CN117202340A - 使用快速初始ims注册的方法与设备 - Google Patents

Abstract

提出了一种改善初始IP多媒体子系统(IMS)注册用户体验的方法。当UE启动或离开飞行模式时，UE的处理器确定在单个接入层网络上IMS PDN初始设置的时间段Tn，从发送IMS PDN设置请求开始。在Tn期满时，UE中止IMS PDN建立请求，并在另一个接入层网络上执行IMS PDN建立。因此，它允许UE在启动或离开飞行模式时快速使用IMS服务。

Description

使用快速初始IMS注册的方法与设备

技术领域

所公开的实施例一般涉及无线通信，并且更具体地涉及使用快速初始IMS注册来改善用户体验的方法。

背景技术

多年来，无线通信网络呈指数级增长。长期演进(LTE)系统提供高峰值资料速率、低延迟、改进的系统容量以及简化的网络架构带来的低运营成本。LTE系统，也称为4G系统，还提供与旧无线网络(例如GSM、CDMA和通用移动电信系统(UMTS))的无缝集成。在LTE系统中，演进的通用陆地无线电接入网络(EUTRAN)包括与多个移动台(称为用户设备(UE))通信的多个演进的Node-B(eNodeB或eNB)。第三代合作伙伴项目(3GPP)网络通常包括2G/3G/4G系统的混合体。下一代移动网络(NGMN)委员会已决定将未来NGMN活动的重点放在定义5G的端到端要求上。IP多媒体子系统(IMS)服务将成为新一代系统的重要特征，例如NG系统(NGS)或5G系统(5GS)。

如在3GPP中阐述的，IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem，IMS)是通过因特网协议(IP)网络向用户设备(UE)提供IP多媒体服务的核心网络。过去，移动电话通过电路交换(CS)网络提供语音呼叫服务，而不是严格地通过IP分组交换(PS)网络提供语音呼叫服务。通过IP提供语音或其他多媒体服务的替代方法已在智能手机(例如VoIP或Skype)上可用，但它们尚未成为整个行业的标准。IMS是提供此类标准化的架构框架。IMS能够通过不同类型的接入网络与UE进行通信，例如无线局域网(WLAN)、以太网、分组资料网络(PDN)或其他类型的接入网络。IMS是一种通过LTE或新无线电(NR)(IP语音或LTE语音或NR语音)拨打PS呼叫的新方法，而不是回退到2G/3G传统CS呼叫。

IMS包含IP网络上的语音呼叫(VoLTE或VoNR)、SMS、即时消息(IM)、发现存在(DP)等多种应用服务。UE会发送SIP REGISTER给IMS服务器，告知UE的能力和服务请求。当WiFi和蜂窝RAN都可用并且UE是IMS首选的WiFi时，UE可以首先尝试在WiFi上注册IMS。但是，如果UE通过WiFi与EPC/5GC之间存在问题，则会导致注册失败，UE将进入重试流程。在断定WiFi不可用并找到备用RAN之前，UE将重试通过WiFi注册4次(当重试计数＝4时)。这些重试可能需要超过60秒，并且会导致UE在60秒内未注册。这会导致UE在该持续时间内无法使用IMS服务，从而导致糟糕的用户体验。

寻求改进的解决方案。

发明内容

提出了一种改善初始IP多媒体子系统(IMS)注册的用户体验的方法。当UE启动或离开飞行模式时，UE的处理器确定在单个接入层网络上IMS PDN初始设置的时间段Tn，从发送IMS PDN设置请求开始。在Tn期满时，UE中止IMS PDN建立过程，并在另一个接入层网络上执行IMS PDN建立。因此，它允许UE在启动或离开飞行模式时快速使用IMS服务。

在一个实施例中，UE在移动通信网络中发起IP多媒体子系统(IMS)注册过程，例如，由UE开机、离开飞行模式或打开IMS设置触发。UE通过第一无线电接入类型(RAT)向IMS服务器发送初始IMS注册请求，例如，第一RAT是UE优选的RAT。UE在发送初始IMS注册请求时启动保护定时器。当保护定时器到期时，UE中止第一RAT上的IMS注册过程。UE通过第二RAT向IMS服务器发送另一个初始IMS注册请求，其中UE在通过第二RAT成功注册IMS时建立与网络的连接。

在下面的详细描述中描述了其他实施例和优点。该概述并不旨在定义本发明。本发明由权利要求书限定。

附图说明

附图说明了本发明的实施例，其中相同的数字表示相同的组件。

图1说明了根据一个新颖方面支持改进初始IMS注册的示例性LTE/5G网络。

图2图示了根据本发明实施例的用户设备(UE)的简化框图。

图3图示了根据一个新颖方面的使用新计时器的IMS注册的第一实施例。

图4图示了根据一个新颖方面的使用新的重试计数的IMS注册的第二实施例。

图5图示了根据一个新颖方面的使用新定时器的快速初始IMS注册的优选实施例。

图6说明了IMS注册和用户体验的原始流程和新流程之间的差异。

图7是根据一个新颖方面的支持IMS快速注册以提高用户体验的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的一些实施例，其示例在附图中示出。

图1说明了根据一个新颖方面支持改进初始IP多媒体子系统(IMS)注册的示例性LTE 4G或新无线电(NR)5G网络100。LTE/NR网络100包括用户设备(UE)101、3GPP无线电接入网络RAN 102、非3GPP无线电接入网络RAN 103、接入和移动性管理功能(AMF)110、会话管理功能(SMF)111、非-3GPP互通功能(N3IWF)112、用户平面功能(UPF)113、5G核心网或演进分组核心网(5GC/EPC)120。AMF与基站、SMF和UPF通信，用于5G NR网络100中无线接入设备的接入和移动性管理。SMF主要负责与解耦资料平面交互，创建、更新和删除协议资料单元(PDU)会话以及管理与UPF的会话上下文。N3IWF功能与5G核心网络控制平面功能接口，负责在5G RAN外部路由消息。UE 101可以配备有射频(RF)收发器或多个RF收发器用于经由不同RAT/CN的服务。UE 101可以是智能电话、可穿戴设备、物联网(IoT)设备、平板电脑等。在图1中，LTE/NR网络100还包括应用服务器，包括IMS服务器115，其通过与包括UE101的多个UE通信以提供应用服务。IMS服务器115和分组资料网络网关(PDN GW或P-GW)114属于5GC/EPC120的一部分。

LTE和NR网络是分组交换(PS)互联网协议(IP)网络。这意味着网络以IP资料包的形式传送所有资料流量，并为用户提供永远在线的IP连接。当UE加入LTE/NR网络时，分组资料网络(PDN)地址(即可以在PDN上使用的地址)被分配给UE，用于连接到PDN。LTE/NR将UE的“IP接入连接”称为演进分组系统(EPS)承载，是UE和P-GW之间的连接。P-GW是UE访问IP的默认网关。LTE/NR定义了默认EPS承载以提供始终在线的IP连接。UE可以为资料通信建立额外的资料无线承载。

IMS是通过IP网络向UE提供IP多媒体服务的核心网络。IMS包含多种应用服务，例如IP网络上的语音呼叫(VoLTE或VoNR)、SMS、即时消息(IM)、发现状态(DP)等。UE将向IMS服务器发送会话发起协议(Session initiation protoco1，SIP)注册(REGISTER)，以通知UE的能力并请求IMS服务。来自UE的初始IMS注册可能由于订阅特定原因或由于网络中的一些临时故障而失败。在一个应用场景中，当WiFi和蜂窝RAN都可用并且UE101是IMS首选的WiFi时，UE101可以首先尝试在WiFi上注册IMS。然而，如果UE和EPC/5GC之间通过WiFi存在问题(例如，如130所示的临时连接问题)，则将导致注册失败并且UE101将进入重试过程。在断定WiFi不可用并找到替代RAN之前，UE 101将重试通过WiFi注册4次(当重试计数＝4时)。这些重试可能花费超过60秒，并且会导致UE101在60秒内未注册(当最大重试计数＝4且重试计时器＝15秒时)。这会导致UE101无法在该持续时间内使用IMS服务，这将导致糟糕的用户体验。

根据一个新颖的方面，提出了一种改善初始IMS注册的用户体验的方法。在图1的示例中，如140所示，UE 101如下执行快速IMS注册：1)UE 101启动或离开飞行模式或开启IMS设置，2)UE 101通过发送IMS PDN设置请求(setup request)开始在首选RAT(非3GPPWiFi访问)上的IMS注册(IMS registration)；3)UE的处理器启动用于在WiFi上的IMS PDN初始设置的保护定时器Tn，从IMS PDN设置请求的发送开始；4)在Tn到期时，UE101中止当前IMS PDN建立，并在另一个RAT(3GPP蜂窝接入)上执行IMS PDN建立；5)继续尝试PDN切换(handover)到首选WiFi访问(在后台)。因此，当UE 101和EPC/5GC 120之间通过首选RAT存在连接问题时，所提出的初始IMS注册过程允许UE 101在启动或离开飞行模式或打开IMS设置时快速使用IMS服务。

图2图示了根据本发明的实施例的UE 201的简化框图。UE 201具有存储器202、处理器203和射频(RF)收发器模块204。RF收发器204与天线205耦合，从天线205接收RF信号，将其转换为基带信号，发送给处理器203。射频收发器204还将接收到的来自处理器203的基带信号转换为射频信号，发送给天线205。处理器203对接收到的基带信号进行处理，并调用不同的功能模块、电路来执行UE 201中的特征。存储器202存储资料和程序指令210以由处理器执行以控制UE 201的操作。合适的处理器例如包括专用处理器、数字信号处理器(DSP))、多个微处理器、一个或多个与DSP核心相关联的微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、文件可编程门阵列(FPGA)电路和其他类型的集成电路(IC))，和/或状态机。与软体相关联的处理器可用于实现和配置UE 201的特征。

UE 201还包括一组协议栈260和控制电路，包括各种系统模块和电路270以执行UE201的功能任务。协议栈260包括非接入层(NAS)层、连接到核心网络的管理实体(MME)、用于高层配置和控制的无线电资源控制(RRC)层、分组资料汇聚协议/无线电链路控制(PDCP/RLC)层、媒体访问控制(MAC)层和物理层(PHY)层以执行移动通信。系统模块和电路270可以由软体、韧体、硬体和/或其组合来实现和配置。功能模块和电路在由处理器经由包含在存储器中的程序指令执行时相互配合以允许UE 201在网络中执行实施例和功能任务和特征。

在一个示例中，系统模块和电路270包括获取用于IMS注册的配置和控制信息的配置和控制电路206、在确定初始IMS注册时启动的保护定时器207、PDN连接/PDU会话处理电路208处理用于控制的RRC连接并建立用于资料的DRB连接，以及用于执行IMS功能的IMS服务处理电路209。当UE启动或离开飞行模式时，UE的处理器确定在单个AS NW上进行IMS PDN初始设置的时间Tn，从发送IMS PDN设置请求开始。在Tn期满时，UE中止IMS PDN建立请求，并在另一个AS NW上执行IMS PDN建立。因此，它允许UE在启动或离开飞行模式时快速获得使用IMS服务的能力。

图3图示了根据一个新颖方面的使用新定时器的IMS注册的第一实施例。在步骤311中，UE 301开启或关闭飞行模式或激活IMS服务。当LTE和WiFi都可用，并且UE首选WiFi时，或者当WiFi信号强度或质量更高时，UE 301(iWLAN)选择WiFi进行IMS注册。在步骤321中，UE 301通过WiFi接入向ePDG 302发送IMS PDN设置请求(SETUP REQUEST)。同时，在时间T1，UE 301还启动保护定时器Tn。在步骤331中，ePDG 302将PDN设置请求转发给ePDG-GW303，但是由于连接问题没有接收到任何响应。在重试定时器到期时，在步骤332中，ePDG302向ePDG-GW 303重新发送PDN设置请求，但是由于连接问题没有接收到任何响应。在步骤333中，ePDG 302在重试定时器期满时继续重试过程。在时间T2，保护定时器Tn到期。作为响应，在步骤341，UE 301中止IMS注册过程。在步骤351中，UE 301转移至LTE/5G并尝试通过LTE/5G 3GPP接入的IMS注册。因为UE 301除了重试定时器和重试计数之外还应用了保护定时器Tn，当优选接入有连接问题时减少了IMS注册的总等待时间。可以根据运营商/网络条件配置保护定时器值。该第一实施例具有简单的设计并且易于实施，具有非常清晰明确的处理/动作。但是，如果保护定时器在连接建立完成之前到期，则可能需要中途中止ePDG连接。

图4图示了根据一个新颖方面的使用新的重试计数的IMS注册的第二实施例。在步骤411中，UE 401开启或关闭飞行模式。当LTE和WiFi都可用，并且UE首选WiFi，或者WiFi信号强度或质量更高时，则UE 401(iWLAN)选择WiFi进行IMS注册。在步骤421中，UE 401通过WiFi接入向ePDG 402发送IMS PDN设置请求。在步骤431，ePDG 402确定所请求的IMS注册是用于初始注册还是用于切换注册。如果是初始注册，则重试次数减为2次；如果对于切换注册，则重试计数保持其原始值4。在图4的示例中，由于是初始注册，因此重试计数设置为2。在步骤432中，ePDG 402转发PDN设置请求ePDG-GW 403，但由于连接问题没有收到任何响应。在重试定时器到期时，在步骤433中，ePDG 402向ePDG-GW 403重新发送PDN设置请求，但是由于连接问题没有接收到任何响应。因为重试计数已经达到2，所以在步骤441中，ePDG402向UE 401发送错误消息，指示通过WiFi的IMS注册失败。因此，在步骤451中，UE401移动到LTE/5G并尝试通过LTE/5G 3GPP蜂窝接入进行IMS注册。因为UE 401应用减少的最大重试计数2，当首选接入有连接问题时，IMS注册的总等待时间减少。该第二实施例可以利用核心重试逻辑算法。但是，UE需要维护单独的逻辑来区分初始注册和切换注册。

图5图示了根据一个新颖方面的使用新定时器的快速初始IMS注册的优选实施例。在步骤511中，UE 501接通电源或离开飞行模式或激活IMS服务。UE 501具有用于执行IMS注册和建立PDN连接或PDU会话的优选接入类型，例如WiFi。在步骤521中，UE 501通过WiFi接入类型发送初始IMS PDN设置请求。UE 501确定IMS注册是初始注册(与切换注册相比)。UE501随后确定用于在单个AS NW(WiFi)上的初始IMS PDN设置的保护时间周期Tn，从IMS PDN设置请求的发送开始。因此，在时间T1，UE 501启动保护定时器Tn。在图5的实施例中，存在通过WiFi接入类型的互联网连接问题。因此，UE 501无法通过WiFi成功注册IMS服务。UE501然后进入用于IMS PDN设置的重试过程，受重试定时器和重试计数的约束。在时间T2，保护定时器Tn在达到重试计数之前到期。

为了减少初始IMS注册的等待时间，在步骤531中，UE 501响应于保护定时器期满而中止IMS PDN建立WiFi，并且移动到用于IMS注册的3GPP接入。注意，从时间T1到时间T2，UE 501基于具有最大重试计数机制的重试定时器继续发送和重新发送IMS PDN建立请求。在时间T2，UE还没有达到最大重试次数，但是保护定时器超时。保护定时器的值可由网络配置。通常，保护时间的长度(例如7秒)远小于(重试计时)乘以(最大重试次数)的总时间(例如60秒＝15x4)。在步骤541中，UE 501通过蜂窝RAN发送初始IMS PDN设置请求。在步骤542中，蜂窝RAN将IMS PDN建立请求转发给EPC/5GC/IMS服务器。在步骤543中，蜂窝RAN从EPC/5GC/IMS服务器接收IMS PDN设置确认。在步骤544，蜂窝RAN将IMS PDN建立确认转发回UE501。在步骤551，在UE 501和核心网络之间建立PDN连接或PDU会话以接收IMS服务。因为WiFi是优选接入类型，所以在步骤561中，UE 501继续尝试在后台通过WiFi接入切换PDN连接或PDU会话。

图6说明了IMS注册和用户体验的原始流程和新流程之间的差异。在原始IMS注册流程下，UE尝试连接到WiFi(存在连接问题)。UE将继续发送IMS PDN设置请求，直到达到重试超时的最大重试次数。因此，UE状态一直停留在“正在尝试注册”，用户需要等待60秒才能完成IMS注册。在新的IMS注册流程下，UE尝试连接到WiFi(存在连接问题)，UE将很快断定WiFi不稳定并转移到3GPP(使用保护定时器)。结果，UE状态从“尝试注册”变为“IMS已注册”，用户需要等待7秒IMS注册。

图7是根据一个新颖方面的支持快速IMS注册以提高用户体验的方法的流程图。在步骤701中，UE在移动通信网络中发起IP多媒体子系统(IMS)注册过程，其中UE通过第一无线电接入类型(RAT)向IMS服务器发送初始IMS注册请求。在步骤702中，UE在发送初始IMS注册请求时启动保护定时器。在步骤703中，UE在保护定时器期满时中止第一RAT上的IMS注册过程。在步骤704中，UE通过第二RAT向IMS服务器发送另一个初始IMS注册请求，其中UE在通过第二RAT成功注册IMS时建立与网络的连接。

尽管为了说明的目的结合某些具体实施例描述了本发明，但是本发明不限于此。因此，在不脱离根据权利要求中所阐述的本发明的范围的情况下，可以实践所描述的实施例的各种特征的各种修改、改编和组合。

Claims (20)

1.一种网络连接方法，包括：

由移动通信网络中的用户设备(UE)发起IP多媒体子系统(IMS)注册过程，其中UE通过第一无线电接入类型(RAT)向IMS服务器发送初始IMS注册请求；

在发送初始IMS注册请求后启动保护定时器；

在保护定时器到期时中止第一RAT上的IMS注册过程；以及

通过第二RAT向IMS服务器发送另一个初始IMS注册请求，其中UE在通过第二RAT成功注册IMS后建立与网络的连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述IMS注册过程由UE开机、离开飞行模式或打开IMS设置触发。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始IMS注册请求是IMS分组资料网络(PDN)设置请求(SETUP REQUEST)消息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述UE在所述保护定时器到期之前没有接收到IMS PDN设置确认(SETUP CONFIRM)消息时，IMS PDN设置请求消息受到重试超时和最大重试计数的影响。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，除了所述重试超时和最大重试计数之外，所述UE还应用所述保护定时器。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护定时器由网络配置。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一RAT是UE优选的RAT，或者所述第一RAT具有比所述第二RAT更好的无线电信号强度或质量。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述UE在后台继续将已建立的连接切换到所述第一RAT。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一RAT是非3GPP RAT，并且其中，所述第二RAT是3GPP RAT。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一RAT是3GPP RAT，并且其中，所述第二RAT是非3GPP RAT。

11.一种用于网络连接的用户设备(UE)，包括：

IP多媒体子系统(IMS)处理电路，在移动通信网络中发起IMS注册过程，其中所述UE通过第一无线电接入类型(RAT)向IMS服务器发送初始IMS注册请求；

在发送所述初始IMS注册请求时启动的保护定时器，其中所述UE在所述保护定时器到期时中止所述第一RAT上的IMS注册过程；以及

发送器通过第二RAT向IMS服务器发送另一个初始IMS注册请求，其中所述UE在通过所述第二RAT成功注册IMS时建立与网络的连接。

12.根据权利要求11所述的UE，其特征在于，IMS注册过程由所述UE开机、离开飞行模式或打开IMS设置触发。

13.根据权利要求11所述的UE，其特征在于，所述初始IMS注册请求是IMS分组资料网络(PDN)设置请求(SETUP REQUEST)消息。

14.根据权利要求13所述的UE，其特征在于，当所述UE在保护定时器到期之前没有接收到IMS PDN设置确认(SETUP CONFIRM)消息时，IMS PDN设置请求消息受到重试超时和最大重试计数的影响。

15.根据权利要求14所述的UE，其特征在于，除了重试超时和最大重试计数之外，所述UE还应用保护定时器。

16.根据权利要求11所述的用户设备，其特征在于，所述保护定时器由网络配置。

17.根据权利要求11所述的UE，其特征在于，所述第一RAT是UE优选的RAT，或者所述第一RAT具有比所述第二RAT更好的无线电信号强度或质量。

18.根据权利要求17所述的UE，其特征在于，所述UE继续在后台将已建立的连接切换到所述第一RAT。

19.根据权利要求11所述的UE，其特征在于，所述第一RAT是非3GPP RAT，并且其中，所述第二RAT是3GPP RAT。

20.根据权利要求11所述的UE，其特征在于，所述第一RAT是3GPP RAT，并且其中，所述第二RAT是非3GPP RAT。