无线通信中在网络之间的互通方法及其装置与流程

本发明涉及无线通信，更具体地，涉及在网络之间的互通方法和用于该方法的装置。

背景技术：

已经开发了一种移动通信系统，以在保证用户活动的同时提供语音服务。然而，移动通信系统将区域扩展到数据服务以及语音，并且目前，由于业务的爆炸性增加而导致资源的短缺现象并且使用需要更高速的服务，并且作为结果，需要更加发达的移动通信系统。

下一代移动通信系统的要求主要需要支持爆炸性数据业务的容纳，每个用户传输速率的划时代增加，连接设备数量的显着增加，端到端延迟非常低，和高能效。为此，已经研究了各种技术，其包括双连接、大规模多输入多输出(mimo)、带内全双工、非正交多址(noma)、超宽带支持、设备联网等。

特别地，对于功耗显著影响设备寿命的设备，已经大力开发了降低功耗的各种技术。

技术实现要素：

技术问题

本发明提出了一种在无线通信系统中有效地执行epc与5g核心网之间的互通过程的方法。特别地，本发明提出了一种关于网络节点的解决方案，以便减少在互通过程中施加在用户设备(ue)上的负载。

提供了用于解决上述技术问题的方法和装置的实施例。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，不应解释为限制由所附权利要求及其等同物限定的本发明。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种在无线通信系统中用户设备(ue)的网络之间的互通方法，包括：执行用于将ue的网络从5代核心网(5gc)网络改变为演进分组核心网(epc)网络的第一互通过程，其中，当5gc和epc网络之间的接口不存在时，执行第一互通过程包括：从5gc网络的接入和移动性管理功能(amf)接收第一指示；以及基于第一指示在epc网络中执行切换附着过程。

执行第一互通过程可以包括，当5gc和epc网络之间的接口存在时，不从amf接收第一指示，以及在epc网络中执行跟踪区域更新(tau)过程。

可以通过切换附着过程或tau过程将在5gc中为ue生成的分组数据单元(pdu)会话传送到epc网络。

执行切换附着过程可以包括：发送pdn连接请求消息，其中请求类型被设置为切换到epc的移动性管理实体(mme)。

互通方法可以进一步包括：向mme发送指示ue从5gc移动的信息。

epc可以具有与5gc的全球唯一临时用户设备标识(guti)映射的epc-guti。

互通方法可以进一步包括：当5gc与epc网络之间的接口不存在且ue在5gc中处于连接模式时，利用5gc的“下一代(ng)”-“无线电接入网络(ran)”执行无线电资源控制(rrc)释放并且驻留在连接到epc的小区上。

互通方法可以进一步包括：执行第二互通过程，用于将ue的网络从epc网络改变为5gc网络，其中，当5gc与epc网络之间的接口不存在时，执行第二互通过程包括：从epc网络的移动性管理实体(mme)接收第二指示；以及基于第二指示在5gc网络中执行注册过程。

可以通过注册过程将在epc中为ue生成的分组数据单元(pdu)会话传送到5gc网络。

注册过程可以是注册类型被设置为移动性注册更新的注册过程。

互通方法可以进一步包括：向amf发送指示ue从epc移动的信息。

5gc可以具有与epc的全球唯一临时用户设备标识(guti)映射的5gc-guti。

互通方法可以进一步包括：当5gc和epc网络之间的接口不存在并且ue在epc中处于连接模式时：利用epc的“演进的通用地面无线电接入网络”(e-utran)执行无线电资源控制(rrc)释放。

根据本发明的另一方面，提供了一种在无线通信系统中执行网络之间的互通方法的用户设备(ue)，包括：通信模块，其被配置为发送和接收信号；处理器，其被配置为控制通信模块，其中，处理器被配置为：执行第一互通过程，用于将ue的网络从5代核心网(5gc)网络改变为演进分组核心网(epc)网络，当5gc和epc网络之间的接口不存在时，接收来自5gc网络的接入和移动性管理功能(amf)的指示；并基于该指示在epc网络中执行切换附着过程。

当5gc和epc网络之间的接口存在时，处理器可以不从amf接收指示并且可以在epc中执行跟踪区域更新(tau)过程。

有益效果

根据本发明的一个或多个实施例，由于清楚地定义了网络之间的互通过程，因此消除了过程执行的模糊性。

此外，根据本发明的一个或多个实施例，由于网络节点指示用户设备(ue)是否执行tau或切换附着/注册过程以便彼此互通，因此减少ue的负担，并且通过适当地执行tau来减少由于互通导致的服务中断时间。

通过本发明获得的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员从以下描述中可以清楚地理解未提及的其他效果。

附图说明

作为详细描述的一部分被包括以提供对本发明的进一步理解的附图示出本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的技术原理。

图1示出可以应用本发明的演进分组系统(eps)。

图2示出可以应用本发明的演进通用地面无线电接入网络(e-utran)的一个示例。

图3示出可以应用本发明的无线通信系统中的e-utran和epc的结构。

图4示出可以应用本发明的无线通信系统中的ue和e-utran之间的无线电接口协议结构。

图5示出可以应用本发明的无线通信系统中的s1接口协议结构。

图6示出可以应用本发明的无线通信系统中的物理信道结构。

图7示出可以应用本发明的无线通信系统中的emm和ecm状态。

图8示出可以应用本发明的无线通信系统中的基于竞争的随机接入过程。

图9示出使用参考点表示的5g系统架构。

图10示出使用基于服务的表示的5g系统架构。

图11示出可以应用本发明的ng-ran架构。

图12示出可以应用本发明的无线协议栈。

图13示出可以应用本发明的rm状态模型。

图14示出可以应用本发明的cm状态模型。

图15示出根据本发明实施例的qos流的分类和用户平面标记以及qos流到an资源的映射。

图16是示出可应用于本发明的e-utran到utraniu模式rat间ho(切换)准备阶段的流程图。

图17是示出根据本发明的实施例的e-utran到utraniu模式rat间ho(切换)执行阶段的流程图。

图18是示出根据本发明的实施例的e-utran到utraniu模式rat间ho(切换)拒绝的流程图。

图19是示出根据本发明的实施例的utranlu模式到e-utranrat间ho(切换)准备阶段的流程图。

图20示出根据本发明的实施例的utranlu模式到e-utranrat间ho(切换)执行阶段。

图21示出可以应用于本发明的epc和5gc(或ngc(下一代核心网))之间的互通架构。

图22是示出可以连接到ng核心网的5gran的部署的图。

图23和图24示出可以应用本发明的5g网络的布置。

图25是示出根据本发明的实施例的当ue从epc向5gc移动时的互通过程的流程图。

图26是示出根据本发明的实施例的当ue从epc向5gc移动时的互通过程的流程图。

图27至图29是示出根据本发明实施例的基于是否存在ngx(例如，n26)接口来确定切换附着/注册是否可能的enb/gnb操作过程的流程图。

图30是示出根据本发明的实施例的失败的切换准备操作的图。

图31是示出根据本发明的实施例的ue的网络之间的互通方法的流程图。

图32示出根据本发明的实施例的通信设备的框图。

图33示出根据本发明的实施例的通信设备的框图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的优选实施例。以下提供的详细描述连同附图仅旨在解释本发明的说明性实施例，其不应被视为本发明的唯一实施例。以下详细描述包括提供对本发明的完整理解的具体信息。然而，本领域技术人员将能够理解，可以在没有特定信息的情况下实现本发明。

对于一些情况，为了避免模糊本发明的技术原理，可以省略公众所熟知的结构和设备，或者可以利用结构和设备的基本功能以框图的形式示出这些结构和设备。

本文档中的基站被视为网络的终端节点，其直接与ue执行通信。在该文档中，被认为由基站执行的特定操作可以由基站的上层节点根据情况来执行。换句话说，显而易见的是，在由包括基站的多个网络节点组成的网络中，可以由基站或除基站之外的网络节点执行用于与ue通信的各种操作。术语基站(bs)可以替换为固定站、节点b、演进节点b(enb)、基站收发器系统(bts)或接入点(ap)。此外，终端可以是固定的或移动的；该术语可以替换为用户设备(ue)、移动站(ms)、用户终端(ut)、移动订户站(mss)、订户站(ss)、高级移动站(ams)、无线终端(wt)、机器类型通信(mtc)设备、机器到机器(m2m)设备或设备到设备(d2d)设备。

在下文中，下行链路(dl)指的是从基站到终端的通信，而上行链路(ul)指的是从终端到基站的通信。在下行链路传输中，发射器可以是基站的一部分，并且接收器可以是终端的一部分。类似地，在上行链路传输中，发射器可以是终端的一部分，并且接收器可以是基站的一部分。

引入以下描述中使用的特定术语以帮助理解本发明，并且具体术语可以以不同方式使用，只要其不脱离本发明的技术范围即可。

下面描述的技术可以用于基于码分多址(cdma)、频分多址(fdma)、时分多址(tdma)、正交频分多址(ofdma)、单载波频分多址(sc-fdma)或非正交多址(noma)的各种类型的无线接入系统。cdma可以通过诸如通用地面无线电接入(utra)或cdma2000的无线电技术来实现。tdma可以通过诸如全球移动通信系统(gsm)、通用分组无线电服务(gprs)或用于gsm演进的增强数据速率(edge)的无线电技术来实现。ofdma可以通过诸如ieee802.11(wi-fi)、ieee802.16(wimax)、ieee802-20或演进utra(e-utra)的无线电技术来实现。utra是通用移动电信系统(umts)的一部分。第三代合作伙伴计划(3gpp)长期演进(lte)是演进umts(e-umts)的一部分，其使用e-utra，将ofdma用于下行链路并且将sc-fdma用于上行链路传输。lte-a(高级)是3gpplte系统的演进版本。

可以通过在包括ieee802、3gpp和3gpp2规范的至少一个无线接入系统中公开的标准文档来支持本发明的实施例。换句话说，在本发明的实施例中，为了清楚地描述本发明的技术原理而省略的那些步骤或部分可以由上述文档支持。此外，可以参考标准文档解释本文档中公开的所有术语。

为了阐明描述，该文档基于3gpplte/lte-a，但是本发明的技术特征不限于当前描述。

本文档中使用的术语定义如下：

-通用移动电信系统(umts)：由3gpp开发的基于gsm的第三代移动通信技术

-演进分组系统(eps)：网络系统，包括演进分组核心(epc)、基于互联网协议(ip)的分组交换核心网络和诸如lte和utran的接入网络。eps是从umts演进的网络。

-节点b：umts网络的基站。节点b安装在外部并提供宏小区的覆盖范围。

-e节点b：eps网络的基站。e节点b安装在外部并提供宏小区的覆盖范围。

-归属节点b：它作为基站安装在室内，并且覆盖范围是微小区等级。

-归属e节点b：它作为eps网络的基站安装在室内，并且覆盖范围是微小区等级。

-用户设备(ue)：ue可以被称为终端、移动设备(me)或移动站(ms)。ue可以是便携式设备，诸如笔记本计算机、移动电话、个人数字助理(pda)、智能电话或多媒体设备；或固定设备，诸如个人计算机(pc)或车载设备。术语ue可以是指在与mtc相关的描述中的mtc终端。

-ip多媒体子系统(ims)：基于ip提供多媒体服务的子系统

-国际移动订户标识(imsi)：在移动通信网络中分配的全球唯一订户标识符

-机器类型通信(mtc)：在没有人为干预的情况下由机器执行的通信。它可以被称为机器到机器(m2m)通信。

-mtc终端(mtcue或mtc设备或mrt设备)：配备有通过移动通信网络操作并执行mtc功能的通信功能(例如，通过plmn与mtc服务器通信)的终端(例如，自动售货机、仪表等)。

-mtc服务器：管理mtc终端的网络上的服务器。它可以安装在移动通信网络的内部或外部。它可以提供mtc用户可以接入服务器通过的接口。此外，mtc服务器可以向其他服务器(以服务能力服务器(scs)的形式)提供mtc相关服务，或者mtc服务器本身可以是mtc应用服务器。

-(mtc)应用：服务(应用mtc)(例如，远程计量、交通运动跟踪、天气观测传感器等)

-(mtc)应用服务器：执行(mtc)应用的网络上的服务器

-mtc特征：支持mtc应用的网络功能。例如，mtc监视是用于准备mtc应用中的设备丢失(诸如，远程计量)的特征，并且低移动性是针对mtc终端(诸如，自动售货机)的mtc应用的特征。

-mtc用户：mtc用户使用mtc服务器提供的服务。

-mtc订户：与网络运营商具有连接关系并向一个或多个mtc终端提供服务的实体。

-mtc组：mtc组共享至少一个或多个mtc特征，并且表示属于mtc订户的一组mtc终端。

-服务能力服务器(scs)：连接到3gpp网络并用于与归属plmn(hplmn)和mtc终端上的mtc互通功能(mtc-iwf)通信的实体。scs提供一个或多个mtc应用的使用能力。

-外部标识符：3gpp网络的外部实体(例如，scs或应用服务器)使用的全局唯一标识符，用于指示(或标识)mtc终端(或mtc终端所属的订户)。外部标识符包括域标识符和本地标识符，如下所述。

-域标识符：用于标识移动通信网络服务提供商的控制区域中的域的标识符。服务提供商可以为每个服务使用单独的域标识符，以提供对不同服务的接入。

-本地标识符：用于导出或获得国际移动订户标识(imsi)的标识符。本地标识符在应用域内应该是唯一的，并由移动通信网络服务提供商管理。

-无线电接入网络(ran)：包括节点b、控制节点b的无线电网络控制器(rnc)和3gpp网络中的e节点b的单元。ran在终端级别定义，并提供与核心网络的连接。

-归属位置寄存器(hlr)/归属订户服务器(hss)：3gpp网络内的数据库供应订户信息。hss可以执行配置存储、标识管理、用户状态存储等功能。

-ran应用部分(ranap)：ran与负责控制核心网络的节点之间的接口(换句话说，移动性管理实体(mme)/服务gprs(通用分组无线电服务)支持节点(sgsn)/移动交换中心(msc))。

-公共陆地移动网络(plmn)：形成为向个人提供移动通信服务的网络。可以为每个运营商单独形成plmn。

-非接入层(nas)：用于在umts和eps协议栈处在终端和核心网络之间交换信号和业务消息的功能层。nas主要用于支持终端的移动性，以及用于建立和维护终端与pdngw之间的ip连接的会话管理过程。

-服务能力公开功能(scef)：用于服务能力公开的3gpp架构中的实体，其提供用于安全地公开由3gpp网络接口提供的服务和能力的手段。

-mme(移动性管理实体)：eps网络中的网络节点，其执行移动性管理和会话管理功能

-pdn-gw(分组数据网络网关)：eps网络中的网络节点，其执行ueip地址分配、分组筛选和过滤以及计费数据收集功能。

-服务gw(服务网关)：eps网络中的网络节点，其执行诸如移动性锚点、分组路由、空闲模式分组缓冲和针对mme的me的触发寻呼的功能。

-策略和计费规则功能(pcrf)：eps网络中的节点，其执行策略决策以针对每个服务流动态地应用差异化的qos和计费策略。

-开放式移动联盟设备管理(omadm)：用于管理移动设备(诸如，移动电话、pda和便携式计算机)的协议，其执行诸如设备配置、固件升级和错误报告的功能

-操作管理和维护(oam)：网络管理功能组，其提供网络故障指示、性能信息以及数据和诊断功能

-nas配置mo(管理对象)：管理对象(mo)，用于为ue配置与nas功能相关联的参数。

-pdn(分组数据网络)：支持特定服务的服务器(例如，mms服务器、wap服务器等)所在的网络。

-pdn连接：从ue到pdn的连接，即，由ip地址表示的ue与由apn表示的pdn之间的关联(连接)。

-apn(接入点名称)：引用或标识pdn的字符串。它是在接入p-gw以接入所请求的服务或网络(pdn)时在网络中预定义的名称(字符串)(例如，internet.mnc012.mcc345.gprs)。

-归属位置寄存器(hlr)/归属订户服务器(hss)：表示3gpp网络中的订户信息的数据库(db)。

-nas(非接入层)：ue与mme之间的控制平面的上层。它支持ue和网络之间的移动性管理、会话管理和ip地址维护。

-as(接入层)：它包括ue与无线电(或接入)网络之间的协议栈，并负责发送数据和网络控制信号。

在下文中，将基于以上定义的术语描述本发明。

可以应用本发明的系统的概述

图1示出了可以应用本发明的演进分组系统(eps)。

图1的网络结构是从包括演进分组核心网(epc)的演进分组系统(eps)重构的简化图。

epc是用于改进3gpp技术的性能的系统架构演进(sae)的主要组件。sae是确定支持多种异构网络之间移动性的网络结构的研究项目。例如，sae旨在提供优化的基于分组的系统，该系统支持各种基于ip的无线接入技术，提供更多改进的数据传输能力等。

更具体地，epc是用于3gpplte系统的基于ip的移动通信系统的核心网络，并且能够支持基于分组的实时和非实时服务。在现有的移动通信系统(即第二代或第三代移动通信系统)中，核心网络的功能已经通过两个独立的子域来实现：用于语音的电路交换(cs)子域和用于数据的分组交换(ps)子域。然而，在3gpplte系统中，从第三代移动通信系统演进的cs和ps子域已经统一为单个ip域。换句话说，在3gpplte系统中，可以通过基于ip的基站(例如e节点b)、epc和应用域(例如，ims)来建立具有ip能力的ue之间的连接。换句话说，epc提供了实施端到端ip服务所必需的架构。

epc包括各种组件，其中，图1示出了包括服务网关(sgw或s-gw)、分组数据网络网关(pdngw或pgw或p-gw)、移动性管理实体(mme)、服务gprs支持节点(sgsn)和增强型分组数据网关(epdg)的epc组件的一部分。

sgw作为无线电接入网络(ran)与核心网络之间的边界点操作，并维持e节点b与pdngw之间的数据路径。而且，在ue由e节点b跨越服务区域移动的情况下，sgw充当本地移动性的锚点。换句话说，可以通过sgw路由分组以确保在针对3gpp版本8的后续版本定义的e-utran(演进的umts(通用移动电信系统)陆地无线电接入网络)内的移动性。此外，sgw可以充当用于e-utran与其他3gpp网络(在3gpp版本8之前定义的ran，例如，utran或geran(gsm(全球移动通信系统)/edge(增强型数据速率全球演进)无线电接入网络)之间的移动性的锚点。

pdngw对应于到分组数据网络的数据接口的终端点。pdngw可以支持策略执行功能、分组过滤、计费支持等。此外，pdngw可以充当3gpp网络和非3gpp网络(例如，诸如互通无线局域网(i-wlan)的不可靠网络或诸如码分多址(cdma)网络和wimax的可靠网络)之间的移动性管理的锚点。

在如图1所示的网络结构的示例中，sgw和pdngw被视为独立的网关；但是，这两个网关可以根据单个网关配置选项来实施。

mme执行用于ue接入网络的信令、支持分配、跟踪、寻呼、漫游、网络资源的切换等；和控制功能。mme控制与订户和会话管理相关的控制平面功能。mme管理多个e节点b并执行常规网关的选择的信令以用于切换到其他2g/3g网络。此外，mme执行诸如安全过程、终端到网络会话处理、空闲终端位置管理等功能。

sgsn处理包括用于移动性管理和用户针对其他3gpp网络(例如，gprs网络)的认证的分组数据的各种分组数据。

对于不可靠的非3gpp网络(例如，i-wlan、wifi热点等)，epdg充当安全节点。

如关于图1所描述的，具有ip能力的ue可以经由epc内的各种组件，不仅基于3gpp接入，而且基于非3gpp接入接入服务提供商(即，运营商)提供的ip业务网络(例如ims)。

另外，图1示出了各种参考点(例如，s1-u、s1-mme等)。3gpp系统将参考点定义为连接e-utan和epc的不同功能实体中定义的两个功能的概念链路。下面的表1总结了图1中所示的参考点。除了图1的示例之外，可以根据网络结构定义各种其他参考点。

【表1】

在图1所示的参考点中，s2a和s2b对应于非3gpp接口。s2a是提供pdngw之间的可靠的非3gpp接入相关控制以及到用户平面的移动性资源的参考点。s2b是为epdg和pdngw之间的用户平面提供相关控制和移动性资源的参考点。

图2示出了可以应用本发明的演进通用陆地无线接入网(e-utran)的一个示例。

e-utran系统例如已经从现有utran系统演进，并且可以是3gpplte/lte-a系统。通信网络被广泛部署以便通过ims和分组数据提供包括诸如语音(例如，voip(互联网协议语音))的各种通信服务。

参考图2，e-umts网络包括e-utran、epc和一个或多个ue。e-utran包括向ue提供控制平面和用户平面协议的enb，其中enb通过x2接口相互连接。

x2用户平面接口(x2-u)在enb之间定义。x2-u接口提供用户平面协议数据单元(pdu)的无保证传递。x2控制平面接口(x2-cp)被定义在两个相邻enb之间。x2-cp执行enb之间的上下文传递、源enb与目标enb之间的用户平面隧道的控制、切换相关消息的传递、上行链路负载管理等的功能。

enb通过无线电接口连接到ue并且通过s1接口连接到演进分组核心网(epc)。

在enb和服务网关(s-gw)之间定义s1用户平面接口(s1-u)。在enb和移动性管理实体(mme)之间定义s1控制平面接口(s1-mme)。s1接口执行eps承载服务管理、非接入层(nas)信令传输、网络共享、mme负载均衡管理等功能。s1接口支持enb与mme/s-gw之间的多对多关系。

mme能够执行各种功能，诸如：nas信令安全性、接入层(as)安全控制、用于支持3gpp接入网之间的移动性的核心网络(cn)节点间信令、空闲模式ue可到达性(包括执行寻呼重传和控制)、跟踪区域标识(tai)管理(用于处于空闲和活动模式的ue)、pdngw和sgw选择、改变mme的切换的mme选择、用于切换到2g或3g3gpp接入网络的sgsn选择、漫游、认证、包括专用承载建立的承载管理功能、以及支持pws(公共预警系统)(包括地震和海啸预警系统(etws)和商业移动警报系统(cmas))消息的传输。

图3示出了可以应用本发明的无线通信系统中的e-utran和epc的结构。

参考图3，enb能够执行诸如选择网关(例如，mme)、在rrc(无线资源控制)激活期间向网关的路由、调度和发送bch(广播信道)、在上行链路和下行链路中用于ue的分配动态资源、处于lte_active状态的移动性控制连接的功能。如上所述，属于epc的网关能够执行诸如寻呼发起、lte_idle状态管理、用户平面加密、sae(系统架构演进)承载控制、nas信令加密和完整性保护的功能。

图4示出了可以应用本发明的无线通信系统中的ue和e-utran之间的无线电接口协议结构。

图4(a)示出了控制平面的无线电协议结构，并且图4(b)示出了用户平面的无线电协议结构。

参考图4，ue和e-utran之间的无线电接口协议的层可以基于在通信系统的技术领域中公知的开放系统互连(osi)模型的较低三层被划分为第一层(l1)、第二层(l2)和第三层(l3)。ue与e-utran之间的无线电接口协议由水平方向上的物理层、数据链路层和网络层组成，而在垂直方向上无线接口协议由作为用于传递数据信息的协议栈的用户平面和作为用于传递控制信号的协议栈的控制平面组成。

控制平面用作通过其发送用于ue和网络来管理呼叫的控制消息的路径。用户平面是指通过其发送在应用层中生成的数据(例如语音数据、互联网分组数据等)的路径。在下文中，所描述的将是无线电协议的控制和用户平面的每一层。

作为第一层(l1)的物理层(phy)通过使用物理信道向上层提供信息传输服务。物理层通过传输信道连接到位于上层的媒体接入控制(mac)层，通过该传输信道在mac层和物理层之间发送数据。传输信道按照通过无线电接口发送数据的方式以及通过无线电接口发送数据的特性进行分类。并且数据通过不同物理层之间以及发射器的物理层和接收器的物理层之间的物理信道发送。物理层根据正交频分复用(ofdm)方案进行调制，并将时间和频率用作无线电资源。

在物理层中使用一些物理控制信道。物理下行链路控制信道(pdcch)通知ue寻呼信道(pch)和下行链路共享信道(dl-sch)的资源分配；和与上行链路共享信道(ul-sch)有关的混合自动重传请求(harq)信息。此外，pdcch可以携带用于向ue通知上行链路传输的资源分配的ul许可。物理控制格式指示符信道(pcfich)向ue通知由pdcch使用并且在每个子帧处发送的ofdm符号的数量。物理harq指示符信道(phich)响应于上行链路传输而携带harqack(确认)/nack(非确认)信号。物理上行链路控制信道(pucch)携带诸如关于下行链路传输的harqack/nack、调度请求、信道质量指示符(cqi)等的上行链路控制信息。物理上行链路共享信道(pusch)携带ul-sch。

第二层(l2)的mac层通过逻辑信道向作为其上层的无线电链路控制(rlc)层提供服务。而且，mac层提供逻辑信道和传输信道之间的映射的功能；以及将属于逻辑信道的mac服务数据单元(sdu)复用/解复用到传输块，该传输块被提供给传输信道上的物理信道。

第二层(l2)的rlc层支持可靠的数据传输。rlc层的功能包括rlcsdu的级联、分段、重新组装等等。为了满足无线承载(rb)所请求的变化的服务质量(qos)，rlc层提供三种操作模式：透明模式(tm)、未确认模式(um)和确认模式(am)。amrlc通过自动重传请求(arq)提供纠错。同时，在mac层执行rlc功能的情况下，可以将rlc层作为功能块并入到mac层中。

第二层(l2)的分组数据汇聚协议(pdcp)层执行传递、报头压缩、用户平面中的用户数据的加密等的功能。报头压缩是指这样的功能，即，减小相对较大并且包括不必要的控制的互联网协议(ip)分组报头的大小以通过窄带宽的无线电接口高效地发送诸如ipv4(互联网协议版本4)或ipv6(互联网协议版本6)分组的ip分组。控制平面中的pdcp层的功能包括传递控制平面数据和加密/完整性保护。

第三层(l3)的最低部分中的无线电资源控制(rrc)层仅在控制平面中被定义。rrc层执行控制ue与网络之间的无线电资源的角色。为此，ue和网络通过rrc层交换rrc消息。rrc层关于无线电承载的配置、重新配置和释放来控制逻辑信道、传输信道和物理信道。无线电承载是指第二层(l2)为ue和网络之间的数据传输提供的逻辑路径。配置无线电承载指示无线电协议层和信道的特性被定义为提供特定服务；并确定其各个参数及其操作方法。无线电承载可以分为信令无线电承载(srb)和数据rb(drb)。srb被用作在控制平面中发送rrc消息的路径，而drb被用作在用户平面中发送用户数据的路径。

rrc层上部的非接入层(nas)层执行会话管理、移动性管理等的功能。

构成基站的小区被设置为1.25、2.5、5、10和20mhz带宽中的一个，向多个ue提供下行链路或上行链路传输服务。不同的小区可以设置为不同的带宽。

从网络向ue发送数据的下行链路传输信道包括发送系统信息的广播信道(bch)、发送寻呼消息的pch、发送用户业务或控制消息的dl-sch等等。下行多播或广播服务的业务或控制消息可以通过dl-sch或通过单独的下行链路多播信道(mch)发送。同时，从ue向网络发送数据的上行链路传输信道包括发送初始控制消息的随机接入信道(rach)和发送用户业务或控制消息的上行链路共享信道(ul-sch)。

逻辑信道位于传输信道上方并且被映射到传输信道。逻辑信道可以被划分为用于传递控制区域信息的控制信道和用于传递用户区域信息的业务信道。控制信道可以包括bcch(广播控制信道)、pcch(寻呼控制信道)、ccch(公共控制信道)、dcch(专用控制信道)、mcch(多播控制信道)。业务信道可以包括dtch(专用业务信道)和mtch(多播业务信道)。pcch是传递寻呼信息的下行链路信道，并且在网络不知道ue所属的小区时使用。ccch由没有与网络的rrc连接的ue使用。mcch是点对多点下行链路信道，用于从网络向ue传递mbms(多媒体广播和多播服务)控制信息。dcch是点对点双向信道，其由具有在ue和网络之间传递专用控制信息的rrc连接的ue使用。dtch是点对点信道，其专用于ue用于传递可能存在于上行链路和下行链路中的用户信息。mtch是用于将来自网络的业务数据传递给ue的点对多点下行链路信道。

在逻辑信道和传输信道之间的上行链路连接的情况下，dcch可以被映射到ul-sch，dtch可以被映射到ul-sch，并且ccch可以被映射到ul-sch。在逻辑信道和传输信道之间的下行链路连接的情况下，bcch可以被映射到bch或dl-sch，pcch可以被映射到pch，dcch可以被映射到dl-sch，dtch可以被映射到dl-sch，mcch可以被映射到mch，并且mtch可以被映射到mch。

图5示出可以应用本发明的无线通信系统中的s1接口协议结构。

图5(a)示出s1接口中的控制平面协议栈并且图5(b)示出s1接口中的用户平面接口协议结构。

参考图5，在enb和mme之间定义s1控制平面接口(s1-mme)。与用户平面类似，传输网络层基于ip传输。然而，为了确保消息信令的可靠传输，将传输网络层添加到位于ip层之上的流控制传输协议(sctp)层。应用层信令协议称为s1应用协议(s1-ap)。

sctp层提供应用层消息的有保证的传递。

传输ip层采用用于协议数据单元(pdu)信令传输的点对点传输。

对于每个s1-mme接口实例，单个sctp关联使用一对流标识符用于s-mme公共过程。只有部分流标识符对用于s1-mme专用过程。mme通信上下文标识符由mme为s1-mme专用过程分配，enb通信上下文标识符由enb分配用于s1-mme专用过程。mme通信上下文标识符和enb通信上下文标识符用于标识ue特定的s1-mme信令传输承载。在每个s1-ap消息内传递通信上下文标识符。

在s1信令传输层向s1ap层通知信令断开的情况下，mme将已经使用相应信令连接的ue的状态改变为ecm-空闲状态。并且enb释放相应ue的rrc连接。

在enb和s-gw之间定义s1用户平面接口(s1-u)。s1-u接口在enb和s-gw之间提供用户平面pdu的无保证传送。传输网络层基于ip传输，并且gprs隧道协议用户平面(gtp-u)层在udp/ip层之上使用，以在enb和s-gw之间传递用户平面pdu。

图6示出可以应用本发明的无线通信系统中的物理信道结构。

参考图6，物理信道通过使用包括频域中的一个或多个子载波和时域中的一个或多个符号的无线电资源来传递信令和数据。

具有1.0ms长度的一个子帧包括多个符号。子帧的特定符号(例如，子帧的第一符号)可以用于pdcch。pdcch携带关于动态分配的资源的信息(例如，资源块和mcs(调制和编码方案))。

emm和ecm状态

在下文中，将描述eps移动性管理(emm)和eps连接管理(ecm)状态。

图7示出可以应用本发明的无线通信系统中的emm和ecm状态。

参考图7，为了管理在ue和mme的控制平面中定义的nas层中ue的移动性，可以根据ue附着到网络或从网络分离来定义emm注册和emm注销状态。emm注册状态和emm注销状态可以应用于ue和mme。

最初，ue保持在emm注销状态，如同ue首次通电时一样，并通过初始附着过程执行到网络的注册以连接到网络。如果成功执行连接过程，则ue和mme转换到emm注册状态。此外，在ue断电或ue未能建立无线电链路的情况下(即，无线电链路的分组错误率超过参考值)，ue与网络分离并转换到emm注销状态。

另外，为了管理ue与网络之间的信令连接，可以定义ecm连接和ecm空闲状态。ecm连接和ecm空闲状态也可以应用于ue和mme。ecm连接包括ue与enb之间形成的rrc连接；在enb和mme之间形成s1和s1信令连接。换句话说，建立/释放ecm连接指示已建立/释放rrc连接和s1信令连接两者。

rrc状态指示ue的rrc层是否逻辑连接到enb的rrc层。换句话说，在ue的rrc层连接到enb的rrc层的情况下，ue保持在rrc连接状态。如果ue的rrc层未连接到enb的rrc层，则ue保持在rrc空闲状态。

网络可以在小区单元级别识别保持在ecm连接状态的ue，并且可以以有效的方式控制ue。

另一方面，网络无法知道保持在ecm空闲状态的ue的存在，并且核心网络(cn)基于作为比小区大的区域单元的跟踪区域单元来管理ue。当ue保持在ecm空闲状态时，ue通过使用在跟踪区域中唯一分配的id来执行nas已经配置的不连续接收(drx)。换句话说，ue可以通过针对每个ue特定寻呼drx周期在特定寻呼时机监测寻呼信号来接收系统信息和寻呼信息的广播信号。

当ue处于ecm空闲状态时，网络不携带ue的上下文信息。因此，保持在ecm空闲状态的ue可以基于ue执行与移动性相关的过程，诸如小区选择或小区重选，而不必遵循网络的命令。在ue处于ecm空闲状态时ue的位置与网络识别的位置不同的情况下，ue可以通过跟踪区域更新(tau)过程向网络通知ue的相应位置。

另一方面，当ue处于ecm连接状态时，ue的移动性由网络的命令管理。当ue保持在ecm连接状态时，网络知道ue当前属于哪个小区。因此，网络可以向ue传送数据和/或从ue接收数据，控制ue的移动性(例如，切换)，并且针对相邻小区执行小区测量。

如上所述，ue必须转换到ecm连接状态，以便接收诸如语音或数据通信服务的通用移动通信服务。当ue首次通电时，处于其初始状态的ue如在emm状态中一样保持在ecm空闲状态，并且如果ue通过初始附着过程成功注册到相应的网络，则ue和mme转换到ecm连接状态。此外，在ue已经向网络注册但由于未激活业务而未分配无线电资源的情况下，ue保持在ecm空闲状态，并且如果为相应的ue生成新的上行链路或下行链路业务，则ue以及mme通过服务请求过程转换到ecm连接状态。

随机接入过程

在下文中，将描述由lte/lte-a系统提供的随机接入过程。

ue采用随机接入过程来获得与enb的上行链路同步或具有上行链路无线电资源。在加电之后，ue获取与初始小区的下行链路同步并接收系统信息。根据系统信息，ue获得一组可用的随机接入前导码和关于用于传输随机接入前导码的无线电资源的信息。用于传输随机接入前导码的无线电资源可以通过至少一个或多个子帧索引和频域上的索引的组合来指定。ue发送以随机方式从该组随机接入前导码中选择的随机接入前导码，并且接收随机接入前导码的enb通过随机接入响应发送用于上行链路同步的ta(定时对准)值。通过使用上述过程，ue获得上行链路同步。

随机接入过程对于fdd(频分双工)和tdd(时分双工)方案是共同的。随机接入过程与小区大小无关，并且在配置ca(载波聚合)的情况下也与服务小区的数量无关。

首先，ue在以下情况下执行随机接入过程。

-在没有到enb的rrc连接的情况下ue在rrc空闲状态下执行初始接入的情况

-ue执行rrc连接重建过程的情况

-在执行切换过程的同时ue第一次连接到目标小区的情况

-通过来自enb的命令请求随机接入过程的情况

-在rrc连接状态下不满足上行链路同步的同时生成下行链路数据的情况

-在rrc连接状态下不满足上行链路同步的同时生成上行链路数据或者未分配用于请求无线电资源的指定无线电资源的情况

-在rrc连接状态下需要定时提前的同时执行ue的定位的情况

-在无线电链路故障或切换失败时执行恢复过程的情况

3gpprel-10规范考虑了将适用于一个特定小区(例如，p小区)的ta(定时提前)值共同应用于无线接入系统中的多个小区。然而，ue可以组合属于不同频带的多个小区(即，在频域中以大距离分开)或者具有不同传播特性的多个小区。此外，在特定小区的情况下，如果在诸如rrh(远程无线电报头)(即，转发器)、毫微微小区或微微小区或辅助enb(senb)的小型小区设置在小区内以用于覆盖扩展或移除覆盖空洞的同时ue通过一个小区与enb(即宏enb)执行通信，并且通过其他小区执行与senb的通信，则多个小区可以具有不同的传播延迟。在这种情况下，当ue执行上行链路传输使得一个ta值共同应用于多个小区时，可能严重影响在多个小区之间发送的上行链路信号的同步。因此，可以优选在其中多个单元被聚合的ca模式下具有多个ta值。3gpprel-11规范考虑了单独为每个特定小区组分配ta值以支持多个ta值。这被称为ta组(tag)；tag可以具有一个或多个小区，并且相同的ta值可以共同地应用于属于tag的一个或多个小区。为了支持多个ta值，macta命令控制元素由2比特tag标识(id)和6比特ta命令字段组成。

在其上配置载波聚合的ue在结合pcell需要先前描述的随机接入过程的情况下执行随机接入过程。在pcell所属于的tag(即主tag(ptag))的情况下，与现有情况相同基于pcell确定，或通过伴随pcell的随机接入过程进行调节的ta可以应用于ptag内的所有小区。同时，在仅配置有scell的tag(即，辅助tag(stag))的情况下，基于stag内的特定scell确定的ta可以应用于相应stag内的所有小区，并且此时，可以通过由enb发起的随机接入过程来获取ta。具体地，stag中的scell被设置为(随机接入信道)rach资源，并且enb在scell中请求rach接入以确定ta。也就是说，enb通过从pcell发送的pdcch命令在scell上发起rach传输。通过使用ra-rnti，通过pcell发送scell前导码的响应消息。基于成功完成随机接入的scell确定的ta可以由ue应用于相应stag中的所有小区。像这样，也可以在scell中执行随机接入过程，以便获取相应scell所属于的stag的定时对准。

在选择随机接入前导码(rach前导码)的过程中，lte/lte-a系统支持基于竞争的随机接入过程和基于非竞争的随机接入过程。在前一过程中，ue从特定集合中选择一个任意前导码，而在后一过程中，ue使用enb仅分配给特定ue的随机接入前导码。然而，应该注意，基于非竞争的随机接入过程可以被限制于上述切换过程、来自enb的命令所请求的情况以及用于stag的ue定位和/或定时提前对准。在随机接入过程完成之后，发生正常的上行链路/下行链路传输。

同时，中继节点(rn)还支持基于竞争的随机接入过程和基于非竞争的随机接入过程。当中继节点执行随机接入过程时，暂停rn子帧配置。也就是说，这意味着临时丢弃rn子帧配置。此后，当随机接入过程成功完成时恢复rn子帧结构。

图8示出可以应用本发明的无线通信系统中的基于竞争的随机接入过程。

(1)msg1(消息1)

首先，ue从由系统信息或切换命令指示的一组随机接入前导码中随机选择一个随机接入前导码(rach前导码)。然后，ue选择能够发送随机接入前导码的prach(物理rach)资源，并通过使用prach资源发送随机接入前导码。

在rach传输信道上以六比特发送随机接入前导码，其中六比特包括用于识别发送rach前导码的ue的5比特随机标识和用于表示附加信息的1比特(例如，指示msg3的大小)。

已经从ue接收到随机接入前导码的enb对前导码进行解码并获得ra-rnti。由相应ue发送的随机接入前导码的时频资源确定与随机接入前导码被发送到的prach相关的ra-rnti。

(2)msg2(消息2)

enb向ue发送随机接入响应，其中通过使用msg1上的前导码获得的ra-rnti寻址随机接入响应。随机接入响应可以包括ra前导码索引/标识符、指示上行链路无线电资源的ul许可、临时小区rnti(tc-rnti)和时间对准命令(tac)。tac指示enb发送到ue以维持上行链路时间对准的时间同步值。ue通过使用时间同步值来更新上行链路传输定时。如果ue更新时间同步，则ue发起或重启时间对准定时器。ul许可包括用于发送稍后描述的调度消息(msg3)的上行链路资源分配和tpc(发送功率命令)。tpc用于确定调度的pusch的传输功率。

ue尝试在enb指示的随机接入响应窗口内通过系统信息或切换命令接收随机接入响应，检测用与prach对应的ra-rnti掩蔽的pdcch，并接收由检测到的pdcch指示的pdsch。随机接入响应信息可以以macpdu(mac分组数据单元)的形式发送，并且macpdu可以通过pdsch发送。优选地，pdcch应该包括必须接收pdsch的ue的信息、pdsch的无线电资源的频率和时间信息，以及pdsch的传输格式。如上所述，一旦ue成功检测到发送给自身的pdcch，它就可以根据pdcch的信息正确地接收发送到pdsch的随机接入响应。

随机接入响应窗口指的是发送前导码的ue等待接收随机接入响应消息的最大时间间隔。随机接入响应窗口具有从发送前导码的最后一个子帧的三个子帧之后的子帧开始的“ra-responsewindowsize”的长度。换句话说，ue在从完成前导码传输的子帧开始三个子帧之后保护的随机接入窗口期间等待接收随机接入响应。ue可以通过系统信息获得随机接入窗口大小('ra-responsewindowsize')参数，并且随机接入窗口大小被确定为2到10之间的值。

如果接收到具有与发送到enb的随机接入前导码相同的随机接入前导码定界符/标识的随机接入响应，则ue停止监测随机接入响应。另一方面，如果直到随机接入响应窗口终止未能接收到随机接入响应消息或者未能接收到具有与发送到enb的随机接入前导码相同的随机接入前导码标识的有效随机接入响应，则ue可以将随机接入响应的接收视为已经失败，并且然后执行前导码的重传。

如上所述，随机接入响应需要随机接入前导标识的原因是一个随机接入响应可以包括一个或多个ue的随机接入响应信息，因此有必要指示ul许可、tc-rnti和tac对于哪个ue有效。

(3)msg3(消息3)

接收有效的随机接入响应后，ue单独处理随机接入响应中包括的信息。换句话说，ue应用tac并存储tc-rnti。此外，通过使用ul许可，ue将存储在其缓冲器中的数据或新生成的数据发送到enb。在ue第一次连接的情况下，在rrc层生成并通过ccch发送的rrc连接请求可以包括在msg3中并发送。并且在rrc连接重建过程的情况下，在rrc层生成并通过ccch发送的rrc连接重建请求可以包括在msg3中并发送。此外，nas连接请求消息可以包括在消息3中。

消息3必须包括ue标识。在基于竞争的随机接入过程的情况下，enb不能确定哪些ue执行随机接入过程。因此，enb需要每个ue的ue标识以避免潜在的竞争。

存在两种用于包括ue标识的方法。在第一种方法中，如果ue在执行随机接入过程之前已经具有由相应小区分配的有效小区标识(c-rnti)，则ue通过与ul许可对应的上行链路传输信号来发送其小区标识。另一方面，如果ue在执行随机接入过程之前尚未接收到有效小区标识，则ue发送其唯一标识(例如，s(sae)-tmsi或随机数)。在大多数情况下，唯一标识比c-rnti长。

ue使用ue特定的加扰来在ul-sch上进行传输。在ue已经接收到c-rnti的情况下，ue可以通过使用c-rnti来执行加扰。在ue尚未接收到c-rnti的情况下，ue不能执行基于c-rnti的加扰，而是使用从随机接入响应接收的tc-rnti。如果已经接收到与ul许可对应的数据，则ue发起用于解决竞争的竞争解决定时器。

(4)msg4(消息4)

通过来自相应ue的msg3接收到ue的c-rnti后，enb通过使用接收的c-rnti将msg4发送到ue。另一方面，在enb通过msg3接收到唯一标识(即s-tmsi或随机数)的情况下，enb通过使用从随机接入响应分配给相应ue的tc-rnti将msg4发送到ue。作为一个示例，msg4可以包括rrc连接建立消息。

在通过随机接入响应中包括的ul许可发送包括标识的数据之后，ue等待来自enb的命令以解决竞争。换句话说，两种方法也可用于接收pdcch的方法。如上所述，在响应于ul许可而发送的msg3中的标识是c-rnti的情况下，ue尝试通过使用其c-rnti来接收pdcch。在标识是唯一标识(换句话说，s-tmsi或随机数)的情况下，ue尝试通过使用随机接入响应中包括的tc-rnti来接收pdcch。之后，在前一种情况下，如果ue在竞争解决定时器期满之前通过其c-rnti接收pdcch，则ue确定已经正常执行了随机接入过程并且终止随机接入过程。在后一种情况下，如果ue在竞争解决定时器完成之前通过tc-rnti接收pdcch，则ue检查由pdcch指示的pdsch发送的数据。如果数据包括ue的唯一标识，则ue确定已成功执行了随机接入过程并终止随机接入过程。ue通过msg4获得c-rnti，其后ue和网络通过使用c-rnti来发送和接收ue专用消息。

接下来，将描述在随机接入期间用于解决竞争的方法。

在随机接入期间发生竞争的原因在于，随机接入前导码的数量原理上是有限的。换句话说，由于enb不能对各个ue分配唯一的随机接入前导码，因此ue从公共随机接入前导码中选择并发送一个。因此，尽管存在两个或更多个ue通过使用相同的无线电资源(prach资源)来选择和发送相同的随机接入前导码的情况，但是enb将随机接入前导码视为从单个ue发送的随机接入前导码。因此，enb向ue发送随机接入响应，并且期望仅一个ue接收随机接入响应。然而，如上所述，由于竞争的可能性，两个或更多个ue接收相同的随机接入响应，并且每个接收ue由于随机接入响应而执行操作。换句话说，在两个或更多个ue通过使用随机接入响应中包括的一个ul许可向同一无线电资源发送不同数据的情况下出现问题。因此，数据的传输可能全部失败，或者enb可能根据ue的传输功率的位置成功地仅从特定ue接收数据。在后一种情况下，由于两个或更多个ue假设它们都已成功发送了它们的数据，因此enb必须通知在竞争中已经失败的那些ue关于它们的失败。换句话说，竞争解决是指向ue通知其是已经成功还是失败的操作。

两种方法用于竞争解决。其中一种方法采用竞争解决定时器，另一种方法采用将成功ue的标识发送给其他ue。当ue在执行随机接入过程之前已经具有唯一的c-rnti时，使用前一种情况。换句话说，已经具有c-rnti的ue根据随机接入响应向enb发送包括其c-rnti的数据，并且操作竞争解决定时器。并且如果ue在竞争解决定时器期满之前接收到由其c-rnti指示的pdcch，则ue确定它已经赢得了竞争并且正常地完成随机接入。另一方面，如果ue在竞争解决定时器期满之前未能接收到由其c-rnti指示的pdcch，则ue确定它已经丢失了竞争并再次执行随机接入过程或将失败通知上层。当ue在执行随机接入过程之前不具有唯一小区标识时，使用后一种竞争解决方法，即用于发送成功ue的标识的方法。换句话说，在ue没有小区标识的情况下，ue通过根据随机接入响应中包括的ul许可信息在数据中包括高于小区标识的上层标识(s-tmsi或随机数)来发送数据并操作竞争解决计时器。在竞争解决定时器期满之前将包括ue的上层标识的数据发送到dl-sch的情况下，ue确定已成功执行了随机接入过程。另一方面，在竞争解决数据期满之前，在包括ue的上层标识的数据未被发送到dl-sch的情况下，ue确定随机接入过程已经失败。

同时，不同于图11中所示的基于竞争的随机接入过程，基于非竞争的随机接入过程仅通过发送msg1和2来完成其过程。然而，在ue将随机接入前导码作为msg1发送到enb之前，enb向ue分配随机接入前导码。当ue将所分配的随机接入前导码作为msg1发送到enb并且从enb接收到随机接入响应时，终止随机接入过程。

可以应用本发明的5g系统架构

5g系统是通过现有移动通信网络结构或清洁状态结构的演进和长期演进(lte)的扩展技术从第4代lte移动通信技术和新无线电接入技术(rat)发展而来的技术，并且它支持扩展lte(elte)、非3gpp(例如，wlan)接入等。

基于服务定义5g系统，并且用于5g系统的架构内的网络功能(nf)之间的交互可以通过如下两种方法表示。

-参考点表示(图9)：指示由两个nf(例如，amf和smf)之间的点对点参考点(例如，n11)描述的nf内的nf服务之间的交互。

-基于服务的表示(图10)：控制平面(cp)内的网络功能(例如，amf)允许其他经认证的网络功能接入其自己的服务。如果需要这种表示，它还包括点对点参考点。

图9是示出使用参考点表示的5g系统架构的图。

参考图9，5g系统架构可以包括各种元件(即，网络功能(nf))。该图示出认证服务器功能(ausf)、(核心)接入和移动管理功能(amf)、会话管理功能(smf)、策略控制功能(pcf)、应用功能(af)、统一数据管理(udm)、数据网络(dn)、用户平面功能(upf)、(无线电)接入网络((r)an)和与各种元件中的一些对应的用户设备(ue)。

每个nf支持以下功能。

-ausf存储用于ue的认证的数据。

-amf提供用于ue单元的接入和移动性管理的功能，并且可以基本上连接到每个ue的一个amf。

具体地，amf支持以下的功能，诸如cn节点之间用于3gpp接入网络之间的移动性的信令、无线电接入网络(ran)cp接口(即，n2接口)的终止、nas信令的终止(n1)、nas信令安全(nas加密和完整性保护)、as安全控制、注册区域管理、连接管理、空闲模式ue可达性(包括寻呼重传的控制和执行)、移动性管理控制(订阅和策略)、系统内移动性和系统间移动性支持、网络切片支持、smf选择、合法拦截(对于amf事件和li系统的接口)、在ue和smf之间提供会话管理(sm)消息的传输、sm消息路由的透明代理、接入认证、包括漫游权限检查的接入授权、在ue和smsf(sms(短消息服务)功能)之间提供sms消息的传输、安全锚功能(sea)和/或安全上下文管理(scm)。

可以在一个amf的单个实例内支持amf的一些或所有功能。

-dn表示例如运营商服务、互联网接入或第三方服务。dn将下行链路协议数据单元(pdu)发送到upf，或者从upf接收ue发送的pdu。

-pcf提供用于从应用服务器接收关于分组流的信息并确定诸如移动性管理和会话管理的策略的功能。具体地，pcf支持以下的功能，诸如支持用于控制网络行为的统一策略框架，提供策略规则以使得cp功能(例如，amf或smf)可以执行策略规则，以及用于接入相关订阅信息的前端的实施方式，以便确定用户数据存储库(udr)内的策略。

-如果ue具有多个会话，则smf提供会话管理功能，并且可以由针对每个会话的不同smf管理。

具体地，smf支持以下功能，诸如会话管理(例如，会话建立、修改和释放，其包括upf和an节点之间的隧道的维护)、ueip地址分配和管理(可选地包括认证)、up功能的选择和控制、用于将业务从upf路由到适当目的地的业务导向配置、策略控制功能的接口的终止、策略和qos的控制部分的执行、合法拦截(对于sm事件和li系统的接口)、nas消息的sm部分的终止、下行链路数据通知、an特定sm信息的发起者(通过amf经由n2转移到an)、确定会话的ssc模式和漫游功能。

可以在一个smf的单个实例内支持smf的一些或所有功能。

-udm存储用户的订阅数据、策略数据等。udm包括两个部分，即应用前端(fe)和用户数据存储库(udr)。

fe包括负责处理位置管理、订阅管理和凭证的udmfe以及负责策略控制的pcf。udr存储udm-fe提供的功能所需的数据以及pcf所需的策略配置文档。存储在udr内的数据包括用户订阅数据，包括订阅id、安全凭证、接入和移动性相关的订阅数据以及会话相关的订阅数据和策略数据。udm-fe支持功能，诸如接入存储在udr中的订阅信息，认证凭证处理，用户识别处理，接入认证，注册/移动性管理，订阅管理和sms管理。

-upf经由(r)an将从dn接收的下行链路pdu传送到ue，并且经由(r)an将从ue接收的上行链路pdu传送到dn。

具体地，upf支持以下的功能，诸如用于帧内/帧间rat移动性的锚点，到数据网络的互连的外部pdu会话点，分组路由和转发，用于执行分组检查和策略规则的用户平面部分、合法监听、业务使用报告、支持数据网络业务流路由的上行链路分类器、支持多归属pdu会话的分支点、用户平面的qos处理(例如，分组过滤的执行、选通和上行链路/下行链路速率)、上行链路业务验证(业务数据流(sdf)和qos流之间的sdf映射)、上行链路和下行链路内的传输级分组标记、下行链路分组缓冲和下行链路数据通知触发功能。可以在一个upf的单个实例内支持upf的一些或所有功能。

af与3gpp核心网络互操作以便提供服务(例如，支持功能，诸如应用对业务路由的影响，网络能力公开接入，与用于策略控制的策略框架的交互)。

-(r)an统称为支持所有演进的e-utra(e-utra)和新的无线电(nr)接入技术(例如，gnb)的新无线电接入网络，即，高级版本的4g无线接入技术。

负责与ue发送/接收无线信号的网络节点是gnb，并且扮演与enb相同的角色。

gnb支持以下的功能，无线电资源管理(即，无线电承载控制和无线电准入控制)、连接移动性控制、在上行链路/下行链路中向ue的资源的动态分配(即，调度)、互联网协议(ip)报头压缩、用户数据流的加密和完整性保护、如果尚未基于提供给ue的信息确定到amf的路由，则在ue的附着时选择amf、在ue的附着时选择amf、用户平面数据路由到upf、控制平面信息路由到amf、连接建立和释放、调度和传输寻呼消息(从amf生成)、调度和传输系统广播信息(由amf或操作和维护(o&m)生成)、用于移动性和调度的测量和测量报告配置、上行链路中的传输级别数据分组标记、会话管理、支持网络切片、qos流管理和映射到数据无线承载、作为非活动模式的ue的支持、nas消息的分发功能、nas节点选择功能、无线电接入网络共享、双连接以及nr和e-utra之间的紧密互通。

-ue表示用户设备。用户设备可以被称为术语，诸如终端、移动设备(me)或移动站(ms)。此外，用户设备可以是便携式设备，诸如笔记本、移动电话、个人数字助理(pda)、智能电话或多媒体设备，或者可以是不能携带的设备，诸如个人计算机(pc)或车载设备。

在附图中，为了清楚地描述，非结构化数据存储网络功能(udsf)、结构化数据存储网络功能(sdsf)、网络公开功能(nef)和nf存储库功能(nrf)没有示出，但是如果需要，该图中所示的所有nf可以与udsf、nef和nrf一起执行相互操作。

-nef提供用于安全地公开由3gpp网络功能(例如，第三方)提供的服务和能力、内部公开/再公开、应用功能和边缘计算的手段。nef从其他网络功能接收信息(基于其他网络功能的公开能力)。nef可以使用标准化接口将作为结构化数据接收的信息存储为数据存储网络功能。所存储的信息由nef再公开给其他网络功能和应用功能，并且可以用于其他目的，诸如分析。

-nrf支持服务发现功能。它从nf实例接收nf发现请求，并将已发现的nf实例的信息提供给nf实例。此外，它维护可用nf实例支持的可用nf实例和服务。

-sdsf是用于支持由任何nef存储和检索作为结构化数据的信息的功能的可选功能。

-udsf是一种可选功能，用于支持任何nf存储和检索信息作为非结构化数据的功能。

在5g系统中，负责与ue进行无线传输/接收的节点是gnb，并且在eps中扮演与enb相同的角色。当ue同时连接到3gpp连接和非3gpp连接时，ue通过一个amf接收服务，如图9所示。在图9中，示出通过非3gpp连接进行的连接并且通过3gpp连接进行的连接连接到一个相同的upf，但是连接不是特别需要的并且可以通过多个不同的upf连接。

然而，当ue在漫游场景中选择hplmn中的n3iwk(也称为非3gpp互通功能(n3iwf))并且连接到非3gpp连接时，管理3gpp连接的amf可以位于vplmn中并且管理非3gpp连接的amf可以位于hplmn中。

非3gpp接入网络经由n3iwk/n3iwf连接到5g核心网络。n3iwk/n3iwf分别经由n2和n3接口对接5g核心网控平面功能和用户平面功能。

本说明书中提到的非3gpp连接的代表性示例可以是wlan连接。

同时，为了便于描述，该图示出如果ue使用一个pdu会话接入一个dn时的参考模型，但是本发明不限于此。

ue可以使用多个pdu会话同时接入两个(即，本地和中央)数据网络。在这种情况下，对于不同的pdu会话，可以选择两个smf。在这种情况下，每个smf可以具有在pdu会话内控制本地upf和中央upf的能力，其可以根据pdu独立地激活。

此外，ue可以同时接入在一个pdu会话内提供的两个(即，本地和中央)数据网络。

在3gpp系统中，将连接5g系统内的nf的概念链接定义为参考点。以下示出在该图中表示的5g系统架构中包括的参考点。

-n1：ue和amf之间的参考点

-n2：(r)an和amf之间的参考点

-n3：(r)an和upf之间的参考点

-n4：smf和upf之间的参考点

-n5：pcf和af之间的参考点

-n6：upf和数据网络之间的参考点

-n7：smf和pcf之间的参考点

-n24：拜访网络内的pcf与归属网络内的pcf之间的参考点

-n8：udm和amf之间的参考点

-n9：两个核心upf之间的参考点

-n10：udm和smf之间的参考点

-n11：amf和smf之间的参考点

-n12：amf和ausf之间的参考点

-n13：udm与认证服务器功能(ausf)之间的参考点

-n14：两个amf之间的参考点

-n15：在非漫游场景的情况下pcf和amf之间的参考点以及在漫游场景的情况下在拜访网络内的pcf与amf之间的参考点

-n16：两个smf之间的参考点(在漫游场景的情况下，在拜访网络内的smf与归属网络内的smf之间的参考点)

-n17：amf和eir之间的参考点

-n18：任何nf和udsf之间的参考点

-n19：nef和sdsf之间的参考点

图10是示出使用基于服务的表示的5g系统架构的图。

图中所示的基于服务的接口示出了由特定nf提供/开放的一组服务。基于服务的接口在控制平面内使用。下图说明了如图中所示的5g系统架构中包括的基于服务的接口。

-namf：amf展示的基于服务的接口

-nsmf：smf展示的基于服务的接口

-nnef：nef展示的基于服务的接口

-npcf：pcf展示的基于服务的接口

-nudm：udm展示的基于服务的接口

-naf：af展示的基于服务的接口

-nnrf：nrf展示的基于服务的接口

-nausf：ausf展示的基于服务的接口

nf服务是通过基于服务的接口由nf(即nf服务提供商)开放给另一nf(即，nf服务消费者)的能力。nf可能会开放一项或多项nf服务。为了定义nf服务，应用以下标准：

-nf服务是从用于描述端到端功能的信息流导出的。

-完整的端到端消息流由nf服务调用的序列来描述。

-nf通过基于服务的接口提供它们的服务的两个操作如下：

i)“请求-响应”：控制平面nf_b(即，nf服务供应者)从另一个控制平面nf_a(即nf服务消费者)接收提供特定nf服务(包括执行操作和/或提供信息)的请求。nf_b基于请求内的由nf_a提供的信息发送nf服务结果作为响应。

为了满足请求，nf_b可以交替地消耗来自其他nf的nf服务。在请求-响应机制中，在两个nf(即，消费者和供应者)之间以一对一的方式执行通信。

ii)“订阅-通知”

控制平面nf_a(即，nf服务消费者)订阅由另一个控制平面nf_b(即，nf服务供应者)提供的nf服务。多个控制平面nf可以订阅相同的控制平面nf服务。nf_b通知感兴趣的nf已订购nf服务结果的nf服务。来自消费者的订阅请求可以包括通过定期更新或特定事件(例如，所请求信息的改变、特定阈值到达等)触发的通知的通知请求。该机制还包括nf(例如，nf_b)在没有明确订阅请求的情况下隐含订阅特定通知的情况(例如，由于成功的注册过程)。

图11示出了本发明可以应用于的ng-ran架构。

参考图11，新一代无线电接入网络(ng-ran)包括nr节点b(gnb)和/或e节点b(enb)，用于向ue提供用户平面和控制平面协议的终止。

xn接口连接在gnb之间以及gnb和连接到5gc的enb之间。gnb和enb也使用ng接口连接到5gc。更具体地，gnb和enb还使用ng-c接口(即，n2参考点)(即，ng-ran和5gc之间的控制平面接口)连接到amf并且使用ng-u接口(即，n3参考点)(即，ng-ran和5gc之间的用户平面接口)连接到upf。

无线电协议体系结构

图12是示出了本发明可以应用于的无线电协议栈的图。具体地，图12(a)示出了ue和gnb之间的无线电接口用户平面协议栈，并且图12(b)示出了ue与gnb之间的无线电接口控制平面协议栈。

控制平面意指通过其传输控制消息以便ue和网络管理呼叫的通道。用户平面意指通过其传输在应用层中生成的数据(例如，语音数据或互联网分组数据)的通道。

参考图12(a)，用户平面协议栈可以分为第一层(层1)(即，物理层(phy)层)和第二层(层2)。

参考图12(b)所示，控制平面协议栈可以分为第一层(即，phy层)、第二层、第三层(即，无线电资源控制(rrc)层)和非接入层(nas)。

第二层分为媒体接入控制(mac)子层、无线电链路控制(rlc)子层、分组数据汇聚协议(pdc)子层和服务数据适配协议(sdap)子层(在用户平面的情况中)。

无线电承载分为两组：用于用户平面数据的数据无线电承载(drb)和用于控制平面数据的信令无线电承载(srb)

在下文中，描述了无线电协议的控制平面和用户平面的层。

1)phy层(即第一层)使用物理信道向较高层提供信息传输服务。phy层通过传输信道连接到位于高层的mac子层。数据通过传输信道在mac子层和phy层之间传输。传输信道根据哪些特性通过无线电接口按照如何传输数据进行分类。此外，通过物理信道数据在不同的物理层之间传输，即在传输级的phy层和接收级的phy层之间传输。

2)mac子层执行逻辑信道和传输信道之间的映射；属于一个逻辑信道或不同逻辑信道的mac服务数据单元(sdu)到通过传输信道传输到phy层的传输块(tb)的复用/来自通过传输信道从phy层传输的传输块(tb)的属于一个逻辑信道或不同逻辑信道的mac服务数据单元(sdu)的解复用；调度信息报告；通过混合自动重传请求(harq)进行纠错；使用动态调度的ue之间的优先级处理；使用逻辑信道优先级在一个ue的逻辑信道之间的优先级处理；和填充。

mac子层提供的不同类型的数据传输服务。每个逻辑信道类型定义传输哪种类型的信息。

逻辑信道分为两组：控制信道和业务信道。

i)控制信道用于仅传输控制平面信息，如下所述。

-广播控制信道(bcch)：用于广播控制信息的下行链路信道系统。

-寻呼控制信道(pcch)：传输寻呼信息和系统信息改变通知的下行链路信道。

-公共控制信道(ccch)：用于在ue和网络之间发送控制信息的信道。该信道用于没有与网络的rrc连接的ue。

-专用控制信道(dcch)：用于在ue和网络之间发送专用控制信息的点对点双向信道。它由具有rrc连接的ue使用。

ii)业务信道用于仅使用用户平面信息：

-专用业务信道(dtch)：用于发送用户信息并专用于单个ue的点对点信道。dtch可以存在于上行链路和下行链路中。

在下行链路中，逻辑信道和传输信道之间的连接如下。

可以将bcch映射到bch。bcch可以被映射到dl-sch。pcch可以被映射到pch。ccch可以被映射到dl-sch。dcch可以被映射到dl-sch。dtch可以被映射到dl-sch。

在上行链路中，逻辑信道和传输信道之间的连接如下。ccch可以被映射到ul-sch。dcch可以被映射到ul-sch。dtch可以被映射到ul-sch。

3)rlc子层支持三种传输模式：透明模式(tm)、未确认模式(um)和确认模式(am)。

可以将rlc配置应用于每个逻辑信道。在srb的情况下，使用tm或am模式。相反，在drb的情况下，使用um或am模式。

rlc子层执行传输高层pdu；具有pdcp的独立的序列编号；通过自动重传请求(arw)纠错；分割和重新分割；重组sdu；rlcsdu丢弃；和rlc重建。

4)用户平面的pdcp子层执行序列编号；报头压缩和压缩-解压缩(仅对应于鲁棒报头压缩(rohc))；用户数据传输；重新排序和重复检测(如果存在传输到比pdcp更高的层)；pdcppdu路由(在分离承载的情况下)；重传pdcpsdu；加密和解密；pdcpsdu丢弃；rlcam的pdcp重建和数据恢复；和pdcppdu的复制。

控制平面的pdcp子层另外执行序列编号；加密、解密和完整性保护；控制平面数据传输；重复检测；pdcppdu的复制。

当通过rrc配置无线电承载的复制时，将附加的rlc实体和附加的逻辑信道添加到无线电承载，以便控制复制的pdcppdu。在pdcp中，复制包括两次发送相同的pdcppdu。第一个传输到原始rlc实体，并且第二个传输到另一个rlc实体。在这种情况下，对应于原始pdcppdu的复制不被发送到相同的传输块。不同的两个逻辑信道可以属于相同的mac实体(在ca的情况下)或者不同的mac实体(在dc的情况下)。在前一种情况下，逻辑信道映射限制用于保证对应于原始pdcppdu的复制不被传输到相同的传输块。

5)sdap子层执行i)qos流和数据无线电承载之间的映射，以及ii)下行链路和上行链路分组内的qos流id标记。

sdap的一个协议实体被配置用于每个pdu会话，但是特别在双连接(dc)的情况下，可以配置两个sdap实体。

6)rrc子层执行与接入层(as)和非接入层(nas)有关的系统信息的广播；由5gc或ng-ran发起的寻呼；ue与ng-ran之间的rrc连接的建立、维护和释放(另外包括载波聚合的修改和释放以及另外包括e-utran与nr之间或nr内的双连接的修改和释放)；包括密钥管理在内的安全功能；srb和drb的建立、配置、维护和释放；切换和上下文传输；ue小区选择、重新释放和小区选择/重选的控制；包括rat之间的移动性的移动性功能；qos管理功能、ue测量报告和报告控制；无线电链路故障的检测和无线电链路故障的恢复；以及从nas到ue的nas消息的传输以及从ue到nas的nas消息的传输。

网络切片

5g系统已经引入了网络切片技术，其基于每个服务向独立切片提供网络资源和网络功能。

当引入网络切片时，可以为每个切片提供网络功能和网络资源的隔离、独立管理等。因此，可以通过根据服务或用户选择和组合5g系统的网络功能来提供对于每个服务或用户独立并且更加灵活的服务。

网络切片是指逻辑上集成接入网络和核心网络的网络。

网络切片可以包括以下中的一个或多个：

-核心网络控制平面和用户平面功能

-ng-ran

-朝向非3gpp接入网络的非3gpp互通功能(n3iwf)

每个网络切片和网络功能优化支持的功能可以不同。多个网络切片实例可以向不同的ue组提供相同的功能。

一个ue可以通过5g-an同时连接到一个或多个网络切片实例。一个ue可以通过最多8个网络切片同时被服务。服务于ue的amf实例可以属于为ue服务的每个网络切片实例。也就是说，amf实例可以是为ue服务的网络切片实例所共有的。cn选择服务于ue的网络切片实例的cn部分。

一个pdu会话仅属于每个plmn的特定一个网络切片实例。不同的网络切片实例不共享一个pdu会话。

一个pdu会话属于每个plmn的特定一个网络切片实例。不同的切片可以使用相同的dnn具有切片特定的pdu会话，但是不同的网络切片实例不共享一个pdu会话。

单个网络切片选择辅助信息(s-nssai)识别网络切片。每个s-nssai是用于网络选择特定网络切片实例的辅助信息。nssai是s-nssai集合。s-nssai包括以下：

-切片/服务类型(sst)：sst指示从功能和服务的角度预期的网络切片的操作。

-切片区分器(sd)：sd是可选信息，其补充用于从多个潜在网络切片实例中选择网络切片实例的sst，所有这些切片实例都符合所指示的sst。

1)初始接入时，网络切片选择

可以通过每个plmn的归属plmn(hplmn)在ue中配置配置的nssai。配置的nssai变为plmn特定的，并且hplmn指示每个配置的nssai已应用于的plmn。

在初始连接ue时，ran选择将使用nssai传输消息的初始网络切片。为此，在注册过程中，ue向网络提供所请求的nssai。在这种情况下，当ue向网络提供所请求的nssai时，特定plmn内的ue仅使用属于相应plmn的配置的nssai的s-nssai。

如果ue不向ran提供nssai并且ran不基于提供的nssai选择适当的网络切片，则ran可以选择默认网络切片。

订阅数据包括ue已订阅的网络切片的s-nssai。一个或多个s-nssai可以被标记为默认的s-nssai。当默认标记s-nssai时，虽然ue不在注册请求内向网络发送任何s-nssai，但是网络可以通过相关网络切片来为ue提供服务。

当成功注册ue时，cn通过提供nssai来通知所有允许的nssai(包括一个或多个s-nssai)的(r)an。此外，当ue的注册过程成功完成时，ue可以从amf获得plmn的允许nssai。

允许的nssai优先于plmn的配置的nssai。此后，ue仅使用对应于网络切片的允许nssai内的s-nssai用于服务plmn内的网络切片选择相关过程。

在每个plmn中，ue存储配置的nssai和允许的nssai(如果存在)。当ue接收plmn的允许nssai时，它覆盖先前存储的plmn的允许nssai。

2)切片改变

网络可以根据ue的本地策略和移动性、订阅信息改变等来改变已经选择的网络切片实例。也就是说，当ue向网络注册时，可以在任何时间改变ue的网络切片集合。此外，ue的网络切片集合的改变可以由网络发起或在特定条件下发起。

网络可以基于本地策略、订阅信息改变和/或ue的移动性来改变ue已经注册的允许的网络切片集合。网络可以在注册过程期间执行这样的改变，或者可以使用能够触发注册过程的过程来通知ue改变所支持的网络切片。

在改变网络切片时，网络可以向ue提供新的允许的nssai和跟踪区域列表。ue根据移动性管理过程在信令中包括新的nssai，并发送信令，从而引起切片实例的重选。还可以响应于切片实例的改变来改变支持切片实例的amf。

当ue进入其中网络切片不再可用的区域时，核心网络通过pdu会话释放过程释放与不再可用的网络切片相对应的s-nssai的pdu会话。

当释放对应于不再可用的切片的pdu会话时，ue确定是否可以使用ue策略通过属于另一切片的pdu会话来路由现有业务。

对于使用的s-nssai集合的改变，ue发起注册过程。

3)smf选择

pcf向ue提供网络切片选择策略(nssp)。nssp将ue与s-nssai相关联并且由ue使用以便确定将业务路由到的pdu会话。

为ue的每个应用提供网络切片选择策略。这包括可以为每个ue应用映射s-nssai的规则。amf使用订户信息和本地运营商策略以及由ue发送的sm-nssai和dnn信息来选择用于pdu会话管理的smf。

当建立用于特定切片实例的pdu会话时，cn向(r)an提供与该pdu会话所属于的切片实例相对应的s-nssai，使得ran可以接入切片实例的特定功能。

会话管理

5gc支持pdu连接服务，即，提供ue和由数据网络名称(dnn)(或接入点名称(apn))识别的dn之间的pdu交换的服务。还通过ue请求时建立的pdu会话来支持pdu连接服务。

每个pdu会话支持单个pdu会话类型。也就是说，当pdu会话建立时，它支持ue所请求的单个类型的pdu的交换。定义了以下pdu会话类型。ip版本4(ipv4)、ip版本6(ipv6)、以太网和非结构化。在这种情况下，ue和dn之间交换的pdu的类型在5g系统中是完全透明的。

使用在ue和smf之间通过n1(在ue请求时)、修改(在ue和5gc请求时)和释放(在ue和5gc请求时)之间交换的nassm信令来建立pdu会话。当应用服务器请求时，5gc可以触发ue内的特定应用。当ue接收到触发消息时，它将相应的消息传输到所识别的应用。所识别的应用可以建立与特定dnn的pdu会话。

smf检查ue请求是否符合用户订阅信息。为此，smf从udm获得smf级订阅数据。这样的数据可以指示每个dnn的接受的pdu会话类型：

通过多个接入注册的ue选择接入以建立pdu会话。

ue可以请求在3gpp与非3gpp接入之间移动pdu会话。针对每个pdu会话进行用于在3gpp与非3gpp接入之间移动pdu会话的确定。也就是说，ue可以具有使用3gpp接入的pdu会话，而另一个pdu会话使用非3gpp接入。

在由网络发送的pdu会话建立请求内，ue提供pdu会话标识(id)。此外，ue可以提供pdu会话类型、切片信息、dnn、服务和会话连续性(ssc)模式。

ue可以通过3gpp接入和/或通过非3gpp接入同时建立具有相同dn或不同dn的多个pdu会话。

ue可以建立具有由不同upf端n6服务的相同dn的多个pdu会话。

具有多个建立的pdu会话的ue可以由不同的smf服务。

属于相同ue(相同或不同dnn)的不同pdu会话的用户平面路径可以在与dn接口的an和upf之间完全分离。

通过支持会话和服务连续性(scc)，5g系统架构可以满足ue内不同应用/服务的各种连续性要求。5g系统支持不同的ssc模式。与pdu会话锚相关联的ssc模式在建立pdu会话时不会改变。

-在ssc模式1应用于的pdu会话的情况下，网络维持提供给ue的连续性服务。在ip类型的pdu会话的情况下，保持ip地址。

-如果使用ssc模式2，则网络可以释放传递给ue的连续性服务。此外，网络可以释放相应的pdu会话。在ip类型的pdu会话的情况下，网络可以释放分配给ue的ip地址。

-如果使用ssc模式3，用户平面的改变可以由ue知晓，但是网络保证ue不丢失连接性。为了允许更好的服务连续性，在先前连接终止之前建立通过新的pdu会话锚点的连接。在ip类型的pdu会话的情况下，在再次部署锚时不保持ip地址。

ssc模式选择策略用于确定与ue的应用(或应用组)相关联的ssc模式的类型。运营商可以预先在ue中配置ssc模式选择策略。该策略包括一个或多个ssc模式选择策略规则，其可以用于ue以确定与应用(或应用组)相关联的ssc模式的类型。此外，策略可以包括可以应用于ue的全部应用的默认ssc模式选择策略规则。

如果ue在其请求新的pdu会话时提供ssc模式，则smf选择它是否将接受所请求的ssc模式或者它是否将基于订阅信息和/或本地配置来修改所请求的ssc模式。如果ue在请求新pdu会话时不提供ssc模式，则smf为订阅信息中列出的数据网络选择默认ssc模式，或者应用本地配置来选择ssc模式。

smf向ue通知为pdu会话选择的ssc模式。

移动性管理

注册管理(rm)用于向/从网络注册或注销ue/用户并在网络内建立用户上下文。

1)注册管理

ue/用户需要注册网络以接收请求注册的服务。一旦ue/用户被注册，ue可以更新其自己的与网络的注册，以便如果适用的话，在移动(移动性注册更新)时定期地维持可达性(周期性注册更新)，或者以便更新其自身的能力或者再协商协议参数。

初始注册过程包括执行网络接入控制功能(即，基于udm内的订阅配置文件的用户认证和接入认证)。作为注册过程的结果，注册了udm内的服务amf的id。

图13示出了本发明可以应用于的rm状态模型。具体地，图13(a)示出了ue内的rm状态模型，图13(b)示出了amf内的rm状态模型。

参考图13，为了反映所选择的plmn内的ue的注册状态，在ue和amf内使用rm注销和rm注册的两个rm状态。

在rm注销状态中，ue未向网络注册。amf内的ue上下文的有效位置或路由信息未被维护。因此，通过amf，ue不可达。然而，例如，为了防止针对每个注册过程执行认证过程，一些ue上下文可以仍然存储在ue和amf中。

在rm注销状态中，如果ue需要接收请求注册的服务，则ue尝试使用初始注册过程向选择的plmn注册。或者，在初始注册时，当ue接收到注册拒绝时，ue保持在rm注销状态中。相反，当ue接收到注册接受时，它进入rm注册状态。

-在rm注销状态中，如果适用，则amf通过向ue发送注册接受来接受ue的初始注册，并进入rm注册状态。或者，如果适用，amf通过向ue发送注册拒绝来拒绝ue的初始注册。

在rm注册状态中，ue向网络注册。在rm注册状态中，ue可以接收请求向网络注册的服务。

-在rm注册状态中，如果当前服务小区的跟踪区域标识(tai)不存在于ue从网络接收到的tai列表内，则保持ue的注册。ue执行移动性注册更新过程，使得amf可以寻呼ue。或者，为了通知网络ue仍处于活动状态，ue在周期性更新定时器期满时执行周期性注册更新过程。或者，为了更新自身的能力信息或者再次与网络协商协议参数，ue执行注册更新过程。或者，如果ue不再需要向plmn注册，则ue执行注销过程并进入rm注销状态。ue可以随时确定从网络注销。或者，当ue在没有发起任何信令的情况下接收注册拒绝消息、注销消息或执行本地注销过程时，它进入rm注销状态。

-在rm注册状态中，当ue不再需要向plmn注册时，amf执行注销过程并进入rm注销状态。amf可以随时确定ue的注销。或者，在隐含注销定时器期满后，amf随时执行隐含注销。隐含注销后，amf进入rm注销状态。或者，amf对在通信结束时已经协商注销的ue执行本地注销。amf在本地注销后进入rm注销状态。或者，如果适用，amf接受或拒绝来自ue的注册更新。当amf拒绝来自ue的注册更新时，amf可以拒绝ue注册。

注册区域管理包括用于向ue分配或重新分配注册区域的功能。针对每种接入类型(即，3gpp接入或非3gpp接入)管理注册区域。

当ue通过3gpp接入向网络注册时，amf将tai列表内的跟踪区域(ta)集合分配给ue。当amf分配注册区域(即，tai列表内的ta集合)时，amf可以考虑各种类型的信息(例如，移动性模式和接受/未接受的区域)。具有整个plmn或所有plmn作为服务区域的amp可以在mico模式下将整个plmn(即，注册区域)分配给ue。

5g系统支持在单个tai列表内分配包括不同5g-rat的tai列表。

当ue通过非3gpp接入向网络注册时，用于非3gpp接入的注册区域对应于唯一的保留tai值(即，专用于非3gpp接入)。因此，对于5gc的非3gpp接入存在唯一的ta，其被称为n3gpptai。

当生成tai列表时，amf仅包括适用于通过其发送tai列表的接入的tai。

2)连接管理

连接管理(cm)用于建立和释放ue与amf之间的信令连接。cm包括通过n1建立和释放ue与amf之间的信令连接的功能。信令连接用于实现ue与核心网之间的nas信令交换。信令连接包括ue与an之间的ue的an信令连接以及an与amf之间的ue的n2连接。

图14示出了本发明可以应用于的cm状态模型。具体地，图14(a)示出了ue内的cm状态转换，并且图14(b)示出了amf内的cm状态偏移。

参考图14，为了反映ue与amf的nas信令连接，使用cm空闲和cm连接的两个cm状态。

处于cm空闲状态的ue是rm注册状态，并且不具有通过n1与amf建立的nas信令连接。ue执行小区选择、小区重选和plmn选择。

不存在用于处于cm空闲状态的ue的an信令连接、n2连接和n3连接。

-在cm空闲状态中，如果ue不处于mico模式，则它通过执行服务请求过程(如果它已经接收到它)来响应寻呼。或者，当ue具有要发送的上行链路信令或用户数据时，它执行服务请求过程。或者，每当在ue和an之间建立an信令连接时，ue进入cm连接状态。或者，初始nas消息(注册请求、服务请求或注销请求)的传输开始从cm空闲状态转换到cm连接状态。

-在cm空闲状态中，如果ue不处于mico模式，则当amf具有要发送到ue的信令或移动终止数据时，它通过向相应的ue发送寻呼请求来执行网络触发的服务请求过程。每当建立an与amf之间的对应ue的n2连接时，amf进入cm连接状态。

处于cm连接状态的ue具有通过n1与amf的nas信令连接。

在cm连接状态中，每当释放an信令连接时，ue进入cm空闲状态。

-在cm连接状态中，每当释放针对ue的n2信令连接和n3连接时，amf进入cm空闲状态。

-当nas信令过程完成时，amf可以确定释放ue的nas信令连接。当an信令连接释放完成时，ue内的cm状态改变为cm空闲。当n2上下文释放过程完成时，amf内的ue的cm状态改变为cm空闲。

amf可以将ue维持在cm连接状态中，直到ue从核心网注销为止。

处于cm连接状态的ue可以是rrc非活动状态。当ue处于rrc非活动状态时，由ran使用来自核心网络的辅助信息来管理ue可达性。此外，当ue处于rrc非活动状态时，ue寻呼由ran管理。此外，当ue处于rrc非活动状态时，ue使用ue的cn和ranid来监视寻呼。

rrc非活动状态被应用于ng-ran(即，应用于连接到5gcn的nr和e-utra)。

amf向ng-ran提供辅助信息，以便基于网络配置帮助ng-ran确定是否ue将被改变为rrc非活动状态。

rrc非活动辅助信息包括rrc非活动状态期间用于ran寻呼的ue特定不连续接收(drx)值和提供给ue的注册区域。

在n2激活期间(即，注册、服务请求或路径切换)，cn辅助信息被提供给服务ngran节点。

进入伴随rrc非活动的cm连接状态的ue不改变n2和n3参考点的状态。处于rrc非活动状态的ue知道ran通知区域。

当ue是伴随rrc非活动的cm连接状态时，由于上行链路数据未决、移动发起的信令过程(即，周期性注册更新)、对ran寻呼的响应，或者当ue通知网络它已经偏离ran通知区域时，ue可以恢复rrc连接。

当在相同plmn内的不同ng-ran节点中的ue的连接恢复时，从旧ngran节点恢复ueas上下文，并且朝向cn该过程被触发。

当ue处于伴随rrc非活动的cm连接状态时，ue在geran/utran/eps上执行小区选择并且遵从空闲模式过程。

此外，伴随着rrc非活动的处于cm连接状态的ue进入cm空闲模式并且遵从与以下情况有关的nas过程。

-如果rrc恢复过程失败，

-如果在rrc非活动模式中无法解决的故障情况内需要移动到ue的cm空闲模式。

nas信令连接管理包括用于建立和释放nas信令连接的功能。

nas信令连接建立功能由ue和amf提供，以建立处于cm空闲状态的ue的nas信令连接。

当处于cm空闲状态的ue需要发送nas消息时，ue发起服务请求或注册过程以建立到amf的信令连接。

amf可以基于ue的偏好、ue订阅信息、ue移动性模式和网络配置来维持nas信令连接，直到ue从网络注销为止。

释放nas信令连接的过程由5g(r)an节点或amf发起。

当ue检测到an信令连接的释放时，ue确定nas信令连接已被释放。当amf检测到n2上下文已经释放时，amf确定nas信令连接已经释放。

3)ue移动性限制

移动性限制限制5g系统内的ue的服务接入或移动性控制。移动性限制功能由ue、ran和核心网络提供。

移动性限制仅适用于3gpp接入，但不适用于非3gpp接入。

在伴随rrc非活动的cm空闲状态和cm连接状态中，基于从核心网接收到的信息由ue执行移动性限制。在cm连接状态中，移动性限制由ran和核心网络执行。

在cm连接状态中，核心网络向ran提供用于移动性限制的切换限制列表。

移动性限制包括如下的rat限制、禁止区域和服务区域限制：

-rat限制：rat限制被定义为不允许ue的接入的3gpprat。基于订阅信息，限制rat内的ue不被允许发起与网络的任何通信。

-禁止区域：不允许ue基于特定rat下的禁止区域内的订阅信息发起与网络的任何通信。

-服务区域限制：它定义ue可以发起的不能发起与网络的通信的区域，如下所示：

-允许区域：如果ue通过特定rat下的允许区域内的订阅信息被允许，则ue被允许发起与网络的通信。

-不允许区域：基于特定rat下的不允许区域内的订阅信息来限制ue的服务区域。ue和网络不允许发起用于获得服务请求或用户服务(cm空闲状态和cm连接状态)的会话管理信令。ue的rm过程与允许区域中的rm过程相同。不允许区域内的ue作为服务请求响应核心网络的寻呼。

在特定ue中，核心网络基于ue订阅信息确定服务区域限制。可选地，可由pcf(例如，基于ue位置、永久设备标识符(pei)或网络策略)对允许区域进行微调。例如，可以由于订阅信息、位置、pei和/或策略改变而改变服务区域限制。可以在注册过程期间更新服务区域限制。

如果ue具有rat限制、禁止区域、允许区域、不允许区域或它们之间重叠的区域，则ue根据以下优先级执行操作：

-对rat限制的评估优先于评估任何其他移动限制；

-对禁止区域的评估优先于评估允许区域和不允许区域；和

-对不允许区域的评估优先于评估允许区域。

4)仅移动发起连接(mico)模式

ue可以在初始注册或注册更新期间指示mico模式的偏好。amf基于本地配置、ue指示的偏好、ue订阅信息和网络策略或它们的组合来确定ue是否允许mico模式，并且在注册过程期间向ue通知结果。

ue和核心网络在以下注册信令中重新发起或退出mico模式。如果在注册过程中未明确指示mico模式并且注册过程成功完成，则ue和amf不使用mico模式。也就是说，ue作为一般ue操作，并且网络也将对应的ue视为一般ue。

amf在注册过程期间向ue分配注册区域。当amf指示用于ue的mico模式时，注册区域不被限制为寻呼区域大小。如果amf服务区域是整个plmn，则amf可以向ue提供“整个plmn”注册区域。在这种情况下，不应用可归因于移动性的相同plmn的重新注册。如果移动性限制被应用于处于mico模式的ue，则amf向ue分配允许区域/不允许区域。

当amf指示用于ue的mico模式时，amf认为在cm空闲状态期间ue始终不可达。amf拒绝处于mico模式和cm空闲状态的相应ue的任何下行链路数据传输请求。amf还延迟下行链路传输，诸如通过nas的sms或位置服务。只有当ue处于cm连接模式时，处于mico模式的ue对于移动终止的数据或信令可能是可达的。

当处于mico模式的ue可以在ue切换到cm连接模式时立即传输移动终止的数据和/或信令时，amf可以向ran节点提供未决数据指示。当ran节点接收到该指示时，ran节点在确定用户不活动时考虑该信息。

处于mico模式的ue在cm空闲状态期间不需要监听寻呼。由于以下原因之一，处于mico模式的ue可以停止cm空闲状态内的任何as过程，直到它开始从cm空闲切换到cm连接模式。

-如果ue内的改变(例如，配置改变)需要向网络进行注册更新

-如果定期注册定时器期满

-如果mo数据未决

-如果mo(移动启动)信令未决

服务质量(qos)模型

qos是用于根据每个字符向用户平滑传输各种业务服务(邮件、数据传输、音频和视频)的技术。

5gqos模型支持基于框架的qos流程。5gqos模型支持需要保证流比特率(gfbr)的qos流和不需要gfbr的qos流。

qos流是pdu会话中的qos分类的最细粒度。

qos流id(qfi)被用于识别5g系统内的qos流。qfi在pdu会话中是唯一的。在pdu会话内具有相同qfi的用户平面业务接收相同的业务传输处理(例如，调度和准入阈值)。qfi在n3(和n9)上的封装报头内传输。qfi可以应用于pdu的不同有效载荷类型(即，ip分组、非结构化分组和以太网帧)。

在本说明书中，为了便于描述，“qos”和“qos流”可互换使用。因此，在本说明书中，“qos”可以被解释为意指“qos流”，并且“qos”可以被解释为意指“qos流”。

在5g系统内，在pdu会话建立或qos流建立/修改时，qos流可以由smf来控制。

如果适用，所有qos流程具有以下特征：

-先前在an中配置的qos配置文件或者通过n2参考点经由amf从smf提供给an的qos配置文件；

-一个或多个网络经由amf通过n1参考点从smf提供给ue-qos规则和/或一个或多个ue导出的qos规则

-通过n4参考点从smf提供给upf的sdf分类和qos相关信息(例如，会话-聚合最大比特率(ambr))。

根据qos配置文件，qos流可以变成“保证比特率(gbr)”或“非保证比特率(非gbr)”。qos流的qos配置文件包括以下qos参数：

i)对于每个qos流，qos参数可以包括以下：

-5gqos指示符(5qi)：5qi是用于参考5gqos特征(即，用于qos流的控制qos传输处理接入节点特定参数，例如，调度权重、准入阈值、队列管理阈值和链路层协议配置)。

-分配和保留优先级(apr)：arp包括优先级、抢占能力和抢占漏洞。优先级定义资源请求的相对重要性。如果资源受到限制，则用于确定是接受还是拒绝新的qos流，以及用于确定现有qos流是否会在资源受限时抢占资源。

ii)此外，仅在每个gbrqos流的情况下，qos参数可以进一步包括以下：

-gfbr-上行链路和下行链路；

-最大流比特率(mfbr)-上行链路和下行链路；和

-通知控制。

iii)仅在非gbrqos流的情况下，qos参数可以进一步包括以下：反射qos属性(rqa)

存在支持控制以下qos流的方法：

1)在非gbrqos流的情况下：如果使用标准化5qi或先前配置的5qi，则将5qi值用作qos流的qfi，并且在an中预先配置默认arp；

2)在gbrqos流的情况下：如果使用标准化的5qi或先前配置的5qi，则使用5qi值作为qos流的qfi。当pdu会话建立时，默认arp被发送到ran。每当使用ng-ran时，pdu会话的用户平面(up)被激活；

3)在gbr和非gbrqos流的情况下：使用分配的qfi。5qi值可以被标准化、先前配置或不标准化。当建立pdu会话或建立/改变qos流时，qos流的qos配置文件和qfi可以通过n2被提供给(r)an。每当使用ng-ran时，pdu会话的用户平面(up)被激活。

ue可以基于qos规则来执行ul用户平面业务的标记和分类(即，用于qos流的ul业务的关联)。可以向ue明确地提供这样的规则(当建立pdu会话或建立qos流时)或者可以在ue中先前配置这些规则，或者可以通过应用反射qos来由ue隐含地导出这些规则。

qos规则可以包括pdu会话内的唯一qos规则id、相关联的qos流的qfi以及一个或多个分组过滤器和优先值。另外，关于分配的qfi，qos规则可以包括与ue相关的qos参数。可以存在与相同qos流相关联(即，具有相同qfi)的一个或多个qos规则。

对于所有pdu会话，默认qos规则可能是必需的。默认qos规则可以是pdu会话的唯一qos规则，其可以不包括分组过滤器(在这种情况下，应该使用最高优先值(即，最低优先级))。如果默认qos规则不包括分组过滤器，则默认qos规则定义与pdu会话中的另一个qos规则不匹配的分组的处理。

smf根据sdf的qos和服务要求执行用于qos流的sdf之间的绑定。smf将qfi分配给新的qos流，并从pcf提供的信息中导出新qos流的qos参数。如果适用，smf可以提供带有qfi的(r)an以及qos配置文件。smf提供sdf模板(即，与从pcf接收的sdf相关联的分组过滤器集合)以及sdf优先级、qos相关信息和相应的分组标记信息(即，qfi、差分服务码点(dscp)值并且可选地使用upf的反射qos指示来启用用户平面业务的分类、带宽应用和标记)。如果适用，smf通过在已添加qos流的qfi的pdu会话内分配唯一qos规则id来为pdu会话生成qos规则，为sdf模板的ul部分配置分组过滤器，并在sdf优先级中设置qos规则优先级。qos规则被提供给能够对ul用户平面业务进行分类和标记的ue。

图15示出了根据本发明实施例的qos流的分类和用户平面标记以及qos流到an资源的映射。

1)下行链路

smf为每个qos流分配qfi。此外，smf从pcf提供的信息中导出qos参数。

smf提供具有qfi的(r)an以及包括qos流的qos参数的qos配置文件。此外，当建立pdu会话或qos流时，qos流的qos参数通过n2作为qos配置文件被提供给(r)an。此外，每当使用ng-ran时，激活用户平面。此外，可以在(r)an中为非gbrqos流预先配置qos参数。

此外，smf向upf提供sdf模板(即，与从pcf接收的sdf相关联的分组过滤器集合)以及sdf偏好和相应的qfi，使得upf可以执行下行链路用户平面分组的分类和标记。

基于sdf模板根据sdf偏好对下行链路流入数据分组进行分类(没有发起附加的n4信令)。cn通过使用qfi的n3(和n9)用户平面标记对属于qos流的用户平面业务进行分类。an将qos流与an资源(即，在3gppran的情况下的drb)进行绑定。在这种情况下，qos流和an资源之间的关系不限于1：1。an可以配置将qos流映射到drb所需的an资源，使得ue可以接收qfi(并且可以应用反射qos)。

如果未发现匹配，则当所有qos流都与一个或多个dl分组过滤器相关时，upf可以丢弃dl数据分组。

应用于处理下行链路业务的特性如下：

-upf基于sdf模板将用户平面业务映射到qos流。

-upf执行会话-ambr执行并执行pdu计数以用于计费支持。

-upf可以在5gc和(a)an之间的单个隧道中发送pdu会话的pdu，并且upf可以在封装报头中包括qfi。

-upf在下行链路中执行传输级分组标记(例如，在外部ip报头中设置diffserv码)。传输级别分组标记基于5qi和关联qos流程的arp。

-通过考虑与下行链路分组相关联的n3隧道，(r)an基于qfi、相关的5gqos特性和参数将来自qos流的pdu映射到接入特定的资源。

-如果应用了反射qos，则ue可以生成新的导出的qos规则(或者可以被称为“ue导出的qos规则”)。导出的qos规则内的分组过滤器可以从dl分组(即，dl分组的报头)导出。可以根据dl分组的qfi来配置导出的qos规则的qfi。

2)上行链路

smf通过分配qos规则id，添加qos流的qfi，在sdf模板的上行链路部分中设置分组过滤器，以及在sdf优先中设置qos规则优先来为pdu会话生成qos规则。smf可以向ue提供qos规则，以便ue执行分类和标记。

qos规则包括qos规则id、qos流的qfi、一个或多个分组过滤器和偏好值。可以关联相同的qfi(即，相同的qos流)和一个或多个qos规则。

对于每个pdu会话需要默认qos规则。默认qos规则是不包括分组过滤器的pdu会话的qos规则(在这种情况下，使用最高优先值(即，最低优先级))。如果默认qos规则不包括分组过滤器，则默认qos规则定义在pdu会话内处理与任何其他qos规则不匹配的分组。

ue执行上行链路用户平面业务的分类和标记。也就是说，ue基于qos规则将上行链路业务与qos流相关联。该规则可以通过n1(当pdu会话建立时或者当qos流被建立时或者可以先前在ue中配置或者可以由ue隐含地从反射qos导出)来明确用信号通知。

在ul中，ue基于qos规则的优先值(即，优先级增加的顺序)评估关于qos规则的分组过滤器的ul分组，直到发现匹配的qos规则(即，分组过滤器与ul分组匹配)。ue在对应的匹配qos规则中使用qfi将ul分组绑定到qos流。ue绑定qos流和an资源。

如果没有发现匹配并且默认qos规则包括一个或多个ul分组过滤器，则ue可以丢弃ul数据分组。

应用于处理上行链路业务的特征如下：

-ue可以使用存储的qos规则以确定ul用户平面业务与qos流之间的映射。ue可以使用包括匹配分组过滤器的qos规则的qfi来标记ulpdu，并且可以基于由ran提供的映射使用用于qos流的相应的接入专用资源来发送ulpdu。

-对于upf，(r)an通过n3隧道发送pdu。当ul分组从(r)an中通过cn时，(r)an在ulpdu的封装报头中包括qfi并选择n3隧道。

-(r)an可以在上行链路中执行传输级分组标记。传输级分组标记可以基于与5qi相关联的qos流的arp。

-upf检查ulpdu的qfi是否被提供给ue或者与由ue隐含地导出的qos规则对准(例如，在反射qos的情况下)。

-upf执行会话-ambf执行并计数分组以用于计费。

在ul分类器pdu会话的情况下，ul和dl会话ambr需要在支持ul分类器功能的upf上执行。此外，dl会话-ambr需要在终止n6接口的所有upf中单独执行(即，不需要upf之间的交互)。

在多归属pdu会话的情况下，ul和dl会话ambr被应用于支持分支点功能的upf。此外，dl会话-ambr需要在终止n6接口的所有upf中单独执行(即，不需要upf之间的交互)。

(r)an需要针对每个非gbrqos流在ul和dl中执行最大比特率(ue-ambr)限制。当ue接收到会话ambr时，它需要使用会话ambr对非gbr业务执行基于pdu会话的ul速率限制。每个pdu会话的速率限制执行应用于不需要保证流比特率的流。每个sdf的mbr对于gbrqos流是强制性的，但对于非gbrqos流是可选的。mbr在upf中执行。

在pdu会话级别中执行用于非结构化pdu的qos控制。当为了传输非结构化pdu而建立pdu会话时，smf向upf和ue提供要应用于pdu会话的任何分组的qfi。

guti(全球唯一临时ue标识)

guti的目的是提供ue的明确标识，而不暴露eps中ue或用户的永久标识。guti还可以用于标识mme和网络。guti可以用于在eps中的网络和ue之间的信令期间由网络和ue建立ue的标识(参见3gppts23.401[72])。

guti有两个主要组成部分：

-一个是唯一地标识guti被分配到的mme的元素；以及

-另一个是唯一地标识guti被分配到的mme内的ue的元素。

在mme内，应该通过m(mme)-tmsi(临时移动订户标识)来标识ue。

全球唯一mme标识符(gummei)可以由mcc(移动国家码)、mnc(移动网络码)和mmei(mmei标识符)组成。

mmei可以由mme组id(mmegi)和mme码(mmec)组成。

guti可以由gummei和m-tmsi组成。

出于寻呼目的，可以将ue寻呼到s-tmsi。s-tmsi可以由mmec和m-tmsi组成。

运营商应确保mmec在mme池区域内是唯一的，并且如果正在使用冗余池区域，则运营商应确保冗余池区域在重叠的mme池区域内是唯一的。

在共享一些网络的情况下，mmec和nri值应该在共享运营商之间协调，如3gppts23.251[101]中所述。为了在共享geran/utran网络中实现电路交换(cs)/分组交换(cs)协调，guti中包括的mmec可以被配置为识别为ue服务的cs运营商。

guti可以用于支持订户标识机密性并且以缩短的s-tmsi格式实现更有效的无线信令过程(例如，寻呼和服务请求)。

guti的格式和大小如下：

<guti>＝<gummei><m-tmsi>，

<gummei>＝<mcc><mnc><mme标识符>

<mme标识符>＝<mme组id><mme码>

mcc和mnc应具有与现有3gpp系统相同的字段大小。

m-tmsi可以具有32位长度。

mme组id可以具有16位长度。

mme码应该是8位长度。

e-utran到utraniu模式rat间切换

1.前提条件：

-ue处于ecm-连接状态(e-utran模式)。

-如果针对ue的紧急承载服务正在进行中，则独立于切换限制列表执行到目标rnc的切换。sgsn检查切换是否在限制区域中作为执行阶段中的路由区域更新的一部分，并且如果是，则sgsn停用非紧急pdp上下文。

如果针对ue的紧急承载服务正在进行中，则源mme独立于ue的csg订阅来评估到目标csg小区的切换。如果切换是针对ue未订阅的csg小区，则目标rnc仅接受紧急承载，并且目标sgsn停用目标rnc未接受的非紧急pdp上下文。

2.准备阶段

图16是示出可应用于本发明的e-utran到utraniu模式rat间ho(切换)准备阶段的流程图。

1.源e节点b决定发起到作为目标接入网络的utranlu模式的rat间切换。此时，上行链路和下行链路用户数据都通过ue与源e节点b之间的承载、源e节点b、服务gw和pdngw之间的gtp隧道发送。

如果ue具有正在进行的紧急承载服务，则源e节点b不应在没有ims语音能力的情况下发起到utran小区的ps切换。

2.源e节点b向源mme发送切换要求(s1ap原因、目标rnc标识符、csgid、csg接入模式、源到目标的透明容器)的消息，以请求cn在目标rnc、目标sgsn和服务gw内设置资源。作为数据转发目标的承载由目标sgsn在稍后阶段识别(参考下面的步骤7)。当目标小区是csg小区或混合小区时，源e节点b应该包含目标小区的csgid。如果目标小区是混合小区，则应显示csg接入模式。

3.源mme根据“目标rnc标识符”ie确定切换类型是到utranlu模式的irat切换。源mme选择目标sgsn用于“sgsn选择功能”，如4.3.8.4节所述。源mme发送转发重定位请求(imsi、目标标识、csgid、csg成员资格指示、mm上下文、pdn连接、控制平面的mme隧道端点标识符、控制平面的mme地址、源到目标的透明容器、ran原因、(如果可能的话)ms信息改变报告动作、(如果可能的话)csg信息报告动作、ue时区、isr支持的服务网络)消息到目标sgsn，从而开始切换资源分配过程。如果源mme和相关联的服务gw能够激活ue的isr，则显示isr支持的信息。当isr被激活时，应该向sgsn发送消息，当该sgsn服务于由目标标识所标识的目标时该sgsn维持ue的isr。该消息包括在源系统中激活的所有pdn连接，并且包括用于每个pdn连接的服务gw到控制平面的相关联apn、地址和上行链路隧道端点参数以及eps承载上下文的列表。ran原因指示在源e节点b处接收的s1ap原因。先前的服务网络被发送到目标mme以支持目标mme来确定何时改变服务网络。

当源e节点b提供csgid时，源mme应检查ue的csg订阅以执行接入控制。如果对于该csgid或csg订阅没有订阅数据，并且目标小区是csg小区，则源mme应该以适当的理由拒绝切换，除非ue具有紧急承载服务。

当目标小区是csg小区或混合小区时，源mme在转发重定位请求中包括csgid。如果目标小区是混合小区或者存在多于一个紧急承载并且目标小区是csg小区，则指示ue是否是csg成员的csg成员资格指示包括在转发重定位请求消息中。

mm上下文包括关于eps承载上下文的信息。源mme不包含“非ip”承载或scef连接的eps承载上下文信息。如果所选择的目标sgsn不能支持ue的eps承载，则源mme通过向源e节点b发送切换准备失败(原因)消息来拒绝切换尝试。

如果切换成功，则源mme可以在执行过程的步骤6之后用信号通知sgw和/或scef释放任何未包括的eps承载。在执行过程的步骤10中的路由区域更新期间发生的承载上下文状态同步之后，ue在本地释放非嵌入式承载。

目标sgsn一对一地将eps承载映射到pdp上下文，并将eps承载的eps承载qos参数值映射到附录e中定义的承载上下文的版本99qos参数值。

pdp上下文的优先化由目标核心网络节点(即，目标sgsn)执行。

mm上下文包括支持的加密算法，诸如安全相关信息。

目标sgsn应该基于转发重定位请求中的每个承载上下文的apn限制来确定最大apn限制，然后存储新的最大apn限制值。

在具有独立gw的架构中，如果本地网络的sipto被激活用于pdn连接，则源mme应该包括与本地网络pdn连接中的sipto对应的pdn连接中的源小区的本地归属网络id。

4.目标sgsn确定，例如，由于plmn改变，是否应该重定位服务gw。当要重定位服务gw时，目标sgsn选择目标服务gw用于“服务gw选择功能”，如4.3.8.2节中所述，并发送会话创建请求消息(imsi、控制平面的sgsn隧道端点标识符、用户平面的sgsn地址、用户平面的pdngw地址、用户平面的pdngwteid、用户平面的pdngwulteid、控制平面的pdngw地址以及控制平面的pdngwteid、通过s5/s8的协议类型、服务网络)。通过s5/s8的协议类型被提供给服务gw，并且该协议应该经由s5/s8接口使用。

目标sgsn以所显示的顺序建立eps承载上下文。sgsn停用不能设置的eps承载上下文，如执行阶段的步骤7中所提供的。

4a.目标服务gw分配其本地资源并返回创建会话响应(用户平面的服务gw地址、用户平面的服务gwulteid、控制平面的服务gw地址、控制平面的服务gwteid)消息到目标sgsn。

5.目标sgsn发送消息重定位请求(ue标识符、原因、cn域指示符、完整性保护信息(即，ik和允许的完整性保护算法)、要成为设置列表的rab、csgid、csg成员资格指示、源rnc到目标rnc的透明容器、服务切换相关信息)，从而请求rcn设置无线电网络资源(rab)。如果mm上下文中存在接入限制，则重新排列请求消息的服务切换相关信息应该包括在目标sgsn中，以便rnc通过切换到由接入限制禁止的rat来限制该连接模式的ue。

每个要求设置的rab应该包括诸如rabid、rab参数、传输层地址和iu传输关联的信息。rabid信息元素包括nsapi值，并且rab参数信息元素提供qos简档。传输层地址是用户平面的服务gw地址(如果使用直接隧道)或用户平面的sgsn地址(如果没有使用直接隧道)，并且iu传输关联对应于上行链路隧道终端标识符数据。

解密和完整性保护密钥被发送到目标rnc，使得数据传输可以在新的rat/模式目标小区中继续，而不需要新的aka(认证和密钥协商)过程。要从目标rnc的rrc发送到ue的信息(在重定位命令消息或切换完成消息之后)应当包括在经由透明容器从目标rnc发送到ue的rrc消息中。

如果由源mme在转发重定位请求消息中提供，则目标sgsn应该包括csgid和csg成员资格指示。

目标rnc无线电和iu用户平面资源被保留用于允许的rab。“原因”指示从源mme接收的ran原因。源rnc到目标rnc透明容器包含从在源e节点b处接收的源到目标的透明容器的值。

如果目标小区是csg小区，则目标rnc应该验证目标sgsn提供的csgid，并且如果它与目标小区的csgid不一致，则以适当的理由拒绝切换。如果目标小区处于混合模式，则目标rnc可以使用csg成员资格指示对csg和非csg成员执行区分处理。如果目标小区是csg小区并且csg成员资格指示是“非成员”，则目标rnc仅允许紧急承载。

5a.目标rnc分配资源并在消息重定位请求确认(目标rnc到源rnc透明容器、rab设置列表、设置失败的rab列表)消息中将相应的参数返回到目标sgsn。

当发送重定位请求确认消息时，目标rnc应该准备好从允许的rab的服务gw接收下行链路gtppdu，或者如果不使用直接隧道则从目标sgsn接收下行链路gtppdu。

每个rab配置列表由对应于传输层地址的iu传输关联定义，该传输层地址是用户数据的目标rnc地址和用户数据的下行链路隧道端点标识符。

在目标sgsn和ue处维护和管理未设置rab的任何eps承载上下文。在完成路由区域更新(rau)过程时，目标sgsn通过明确sm过程停用该eps承载上下文。

6.如果应用“间接转发”和服务gw的重定位并且使用直接隧道，则目标sgsn向服务gw发送间接数据转发隧道请求消息(目标rnc地址和用于dl数据转发的teid)。如果应用服务gw的“间接转发”和重定位并且不使用直接隧道，则目标sgsn向服务gw发送间接数据转发隧道请求消息(用于dl数据转发的sgsn地址和teid)。

可以通过与用作ue的锚点的服务gw不同的服务gw来执行间接转发。

6a.服务gw向目标sgsn返回间接数据转发隧道响应(原因、服务gw地址和服务gwdlteid)消息。

7.目标sgsn发送消息转发重定位响应(原因、控制平面的sgsn隧道端点标识符、控制平面的sgsn地址、目标到源透明容器、原因、rab设置信息、附加rab设置信息、地址和teid用户业务数据转发、服务gw改变指示)到源mme。服务gw改变指示指示已经选择了新服务gw。目标到源透明容器包含从目标rnc到从目标rnc接收的源rnc透明容器的值。

用于用户业务数据转发的ie“地址和teid”定义用于目标系统中的数据转发的目标隧道端点，并且如下设置。

如果应用“直接转发”，或者不应用服务gw的“间接转发”和重定位并且使用直接隧道，则用于用户业务数据转发的ie地址和teid包括在步骤5a中接收的gtp-u隧道端点参数和到目标rnc的地址。

如果应用“间接转发”和服务gw的重定位，则用于用户业务数据转发的ie地址和teid包括在步骤6中接收的dlgtp-u隧道端点参数和服务gw的地址。这与直接隧道使用无关。

-如果应用“间接转发”并且不使用直接隧道并且不应用服务gw重定位，则用于用户业务数据转发的ie地址和teid应该包含dlgtp-u隧道端点参数。

8.当应用“间接转发”时，源mme发送消息生成间接数据转发隧道请求(用于数据转发的地址和teid(在步骤7中接收)、eps承载id))到用于间接转发的服务gw。

可以经由与用作ue的锚点的服务gw不同的服务gw来执行间接转发。

8a.服务gw通过发送消息创建间接数据转发隧道响应(原因、用于数据转发的服务gw地址和teid)来返回转发参数。如果服务gw不支持数据转发，则应返回适当的原因值，并且服务gw地址和teid不包括在消息中。

3.执行阶段

图17是示出根据本发明的实施例的e-utran到utraniu模式rat间ho(切换)执行阶段的流程图。

在基于pmip的s5/s8过程的情况下，步骤(a)和(b)在ts23.402[2]中定义。步骤(b)显示在基于pmip的s5/s8的情况下的pcrf交互。步骤8和8a涉及基于gtp的s5/s8。

源e节点b连续接收下行链路和上行链路用户平面pdu。

1.源mme通过将源e节点b发送到消息切换命令(目标到源透明容器，作为释放列表的e-rab，以及作为数据转发列表的主体的承载)来完成源e节点b的准备步骤。“作为数据转发列表的目标的承载”可以包括在消息中，并且在应用“直接转发”的情况下，这应该是用于转发在准备阶段(准备阶段7)中在目标侧接收的用户业务数据的地址和teis的列表，并且在应用“间接转发”的情况下，应用在准备阶段的步骤8a中接收的参数。

源e节点b发起针对在“作为数据转发列表的主体的承载”中指定的承载的数据转发。数据转发可以直接进行到目标rnc，或者可替选地，如果在准备阶段由源mme和/或目标sgsn确定，则可以通过服务gw进行。

2.源e节点b将命令ue从e-utran通过消息ho切换到目标接入网络。该消息包括透明容器，其包含由准备阶段中的目标rnc设置的无线电方面参数。ts36.300[5]中描述了这种e-utran特定信令的细节。

当从包含切换命令消息的e-utran命令消息接收ho时，ue应该基于与nsapi的关系将承载id与各个rab相关联，并且停止用户平面数据的上行链路传输。

4.ue移动到目标utranlu(3g)系统并根据在步骤2中传递的消息中提供的参数执行切换。该过程与ts43.129的5.2.2.2[8]节的步骤6和8相同，与特定nsapi相关的现有的承载id与接收到的rab附加关联。

ue可以利用分配给目标rnc的无线电资源来仅针对nsapi恢复发送用户数据。

5.如果与ue成功交换新的源rnc-id+s-rnti，则目标rnc应该向目标sgsn发送重定位完成消息。重定位完成过程的目的是标记目标rnc从源e-utran到rnc的重定位的完成。在接收到重定位完成消息之后，目标sgsn应该准备好从目标rnc接收数据。由目标sgsn接收的每个上行链路n-pdu被直接发送到服务gw。

在具有独立gw架构的本地网络的sipto的情况下，目标rnc应该在重定位完成消息中包括目标小区的本地归属网络id。

6.此后，目标sgsn然后知道ue已到达目标侧，并且目标sgsn通过发送转发重定位完成通知消息(isr激活、服务gw改变)消息来通知源mme。如果被指示，则激活的isr指示源mme维持ue上下文并激活isg，这仅在s-gw未改变时才是可能的。源mme也确认该信息。启动源mme的定时器以监视源服务gw(用于服务gw重定位)和源e节点b的资源何时被释放。

如果定时器期满并且目标sgsn未指示激活的isr，则源mme释放ue的所有承载资源。当指示服务gw改变并且该定时器期满时，源mme通过向会话服务gw发送删除会话请求(原因、操作指示)消息来删除eps承载资源。不设置指示源服务gw不应该开始pdngw的删除过程的操作指示标志。如果在该过程之前激活isr，则原因是源s-gw通过向对应的cn节点发送删除承载请求消息来指示源-gw删除其他旧cn节点的承载资源。

当接收到转发重传完成确认消息时，当目标sgsn已经分配了用于间接转发的s-gw资源时目标sgsn启动定时器。

对于未包括在步骤3中发送的转发重定位请求消息中的所有承载，mme通过向sgw发送删除承载命令或者通过向scef发送适当的消息来释放承载。

7.目标sgsn将通过通知服务gw(其可以是目标服务gw)(目标sgsn现在负责ue配置的所有eps承载上下文)(用于服务gw重定位)来完成切换过程。这是针对消息承载修改请求中的每个pdn连接((如果未使用直接隧道)所允许的eps承载的用户业务的sgsn地址和teid、控制平面的sgsn隧道端点标识符、控制平面的sgsn地址、nsapi或(如果使用直接隧道)允许的eps承载的用户业务的rnc地址和teid以及rat类型、激活的isr)执行的。由于来自e-utran的移动性，如果目标sgsn支持位置信息改变报告，而不管pgw在先前rat中是否请求了位置信息改变报告，则目标sgsn应该在修改承载请求(取决于支持的粒度)中包括用户位置通知。如果pdngw请求用户csg信息(从ue上下文确定)，则sgsn还在该消息中包括用户csg信息ie。如果ue时区改变，则sgsn在该消息中包括ue时区ie。如果服务gw未被重定位但是服务网络已经改变或者sgsn没有从先前的mme接收到任何先前的服务网络信息，则sgsn在该消息中包括新的服务网络ie。在网络共享场景中，服务网络表示服务核心网络。如果指示，则激活的isr信息指示isr被激活，这仅在s-gw未被改变时才可能。如果修改的承载请求未指示isr被激活并且s-gw未被改变，则s-gw通过向具有预留的s-gw的承载资源的另一cn节点发送承载删除请求来删除isr资源。

sgsn通过触发承载上下文停用过程来释放非允许的eps承载上下文。当服务gw接收到非允许承载的dl分组时，服务gw丢弃dl分组，并且不向sgsn发送下行链路数据通知。

8.服务gw(其将是目标服务gw)(用于服务gw重定位)针对每个pdn连接向pdngw发送消息修改承载请求，从而通知例如gw重定位或可以用于计费的rat类型的改变。如果在步骤7中存在，则s-gw还包括用户位置信息ie和/或ue时域ie和/或用户csg信息ie。如果在5.5.2.1.2节的步骤4或步骤7中接收到这些，则应包括服务网络。在服务gw重定位的情况下，服务gw可以经由s5/s8为非允许承载分配dlteid，并且包括pdn计费暂停支持指示。pdngw应该通过使用消息修改承载响应来确认该请求。在服务gw重定位的情况下，pdngw更新其上下文字段并返回修改的承载响应((如果它被选择以启用pdngw)计费id、msisdn、pdn计费暂停启用指示)。如果pdngw存储在ue上下文中，则包括msisdn。如果在目标sgsn处请求并支持位置信息改变报告，则pgw应该向ms信息改变报告动作提供修改的承载响应。

如果使用pcc基础设施，则pdngw向pcrf通知例如rat类型的改变。

如果服务gw被重定位，则pdngw应该在切换路径之后立即在先前路径上发送一个或多个“结束标记”分组。源服务gw应该将“结束标记”分组转发到源e节点b。

9.服务gw(其将是目标服务gw)(用于服务gw重定位)通过承载响应修改消息(原因、控制平面的gw隧道端点标识符、控制平面的服务gw地址、信息改变报告动作)确认用户平面切换到目标sgsn。在该步骤，为在ue、目标rnc和目标sgsn、服务gw(将是目标服务gw)(用于服务gw重定位)和pdngw之间的所有eps承载上下文设置用户通道路径。

如果服务gw没有改变，则服务gw应该在切换路径之后立即在先前路径上发送一个或多个“结束标记”分组。

10.如果ue识别出其当前路由区域未在网络中注册或者如果ue的tin指示“guti”，则ue开始路由区域更新过程，其通知ue与目标sgsn一起位于新的路由区域中。ran功能向pmm连接的ue提供路由区域信息。

由于切换消息已经接收到承载上下文，因此目标sgsn知道已经为该ue执行了irat切换，因此目标sgsn仅执行rau过程的子集，具体地，排除源mme和目标sgsn上下文之间的上下文传输过程。

关于支持cioteps优化的ue，ue使用rau许可中的承载状态信息来识别需要在本地释放的任何非传输承载。

11.如果在步骤6中开始的定时器期满，则源mme向源e节点b发送释放资源消息。源e节点b释放与ue相关联的资源。

当步骤6中开始的定时器期满并且源mme在转发重定位响应消息中接收到服务gw改变指示时，它通过向源服务gw发送删除会话请求(原因、动作指示)消息来删除eps承载资源。不设置指示源服务gw不应该开始pdngw的删除过程的操作指示标志。源服务gw使用删除会话响应(原因)消息来确认。如果在该过程之前激活isr，则源s-gw将删除承载请求消息发送到相应的cn节点，向源s-gw指示源s-gw应该为其他先前cn节点删除承载资源的原因。

12.如果已经使用了间接转发，则触发源mme向s-gw发送间接数据转发隧道请求删除消息，以释放由于在步骤6发动的源mme处的定时器期满而用于间接转发的临时资源。

13.如果使用间接转发并且服务gw被重定位，则目标sgsn触发删除间接数据转发隧道请求消息，该消息由于在步骤6发起的目标sgsn处的定时器期满而被发送到目标s-gw，并且释放用于间接转发的临时资源。

图18是示出根据本发明的实施例的e-utran到utraniu模式rat间ho(切换)拒绝的流程图。

如果不能建立重定位请求消息中的请求的rab，则目标rnc可以拒绝使用切换过程。在这种情况下，不设置ue上下文并且没有资源被分配给目标sgsn/rnc。ue保留在源e节点b/mme中。

1.在上面的准备阶段中描述了该流程图的步骤1至5。

6.如果主体rnc未能将资源分配给任何所请求的rab，则它向目标sgsn发送重定位失败(原因)消息。当目标sgsn从目标rnc接收到重定位失败消息时，目标sgsn清除该ue的任何预留资源。

7.仅当已经执行了服务gw重定位(即，步骤4/4a)时才执行该步骤。目标sgsn通过向会话服务gw发送删除会话请求(原因)消息来删除eps承载资源。目标服务gw用删除会话响应(原因)消息进行确认。

8.目标sgsn向发送mme发送转发重定位响应(原因)消息。

9.当源mme接收到转发重定位响应消息时，它向源e节点b发送切换准备失败(原因)消息。

utraniu模式到e-utranrat间切换

当网络决定执行切换时，执行utranlu模式到e-utranrat间切换过程。从utraniu模式到e-utran执行ps切换的决定是由网络基于ue向utranrnc报告的无线状态测量来做出的。

如果针对ue正在进行紧急承载服务，则mme在执行阶段中确认切换是否在限制区域中作为跟踪区域更新的一部分，并且如果是，则mme释放非紧急承载。

如果针对ue正在进行紧急承载服务，则源sgsn独立于ue的csg订阅来评估到目标csg小区的切换。如果切换是针对ue未订阅的csg小区，则目标e节点b仅允许紧急承载，并且目标mme释放目标e节点b不允许的非紧急pdn连接，如5.10.3节中所规定的。

1.准备步骤

图19是示出根据本发明的实施例的utranlu模式到e-utranrat间ho(切换)准备阶段的流程图。

1.源rnc决定发起到e-utran的rat间切换。此时，上行链路和下行链路用户数据都通过以下发送：ue与源rnc之间的承载，源rnc与源sgsn之间的gtp隧道(仅当不使用直接隧道时)，服务gw和pdngw之间的gtp隧道。

2.源rnc向源sgsn发送重定位请求(原因、目标e节点b标识符、csgid、csg接入模式、源rnc标识符、源rnc到目标rnc透明容器)消息，以请求cn设置到目标e节点b、目标mme和服务gw的资源。作为数据转发主体的承载由目标mme在稍后阶段识别(参考下面的步骤7)。如果目标小区是csg小区或混合小区，则源rnc应该包括目标小区的csgid。如果目标小区是混合小区，则应指示csg接入模式。

3.源sgsn从“目标e节点b标识符”ie确定切换的类型是到e-utran的irat切换。源sgsn选择目标mme，如“mme选择功能”的4.3.8.3节中所述。源sgsn发送转发重定位请求(imsi、目标标识、csgid、csg成员资格指示、mm上下文、pdn连接、控制平面的sgsn隧道端点标识符、控制平面的sgsn地址、源到目标的透明容器、ran原因、(如果可能)ms信息改变报告动作、(如果可能)csg信息报告动作、ue时区、isr支持、服务网络、以及要报告(如果存在)的改变)消息到目标mme，从而开始切换资源分配过程。该消息包括与源系统中配置的所有承载相对应的所有eps承载上下文和服务gw的上行链路隧道端点参数。如果显示isr支持信息，则这指示源sgsn和关联的服务gw可以激活ue的isr。当isr被激活时，如果该mme正在为目标标识所标识的目标服务，则应该将维持ue的isr的消息发送到mme。ran原因指示在源rnc处接收的原因。源到目标透明容器包含从源rnc接收的目标rnc透明容器的源rnc的值。将先前的服务网络发送到目标mme以支持在服务网络改变时确定的目标mme。

如果源sgsn推迟了ue的时区或服务网络的改变或到服务gw/pdngw的改变报告，则包括sgsn到源的改变标志。

如果源rnc提供csgid，则源sgsn应通过验证ue的csg订阅来执行接入控制。如果该csgid的订阅数据或csg订阅期满并且目标小区是csg小区，则如果ue没有紧急承载服务，源sgsn应该出于好的理由拒绝切换。

如果目标小区是csg小区或混合小区，则源sgsn在转发重定位请求中包括csgid。如果目标小区是混合小区或者存在多于一个紧急承载并且目标小区是csg小区，则指示ue是否是csg成员的csg成员资格指示包括在转发重定位请求消息中。

该消息包括在源系统中激活的所有pdn连接和用于每个pdn连接的关联apn、服务gw到控制平面的地址以及上行链路隧道端点参数和eps承载上下文列表。

在目标核心网络节点处执行eps承载上下文的优先化。

mm上下文包括所使用的umts完整性和加密算法以及密钥，如安全相关信息、ue网络功能和用于例如mme的信息存储。

目标mme选择要使用的nas加密和完整性算法。该算法被从目标e节点b透明地发送到目标到源透明容器(epc部分)的ue。

mme根据优先级设置eps承载。mme停用未配置的eps承载，如执行阶段的步骤8中所提供的。

目标mme应基于在转发重定位请求中接收的每个承载上下文的apn限制来确定最大apn限制，然后存储新的最大apn限制值。

在具有独立gw的架构中，如果为本地网络中的pdn连接激活sipto，则源sgsn应该在与本地网络pdn连接中的sipto相对应的pdn连接中包括源小区的本地归属网络id。

4.目标mme例如确定是否应该由于plmn改变而重定位服务gw。当服务gw被重定位时，目标mme经由“服务gw选择功能”选择目标服务gw，如4.3.8.2节中所述。目标mme具有到目标服务gw的生成会话请求消息(imsi、mme地址和teid、控制平面的mme隧道端点标识符、控制平面的mme地址、用户平面的pdngw地址、ulteid、控制平面的pdngw地址、控制平面的pdngwteid、经由s5/s8的协议类型、服务网络)。关于经由s5/s8接口应该使用哪种协议的信息经由s5/s8通过协议类型向服务gw提供。

4a.目标服务gw分配其自己的本地资源并发送生成会话响应(用户平面的服务gw地址、用户平面的服务gwulteid、控制平面的服务gw地址、控制平面的服务gwteid)消息到目标mme。

5.目标mme发送消息切换请求(ue标识符、s1ap原因、kenb、允许的as完整性保护和加密算法、nas安全参数、e-utran、eps承载设置列表、csgid、csg成员资格指示、源到目标透明容器)以请求目标e节点b建立承载。e-utran的nas安全参数包括nas完整性保护和加密算法，并且eksi和noncemme以ue为目标。s1ap原因指示从源sgsn接收的ran原因。源到目标透明容器包含从源sgsn接收的ran透明容器的值。

目标mme在mm上下文中从ck和ik提取k'asme并与eksi相关联并选择nas完整性保护和加密算法。mme和ue从k'asme中提取nas密钥和kenb。如果mme与ue共享eps安全关联，则mme可以通过在完成切换过程之后发起nassmc过程来激活原始eps安全上下文。

“要建立的ie承载”ie应该包含诸如id、承载参数、传输层地址、“数据转发禁用”指示和s1传输关联的信息。目标mme忽略eps承载上下文中的活动状态指示符，并请求目标e节点b为在源侧接收的所有eps承载上下文分配资源。传输层地址是用户数据的服务gw地址，并且s1传输关联对应于上行链路隧道端点标识符数据。如果目标mme确定承载不经历数据转发，则包括“数据转发禁止”指示。

如果源sgsn在切换请求消息中提供，则目标mme应该包括csgid和csg成员资格指示。

关于所选择的nas加密和完整性保护算法、ksi和noncemme的信息在目标到源透明容器中从目标e节点b透明地发送到ue，并从源rnc到ue发送到消息utranho命令。这允许数据传输在新的rat/模式目标小区中继续，而无需新的认证和密钥协商(aka)过程。

如果目标小区是csg小区，则目标e节点b应当验证目标mme提供的csgid，并且如果它与目标小区的csgid不一致，则以适当的理由拒绝切换。如果目标e节点b处于混合模式，则csg成员资格状态可以用于对csg和非csg成员执行区分处理。如果目标小区是csg小区并且csg成员资格指示是“非成员”，则目标e节点b仅允许紧急承载。

5a.目标e节点b分配所请求的资源并在消息切换请求确认中将对应的参数返回给目标mme(目标到源透明容器、eps承载配置列表、未配置的eps承载)。如果源到目标透明容器中的无线承载的数量不遵循mme请求的承载的数量，则目标e节点b应该忽略它们并且按照mme的请求分配承载。当发送切换请求确认消息时，目标e节点b应该准备好从用于允许的eps承载的服务gw接收下行链路gtppdu。

目标e节点b选择as完整性和加密算法。除了由mme提供的信息(该信息包括在目标到源透明容器中)之外(eksi、nas完整性保护和加密算法以及noncemme)，目标e节点b还将as完整性和加密算法插入到utranrrc消息中。

6.当应用“间接转发”和服务gw重定位时，目标mme向服务gw发送间接数据转发隧道请求消息(目标e节点b地址、用于dl数据转发的teid)。

可以经由与用作ue的锚点的服务gw不同的服务gw来执行间接转发。

6a.服务gw向目标mme返回生成间接数据转发隧道响应(原因、服务gw地址和用于数据转发的服务gwdlteid)。

7.目标mme发送消息转发重定位响应(原因、rab设置列表、eps承载设置列表、控制平面的mme隧道端点标识符、ran原因、控制平面的mme地址、目标到源透明容器以及数据转发和服务gw改变指示)到源sgsn。服务gw改变指示指示是否选择了新的服务gw。目标到源透明容器包含由目标e节点b接收的目标到源透明容器的值。

用于用户业务数据转发的“地址和teid”ie定义用于目标系统中的数据转发的目的地隧道端点，并且如下设置。存在“直接转发”或“间接转发”但是如果不应用服务gw的重定位，则ie的“数据转发的地址和teid”包括在步骤5a中接收的到e节点b的转发dlgtp-u隧道端点参数。

如果将“间接转发”和服务gw的重定位应用于ie，则用于数据转发的“地址和teid”包括在步骤6a中接收的转发服务gw或到目标e节点b的dlgtp-u隧道端点参数。

8.如果应用“间接转发”，则源sgsn应该向用于间接转发的服务gw发送生成间接数据转发隧道请求(在步骤7中接收的用于数据转发的地址和teid)消息。

可以经由与用作ue的锚点的服务gw不同的服务gw来执行间接转发。

8a.服务gw通过发送消息生成间接数据转发隧道响应(原因、用于数据转发的gw地址和teid)来返回转发用户平面参数。如果服务gw不支持数据转发，则应返回适当的原因值，并且服务gw地址和teid将不包括在消息中。

2.执行阶段

图20示出根据本发明实施例的utranlu模式到e-utranrat间ho(切换)执行阶段。

在基于pmip的s5/s8的情况下，过程步骤(a)和(b)在ts23.402[2]中定义。步骤(b)显示基于pmip的s5/s8的pcrf交互。步骤9和9a涉及基于gtp的s5/s8。

源rnc连续接收下行链路和上行链路用户平面pdu。

1.源sgsn通过发送消息重定位命令(目标rnc到源rnc透明容器，要释放的rab，作为数据转发列表的主体的rab)来完成朝向源rnc的准备阶段。“要成为释放列表的rab列表”ie是所有nsapi(rabid)的列表，其中承载未在目标e节点b中设置。“数据转发列表的rab”ie可以包括在消息中，并且如果应用“直接转发”，则它应该是“用于转发用户业务数据的地址和teid”的列表。如果“间接转发”适用并且使用直接隧道，则“数据转发列表的rab”ie包含在准备阶段的步骤8a中接收的参数。如果“间接转发”适用且不使用直接隧道，则“作为数据转发列表的主体的rab”ie包含由源sgsn分配用于间接数据转发的源sgsn地址和teid。目标rnc到源rnc透明容器包含从目标mme接收的目标到源透明容器的值。

2.源rnc将命令ue通过来自utran命令的消息ho切换到目标e节点b。用于ue的接入网络特定消息包括透明容器，该透明容器包括由目标e节点b在准备阶段中已经设置的无线方面参数。

源rnc可以发起针对在“作为数据转发列表的主体的rab”中明确指示的指定rab/eps承载上下文的数据转发。数据转发可以直接进行到目标e节点b，或者如果由源sgsn和/或目标mme在准备阶段确定则可以通过服务gw进行。

当从包含重定位命令消息的utran命令消息接收ho时，ue应基于其与nsapi的关系将rabid与其承载id相关联，并暂停用户平面数据的上行链路传输。

4.ue移动到e-utran并且执行到目标e节点b的接入过程。

5.当ue接入目标e节点b时，ue将ho完成消息发送到e-utran。

ue从utran命令隐含地从ho中提取未设置e-rab的eps承载，并且在此阶段在没有明确nas消息的情况下在本地停用它们。

6.如果ue已成功接入目标e节点b，则目标e节点b通过发送切换通知(tai+ecgi，本地归属网络id)消息来通知目标mme。

在具有独立gw结构的本地网络中的sipto的情况下，目标e节点b应该在切换通知消息中包括目标小区的本地归属网络id。

7.目标mme然后知道ue已到达目标侧，并且目标mme通过发送转发重定位完成通知(isr激活，服务gw改变)消息来通知源sgsn。如果指示isr激活，则向源sgsn指示其维护ue的上下文并激活isr，这仅在s-gw未被改变时才可能。源sgsn也应该确认这些信息。启动源sgsn的定时器以监视源rnc和源服务gw的资源(用于服务gw重定位)是否被释放。

当接收到转发重定位完成确认消息时，如果应用了间接转发，则目标mme启动定时器。

8.目标mme现在通过通知服务gw(可以是目标服务gw)(用于目标服务gw重定位)目标mme现在负责由ue配置的所有承载来完成rat间切换过程。这是针对每个pdn连接，在消息改变承载请求(原因、控制平面的mme隧道端点标识符、eps承载id、控制平面的mme地址、允许的eps承载和rat类型的用户业务的e节点b地址、teid、激活的isr)中执行的。由于来自utran的移动性，如果目标mme支持位置信息改变报告，不考虑是否已经请求了位置信息改变报告，则目标mme都应该在修改的承载请求中包括用户位置信息(根据支持的粒度)。如果pdngw请求用户csg信息(从ue上下文确定)，则mme还在该消息中包括用户csg信息ie。如果ue时区已经改变或者来自源sgsn的转发重定位请求消息指示待定的ue时区改变报告(通过报告标志的改变)，则mme在该消息中包括新的服务网络ie。如果指示，则激活的isr信息指示isr被激活，这仅在s-gw未被改变时才可能。如果修改的承载请求未指示isr激活并且s-gw没有改变，则s-gw通过向具有由s-gw保留的承载资源的另一cn节点发送承载删除请求来删除isr资源。

mme通过触发承载释放过程来释放未授权的专用承载。当服务gw接收到针对非允许承载的dl分组时，服务gw丢弃dl分组，并且不向mme发送下行链路数据通知。

如果目标e节点b不允许pdn连接的主承载并且另一pdn连接是活动的，则mme以与不允许pdn连接的所有承载相同的方式对此进行处理。mme通过触发5.10.3节中规定的mme请求pdn断开过程来释放该pdn连接。

9.服务gw(其为目标服务gw)(用于服务gw重定位)可以通过每pdn连接发送消息修改承载请求来向pdngw通知关于可以用于计费的rat类型的改变，例如，关于服务gw重定位的改变。如果在步骤8中存在，则s-gw还包括用户位置信息ie和/或ue时域ie和/或用户csg信息ie。如果在5.5.2.1.2节的步骤4或步骤8中接收它们，则应包括服务网络。在服务gw重定位的情况下，服务gw可以经由s5/s8为非允许承载分配dlteid，并且包括pdn计费暂停支持指示。pdngw应使用消息修改承载响应来确认该请求。在服务gw重定位的情况下，pdngw更新其上下文字段并返回修改的承载响应((如果选择pdngw以启用该功能)计费id、msisdn、pdn计费暂停启用指示等)到服务gw。如果pdngw存储在ue上下文中，则包括msisdn。如果在目标sgsn处请求并支持位置改变报告，则pgw应该向修改的承载响应提供ms信息改变报告动作。

如果使用pcc基础设施，则pdngw向pcrf通知例如rat类型的改变。

如果重定位服务gw，则pdngw应该在切换路径之后立即在先前路径上发送一个或多个“结束标记”分组。源服务gw应该将“结束标记”分组转发到源sgsn或rnc。

10.服务gw(其将是目标服务gw)(用于服务gw重定位)通过承载响应修改消息(原因、控制平面的gw隧道端点标识符、控制平面的服务gw地址、协议配置选项、ms信息改变报告操作)确认用户平面切换到目标mme。在该阶段处，为ue、目标e节点b和服务gw(其将是目标服务gw)之间的所有承载建立用户平面路径(用于服务gw重定位)。

如果服务gw未被改变，则服务gw应该在切换路径之后立即在先前路径上发送一个或多个“结束标记”分组以辅助目标e节点b上的重定位功能。

11.如果应用“跟踪区域更新的触发”部分中列出的条件之一，则ue发起跟踪区域更新过程。

由于目标mme已经通过切换消息接收到承载上下文，所以目标mme知道已经为ue执行了irat切换，因此目标mme仅执行ta更新过程的子集，并且特别排除源sgsn和目标mme之间的上下文传递过程。

12.当在步骤7中启动的定时器期满时，源sgsn将通过向rnc发送iu释放命令来移除朝向源rnc的所有资源。如果rnc不再需要发送数据，则源rnc以iu释放完成消息进行响应。

当在步骤7中启动的定时器期满并且源sgsn在转发重定位响应消息中接收到服务gw改变指示时，将删除会话请求(原因、操作指示)消息发送到源服务gw，从而删除eps承载资源。不设置指示源服务gw不应该开始pdngw的删除过程的操作指示标志。源服务gw确认使用会话响应(原因)消息删除。如果在该过程之前激活了isr，则源s-gw指示源s-gw向对应的cn节点发送删除承载请求消息，从而指示其他先前cn节点的承载资源应该被删除的原因。

13.如果使用间接转发，则在步骤7中发起的源sgsn处的定时器期满触发源sgsn向s-gw发送删除间接数据转发隧道请求删除消息以释放用于间接转发的临时资源。

14.如果使用间接转发并且重定位服务gw，则在步骤7处发起的目标mme处的定时器期满触发目标mme向目标s-gw发送删除间接数据转发隧道请求以释放用于间接转发的临时资源。

5g系统演进技术

到目前为止定义的5g架构如下。

主要架构原则：

-分离up和cp功能以实现独立的可扩展性和演进。

-允许灵活地放置up，即，与cp功能分开的中心位置或分布式(远程)位置(即，无位置限制)。

-模块化功能设计，从而例如实现灵活且有效的网络切片。

-支持ue的集成认证框架，其可以仅支持ngs功能的子集(例如，不支持移动性)。

-独立的接入和移动性管理(amf)和会话管理(smf)，其实现独立的演进和可扩展性。支持同时连接到多个网络切片的ue。可以分离其他控制平面功能(例如，通过pcf)。可以在规范步骤处确定将网络切片ki#1结果映射到架构的方式。

-支持具有网络功能的灵活信息模型以及与节点分离的订阅和策略。

-通过指定集成不同3gpp和非3gpp接入类型的集成的与接入无关的核心网作为公共an-cn接口，最小化接入网络和核心网络的依赖性。

-为了支持“无状态”nf(其与“存储”资源分离，其中“操作”资源将状态存储为不透明数据)，3gpp可以指定nf与数据存储功能之间的接口(可能通过引用)。nf可以使用数据存储功能存储不透明数据。

关键架构要求：

-架构应该支持能力公开。

-每个网络功能可以直接与其他nf交互。该架构不应排除使用中间功能来辅助控制平面消息的路由(例如，类似于dra)。

-支持其他pdu类型的传输，例如ip和以太网。

-支持单独的策略功能以管理网络操作和最终用户环境。

-允许具有不同网络切片的不同网络配置。

-该架构通过在受访plmn中以有效方式使用归属路由业务以及本地分流业务来支持漫游。

控制平面：

-实现接入网络和核心网络中的网络功能之间的多供应商互通。同时，单个接口开放给无线电，但是抽象核心网络内支持的模块化(基本)功能是足够的。

-过程(即，两个nf之间的一组交互)可以被定义为服务，可重用并且在适用时支持模块化。如果指定了过程，则将根据具体情况对其进行评估。

用户平面：

-定义支持各种用户平面操作(包括转发其他up功能/数据网络/控制平面操作、比特率执行操作、服务检测操作等)的通用用户平面功能(upf)。

用户平面操作的详细列表是8.4节主要问题4的结论的一部分。

-控制平面构成up功能，其提供会话所需的业务处理功能。对于给定的用户平面场景，每个会话的一个或多个up功能可以根据需要由控制平面激活和配置。

-为了支持低延迟服务和对本地数据网络的接入，可以在无线附近部署用户平面功能。在中央数据网络的情况下，可以集中部署upf。

为了支持归属路由漫游，至少up功能位于hplmn中，并且vplmn需要具有至少一个其他up功能，其包括诸如计费、li等漫游功能。

支持并发接入本地和集中服务如下：

-多pdu会话，其包括本地up功能(提供对本地数据网络的接入)；和pdu会话，其提供对提供对中央数据网络的接入的(中央up功能)pdu会话的接入；

-单个pdu会话，其中控制器可以配置多个up功能。

在用于本地数据网络接入的单个pdu会话的情况下，控制平面还可以配置若干up功能。

整个架构的协议如下：

1.应通过标准化交互将rel-15中的amf和smf功能标准化为单独的功能。

2.nasmm和sm协议消息分别在amf和smf中终止。它与sm协议是否在h-smf或v-smf中终止无关。

3.nassm消息由amf路由。

4.nextgen的订阅配置文档数据根据用户数据融合方法进行管理：

-公共用户数据存储库(udr)存储可以驻留在udm中的订阅数据。

实现应用前端以接入相关的订阅数据，以便udm前端和pcf可以接入这些公共udr。

在规范步骤期间将详细描述pcf的应用逻辑以及udm前端的应用逻辑，例如用于位置管理和订阅更新通知。

5.seaf和scmf由amf支持。

6.ausf被定义为单独的nf。

项目4和5的结论可能需要根据seaf/scmf位置与sawg3中正在进行的研究(例如切片方面)相关来进行评估。

7.每个nf可以彼此直接交互。

8.该架构不考虑控制平面功能之间的中间功能，但不排除使用中间功能来在控制平面功能之间路由和转发消息(例如，dra)，其可以以部署形式识别，并且应不需要在步骤2中进一步工作。

epc和5gc之间的互通过程

图21示出可以应用于本发明的epc和5gc(或ngc(下一代核心网))之间的互通架构。

参考图21，当ue支持epc和ngc时，即使ue通过第一e-utran驻留在epc中，作为ip锚点的p-gw也可以被选择为能够与5gc(或ngc)的upf互通的p-gw，使得即使当ue在系统/ran之间移动时也可以保持相同的ip锚定。此外，在mme和amf之间定义ngx(nx)接口，以允许epc和5gc(或ngc)之间的互通而不中断。在mme和amf之间定义的ngx(nx)接口可以称为“n26接口”。

图22是示出可以连接到ng核心网的5gran的部署的图。特别地，图22示出与e-utra的共址状态。

nr功能可以与相同基站的一部分或者与e-utra功能一起位于相同位置的多个基站共址(共同定位)。

共同定位可以应用于所有nr部署场景(例如，城市宏)。在这种场景下，可能希望通过多个rat上的负载平衡或通过连接(例如，使用较低频率作为小区边界上的用户的覆盖层)来充分利用分配给两个rat的所有频谱资源。

如果在epc和5gc之间存在ngx接口(即，n26)，则ue可以在从epc转换到5gc或从5gc转换到epc的同时执行tau。在这种情况下，先前/旧核心网络中的ue上下文可以经由ngx(或n26)接口直接传送到新的核心网络，从而可以执行更快的核心网络改变。

例如，从epc转换到5gc的ue可以在将rat改变为5grat之后通过5grat发送tau(例如，tau请求消息)，并且接收tau的amf可以基于tau信息(例如，tau请求消息中包含的tau相关信息)获得epc的mme地址。在这种情况下，amf可以通过ngx(或n26)接口从对应于所获取的地址的mme直接接收ue上下文，并且可以为ue服务。类似地，从5gc转换到epc的ue可以在将rat改变为lterat之后发送tau(例如，tau请求消息)，并且接收tau的mme可以基于tau信息(例如，tau请求消息中包含的tau相关信息)获得amf的地址。在这种情况下，mme可以通过ngx(或n26)接口直接从对应于获取的地址的amf接收ue上下文，并为ue服务。

然而，如果没有ngx(或n26)接口，则即使ue执行tau，ue也不能从网络中的先前网络接收ue上下文，使得执行tau拒绝(例如，tau拒绝消息传输)。在这种情况下，ue应该单独地执行切换附着(或者可以称为切换注册，即，可以用注册替换连接)用于核心网络改变/移动。结果，ue需要很长时间来改变核心网络并且服务中断时间也增加。

作为该问题的解决方案，可以定义/设置ue以在核心网络改变时(不执行tau)总是执行切换附着/注册，但是延迟可能增加，因为附着/注册应该被执行。此外，在附着/注册的情况下，发生比tau更多的信令。

因此，以下提出了一种用于适当地确定ue是执行tau过程还是执行用于核心网络改变的切换附着/注册的解决方案。特别地，以下内容提出了一种核心网络视角/层面的解决方案以及一种ran视角/层面的解决方案。

[核心网络级解决方案]

当ue连接到epc网络时，amf在mme连接到ngc网络时向ue分配临时id，类似于mme向ue分配guti的情况。如上所述，guti包括将相应的guti分配给ue的mmeid。由amf分配的临时(temp)id还包括分配相应临时(temp)id的amfid。因此，如果ue在新核心网络上执行tau的同时一起发送guti/tempid(例如，通过在tau请求消息中包括guti/tempid)，则新核心网络可以基于从ue发送的guti/tempid中包括的mme/amfid，找出先前服务的mme/amf的地址。此外，类似于mme向ue分配包括多个ta的ta列表并且当ue离开分配给ue的ta列表中包括的ta时执行tau的情况，amf将ta列表分配给ue，并且当ue离开ta时，ue可以执行tau。

图23和图24示出可以应用本发明的5g网络的布置。

预期5g网络最初部署在与epc网络重叠的热点格式中。即，如图23所示，在特定区域(例如，图23中由amf表示的区域)中提供5g服务，并且预期其他区域(例如，图23中由mme1和2指示的区域)提供epc服务。

在图23中，当在amf和mme1/mme2之间存在ngx接口(例如，n26)时，amf可以发送指示以明确地或隐含地指示ue将ta列表分配给ue并当核心网络中存在改变时执行tau。此时，该指示可以与ta列表一起发送或者独立地/单独地发送，并且可以根据实施例以各种形式实现。例如，该指示可以是指示符(明确指示符)的信令形式(其指示ue在核心网络中存在改变时执行tau)或指示存在ngx接口(例如，n26)的指示符(隐含指示符)。

当ue从5g核心网接收服务然后离开5g服务区域时，ue可以通过执行tau将核心网改变为epc，并且在改变之后epc可以连续接收服务。此时，mme1或mme2可以根据ue实际移动的位置从ue接收tau。接收tau的mme可以经由ngx接口从amf接收ue上下文(例如，n26)，并且可以连续地提供正被提供给ue的服务。

以上示例假设在amf与周围mme(mme1和mme2)之间存在ngx接口(例如，n26)。然而，实际上，在amf和附近的至少一些mme之间可能不存在ngx接口(例如，n26)。例如，amf可以没有与mme1的ngx(例如，n26)接口，而在amf和mme2之间可以存在ngx(例如，n26)接口。图24示出这种场景。

参考图24，在这种情况下，amf应该考虑到与相邻mme(在该图中的mme1和mme2)的ngx(例如，n26)接口的存在或不存在来分配ta列表。例如，当ue位于ta7区域中时，amf可以向ue发送指示(或指示n26接口不存在的指示)，指示ue为ue分配ta列表{ta1，ta6，ta7}，并且当ue移出ta到epc时执行切换附着/注册(因为预期在没有ngx(例如，n26)接口的情况下移动到mme1)。另一方面，如果ue位于ta3区域中，则amf可以为ue分配ta列表{ta1，ta3，ta4}，并且向ue发送指示(或者指示存在n26接口)，其指示ue在ue从ta转换到epc时执行tau(因为预期其将通过ngx(例如，n26)接口移动到mme2)。

如果ue位于预期移动到mme1和mme2的区域中，如ta2和ta5，则由于网络对终端将移动到哪个位置不明确，所以amf可以向ue发送指示，其指示ue分配ta列表并执行切换附着/注册。

尽管已经主要针对核心网络从5gc改变为epc的情况描述了上述实施例，但是当核心网络从epc改变到5gc时可以应用相同的实施例，并且在这种情况下，ta列表分配和/或指示传输的主体可以由mme代替。

ue根据amf或mme在分配ta列表时发送的指示，在发生系统间改变时，确定是执行tau还是切换附着/注册。根据实施例，这种指示可以与ta列表一起发送，或者独立地/分开地发送。

图25是示出根据本发明的实施例的当ue从epc移动到5gc时的互通过程的流程图。本实施例假设在mme和amf之间不存在ngx(例如，n26)接口。

1.mme可以向ue发送指示，其指示ue在tau过程中从epc移动到5g核心网时执行切换附着/注册(例如，该指示可以包括在tau批准消息中)。此时，所发送的指示可以对应于在核心网络改变时明确地或隐含地指示ue执行切换附着/注册的指示。例如，该指示可以对应于指示ue在网络改变时执行切换附着/注册的指示(即，明确指示)或者不存在ngx(例如，n26)的指示(即，隐含指示)。除了tau过程之外，根据实施例，可以在接入/注册过程内传递这些指示。

2.根据ue的移动性，ue可以从epc服务的区域移动到5gc服务的区域。

3.根据在第一步骤中接收的指示，ue可以向5gc网络(特别是amf)发送用于在5gc处切换附着/注册的附着/注册请求。这里，切换附着/注册的接入/注册请求可以是指包括切换指示的接入/注册请求(或者接入/注册类型被设置为切换)。因此，可以执行切换类型的接入/注册过程。此时，ue可以进一步通知5gc它已经从epc移动。

如果ue移动到属于plmn的5gc服务区域(其可以是包括e(等效)-plmn的另一plmn)，其与ue所属于的epc不同，则ue可以执行5gc中的接入/注册过程，而不考虑从mme接收到的指示如何。此时的接入/注册过程意味着初始接入/注册过程，而不是切换类型接入/注册过程。如果选择了另一plmn的5gc，则ue的操作可以取决于ue的实施方式，或者mme可以在第一步骤中指示特定操作。例如，mme可以仅在移动/选择到相同plmn的5gc(包括所有直到eplmn)时向ue提供用于执行切换附着/注册的信息，并且ue可以相应地操作。

4.ue可以与用于接入/注册的网络执行认证过程。

5.如果认证成功完成，则网络节点(例如，amf)可以向ue发送接入/注册确认。在该过程中，网络可以在核心网络存在改变(是否执行tau或切换附着/注册)时发送关于应该由ue执行的操作的指示。这种指示可以以指示tau/切换附着/注册的明确指示的形式明确地用信号通知，或者可以以指示是否存在ngx(例如，n26)接口的隐含指示格式用信号通知，如上所述。

6.ue可以在将请求类型设置为切换的同时将pdu会话请求消息发送到网络，并且可以将先前的接入信息设置到3gpp/eps(或更具体地，e-utran)从而被一起发送。通常，接入信息用于区分在切换之前ue是否已经通过非3gpp提供服务，或者在切换之前是否已经通过3gpp(e-utran)在epc中。ue通过在封装pdu会话请求的mm消息中包括切换指示以及pdu会话请求来通知amf执行切换附着/注册。

7.当amf接收包括在mm消息中的切换指示时，amf从udm接收ue的ue上下文，并找到先前服务于ue的smf。

8.amf可以将pdu会话请求转发到服务于ue的smf。当smf识别出包括在pdu会话请求中的切换指示时，smf可以基于先前服务于的ue上下文向请求pdu会话的ue分配相同的upf和ip地址。

9.smf可以经由amf向ue发送pdu会话响应，从而将先前使用的ip地址分配给ue。

在该过程中，步骤6中的pdu会话请求消息可以包括在接入/注册请求本身中，以便随后如在eps中一样被发送。在这种情况下，ue可以在接入/注册请求消息(其是移动性管理(mm)消息)中包括切换指示，以便然后发送，使得amf可以识别出相应的接入/注册请求是切换类型的接入/注册请求。在这种情况下，在步骤3之后以步骤4、7和8的顺序执行该过程，并且在完成所有过程之后可以将步骤9包括在接入/注册批准消息中，以便然后发送到ue。

图26是示出根据本发明的实施例的当ue从epc移动到5gc时的互通过程的流程图。本实施例假设在mme和amf之间存在ngx(例如，n26)接口。

1.当ue在tau过程中从epc移动到5gc时(例如，通过在tau批准消息中包括该指示)，mme可以向ue转发指示ue执行tau的指示。此时，所发送的指示可以对应于当核心网络改变时明确地或隐含地指示ue执行tau的指示。例如，该指示可以对应于指示ue在网络改变时执行tau的指示(即，隐含指示)或指示存在ngx(例如，n26)接口的指示。除了tau过程之外，可以在根据实施例的接入/注册过程中传递这些指示。

该步骤可以结合图25的实施例来解释。例如，当如图25的实施例中那样定义执行切换附着/注册的指示时，在本实施例中表达“已经接收到执行tau的指示”可以被理解为“尚未接收到执行切换附着/注册的指示”。因此，即使ue没有从mme接收到执行切换附着/注册的指示，ue也可以执行下面描述的步骤2到8。

2.根据ue的移动性，可以将其从5gc服务的区域移动到epc服务的区域。

3.ue可以根据在步骤1中接收的指示将tau请求发送到网络节点(例如，amf)。

如果ue移动到属于plmn的5gc服务区域(其可以是包括e(等效)-plmn的另一plmn)，其与ue所属于的epc不同，则ue可以执行5gc中的接入/注册过程，而不考虑从mme接收到的指示如何。此时的接入/注册过程意味着初始接入/注册过程，而不是切换类型接入/注册过程。如果选择了另一plmn的5gc，则ue的操作可以取决于ue的实施方式，或者mme可以在第一步骤中指示特定操作。例如，mme可以仅在移动/选择到相同plmn的5gc(包括所有直到eplmn)时向ue提供用于执行切换附着/注册的信息，并且ue可以相应地操作。

4.基于ue发送的tau请求中包括的guti信息，amf可以找到先前管理ue的mme地址，并向与该地址对应的mme请求ue上下文。

5.mme可以将ue上下文发送到amf。

6-7.amf基于从mme接收的ue上下文(由p-gw地址理解)找到服务smf的地址，并且通知服务smfue由5gc服务。

8.amf可以向ue发送tau批准。在该过程中，网络(例如，amf)可以发送指示ue在核心网络改变时应该执行哪个操作的指示。在该过程中，网络可以发送指示ue在核心网络改变时应该执行哪个操作的指示(是否执行tau或切换附着/注册)。可以以指示ue执行tau/切换附着/注册的明确指示的形式明确地用信号通知该指示，或者可以以指示ngx(例如，n26)接口是否存在的隐含指示格式用信号通知该指示，如上所述。

尽管在图25和图26中上面描述的流程图参考ue从epc移动到5gc的情况进行了描述，但是本发明不限于此，并且可以将其应用于ue从5gc移动到epc的情况。因此，在上述实施方案中，5gc可以用epc代替，epc可以用5gc代替，amf可以用mme代替以及mme可以用amf代替。

在上述实施例中，ue可以被设置为默认执行tau，并且网络(例如，amf/mme)可以被设置为仅在切换附着必要/可能时向ue发送切换附着/注册指示。例如，如果ue没有接收到单独的指示(例如，切换附着/注册指示)，则它可以执行tau过程。如果ue接收到单独的指示，则它可以执行切换附着/注册过程。这里，执行切换附着/注册的指示可以对应于ue应该在接入/注册请求中包括imsi的指示。

相比之下，ue基本上被设置为执行切换附着，并且可以将网络设置为仅在tau必要时才向ue发送tau性能指示。例如，当ue没有接收到单独的指示(例如，tau指示)时，ue可以执行切换附着/注册过程，并且当接收到单独的指示时，ue可以执行tau过程。

[ran级解决方案]

当ue通过enb接收epc服务然后通过gnb转移到5g核心网时，根据如下ue是处于连接模式还是空闲模式来确定ue是执行tau还是执行切换附着/注册。

1)当ue处于连接模式时

i)当epc和5gc(ho(切换)操作)之间存在ngx(例如，n26)接口时

enb识别出切换是可能的，因为存在ngx(例如，n26)接口，并且可以向mme发送切换需要消息并且向mme通知目标gnb的地址。

在这种情况下，类似于现有的切换过程，所有ue上下文通过ngx(例如，n26)接口从epc传送到5gc，并且在切换完成之后，ue可以执行tau过程以便接收分配的ta列表。

ii)当epc与5g核心之间不存在ngx(例如，n26)接口时(空闲模式小区重选操作)

enb识别出ngx(例如，n26)接口不存在，释放rrc，并指示ue给出目标gnb的小区信息并驻留在小区上。此时，enb可以向ue发送指示切换附着/注册是必要的指示或原因值。

ue根据通过rrc释放从enb接收的无线电/频率信息驻留在目标gnb的小区中，然后根据enb发送的切换附着/注册指示执行切换附着/注册过程。

2)当ue处于空闲模式时

当rrc从先前连接模式释放时，ue可以基于所接收的指示来执行切换附着/注册或tau。

在上述实施例中，描述集中于ue从epc接收服务然后移动到5gc的情况。然而，本发明不限于此，并且同样适用于ue从5gc移动到epc的情况。因此，在上述实施方案中，5gc可以用epc代替，epc可以用5gc代替，amf可以用mme代替以及mme可以用amf代替。

在上述ran级解决方案中，enb/gnb可以通过参考图27至图29描述的方法，根据ngx(例如，n26)接口是否存在来确定是否切换附着/注册是可能的。

图27至图29是示出基于是否存在根据本发明实施例的ngx(例如，n26)接口来确定切换附着/注册是否是可能的enb/gnb操作过程的流程图。

参考图27，enb/gnb可以向mme/amf发送切换需要消息。此时，如果没有形成/建立的ngx(例如，n26)接口，则mme/amf可以向enb/gnb发送切换准备失败消息，并且可以将原因值设置为指示因为ngx(例如，n26)不存在所以切换不可能的值，以便一起发送原因值。在这种情况下，可以将原因值设置为指示切换不可能的各种原因值，诸如“无ngx接口”或“不支持系统间切换”。接收原因值的enb/gnb可以识别出切换是不可能的，并且如上述解决方案中那样通过rrc释放向ue通知切换附着/注册的必要性(例如，通过发送执行切换附着/注册的指示)。

并且/或者，当使用mme/amv设置初始配置时，可以通过s1设置/n2设置从指示不存在ngx(例如，n26)接口的mme/amf配置/指示enb/gnb，如图28所示。或者，可以从mme/amf配置/指示enb/gnb关于系统间切换是不可能的配置。enb/gnb可以基于配置信息确定切换附着/注册是否可能，并且执行上述ran级解决方案操作。对于每个plmn，可以由mme/amf不同地/独立地设置该配置信息。换句话说，在网络切片的情况下，可以针对每个plmn不同地且独立地设置切换附着/注册可用性，因为一些提供商可能支持切换，而其他提供商可能根据他们的策略不支持。

此外，可以通过图29中所示的mme配置更新来更新这样的配置信息。

如果关于切换是否可能的信息被改变(例如，通过运营商策略或更新的ngx(例如，n26)接口支持)，则mme/amf向enb/gnb通知该改变，从而更新关于切换是否可能/是否存在ngx(例如，n26)接口的配置信息。

在上述实施例中，ue被设置为默认执行tau，并且网络(例如，enb/gnb)可以被设置为仅在切换附着必要/可能时才向ue发送切换附着/注册指示。例如，如果ue没有接收到单独的指示(例如，切换附着/注册指示)，则ue可以执行tau过程。如果ue接收到单独的指示，则ue可以执行切换附着/注册过程。这里，执行切换附着/注册的指示可以对应于ue应该在接入/注册请求中包括imsi的指示。

以下实施例可以应用于ran级解决方案和核心网级解决方案。

当执行切换附着/注册时，ue应该在pdn连接请求/pdu会话请求消息中将请求类型设置为切换，并发送请求类型。然而，根据现有技术，由于仅在非3gpp接入和3gpp接入之间使用切换附着/注册，所以如果请求类型被设置为相同切换并被发送，则网络不能确定是从非3gpp发送pdu会话，还是从3gpp发送pdu会话(然而，另一网络核心网)。

为了解决这种不明确性，可以不直接使用先前定义的请求类型而定义和使用本说明书中提出的用于互通的新请求类型。

例如，根据ts24.008，请求类型信息元素被定义为如表2所示。

表2

表2中设置为“010”的请求类型值意味着pdn连接在非3gpp(或3gpp)接入中被发送到3gpp(或非3gpp)接入。该传输不是由3gppts25.331[23c]和3gppts36.331[129]中规定的3gpp连接模式移动性过程控制的切换。“紧急承载服务的切换”在a/gb模式和iu模式中被处理为“保留比特”。

参考表2，一个未使用的值保留(“011”)，并且可以将其设置/定义为指示3gpp接入之间的切换的请求类型，如表3所示，并使用。此时，3gpp接入之间的切换意味着从5g网络切换。

[表3]

如果需要在5g网络中在3gpp接入和非3gpp接入之间进行区分，则可以新定义和使用附加的请求类型。例如，“011”可以意味着从5g3gpp切换到epc，并且“101”可以意味着从5g非3gpp切换到epc。

可替选地，存在一种重用现有切换请求类型并定义单独的ie的方法，其中pdu会话从pdu会话发送/传递到pdn连接请求/pdu会话请求消息。

在5g网络中，可以使用相同的dnn(数据网络名称)创建多个pdu会话。因此，仅通过知道从哪个接入发送/传递pdu会话，网络不能确切地确定要发送/接收哪个pdu会话。例如，在5g网络中，可以经由e-uran使用相同的dnn创建两个或更多个pdu会话，在这种情况下，mme应该确切地知道将哪个pdu会话转移/转发到enb以确定要选择哪个smf/p-gw。因此，ue可以在pdn连接请求/pdu会话请求消息中包括用于识别要发送/传递的pdu的pdu会话id，从而被发送。此时，ue可以在pdn连接请求/pdu会话请求消息中的新定义的ie中包括pdu会话id，以便被发送。除了发送pdu会话id之外，可以通过上面提出的方法发送请求类型。

如果pdu会话id包括在从ue发送的pdn连接请求中，则mme基于从udm+hss接收的信息选择与pdu会话id匹配的smf/p-gw地址，从而处理ue的pdn连接请求。

在下文中，提出了与在ue的连接模式中不存在n26接口的情况有关的以下问题的解决方案。

-当处于连接模式的ue从5g移动到epc时允许ue跳过tau请求/拒绝的附加优化方案

为了在连接模式中生成系统间移动性时最小化服务中断时间，ue不支持双重注册，并且网络仅支持没有n26接口的互通。

因此，我们提出支持ran指示，以便在连接模式中跳过从5gc到epc的ue移动性的不必要的tau故障。下面提出了两个选项。

选项1：在切换准备期间切换准备的失败

图30是示出根据本发明的实施例的失败的切换准备操作的图。

参考图30，源ng-ran可以通过向amf发送切换请求消息来执行系统间切换(rat间切换)。在这种情况下，amf可以通过向ng-ran发送指示“不支持系统间切换”的切换准备失败消息来进行响应。因此，源ng-ran可以在指示跳过不必要的tau的同时执行rrc释放过程。如果ue从e-utran接收到指示“不必要的tau”的rrc释放消息，则ue执行具有切换指示的接入过程(即，切换附着/注册过程)。

选项2：amf在n2建立过程期间通知“不支持系统间切换”。

ng-ran在n2设置过程期间知道系统间切换能力。当ng-ran检测到e-utran的ue移动性时，ng-ran可以以适当的原因“不必要的tau”执行rrc释放。因此，ue可以使用指示“切换”到epc的pdn连接请求消息来执行连接过程。

如果将上述选项1和2应用于ts23.501的5.17.2.3.2单注册模式ue的移动性部分，则结果可以如下。

5.17.2.3.2单注册模式下的ue的移动性

如果ue支持单注册模式，并且网络支持没有n26接口的互通过程：

-在从5gc移动到epc的情况下，ue使用从5g-guti映射的4g-guti执行tau过程。mme确定旧节点是amf并且通过对ue的“支持切换pdn连接设置”的指示拒绝tau。基于该指示，ue可以在epc处利用pdn连接请求消息中的“切换”指示来执行连接(ts23.401[26]，5.3.2.1节)，然后ue使用ue发起的pdn连接建立过程移动ue的所有其他pdu会话(ts23.401[26]，5.10.2节)。可以在e-utran初始接入过程期间建立第一pdn连接(参见ts23.401[26])。

-在从epc移动到5gc的情况下，ue可以在5gc处利用从4g-guti映射的5g-guti执行“移动性注册更新”类型注册。amf确定旧节点是mme，但是如同注册是“初始注册”类型一样进行。注册批准包括ue的“支持切换pdu会话设置”指示。基于该指示，ue可以使用具有“现有pdu会话”标志的ue发起的pdu会话建立过程来连续地移动来自epc的所有pdn连接(ts23.502[3]，4.3.2.2.1节)。

为了在ue在连接模式中从5gc移动到epc时最小化服务中断，ng-ran可以提供辅助信息以跳过tau过程。如果ueas接收到tau过程跳过的支持信息，则uenas不执行tau过程，而是应该在epc中利用pdn连接请求消息中的“切换”指示来执行接入过程(ts23.401[26]，5.3.2.1节)。然后，ue使用具有“切换”标志的ue发起的pdn连接建立过程来移动ue的所有其他pdu会话(ts23.401，[5.6.2]节)。

另外，可以进一步定义一种用于确定/指示rrc释放消息中的用于跳过tau过程的支持信息的方法。

图31是示出根据本发明的实施例的网络中的ue之间的互通方法的流程图。上述实施例可以以相同的方式应用于流程图，并且这里将省略多余的描述。

执行用于将ue的网络从5gc网络改变到epc网络的第一互通过程的步骤可以根据5gc和epc网络之间是否存在接口在以下两个实施例中实现。

如果在5gc和epc网络之间不存在接口(例如，n26)：

ue可以从5gc网络的amf接收第一指示(s3110)。在这种情况下，ue接收的第一指示可以对应于指示ue执行切换附着的明确指示或指示n26不存在的隐含指示。

接下来，ue可以基于第一指示在epc网络中执行切换附着过程(s3120)。为此，ue可以将切换附着请求消息发送到epc网络的mme。在这种情况下，ue可以将具有设置为“切换”的请求类型的pdn连接请求消息发送到epc的mme。

如果在5gc和epc网络之间存在接口(例如，n26)：

ue可以不从amf接收第一指示，并且在这种情况下，它可以在epc网络中执行tau过程。

可以通过切换附着过程或tau过程将在5gc中为ue创建的所有pdu会话传送到epc网络。具体地，通过tau过程，mme可以通过与amf的接口直接从amf接收ue的pdu会话。

此外，尽管未在流程图中示出，但是ue可以在移动到epc的同时将指示ue从5gc移动的先前接入信息发送到mme。

另外，ue移动到的epc可以具有从5gcguti映射的epc-guti。

如果在5gc和epc网络之间不存在接口且ue处于5gc连接模式，则ue可以与5gc的ngcran(或gnb)执行rrc释放，并驻留在与epc连接的小区中。

另外，在ue将网络改变为epc之后，ue可以执行第二互通过程以将网络从epc网络改变为5gc网络。此时，如果在5gc和epc网络之间不存在接口，则可以从epc网络的mme接收第二指示。此时第二指示还可以对应于执行切换连接的明确指示或者指示n26不存在的隐含指示。接下来，ue可以基于该指示在5gc网络中执行注册过程。此时注册过程可以对应于注册类型被设置为移动性注册更新的注册过程。可以通过注册过程将在epc中为ue创建的所有pdu会话转发到5gc网络。

ue可以将指示从epc移动的先前接入信息发送到amf。5gc可以具有从epc的guti映射的5gc-guti。

如果在5gc和epc网络之间不存在接口并且ue在epc中处于连接模式，则可以执行e-utran(例如，enbn)和epc的rrc释放。

可以应用本发明的装置

图32示出根据本发明的实施例的通信装置的框图。

参考图32，无线通信系统包括网络节点3210和多个ue(ue)3220。

网络节点3210包括处理器3211、存储器3212和通信模块3213。处理器3211实现先前提出的功能、过程和/或方法。有线/无线接口协议的层可以由处理器3211实现。存储器3212连接到处理器3211并存储用于驱动处理器3211的各种信息。通信模块3213连接到处理器3211以发送和/或接收有线/无线信号。网络节点3210的一些示例可以包括基站、mme、hss、sgw、pgw和应用服务器。具体地，当网络节点3210是基站时，通信模块3213可以包括用于发送/接收无线电信号的射频单元。

ue3220包括处理器3221、存储器3222和通信模块(或rf部分)。处理器3221实现先前提出的功能、过程和/或方法。无线接口协议的层可以由处理器3221实现。存储器3222连接到处理器3221并存储用于驱动处理器3221的各种信息。通信模块3223耦合到处理器3221以发送和/或接收无线信号。

存储器3212和3222可以位于处理器3211和3221的内部或外部，并且可以通过各种公知的手段耦合到处理器3211和3221。此外，网络节点3210(在基站的情况下)和/或ue3220可以具有单个天线或多个天线。

图33示出根据本发明的实施例的通信装置的框图。

具体地，图33是图32的ue的更详细的图。

参考图33，ue可以包括处理器(或数字信号处理器(dsp))3310、rf模块(或rf单元)3335、电源管理模块3305、天线3340、电池3355、显示器3315、键盘3320、存储器3330、用户识别模块(sim)卡3325(该元件是可选的)、扬声器3345和麦克风3350。ue还可以包括单个天线或多个天线。

处理器3310实现上面提出的功能、过程和/或方法。无线电接口协议的层可以由处理器3310实现。

存储器3330连接到处理器3310并存储与处理器3310的操作有关的信息。存储器3330可以位于处理器3310的内部或外部，并且可以通过公知的各种手段连接到处理器3310。

例如，用户通过按压(或触摸)键盘3320的按钮或通过使用麦克风3350的语音激活来输入诸如电话号码的命令信息。处理器3310处理适当的功能，诸如接收这样的命令信息或拨打电话号码，以便执行该功能。可以从sim卡3325或存储器3330提取操作数据。此外，处理器3310可以在显示器3315上显示命令信息或驱动信息，使得用户可以识别信息或者为了方便。

rf模块3335连接到处理器3310并发送和/或接收rf信号。处理器3310将命令信息传送到rf模块3335，以便例如发送形成语音通信数据的无线电信号以便发起通信。rf模块3335包括接收器和发送器，以便发送和接收无线电信号。天线3340用于发送和接收无线电信号。当rf模块3335接收无线电信号时，它传送用于处理器3310的处理的信号，并且可以将信号转换为基带。经处理的信号可通过扬声器3345转换为可听或可读信息。

在前述实施方案中，本发明的要素和特征已经以特定形式组合。除非另外明确描述，否则可以认为每个要素或特征是可选的。每个要素或特征可以以不与其他要素或特征组合的形式实现。此外，可以组合一些要素和/或特征以形成本发明的实施例。可以改变在本发明的实施例中描述的操作的顺序。实施例的一些要素或特性可以包括在另一实施例中，或者可以用另一实施例的相应要素或特征代替。显然，可以通过组合权利要求中没有明确引用关系的权利要求来构造实施例，或者可以在提交申请之后通过修改将其包括为新权利要求。

根据本发明的实施例可以通过各种手段来实现，例如，硬件、固件、软件或它们的组合。在通过硬件实现的情况下，可以使用一个或多个专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑设备(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现本发明的实施例。。

在通过固件或软件实现的情况下，本发明的实施例可以以用于执行上述功能或操作的模块、过程或功能的形式实现。软件代码可以存储在存储器中并由处理器驱动。存储器可以位于处理器内部或外部，并且可以通过各种已知手段与处理器交换数据。

在本说明书中，“a和/或b”可以解释为意味着“a和(或)b中的至少一个”。

对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的基本特征的情况下，本发明可以以其他特定形式具体化。因此，详细描述不应被解释为对所有方面的限制，而应被解释为说明性的。本发明的范围应通过对所附权利要求的合理分析来确定，并且在本发明的等同范围内的所有改变都包括在本发明的范围内。

工业实用性

在本发明的无线通信系统中，已经围绕应用于3gpplte/lte-a/nr(5g)系统的示例描述了用于报告或支持存在于地理区域中的ue的数量的方法，但是，也可以应用于除3gpplte/lte-a/nr(5g)系统之外的各种无线通信系统。