TWI747078B - 協定資料單元會話建立程序期間資源不足處理方法及其使用者設備 - Google Patents

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Abstract

提出一種PDU會話建立程序期間處理使用者設備(UE)中資源不足之方法。在PDU會話建立程序期間，UE向該網路發送PDU會話建立請求訊息。接著，UE從該網路接收PDU會話建立接受訊息，該接受訊息承載包含授權服務品質(QoS)規則與服務品質流之各種PDU會話參數。如果由於資源缺乏，UE決定拒絕添加該新授權QoS流描述或新授權QoS規則，則UE可初始化具有5G會話管理(5GSM)原因IE #26「資源不足」之PDU會話釋放程序。在替換實施例中，透過發送PDU會話修改請求訊息以刪除具有5GSM原因IE #26「資源不足」之特定QoS規則/流描述，UE可與該網路同步。

Description

協定資料單元會話建立程序期間資源不足處理方法及其使用 者設備
本發明涉及無線通訊，更具體地，涉及下一代行動通訊系統中協定資料單元(PDU)會話建立程序期間處理資源不足(insufficient resource)之方法。
多年以來，無線通訊網路已經以指數方式增長。長期演進(LTE)系統提供高峰資料率、低延遲、改進系統性能以及由於簡易網路架構之低操作成本。又稱為4G系統之LTE系統，也提供對舊無線網路(例如，GSM、CDMA以及通用行動電信系統(UMTS))之無縫結合。在LTE系統中，演進通用地面無線電存取網路(E-UTRAN)包含與複數個行動台(稱為使用者設備(UE))進行通訊之複數個演進節點B(eNodeB或eNB)。第三代合作夥伴計劃(3GPP)網路通常包含混合2G/3G/4G系統。隨著網路設計之優化，各種標準之發展中已經有了許多改進。下一代行動網路(NGMN)委員會已經決定關注用於5G新無線電(NR)系統之定義端對端需求之未來NGMN活動。
在5G/NR中，協定資料單元(PDU)會話定義UE與提供PDU 連接服務之資料網路之間之關聯。在4G/LTE中，PDU會話建立是PDN連接(承載)程序之並行程序。PDU會話識別碼(PDU Session ID，PSI)確定每個PDU會話，並且可包含複數個服務品質(QoS)流與QoS規則。網路/UE可發起不同PDU會話程序，例如，PDU會話建立、PDU會話修改以及PDU會話釋放。因此，對於每個PDU會話，在不同PDU會話程序期間，UE可處於不同5G會話管理(5GSM)狀態。不同PDU會話狀態包含PDU會話活動狀態(active state)、不活動狀態(inactive state)、活動暫停狀態(active pending state)、不活動暫停狀態(inactive pending state)以及修改暫停狀態(modification pending state)。
在5G網路中，QoS流是用於QoS管理之最細粒度，以使能更靈活QoS控制。QoS流ID(QFI)標識每個QoS流，其中，該QoS流ID是PDU會話中唯一的。QoS規則ID(QRI)標識每個QoS規則。可存在與相同QoS流相關聯之更多個QoS規則。為了每個PDU會話建立，需要將預設QoS規則發送至UE，並且該預設QoS規則與QoS流相關聯。映射至相同5G QoS流之所有類型訊務接收相同水準封包轉發處理(例如，排程策略、隊列管理策略、速率成形策略、RLC配置等)。提供不同QoS轉發處理需要單一5G QoS流。每個QoS流可包含複數個QoS規則(包含QoS設定檔、封包濾波器以及優先順序)。QoS設定檔包含QoS參數與QoS標號(marking)。使用封包濾波器以組合QoS流與特定QoS標號。優先順序表示將QoS規則用於QoS流之優先級。UE執行上行鏈路(UL)使用者平面訊務之分配與標記，即，基於QoS規則之UL訊務至QoS流之關聯性。
一旦從網路接收PDU會話建立接受訊息，UE不具有充足資源以設置網路請求之相應QoS流描述、QoS規則或者封包濾波器。尋求一種解決方案。
提出一種PDU會話建立程序期間處理使用者設備(UE)中資源不足之方法。在PDU會話建立程序期間，UE向該網路發送PDU會話建立請求訊息。接著，UE從該網路接收PDU會話建立接受訊息，該接受訊息承載包含授權服務品質規則與服務品質流之各種PDU會話參數。如果由於資源缺乏，UE決定拒絕添加該新授權服務品質流描述或新授權服務品質規則，則UE可初始化具有5G會話管理(5GSM)原因IE #26「資源不足」之PDU會話釋放程序。在替換實施例中，透過發送PDU會話修改請求訊息以刪除具有5GSM原因IE #26「資源不足」之特定服務品質規則/流描述，UE可與該網路同步。
在一實施例中，UE發送協定資料單元(PDU)會話建立請求訊息，以在行動通訊網路中建立PDU會話。該UE從該網路接收PDU會話建立接受訊息，該PDU會話建立接受訊息承載添加與該PDU會話相關聯之新QoS規則及/或新QoS流之資訊。該UE確定資源不足，無法支援該新QoS規則及/或該新QoS流之該添加。一旦檢測到該資源不足，該UE初始化PDU會話釋放程序，以釋放該PDU會話。
在另一實施例中，UE發送協定資料單元(PDU)會話建立請求訊息，以在行動通訊網路中建立PDU會話。該UE從該網路接收PDU會話建立接受訊息，該PDU會話建立接受訊息承載添加與該PDU會話相關聯之新QoS規則及/或新QoS流之資訊。該UE確定資源不足，無法支援該新QoS規則及/或該新QoS流之該添加。透過發送指示該資源不足之第五代會話管理(SM)原因值，該UE與該網路同步。
本發明提供之協定資料單元會話建立程序期間資源不足處理方法及其使用者設備可節省系統資源。下面按照細節描述其他實施例與優點。本發明內容並不旨在限定本發明。本發明由申請專利範圍限定。
100:LTE/NR網路
110:資料網路
120:無線電存取網路
130:PDU會話建立請求訊息
140:PDU會話釋放請求訊息
111:應用伺服器
114、201、301、401、501:UE
115:BS
116:UPF
117:MMF/AMF
118:SMF
202:網路實體
226、235:天線
223、234:RF收發器模組
290:功能模組與控制電路
214、295:協定堆疊
222、232:處理器
221、231:記憶體
236、224:程式指令與資料
211、294:控制與配置電路
212、291:PDU會話處理電路
213、293:計時器
302、402、502:網路
311、312、313、321、322、330、331、332、333、334、411、412、413、421、431、432、433、441、511、512、513、521、522、531、532、533、534、601、602、603、604、701、702、703、704:步驟
隨附圖檔描述本發明實施例，其中，相同編號指示相同元件。
第1圖依據一新穎方面描述了PDU會話建立程序期間支援資源不足處理之示例5G新無線電(NR)網路。
第2圖依據本發明實施例描述了使用者設備(UE)與網路實體之示意區塊圖。
第3圖描述了在PDU會話建立程序期間支援授權QoS規則/流描述之UE中資源不足問題。
第4圖依據本發明實施例描述了PDU會話建立程序期間用於處理資源不足之UE與網路間序列流第一實施例。
第5圖依據本發明實施例描述了PDU會話建立程序期間用於處理資源不足之UE與網路間序列流第二實施例。
第6圖是依據新穎方面之透過釋放PDU會話處理PDU會話建立程序期間資源不足之方法流程圖。
第7圖是依據新穎方面之透過修改具有原因碼之PDU會話處理PDU會話建立程序期間資源不足之方法流程圖。
現在將詳細參照本發明之一些，其示例在附圖中示出。
第1圖依據一新穎方面描述了PDU會話建立程序期間支援資源不足處理之示例5G新無線電(NR)網路100。LTE/NR網路100包含資料網路110以及透過與複數個使用者設備(UE)(包含UE 114)進行通訊提供各種服務之應用伺服器111。在第1圖之示例中，UE 114與其伺服基地台BS 115屬於無線電存取網路RAN 120之一部分。RAN 120透過無線電存取技術(RAT)向 UE 114提供無線電存取。應用伺服器111透過使用者平面功能(UPF)116以及BS 115與UE 114進行通訊。行動管理實體(MME)或存取與行動管理功能(AMF)117與BS 115進行通訊，用於LTE/NR網路100中無線存取裝置之存取與行動管理。會話管理功能(SMF)118首先負責解耦資料平面交互、創造、更新與移除協定資料單元(PDU)會話以及管理與UPF 116之會話上下文。可為UE 114裝配一個射頻(RF)收發器或複數個RF收發器，用於透過不同RAT/CN之不同應用服務。UE 114可為智慧型手機、可穿戴裝置、物聯網(IoT)裝置以及平板電腦等。
在5G/NR中，協定資料單元(PDU)會話定義UE與提供PDU連接服務之資料網路之間之關聯。PDU會話識別碼(PDU Session ID，PSI)確定每個PDU會話，並且可包含複數個QoS流與QoS規則。網路或UE可發起不同PDU會話程序，例如，PDU會話建立、PDU會話修改以及PDU會話釋放程序。在5G網路中，QoS流是用於QoS管理之最細粒度，以使能更靈活QoS控制。QoS流ID(QFI)標識每個QoS流，其中，該QoS流ID是PDU會話中唯一的。QoS規則ID(QRI)標識每個QoS規則。可存在與相同QoS流相關聯之更多個QoS規則。為了每個PDU會話建立，需要將預設QoS規則發送至UE，並且該預設QoS規則與QoS流相關聯。每個QoS流可包含複數個QoS規則(包含QoS設定檔、封包濾波器以及優先順序)。
在PDU會話建立程序期間，UE 114向網路發送PDU會話建立請求(PDU SESSION ESTABLISHMENT REQUEST)訊息(PDU會話建立請求訊息130)。接著，UE 114從該網路接收PDU會話建立接受(PDU SESSION ESTABLISHMENT ACCEPT)訊息，該接受訊息承載各種PDU會話參數(包含授權QoS規則與QoS流)。然而，一旦接收PDU會話建立接受訊息，UE 114不具有足夠資源，以設置網路請求之相應QoS流描述、QoS規則及/或封包濾波 器。依據一新穎方面，一旦從網路接收PDU會話建立接受訊息，如果由於缺乏資源，UE 114決定拒絕添加新授權QoS流描述或新授權QoS規則，則UE 114可初始化具有5G會話管理(5GSM)原因IE #26「資源不足」之PDU會話釋放程序(PDU會話釋放請求訊息140)。在替換實施例中，透過發送PDU會話修改請求訊息以刪除具有5GSM原因IE #26「資源不足」之特定QoS規則/流描述，UE 114可與網路同步。
第2圖依據本發明實施例描述了使用者設備UE 201與網路實體202之示意區塊圖。網路實體(NE)202可具有發送並接收無線電訊號之天線226。耦接天線之RF收發器模組223，從天線226接收RF訊號，將其轉換為基帶訊號並且發送至處理器222。RF收發器223也轉換從處理器222接收之基帶訊號，將其轉換為RF訊號，並且發送至天線226。處理器222處理該已接收基帶訊號並且調用不同功能模組執行NE 202之特徵。記憶體221可存儲程式指令與資料224以控制NE 202之操作。NE 202也可包含一組功能模組與控制電路，例如，用於向UE提供控制與配置參數之控制與配置電路211、用於與UE執行不同PDU會話程序之PDU會話處理電路212以及用於管理PDU會話程序相關計時器之計時器213。
相似地，UE 201具有發送並接收無線電訊號之天線235。RF收發器模組234耦接天線，從天線235接收RF訊號，將其轉換為基帶訊號，並且發送至處理器232。RF收發器234也轉換從處理器232接收之基帶訊號，將其轉換為RF訊號，並且發送至天線235。處理器232處理該已接收基帶訊號並且調用不同功能模組執行UE 201之特徵。記憶體231存儲程式指令與資料236以控制UE 201之操作。UE 201也可包含一組功能模組與控制電路290，其可實施本發明之功能任務。協定堆疊295包含非存取層(NAS)以與MME或AMF/SMF實體(連接核心網路)進行通訊、無線電資源控制(RRC)層用於高層配置與 控制、封包資料聚集協定/無線電鏈路控制(PDCP/RLC)層、媒介存取控制(MAC)層以及物理(PHY)層。PDU會話處理電路291與伺服基地台執行各種PDU會話程序，計時器293管理PDU會話程序之各種計時器，並且控制與配置電路294為UE執行控制與管理配置參數。在一示例中，一旦檢測到資源不足，UE 201初始化PDU會話釋放程序，以釋放PDU會話。
可由軟體、韌體、硬體及/或結合實施並配置各種功能模組與控制電路。當透過記憶體中包含之程式指令由處理器執行時，功能模組與電路彼此交互，以允許基地台與UE執行網路中實施例與功能任務特徵。每個模組或電路可包含連同相應程式指令之處理器(例如，222或232)。合適處理器包含，例如，特定目的處理器、數位訊號處理器(DSP)、複數個微處理器、與DSP核相關聯之一個或複數個微處理器、控制器、微控制器、專用積體電路(ASIC)、現場可程式閘陣列(FPGA)電路、其他類型積體電路(IC)及/或狀態機。可使用處理器以及軟體實施並配置UE 201與NE 202之特徵。
第3圖描述了在PDU會話建立程序期間支援授權QoS規則/流描述之UE中資源不足問題。在步驟311，UE 301向網路302發送PDU會話建立請求訊息，以建立PDU會話，例如，透過NAS信令(N1界面)。在步驟312，網路302向UE 301發送PDU會話建立接受訊息。如果成功建立該PDU會話，則UE NAS層向URSP處理層指示已建立PDU會話之屬性(例如，PDU會話ID(PSI)、服務與會話持續性(SSC)模式、單一網路切片選擇協助資訊(S-NSSAI)、資料網路名稱(DNN)、PDU會話類型、存取類型、PDU位址等)，並且向高層提供已建立PDU會話之資訊(例如，PDU位址)。在步驟313，UE 301與網路302透過已建立PDU會話進行通訊。值得注意的是，從5GSM狀態機之角度看，一旦接收「PDU會話建立接受」訊息，PDU會話從活動暫停狀態移動至活動狀態。然而，從實施角度看，存在兩種選項：1.UE不建立該PDU會話，而嘗試 立即釋放該PDU會話。2.UE嘗試建立具有部分QoS規則/流之PDU會話。
每個PDU會話可包含複數個QoS流與QoS規則。PDU會話建立接受訊息承載指令，用於UE添加新授權QoS規則及/或新授權QoS流描述(例如，在步驟312)。然而，UE 301不具有足夠資源以支援授權QoS規則及/或QoS流描述數量。例如，網路可向UE提供QoS規則IE，其包含QoS規則列表。每個QoS規則包含QoS規則識別碼(QRI)、QoS規則長度、規則操作碼、預設QoS規則(DQR)位元、複數個封包濾波器、封包濾波器列表、QoS規則優先級以及QoS流識別碼(QFI)。網路可向UE提供QoS流描述IE，其包含QoS流描述列表。每個QoS流描述包含QFI、QoS流操作碼、複數個QoS流參數以及QoS流參數列表。如果該授權QoS規則與QoS流描述包含在用於PDU會話之PDU會話建立接受訊息中，則UE 301需要存儲該授權QoS規則與QoS流描述。值得注意的是，UE資源主要涉及記憶體或預定容量。對於記憶體，當不存在分配之記憶體用於存儲網路請求之新QoS規則及/或流描述時，上述短缺會發生。對於預定容量，當UE發現請求網路建立比預定最大數量QoS規則更多QoS規則時，上述短缺會發生。
在步驟321，UE 301檢測到其不能支援授權QoS規則及/或QoS流描述數量。在步驟322，UE 301基於其容量，例如基於UE可支援之最大數量QoS規則及/或QoS流，建立部分QoS規則及/或QoS流。UE 301也嘗試與網路同步PDU會話參數。在步驟331，UE 301向網路302發送PDU會話修改請求訊息，以刪除特定QoS規則及/或QoS流描述。網路授權那些待刪除QoS規則及/或QoS流描述，但UE未添加，並且因此需要在網路側刪除上述待刪除QoS規則及/或QoS流描述，從而使得UE按照PDU會話參數與網路保持同步。在步驟332，UE 301從網路接收PDU會話修改命令訊息。在步驟333，UE 301向網路發送PDU會話修改完成訊息。在步驟334，UE 301與網路302透過已修改PDU 會話進行通訊。值得注意的是，在完成PDU會話修改程序之前，例如，在為PDU會話同步QoS規則及/或QoS流之前，資料發送與接收並不成功或滿足預期(330)。
第4圖依據本發明實施例描述了PDU會話建立程序期間用於處理資源不足之UE與網路間序列流第一實施例。第4圖之步驟411、412、413與421分別相似於第3圖之步驟311、312、313、321。在第4圖之實施例中，如果一旦在步驟412接收PDU會話建立接受訊息，與PDU會話相關聯之授權QoS規則數量、封包濾波器數量或授權QoS流描述數量已經達到UE支援之最大數量，則UE可透過發送具有5GSM原因#26「資源不足」之PDU會話釋放請求訊息，初始化PDU會話釋放程序。值得注意的是，在這種情況下，UE不嘗試建立PDU會話。在步驟431，UE 401向網路402發送PDU會話釋放請求訊息，以釋放PDU會話。此外，PDU會話釋放請求訊息承載PSI與在UE側指示資源不足之5GSM原因碼#26。在步驟432，網路402向UE 401發送PDU會話釋放命令訊息。在步驟433，UE 401發送PDU會話釋放完成訊息，以完成PDU會話釋放程序。在步驟441，UE 401可初始化另一PDU會話建立程序。既然網路意識到UE資源容量，網路402能夠建立合適數量之QoS規則及/或QoS流。
第5圖依據本發明實施例描述了PDU會話建立程序期間用於處理資源不足之UE與網路間序列流第二實施例。第5圖之步驟511、512、513與521分別相似於第3圖之步驟311、312、313、321。在第5圖之實施例中，如果一旦在步驟512接收PDU會話建立接受訊息，與PDU會話相關聯之授權QoS規則數量、封包濾波器數量或授權QoS流描述數量已經達到UE支援之最大數量，則UE可透過發送具有5GSM原因#26「資源不足」之PDU會話釋放請求訊息，初始化PDU會話修改程序，以與網路同步。值得注意的是，在這種情況下，UE嘗試建立具有網路請求之部分QoS規則與QoS流描述之PDU會話。
在步驟521，UE 501檢測到UE不能支援授權QoS規則及/或QoS流描述數量。在步驟522，UE 501基於UE容量，例如基於UE可支援之最大數量QoS規則及/或QoS流，建立部分QoS規則及/或QoS流。UE 501也嘗試與網路進行PDU會話參數同步。在步驟531，UE 501向網路502發送PDU會話修改請求訊息，以刪除特定QoS規則及/或QoS流描述。網路授權那些待刪除QoS規則及/或QoS流描述，但UE未添加，並且因此需要在網路側刪除上述待刪除QoS規則及/或QoS流描述，從而使得UE按照PDU會話參數與網路保持同步。因此，PDU會話修改請求訊息進一步承載指示UE側資源不足之5GSM原因碼#26，以通知網路QoS規則/流同步。在步驟532，UE 501從網路接收PDU會話修改命令訊息。在步驟533，UE 501向網路發送PDU會話修改完成訊息。在步驟534，UE 501與網路502透過已修改PDU會話進行通訊。
第6圖是依據新穎方面之透過釋放PDU會話處理PDU會話建立程序期間資源不足之方法流程圖。在步驟601，UE發送協定資料單元(PDU)會話建立請求訊息，以在行動通訊網路中建立PDU會話。在步驟602，UE從網路接收PDU會話建立接受訊息，PDU會話建立接受訊息承載添加與PDU會話相關聯之新QoS規則及/或新QoS流之資訊。在步驟603，UE確定UE資源不足，不能支援新QoS規則及/或新QoS流之添加。在步驟604，一旦檢測到資源不足，UE初始化PDU會話釋放程序，以釋放PDU會話。
第7圖是依據新穎方面之透過修改具有原因碼之PDU會話處理PDU會話建立程序期間資源不足之方法流程圖。在步驟701，UE發送協定資料單元(PDU)會話建立請求訊息，以在行動通訊網路中建立PDU會話。在步驟702，UE從網路接收PDU會話建立接受訊息，PDU會話建立接受訊息承載添加與PDU會話相關聯之新QoS規則及/或新QoS流之資訊。在步驟703，UE確定UE資源不足，不能支援新QoS規則及/或新QoS流之添加。在步驟704，UE透 過發送指示資源不足之5G會話管理(SM)原因值，與網路進行同步。
儘管為了說明之目的，結合特定實施例描述了本發明，但本發明並不局限於此。因此，在不脫離申請專利範圍之本發明範圍情況下，可對所描述實施例之各種特徵執行各種修改、調整以及組合。
401:UE
402:網路
411、412、413、421、431、432、433、441:步驟

Claims (9)

  1. 一種資源不足處理方法，包括：透過一使用者設備(UE)發送一協定資料單元(PDU)會話建立請求訊息，以在一行動通訊網路中建立一協定資料單元會話；從該行動通訊網路接收一協定資料單元會話建立接受訊息，其中，該協定資料單元會話建立接受訊息承載添加與該協定資料單元會話相關聯之新服務品質規則及/或新服務品質流之資訊；確定該使用者設備資源不足，無法支援該新服務品質規則及/或該新服務品質流之該添加；以及一旦檢測到該資源不足，初始化一協定資料單元會話釋放程序，以透過發送一協定資料單元會話釋放請求從而釋放該協定資料單元會話，其中該協定資料單元會話釋放請求訊息承載指示該資源不足之一第五代會話管理(5GSM)原因值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之資源不足處理方法，其中，該第五代會話管理原因值是用於資源不足之#26。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之資源不足處理方法，其中，該協定資料單元會話建立接受訊息承載用於該待添加新服務品質規則及/或服務品質流之複數個服務品質規則、複數個封包濾波器及/或複數個服務品質流描述之參數。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之資源不足處理方法，其中，該使用者設備確定該使用者設備之資源不足以存儲該複數個服務品質規則、該複數個封包濾波器及/或該複數個服務品質流描述。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之資源不足處理方法，進一步包含： 向該行動通訊網路發送另一協定資料單元會話建立請求訊息，其中，該使用者設備能支援該網路授權之服務品質規則及/或服務品質流。
  6. 一種用於資源不足處理之使用者設備(UE)，包括：一發送器，透過該使用者設備發送一協定資料單元(PDU)會話建立請求訊息，以在一行動通訊網路中建立一協定資料單元會話；一接收器，從該行動通訊網路接收一協定資料單元會話建立接受訊息，其中，該協定資料單元會話建立接受訊息承載添加與該協定資料單元會話相關聯之新服務品質規則及/或新服務品質流之資訊；一控制電路，用於確定該使用者設備資源不足，無法支援該新服務品質規則及/或該新服務品質流之該添加；以及一協定資料單元會話處理電路，用於一旦檢測到該資源不足，初始化一協定資料單元會話釋放程序，以透過發送一協定資料單元會話釋放請求從而釋放該協定資料單元會話，其中該協定資料單元會話釋放請求訊息承載指示該資源不足之一第五代會話管理(5GSM)原因值。
  7. 一種資源不足處理方法，包括：透過一使用者設備(UE)發送一協定資料單元(PDU)會話建立請求訊息，以在一行動通訊網路中建立一協定資料單元會話；從該行動通訊網路接收一協定資料單元會話建立接受訊息，其中，該協定資料單元會話建立接受訊息承載添加與該協定資料單元會話相關聯之新服務品質規則及/或新服務品質流之資訊；確定該使用者設備資源不足，無法支援該新服務品質規則及/或該新服務品質流之該添加；以及透過發送指示該資源不足之一第五代會話管理(SM)原因值，與該行動通訊網路同步。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之資源不足處理方法，其中，依據使用者設備容量，該使用者設備建立具有第一部分服務品質規則及/或服務品質流之該協定資料單元會話。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之資源不足處理方法，其中，透過向該行動通訊網路發送一協定資料單元會話修改請求訊息以刪除第二部分服務品質規則及/或服務品質流，該使用者設備與該網路同步。
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