响应消息的情况。也就是说，当RAN 9-02通过选择的TNLA从选择的AMF接收到响应消息时，可以执行步骤9-17。
在步骤9-17，3GPP 5G系统可以执行剩余的注册过程。
图10是示出根据本公开的实施例的考虑回程网络的特性的PDU会话建立过程的示图。
在步骤10-11，UE 10-01可以向RAN 10-02发送PDU会话建立请求消息。
在步骤10-12，RAN 10-02可以通过参考与做出步骤10-1的请求的UE 10-01相关联的NGAP UE-TNLA绑定来确定在注册过程中选择的TNL关联所通过的回程网络的类型。RAN10-02可以根据控制平面中使用的回程网络的类型和特性来确定在用户平面中是否可能发生QoS限制，并且可以确定是否将其通知给AMF 10-03。在以下(a)至(e)的情况下，RAN 10-02可以确定将QoS受限回程指示递送到AMF 10-03。
(a)在选择的回程网络是卫星回程网络的情况下
(b)在选择的回程网络是卫星回程网络并且不存在其他候选回程网络的情况下
(c)在选择的回程网络是卫星回程网络并且在其他候选回程网络中存在卫星回程网络的情况下
(d)在选择的回程网络是地面回程网络并且RAN可以通过卫星回程网络提供GTP-U信道的情况下
(e)在选择的回程网络是卫星回程网络并且RAN能够通过卫星回程网络提供GTP-U信道的情况下
另外，在以下(f)至(g)的情况下，RAN 10-02可以确定不向AMF 10-03传送QoS受限回程指示。
(f)在选择的回程网络是地面回程网络并且不存在其他候选回程网络的情况下
(g)在选择的回程网络是地面回程网络并且另一候选回程网络也是地面回程网络的情况下
在这种情况下，QoS受限回程指示可以以以下(h)至(l)的形式提供信息。
(h)是否能够在用户平面中发生QoS限制
(i)卫星是否能够用于NG接口通过的回程网络
(j)在控制平面中使用的回程网络的类型(例如，地面、卫星、GEO卫星、MEO卫星、LEO卫星)
(k)能够在用户平面中使用的回程网络的类型
(l)在控制平面和用户平面中是否允许使用不同种类的回程网络
(m)上述(h)至(l)中的全部或一些的组合
在步骤10-13，AMF 10-03可以确定在注册过程中选择的TNL关联所通过的回程网络的类型。AMF 10-03可以参考在步骤10-12接收的QoS受限回程指示或与在步骤10-11做出请求的UE 10-01相关联的NGAP UE-TNLA绑定。如果AMF 10-03能够通过在步骤10-12接收的QoS受限回程指示(例如，(h)或(k))立即确定是否存在在用户平面中户发生QoS限制的可能性，则可以省略下面描述的步骤10-14。
在步骤10-14，AMF 10-03可以确定在控制平面和用户平面中是否能够使用不同类型的回程网络，并且基于此，确定在用户平面中是否会发生QoS限制。当AMF 10-03确定在用户平面中会发生QoS限制时，可以包括以下(n)和(o)。
(n)当在步骤10-13确定在控制平面中使用地面回程网络时，并且当通过在步骤10-12接收的QoS受限回程指示能够知道在用户平面中能够使用其他类型的回程网络时(例如，(d)的情况)
(o)当在步骤10-13确定在控制平面中使用了卫星回程网络时，并且当通过在步骤10-12接收的QoS受限回程指示能够知道在用户平面中能够使用其他类型的回程网络时(例如，(l)的情况)
在步骤10-15，根据在步骤10-13和10-14确定的结果，AMF 10-03可以通知SMF 10-05在用户平面中会发生QoS限制(QoS受限回程指示)。根据在步骤10-14确定的结果，AMF10-03可以通知SMF 10-05能够在控制平面和用户平面中使用不同类型的回程网络(CP-UP回程分离指示)。
在步骤10-16，SMF 10-05和PCF 10-06可以执行SM策略关联建立过程。SMF 10-05可以将在步骤10-15从AMF 10-03接收的QoS受限回程指示和CP-UP回程分离指示递送到PCF10-06，并帮助PCF 10-06确定PCC规则。当确定AN PDB时，SMF 10-05或PCF 10-06可以参考QoS受限回程指示和CP-UP回程分离指示。
在步骤10-17，SMF 10-05执行UPF选择过程。SMF 10-05可以参考在步骤10-15从AMF 10-03接收的QoS受限回程指示和CP-UP回程分离指示。
在步骤10-18，SMF 10-05和UPF 10-04可以分配用于用户平面数据业务传输的CN隧道信息或网络实例。在这种情况下，可以参考在步骤10-15从AMF 10-03接收的QoS受限回程指示和CP-UP回程分离指示。SMF 10-05或UPF 10-04可以确定在每种类型的回程网络的特定范围内分配IP地址、端口号等。
在步骤10-19，SMF 10-05可以将在步骤10-18分配的CN隧道信息或网络实例递送到AMF 10-03。
在步骤10-20，AMF 10-03可以将在步骤10-19接收的信息递送到RAN 10-02。
在步骤10-21，RAN 10-02可以基于在步骤10-20接收的信息建立用户平面连接。当执行AN隧道信息分配时，RAN 10-02可以参考在步骤10-12确定在用户平面中会发生QoS限制的结果。RAN 10-02可以确定在每种类型的回程网络的特定范围内分配IP地址、端口号等。
在步骤10-22，RAN 10-02可以将在步骤10-21分配的AN隧道信息传送到AMF。
在步骤10-23，3GPP 5G系统可以执行剩余的PDU会话建立过程。
图11是示出根据本公开的实施例的UE的结构的示图。
参照图11，UE可以包括收发器1110、控制器1120和存储装置1130。在本公开中，控制器1120可以被定义为电路或专用集成电路或至少一个处理器。
收发器1110可以向/从另一网络实体发送/接收信号。收发器1110可以例如从基站接收系统信息，并且可以接收同步信号或参考信号。收发器1110还可以发送和接收上述消息。
控制器1120可以根据本公开中提出的实施例来控制UE的整体操作。例如，控制器1120可以控制框之间的信号流，以执行上述信号流程图中的UE的操作。具体地，控制器1120可以控制本公开中提出的操作，以根据本公开的实施例在无线通信系统中考虑回程信息来管理会话。
存储装置1130可以存储通过收发器1110发送和接收的信息和通过控制器1120生成的信息中的至少一个。
图12是示出根据本公开的实施例的基站的结构的示图。
参考图12，基站可以包括收发器1210、控制器1220和存储装置1230。在本公开中，控制器1220可以被定义为电路或专用集成电路或至少一个处理器。
收发器1210可以向/从另一网络实体发送/接收信号。收发器1210可以例如向UE发送系统信息，并且可以发送同步信号或参考信号。另外，收发器1210可以根据上述每种方法向网络的特定实体发送或接收消息。此外，收发器1210可以向UE发送上述信号/消息以及从UE接收上述信号/消息。
控制器1220可以根据本公开中提出的实施例控制基站的整体操作。例如，控制器1220可以控制框之间的信号流，以执行上述信号流程图中的基站(例如，RAN或AN)的操作。具体地，控制器1220可以控制本公开中提出的操作，以根据本公开的实施例在无线通信系统中考虑到回程信息来管理会话。
存储装置1230可以存储通过收发器1210发送和接收的信息和通过控制器1220生成的信息中的至少一个。
图13是示出根据本公开的实施例的网络实体的结构的示图。
参照图13，网络实体可以包括收发器1310、控制器1320和存储装置1330。在本公开中，控制器1320可以被定义为电路或专用集成电路或至少一个处理器。
收发器1310可向/从另一网络实体或基站传送/接收信号。收发器1310可以提供用于与每个网络实体进行通信的接口。
控制器1320可以根据本公开中提出的实施例来控制网络实体的整体操作。例如，在上述信号流程图中，控制器1320可以控制框之间的信号流以执行每个网络实体的操作，例如，上述信号流程中，当NF是AMF时的AMF的操作或当NF是SMF时的SMF的操作。具体地，控制器1320可以控制本公开中提出的操作，以根据本公开的实施例在无线通信系统中考虑回程信息来管理会话。
存储装置1330可以存储通过收发器1310发送和接收的信息和通过控制器1320生成的信息中的至少一个。
工业实用性
本公开能够应用于在无线通信系统中在RAN与AMF和/或UPF之间建立会话时考虑回程网络的情况。

Claims (15)

1.一种在无线通信系统的接入网络(AN)节点中使用回程信息的会话管理方法，所述方法包括：
在从用户设备(UE)接收到注册请求消息时，选择接入和移动性管理功能(AMF)；
通过考虑控制平面的回程网络的类型，为选择的AMF从候选传输网络层关联(TNLA)中选择一个TNLA；
通过使用选择的TNLA向选择的AMF发送初始UE消息；以及
在从选择的AMF接收到选择的TNLA响应信号时，执行UE的注册过程，
其中，候选TNLA包括低地球轨道(LEO)和地球同步地球轨道(GEO)中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在接收到注册请求消息之前，建立(NG建立)以向网络上的可连接AMF提供关于与位于无线电覆盖范围内的UE的无线电接口的信息。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
在建立中，向AMF发送包括全局RAN节点ID、支持的跟踪区域(TA)、广播PLMN列表和无线电接入技术(RAT)的信息中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在通过新的TNLA从选择的AMF接收到UE-TNLA-绑定修改消息时，修改NGAP UE-TNLA-绑定；以及
基于所修改的NGAP-UE-TNLA-绑定来执行UE的注册过程。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在通过使用选择的TNLA将初始UE消息发送到选择的AMF之后，从选择的AMF接收包括AMF集合ID的重路由NAS请求消息，所述AMF集合ID包括至少两个不同的AMF；
从AMF集合ID中包括的AMF中选择用于会话建立的第二AMF；
为选择的第二AMF从候选TNLA中选择第二TNLA；
通过使用选择的第二TNLA向选择的第二AMF发送初始UE消息；以及
在从选择的第二AMF接收到选择的第二TNLA响应信号时，执行UE的注册过程。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，基于服务质量(QoS)限制从候选TNLA中选择一个TNLA。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，使用可用性、权重因子或回程网络类型中的至少一个从候选TNLA中选择一个TNLA。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述回程网络类型还包括地面回程网络。
9.一种用于在无线通信系统中使用回程信息来管理会话的接入网络(AN)节点设备，所述设备包括：
收发器，被配置为与无线通信系统的特定节点通信且与用户设备(UE)通信；
存储器，被配置为存储会话相关信息；以及
至少一个处理器，被配置为：
在通过收发器从UE接收到注册请求消息时，选择接入和移动性管理功能(AMF)，
通过考虑控制平面的回程网络的类型，为选择的AMF从候选传输网络层关联(TNLA)中选择一个TNLA，
通过收发器使用选择的TNLA向选择的AMF发送初始UE消息，以及
在从选择的AMF接收到选择的TNLA响应信号时，执行UE的注册过程，
其中，所述候选TNLA包括低地球轨道(LEO)和地球同步地球轨道(GEO)中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述至少一个处理器被配置为：
在接收到注册请求消息之前，通过收发器与无线电覆盖范围内的AMF建立(NG建立)无线电接口。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述至少一个处理器被配置为：
在建立中，通过收发器向AMF发送包括全局RAN节点ID、支持的跟踪区域(TA)广播、广播PLMN列表和无线电接入技术(RAT)的信息中的至少一个。
12.根据权利要求9所述的设备，其中，所述至少一个处理器被配置为：
在通过收发器从选择的AMF接收到UE-TNLA-绑定修改消息时，通过使用新的TNLA来修改NGAP UE-TNLA-绑定；以及
基于所修改的NGAP UE-TNLA绑定来执行UE的注册过程。
13.根据权利要求9所述的设备，其中，所述至少一个处理器被配置为：
在使用选择的TNLA，通过收发器将初始UE消息发送到选择的AMF之后，从选择的AMF接收包括AMF集合ID的重路由NAS请求消息，所述AMF集合ID包括至少两个不同的AMF；
从AMF集合ID中包括的AMF中选择用于会话建立的第二AMF；
为选择的第二AMF从候选TNLA中选择第二TNLA；
通过使用选择的第二TNLA，通过收发器向选择的第二AMF发送初始UE消息；以及
在从选择的第二AMF接收到选择的第二TNLA响应信号时，执行UE的注册过程。
14.根据权利要求9所述的设备，其中，所述至少一个处理器被配置为：
基于服务质量(QoS)限制，从候选TNLA中选择一个TNLA。
15.根据权利要求9所述的设备，其中，所述至少一个处理器被配置为：
通过使用可用性、权重因子或回程网络类型中的至少一个来从候选TNLA中选择一个TNLA，以及
其中，所述回程网络类型还包括地面回程网络。
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