TW202243531A - 用於次世代無線電存取網路的超可靠低延遲通信的本地分流方法及系統 - Google Patents

用於次世代無線電存取網路的超可靠低延遲通信的本地分流方法及系統 Download PDF

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Abstract

本發明公開一種用於次世代無線電存取網路的超可靠低延遲通信的本地分流方法及系統。方法包括：配置核心網路在第一使用者設備及核心網路之間建立PDU會話；配置第一使用者設備(User Equipment, UE)建立URLLC服務；配置Near-RT RIC建立F1 LBO路由程序，以針對URLLC服務設定LBO DRB；通過F1-LBO路由程序以傳輸規則配置F1本地分流VNF模組，以通過F1本地分流VNF模組建立路由對照表，其中，路由對照表中定義DRB的第一位置及第二位置的對應關係；配置F1本地分流VNF模組依據路由對照表在第一UE及第二UE之間建立F1本地分流會話，或在第一使用者設備及MEC設備執行的vCU-UP之間建立F1本地分流會話。

Description

用於次世代無線電存取網路的超可靠低延遲通信的本地分流方法及系統
本發明涉及一種分流方法及系統，特別是涉及一種用於次世代無線電存取網路的超可靠低延遲通信的本地分流方法及系統。
由於5G私有專網(Private 5G Network)的興起，滿足企業在增強型行動寬頻(Enhanced mobile broadband, eMBB)、超可靠超低延遲(Ultra-Reliable and Low Latency Communications, URLLC)、大量物聯網連線(massive internet of things, mIOT)及資料私密性(Data Privacy)等網路要求。
其中，又以URLLC及資料私密性是企業考慮是否要建設5G私有專網的重要誘因，因此，具備本地分流(Local Break Out, LBO)，或另稱為本地商業營運(Local Business Operation, LBO)的多重存取邊緣運算(Multi-access Edge Computing, MEC)成為最為重要的網路模組。
MEC提供硬體虛擬化的執行平台，可以將5G傳輸規範下的數據鏈路層(L2)/無線資源控制層(L3)的集中/分佈單元 (Centralized Unit/Distributed Unit, CU/DU)、甚至部分5G核心網路(Core Network)虛擬網路軟體設置於MEC內，更可以將企業的虛擬本地營運應用伺服器軟體安裝於MEC內。
利用前置MEC內部的使用者平面功能(Internal User Plane Function, I-UPF)所建立的LBO連線，將企業內部的私有服務導向虛擬本地營運應用伺服器軟體，不但可以降低延遲，也可以避免機密資料外流，此架構的LBO被稱為I-UPF LBO。
然而，此I-UPF LBO對於兩個終端的端到端通訊延遲仍然可能有超過1ms的較大延遲，不利於如智慧工廠或智慧交通之類的高同步需求服務，因此，需要更低延遲的F1介面(介於DU到CU的介面)LBO。
目前標準規格內並沒有支援標準的F1-LBO，一般而言都是廠商指定(Vendor Specific)的私有解決方法(Proprietary Solution)，所提出的方法不必經由3GPP 5GC Control Plane (CP)建立UPF PDN Session，可能造成管理性及安全性不足的缺點。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種符合3GPP 5GC連線流程的URLLC-LBO方法及系統。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種用於次世代無線電存取網路(Next Generation Radio Access Network, NG-RAN)的超可靠低延遲通信本地分流(Ultra-Reliable and Low Latency Communications Local Breakout, URLLC-LBO)方法，其包括：配置一核心網路在一第一使用者設備(User Equipment, UE)及該核心網路之間建立一資料封包資料單元(Packet data unit, PDU)會話(Session)，且該PDU會話係經由設置於該第一UE及該核心網路之間的一無線電單元(Radio Unit, RU)、一第一分布單元(Distributed Unit, DU)及一中央單元(Central Unit, CU)；配置該第一UE建立一本地超可靠低延遲通信(Ultra-Reliable and Low Latency Communications, URLLC)服務；配置一近即時無線電接取網路智慧控制器(Near Real-Time Radio Access Network Intelligence Controller, Near-RT RIC)建立一F1本地分流(F1-Local Breakout, F1-LBO)路由程序，以針對該URLLC服務設定一本地分流專用無線電承載(Local Breakout Dedicated Radio Bearer, LBO DRB)；通過該F1-LBO路由程序以一傳輸規則配置一F1本地分流虛擬網路功能(Virtual Network Function, VNF)模組 ，以通過該F1本地分流VNF模組建立一路由對照表，其中該路由對照表中定義該DRB的一第一位置及一第二位置的對應關係，其中該第一位置為該第一UE的一第一隧道端點標識(Tunnel Endpoint identifier, TEID)，該第二位置為一第二UE的一第二TEID或一多重存取邊緣運算(Multi-access Edge Computing, MEC)設備的一網際協定(Internet Protocol, IP)地址；以及配置該F1本地分流VNF模組依據該路由對照表在該第一UE及該第二UE之間建立一F1本地分流會話，或在該第一UE及該MEC設備執行的一虛擬中央單元(Virtual Central Unit, vCU)用戶層(User Plane, UP)之間建立該F1本地分流會話。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是提供一種用於次世代無線電存取網路(Next Generation Radio Access Network, NG-RAN)的超可靠低延遲通信(Ultra-Reliable and Low Latency Communications, URLLC)本地分流(Local Breakout, LBO)系統，其包括第一使用者設備(User Equipment, UE)、一核心網路、一無線電單元(Radio Unit, RU)、一第一分布單元(Distributed Unit, DU)、一中央單元(Central Unit, CU)、一近即時無線電接取網路智慧控制器(Near Real-Time Radio Access Network Intelligence Controller, Near-RT RIC)及一F1本地分流虛擬網路功能(Virtual Network Function, VNF)模組。 第一UE經配置以建立本地超可靠低延遲通信(Ultra-Reliable and Low Latency Communications, URLLC)服務。核心網路經配置以在該第一UE及該核心網路之間建立第一資料封包單位(Packet data unit, PDU)會話(Session)。RU連接於第一UE及核心網路之間。第一DU連接於RU及核心網路之間。CU連接於第一DU及核心網路之間。Near-RT RIC經配置以建立一F1本地分流(F1-Local Breakout, F1-LBO)路由程序，以針對該URLLC服務設定一本地分流專用無線電承載(Local Breakout Dedicated Radio Bearer, LBO DRB)。F1 VNF模組連接於第一DU及CU之間。其中，F1-LBO路由程序經執行而以傳輸規則配置F1本地分流VNF模組，以建立路由對照表，其中該路由對照表中定義與DRB相關的第一位置及第二位置的對應關係。其中，第一位置為第一UE的第一隧道端點標識(Tunnel Endpoint identifier, TEID)，第二位置為第二UE的第二TEID或多重存取邊緣運算(Multi-access Edge Computing, MEC)設備的網際協定(Internet Protocol, IP)地址。F1本地分流VNF模組更經配置以依據該對路由照表在該第一UE及該第二UE之間建立用於該LBO DRB的一F1本地分流會話，或在該第一UE及該MEC設備執行的一虛擬中央單元(Virtual Central Unit, vCU)用戶層(User Plane, UP)之間建立該F1本地分流會話。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的用於NG-RAN的URLLC-LBO方法及系統，適用於CU及DU之間的F1介面，能夠支援較低的微秒等級應用需求，同時符合3GPP NG-RAN及5G核心網路(5GC)標準，因此，可在不修改原網路設備和用戶裝置(User Equipment, UE)的前提下符合開放式無線電接取網路(Open-Radio Access Network, O-RAN)工作組(Working Group) 3 近即時RAN智慧控制器(Near Real-Time RAN Intelligent Controller, Near-RT RIC)之管理介面標準，以用於建立F1-LBO捷徑，還能夠維持UPF PDN 會話不斷線的機制。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“用於次世代無線電存取網路的超可靠低延遲通信的本地分流方法及系統”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
圖1為根據本發明第一實施例提供的本地分流系統的功能方塊圖。參閱圖1所示，本發明第一實施例提供一種用於次世代無線電存取網路(Next Generation Radio Access Network, NG-RAN)的超可靠低延遲通信(Ultra-Reliable and Low Latency Communications, URLLC)本地分流(Local Breakout, LBO)系統1，其包括第一使用者設備(User Equipment, UE)10、一核心網路CN、一無線電單元(Radio Unit, RU)12、一第一分布單元(Distributed Unit, DU)13-1、一中央單元(Central Unit, CU)14、一近即時無線電接取網路智慧控制器(Near Real-Time Radio Access Network Intelligence Controller, Near-RT RIC)15、F1閘道器16及多重存取邊緣運算(Multi-access Edge Computing, MEC)設備17。
請一併參考圖2，其爲根據本發明第一實施例的O-RAN架構示意圖。簡而言之，本發明提供的系統及方法主要以5G的開放式無線電接取網路(Open-Radio Access Network, O-RAN)架構為基礎。在過去，2G/3G的接取網路技術難度相對較低，通常是整合建置於同一個架構，到了5G時則分為RU、DU、CU的三層架構，且O-RAN聯盟將這三層架構標準化稱為O-CU、O-DU、O-RU。在圖2中，把3GPP架構的各元件(CU、DU、RU)前綴“O-”代表其支援O-RAN所新增的介面及功能。
需要說明的是，本發明提到的設備、單元、網路、模組及閘道器均可由硬體、軟體或韌體的形式實現。當以硬體實現時，可包括一般電腦系統包括的記憶體、處理器及網路介面，當以軟體或韌體實現時，可儲存於前述電腦系統的記憶體中，並由處理器執行其功能。
其中，O-CU負責協定的分組資料彙聚協定(PDCP)層，O-DU負責所有基頻處理、調度、無線鏈路控制(RLC)、媒體存取控制(MAC)和實體層(PHY)，O-RU則是負責實體層處理的元件，包括無線發射器和接收器的類比元件。
在圖1的架構中，RU12、第一DU13-1及CU14連接於第一UE10及核心網路CN之間，核心網路CN可包括在多系統經營者(Multiple-Systems Operator, MSO)邊緣雲下的MSO MEC及MSO MEC用戶面功能(User Plane Function, UPF)、在雲端中心下的5G核心(簡稱5GC) UPF、5GC控制面(Control Plane, CP)、統一數據管理(Unified Data Management, UDM)及非即時無線電接取網路智能控制器(Non Real-Time Radio Access Network Intelligent Controller, Non-RT RIC)，以及公共伺服器P0提供的公共服務P1。
在說明Near-RT RIC 15之前，需先說明服務管理與編排 (service management and orchestration framework, SMO)架構。可進一步參考圖2，O-RAN提出的系統架構，基於3GPP的無線接取網(RAN)架構上，增加SMO、非即時無線電接取網路智能控制器(Non-Real Time RAN Intelligent Controller, Non-RT RIC)與近即時網路智能控制器(Near-RT RAN Intelligent Controller, Near-RT RIC)等功能組成，以及O1、O2、A1、E2介面，支援智慧控制的機制。其中，O-DU更通過F1-c介面連接O-CU的控制面(Control Plane, CP)，以及通過F1-u介面連接於O-CU的使用者面(User Plane, UP)。
SMO設置在雲端中心，為5G網路的管理中心。SMO提供網路設施的管理服務，其管理介面及管理內容，包括O1介面、O2介面及Open Fronthaul M-Plane介面。O1介面用於錯誤、組態、會計、效能、安全(Fault, Configuration, Accounting, Performance, Security, FCAPS)管理，O2介面用於雲平台(O-Cloud)的資源及負載管理。開放式前傳­Open Fronthaul(OFH) M-Plane介面及OFH CUS-Plane介面則用於對O-RU的管理。
另一方面，Non-RT RIC位於SMO內，功能包括資料分析、訓練機器學習模型、提供額外資訊(Enrichment Information)、設定方針(Policy)。Non-RT RIC的資料分析與訓練機器學習模型功能可從SMO獲取RAN相關資料、及從應用服務端獲取用戶相關資料，應用機器學習方法，針對個別目的，以線下(off-line)方式訓練識別或預測模型，將機器學習模型部署於近即時網路智能控制器(Near-RT RIC)，可因應流量與環境的變化，主動/提前調整網路資源配置。而A1介面可用於設定個別或一群用戶的指導方針，例如QoE目標、偏好的cell或頻帶，其中，A1介面的指導方針設定或調整周期有1秒以上的反應時間或間隔，因此稱爲非即時。
此外， Near-RT RIC位於RAN內，接收與分析來自RAN的即時資訊，結合Non-RT RIC提供的額外資訊，並利用Non-RT RIC部署的機器學習模型，監控或預測用戶連線狀況的變化，一旦發現可能達不到Non-RT RIC設定的方針，則需對RAN參數進行調整，例如調整資源分配、傳輸率、傳輸優先性、切換連接點、換手…等方式，使各用戶可繼續維持既定的方針目標。
Near-RT RIC可通過E2介面對RAN進行調整。因可監控近即時的網路狀況，E2介面控制的反應時間與周期在1秒以內。如圖2所示，在Near-RT RIC中，可執行應用程式(xApp)來針對不同的應用情境，進行資料監控與對RAN的功能做參數調整，而本發明即是通過Near-RT RIC執行F1-LBO路由程序(xApp) 150來達成F1介面的LBO功能。
在第一實施例中，係通過F1閘道器16來執行F1本地分流VNF模組160。F1閘道器16通過F1-C/U介面連接於第一DU13-1、CU 16及MEC設備17，以及通過一E2介面連接於Near-RT RIC 15。而Near-RT RIC 15與MEC設備17可通過區域網路(Local Area Network, LAN)連接。在本實施例中，F1閘道器16可通過F1-C/U介面連接多個分布單元，例如連接於第二DU13-2，且第二UE11亦可連接於第二DU13-2，因此F1閘道器16可用於在多個分布單元之間實行F1-LBO。
MEC設備17可提供硬體虛擬化的執行平台，以將5G傳輸規範下的數據鏈路層(L2)/無線資源控制層(L3)的CU/DU、甚至部分5G核心網路(Core Network)虛擬網路軟體設置於MEC內，更可以將企業的虛擬本地營運應用伺服器軟體安裝於MEC內。MEC設備17可提供一虛擬中央單元用戶層(Virtual Central Unit User Plane, vCU-UP)170，是MEC設備17提供的一個虛擬的CU，僅執行用戶面(User plane, UP)，且此虛擬CU沒有執行控制面(Control plane, CP)的任何動作。
在此架構下，進一步說明本發明提供的URLLC-LBO方法。請參考圖3，其爲根據本發明實施例的URLLC-LBO方法的流程圖。如圖所示，URLLC-LBO方法包括：
步驟S30：配置核心網路CN在第一UE10及核心網路CN之間建立資料封包資料單元(Packet data unit, PDU)會話(Session)。
以下先針對PDU會話進行說明。在5G網路中，以資料封包的形式將使用者設備與外部網路之間發送及接收的數據進行傳送，而通常把這些資料封包叫做PDU。5G網路將使用者設備與外部網路之間建立的通路稱為一個PDU會話，且PDU會話將經過RU 12、第一DU13-1及CU 14。
步驟S31：配置第一UE10建立URLLC服務。簡而言之，此URLLC服務設定為在延遲小於1ms的範圍內可完成的請求，其適用情境可例如為在5G架構下，在同一RU下的多個使用者設備之間互相傳遞訊息的服務，或是由第一UE10所發起，希望由MEC設備17處理的服務。
步驟S32：配置Near-RT RIC建立F1-LBO路由xAPP，以針對URLLC服務設定本地分流專用無線電承載(Local Breakout Dedicated Radio Bearer, LBO DRB)。詳細而言，在5G架構下，針對每個服務均會有對應的DRB。
符合3GPP的PDU會話管理步驟中，有規範gNB-DU負責為每個DRB分配F1-U介面下行(Down link, DL) GPRS隧道協議(GPRS Tunnelling Protocol, GTP)的隧道端點標識(Tunnel endpoint identifier, TEID)(TS38.470)，而gNB-CU負責為每個DRB分配DU的上行(up-link, UL) GTP TEID(TS38.473)。傳輸承載可由GTP-U TEID(TS 29.281)及IP地址來標示，例如，來源TEID、目標TEID、來源IP地址以及目標IP地址。
此外，用於用戶面的GTP(GTP for User Plane, GTP-U)TEID可用於識別傳輸承載(用戶面PDU會話)，不僅包括核心網路會話，還包括專用無線電承載(DRB)會話，而本發明是在DRB會話中執行F1-LBO。此外，爲了符合3GPP標準，必須在gNB-DU和gNB-CU之間的F1介面上使用GTP-U(TS 29.281)協議。
步驟S33：通過F1-LBO路由xAPP以傳輸規則配置F1-LBO VNF模組，以建立路由對照表。如上所述，爲了符合3GPP標準，路由對照表中需定義LBO DRB的第一位置及第二位置的對應關係。由於URLLC服務發起者為第一UE10，因此，第一位置可為第一UE10的第一TEID，而第二位置可依據URLLC服務的目標來設定，例如可為第二UE11的第二TEID，或可爲MEC設備17的IP地址。
步驟S34：配置F1本地分流VNF模組依據路由對照表在第一UE10及第二UE11之間建立F1本地分流會話，或在第一UE10及MEC設備17執行的vCU-UP 170之間建立F1本地分流會話。需要說明的是，vCU-UP 170僅被動的認得路由對照表。
此外，在此步驟中，若LBO DRB的目標為第二UE11，且第二UE11連接於第二DU13-2，F1本地分流VNF模組160則是通過第一DU13-1及第二DU13-2在第一UE10及第二UE11之間建立F1本地分流會話。因此，如前所述的，F1閘道器16可用於實現在多個DU之間的LBO。
因此，在原本的5G架構下，沒有支援標準的F1-LBO，上述的DRB均需要通過RU、DU、CU傳送至核心網路CN後，再返回CU、DU最終到達目標位置。然而，本發明能夠支援較低的微秒等級應用需求，同時符合3GPP NG-RAN及5G核心網路(5GC)標準以及開放式無線電接取網路(Open-Radio Access Network, O-RAN)工作組3 Near-RT RIC之管理介面標準，以用於建立F1-LBO捷徑。
此外，本發明亦可在提供F1-LBO機制的情形下，維持原先的PDN會話。可進一步參考圖4，其爲根據本發明第一實施例的不斷線機制的流程圖。
如圖4所示，不斷線機制可在F1閘道器16執行F1本地分流VNF模組160以建立F1本地分流會話後，執行下列步驟：
步驟S40：配置F1閘道器通過F1-U介面向CU傳送保持存活(Keep-alive)訊號。
響應於CU接收到保持存活訊號，進入步驟S41：配置CU向核心網路傳送保持存活訊號，以使PDU會話保持連線。需要說明的是，爲了符合GTP-U協定且兼容3GPP，在每個路徑上發送保持存活訊號的頻率不要超過60s。
請參考圖5，其為根據本發明第二實施例提供的本地分流系統的功能方塊圖。在第二實施例中，相同的元件以相同的元件符號標示，且省略重複描述。不同之處在於，第二實施例的LBO系統1移除了F1閘道器，而改由第一DU13-1執行F1本地分流VNF模組160。另外，在此實施例中，第一DU13-1通過多個F1-C/U介面分別連接於CU 14及MEC設備17，以及通過E2介面連接於Near-RT RIC 15。
在第二實施例中，雖然缺少了F1閘道器16能夠在多個分布單元之間實行F1-LBO的拓展性，然而，仍可以第一DU13-1來實現第一實施例中，F1本地分流VNF模組160所能提供的F1-LBO捷徑。
因此，本發明第二實施例可在不修改原網路設備和UE的前提下符合O-RAN工作組3 Near-RT RIC之管理介面標準。
此外，第二實施例亦可在提供F1-LBO機制的情形下，維持原先的PDN會話。可進一步參考圖6，其爲根據本發明第二實施例的不斷線機制的流程圖。
如圖6所示，不斷線機制可在第一DU13-1執行F1本地分流VNF模組160以建立F1本地分流會話後，執行下列步驟：
步驟S60：配置第一DU13通過F1-U介面向CU傳送保持存活(Keep-alive)訊號。
響應於CU接收到保持存活訊號，進入步驟S61：配置CU向核心網路傳送保持存活訊號，以使PDU會話保持連線。類似的，爲了符合GTP-U協定且兼容3GPP，在每個路徑上發送保持存活訊號的頻率不要超過60s。
請進一步參考圖2及圖7。圖7為根據本發明第三實施例通過Near-RT RIC建立DRB的路由對照表的流程圖。如圖2及圖7所示，以下將進一步描述關於LBO DRB的路由對照表建立的細節流程，包括下列步驟：
步驟S70：配置SMO設備下的Non-RT RIC將包括第一位置及第二位置的本地分流策略傳送至Near-RT RIC。如先前所舉例的，取決於URLLC服務的需求，第一位置可為第一UE10的第一TEID，而第二位置可依據URLLC服務的目標來設定，例如可為第二UE11的第二TEID，或可爲MEC設備17的IP地址，而本地分流策略可規劃出由第一位置至第二位置的本地分流路徑。
響應於接收到本地分流策略，進入步驟S71：配置Near-RT RIC執行F1-LBO路由程序，以將本地分流策略轉換為E2訊息並傳送至F1本地分流VNF模組。
響應於接收到E2訊息，進入步驟S72：配置F1本地分流VNF模組依據E2訊息偵測第二UE11的第二TEID或MEC設備的IP地址，以及偵測第一位置對應的PDU會話，以取得第一UE的第一TEID。
步驟S73：配置F1本地分流VNF模組依據偵測的第二TEID或MEC設備的IP地址，以及偵測的第一TEID建立路由對照表。
在第三實施例中，由於核心網路CN本身並無建立F1-LBO會話的能力，因此，本發明採用了符合O-RAN架構的Near-RT RIC的虛擬網路功能，以通過Near-RT RIC來依據本地分流策略配置F1本地分流VNF模組的傳輸規則。因此，可以針對URLLC服務設定LBO DRB，並建立出用於LBO DRB的路由對照表。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的用於NG-RAN的URLLC-LBO方法及系統，適用於CU及DU之間的F1介面，能夠支援較低的微秒等級應用需求，同時符合3GPP NG-RAN及5G核心網路(5GC)標準，因此，可在不修改原網路設備和用戶裝置(User Equipment, UE)的前提下符合開放式無線電接取網路(Open-Radio Access Network, O-RAN)工作組(Working Group) 3 近即時RAN智慧控制器(Near Real-Time RAN Intelligent Controller, Near-RT RIC)之管理介面標準，以用於建立F1-LBO捷徑，還能夠維持UPF PDN 會話不斷線的機制。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
10:第一UE 11:第二UE 12:RU 13-1:第一DU 13-2:第二DU 14:CU 15:Near-RT RIC 150:F1-LBO路由程序 16:F1閘道器 160:F1-LBO VNF 17:多重存取邊緣運算設備 5GC CP:5G核心控制面 5GC UPF:5G核心用戶面功能 CN:核心網路 E2、F1-C/U、A1、O1、O2、F1-c、F1-u、OFH CUS-Plane、OFH M-Plane:介面 LAN:區域網路 MSO MEC:多系統經營者多重存取邊緣運算 MSO MEC UPF:多系統經營者多重存取邊緣運算用戶面功能 Non-RT RIC:非即時無線電接取網路智能控制器 P0:公共伺服器 P1:公共服務 UDM:統一數據管理 vCU-UP:虛擬中央單元用戶層 SMO:服務管理與編排 O-CU-CP:O-CU的控制面 O-CU-UP:O-CU的使用者面 O-Cloud:雲平台 RAN:無線電存取網路
圖1為根據本發明第一實施例提供的本地分流系統的功能方塊圖。
圖2爲根據本發明第一實施例的O-RAN架構示意圖。
圖3爲根據本發明實施例的URLLC-LBO方法的流程圖。
圖4為根據本發明第一實施例的不斷線機制的流程圖。
圖5為根據本發明第二實施例提供的本地分流系統的功能方塊圖。
圖6爲根據本發明第二實施例的不斷線機制的流程圖。
圖7為根據本發明第三實施例通過Near-RT RIC建立DRB的流程圖。
10:第一UE
11:第二UE
12:RU
13-1:第一DU
13-2:第二DU
14:CU
15:Near-RT RIC
150:F1-LBO路由程序
16:F1閘道器
160:F1-LBO VNF
17:多重存取邊緣運算設備
5GC CP:5G核心控制面
5GC UPF:5G核心用戶面功能
CN:核心網路
E2、F1-C/U:介面
LAN:區域網路
MSO MEC:多系統經營者多重存取邊緣運算
MSO MEC UPF:多系統經營者多重存取邊緣運算用戶面功能
Non-RT RIC:非即時無線電接取網路智能控制器
P0:公共伺服器
P1:公共服務
UDM:統一數據管理
vCU-UP:虛擬中央單元用戶層

Claims (14)

  1. 一種用於次世代無線電存取網路(Next Generation Radio Access Network, NG-RAN)的超可靠低延遲通信的本地分流(Ultra-Reliable and Low Latency Communications Local Breakout, URLLC-LBO)方法，其包括： 配置一核心網路在一第一使用者設備(User Equipment, UE)及該核心網路之間建立一資料封包資料單元(Packet data unit, PDU)會話(Session)，且該PDU會話係經由設置於該第一UE及該核心網路之間的一無線電單元(Radio Unit, RU)、一第一分布單元(Distributed Unit, DU)及一中央單元(Central Unit, CU)； 配置該第一UE建立一本地超可靠低延遲通信(Ultra-Reliable and Low Latency Communications, URLLC)服務； 配置一近即時無線電接取網路智慧控制器(Near Real-Time Radio Access Network Intelligence Controller, Near-RT RIC)建立一F1本地分流(F1-Local Breakout, F1-LBO)路由程序，以針對該URLLC服務設定一本地分流專用無線電承載(Local Breakout Dedicated Radio Bearer, LBO DRB)； 通過該F1-LBO路由程序以一傳輸規則配置一F1本地分流虛擬網路功能(Virtual Network Function, VNF)模組，以通過該F1本地分流VNF模組建立一路由對照表，其中該路由對照表中定義該DRB的一第一位置及一第二位置的對應關係，其中該第一位置為該第一UE的一第一隧道端點標識(Tunnel Endpoint identifier, TEID)，該第二位置為一第二UE的一第二TEID或一多重存取邊緣運算(Multi-access Edge Computing, MEC)設備的一網際協定(Internet Protocol, IP)地址；以及 配置該F1本地分流VNF模組依據該路由對照表在該第一UE及該第二UE之間建立一F1本地分流會話，或在該第一UE及該MEC設備執行的一虛擬中央單元(Virtual Central Unit, vCU)用戶層(User Plane, UP)之間建立該F1本地分流會話。
  2. 如請求項1所述的URLLC-LBO方法，更包括： 配置一F1閘道器執行該F1本地分流VNF模組，其中，該F1閘道器通過多個F1-C/U介面分別連接於該第一DU、該CU及該MEC設備，以及通過一E2介面連接於該Near-RT RIC。
  3. 如請求項2所述的URLLC-LBO方法，其中該F1閘道器更通過該些F1-C/U 介面的其中之一連接於一第二DU，且響應於該第二UE連接於該第二DU，該F1本地分流VNF模組是通過該第一DU及該第二DU在該第一UE及該第二UE之間建立該F1本地分流會話。
  4. 如請求項2所述的URLLC-LBO方法，更包括： 響應於該F1閘道器執行該F1本地分流VNF模組以建立該F1本地分流會話，配置該F1閘道器通過該F1-U介面向該CU傳送一保持存活(Keep-alive)訊號；以及 響應於接收到該保持存活訊號，配置該CU向該核心網路傳送該保持存活訊號，以使該PDU會話保持連線。
  5. 如請求項1所述的URLLC-LBO方法，更包括： 配置該第一DU執行該F1本地分流VNF模組，其中，該DU通過多個F1-C/U介面分別連接於該CU及該MEC設備，以及通過一E2介面連接於該Near-RT RIC。
  6. 如請求項5所述的URLLC-LBO方法，更包括： 響應於該第一DU執行該F1本地分流VNF模組以建立該F1本地分流會話，配置該第一DU通過該F1-U介面向該CU傳送一保持存活(Keep-alive)訊號；以及 響應於接收到該保持存活訊號，配置該CU向該核心網路傳送該保持存活訊號，以使該PDU會話保持連線。
  7. 如請求項1所述的URLLC-LBO方法，更包括： 配置該核心網路的一服務管理與編排 (service management and orchestration framework, SMO)設備下的一非即時無線電接取網路智慧控制器(Non Real-Time Radio Access Network Intelligence Controller, Non-RT RIC)將包括該第一位置及該第二位置的一本地分流策略傳送至該Near-RT RIC； 響應於接收到該本地分流策略，配置該Near-RT RIC執行該F1-LBO路由程序，以將該本地分流策略轉換為一E2訊息並傳送至該F1本地分流VNF模組； 響應於接收到該E2訊息，配置該F1本地分流VNF模組依據該E2訊息偵測該第二UE的該第二TEID或該MEC設備的該IP地址，以及偵測該第一位置對應的該PDU會話，以取得該第一UE的該第一TEID；以及 配置該F1本地分流VNF模組依據偵測的該第二TEID或該MEC設備的該IP地址，以及偵測的該第一TEID建立該路由對照表。
  8. 一種用於次世代無線電存取網路(Next Generation Radio Access Network, NG-RAN)的超可靠低延遲通信的本地分流(Ultra-Reliable and Low Latency Communications Local Breakout, URLLC-LBO)系統，其包括： 一第一使用者設備(User Equipment, UE)，經配置以建立一本地超可靠低延遲通信(Ultra-Reliable and Low Latency Communications, URLLC)服務； 一核心網路，經配置以在該第一UE及該核心網路之間建立一資料封包單位(Packet data unit, PDU)會話(Session)； 一無線電單元(Radio Unit, RU)，連接於該第一UE及該核心網路之間； 一第一分布單元(Distributed Unit, DU)，連接於該RU及該核心網路之間； 一中央單元(Central Unit, CU)，連接於該第一DU及該核心網路之間； 一近即時無線電接取網路智慧控制器(Near Real-Time Radio Access Network Intelligence Controller, Near-RT RIC)，經配置以建立一F1本地分流(F1-Local Breakout, F1-LBO)路由程序，以針對該URLLC服務設定一本地分流專用無線電承載(Local Breakout Dedicated Radio Bearer, LBO DRB)；以及 一F1本地分流虛擬網路功能(Virtual Network Function, VNF)模組，連接於該第一DU及該CU之間， 其中，該F1-LBO路由程序經執行而以一傳輸規則配置該F1本地分流VNF模組，以建立一路由對照表，其中該路由對照表中定義與該DRB相關的一第一位置及一第二位置的對應關係， 其中，該第一位置為該第一UE的一第一隧道端點標識(Tunnel Endpoint identifier, TEID)，該第二位置為一第二UE的一第二TEID或一多重存取邊緣運算(Multi-access Edge Computing, MEC)設備的一網際協定(Internet Protocol, IP)地址；以及 該F1本地分流VNF模組更經配置以依據該對路由照表在該第一UE及該第二UE之間建立用於該LBO DRB的一F1本地分流會話，或在該第一UE及該MEC設備執行的一虛擬中央單元(Virtual Central Unit, vCU)用戶層(User Plane, UP)之間建立該F1本地分流會話。
  9. 如請求項8所述的URLLC-LBO系統，更包括： 一F1閘道器，經配置以執行該F1本地分流VNF模組，其中，該F1閘道器通過多個F1-C/U介面分別連接於該第一DU、該CU及該MEC設備，以及通過一E2介面連接於該Near-RT RIC。
  10. 如請求項9所述的URLLC-LBO系統，其中該F1閘道器更通過該些F1-C/U介面的其中之一連接於一第二DU，且響應於該第二UE連接於該第二DU，該F1本地分流VNF模組通過該第一DU及該第二DU在該第一UE及該第二UE之間建立該F1本地分流會話。
  11. 如請求項10所述的URLLC-LBO系統，其中，響應於該F1閘道器經配置以執行該F1本地分流VNF模組以建立該F1本地分流會話，該F1閘道器更經配置以通過該F1-U介面向該CU傳送一保持存活(Keep-alive)訊號， 其中，響應於該CU接收到該保持存活訊號，該CU經配置以向該核心網路傳送該保持存活訊號，以使該PDU會話保持連線。
  12. 如請求項8所述的URLLC-LBO系統，其中該第一DU經配置以執行該F1本地分流VNF模組，且該第一DU通過多個F1-C/U介面分別連接於該CU及該MEC設備，以及通過一E2介面連接於該Near-RT RIC。
  13. 如請求項12所述的URLLC-LBO系統，其中，響應於該第一DU經配置以執行該F1本地分流VNF模組以建立該F1本地分流會話，該第一DU更經配置以通過該F1-U介面向該CU傳送一保持存活(Keep-alive)訊號， 其中，響應於該CU接收到該保持存活訊號，該CU經配置以向該核心網路傳送該保持存活訊號，以使該PDU會話保持連線。
  14. 如請求項8所述的URLLC-LBO系統，其中該核心網路包括一服務管理與編排 (service management and orchestration framework, SMO)設備，經配置以通過一非即時無線電接取網路智慧控制器(Non Real-Time Radio Access Network Intelligence Controller, Non-RT RIC)將包括該第一位置及該第二位置的一本地分流策略傳送至該Near-RT RIC， 其中，響應於接收到該本地分流策略，該Near-RT RIC經配置以執行該F1-LBO路由程序，以將該本地分流策略轉換為一E2訊息並傳送至該F1本地分流VNF模組； 其中，響應於接收到該E2訊息，該F1本地分流VNF模組經配置以依據該E2訊息偵測該第二UE的該第二TEID或該MEC設備的該IP地址，以及偵測該第一位置對應的該PDU會話，以取得該第一UE的該第一TEID， 其中，該F1本地分流VNF模組更經配置以依據偵測的該第二TEID或該MEC設備的該IP地址，以及偵測的該第一TEID建立該路由對照表。
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