网络注册和网络切片选择系统和方法与流程

文档序号:18797367发布日期:2019-09-29 19:53
网络注册和网络切片选择系统和方法与流程

本申请涉及于2017年2月6日提交的、申请号为62/455,380的美国临时专利申请和于2017年3月17日提交的、申请号为62/472,739的美国临时专利申请,所述申请的全部内容通过引用并入本文。该专利申请还要求于2018年2月1日提交的、申请号为15886257、题为“网络注册和网络切片选择系统和方法”的美国专利申请的优先权,所述申请的全部内容也通过引用并入本文,如同全文再现。

技术领域

本申请涉及通信网络领域,尤其涉及用于将用户设备(User Equipment,UE)注册到由通信网络支持的网络切片的系统和方法。



背景技术:

通信网络(或简称为“网络”)是指通信耦合的设备的集合,其中该通信耦合的设备交互操作(interoperate)以促进各个的端点设备(例如,用户设备装置)之间的通信。为了清楚起见,术语“用户设备”(User Equipment,UE)在本文中用于表示被配置为根据预定协议经由固定线路连接或经由无线(radio)操作与网络通信的端点设备。所述UE包括各种连接设备,包括由第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,3GPP)定义的UE、移动设备(例如无线手持设备)和其他连接设备,包括机器对机器(Machine-to-Machine,M2M)设备(也称为机器型通信(Machine Type Communication,MTC)设备)。移动设备本身不需要是移动的,其是可以与网络通信的设备,而无论该端点设备是移动的或是静止的该网络都能够以相同的模式提供通信服务。网络可以包括,例如,与回程部分结合的无线接入部分和固定线路部分中的至少一个,其中,该无线接入部分通过无线接入直接与UE连接,该固定线路部分通过固定线路接入直接与UE连接,该回程部分将该网络中的不同网络设备连接在一起。所述网络还可以包括各种虚拟化组件,这将在本文中变得显而易见。这种网络的主要前瞻性示例是第五代(Fifth Generation,5G)网络。本申请涉及对3GPP规范#23.501,“5G系统的系统架构(System Architecture for the 5G System)”及其他工作的创造性改进和补充,3GPP规范#23.501,“5G系统的系统架构(System Architecture for the 5G System)”的内容通过引用并入本文。

已经提出用各种网络技术构建5G网络,所述各种网络技术允许该网络被重新配置以适应各种不同的需求。这些技术还可以允许该网络支持网络切片以创建不同的子网络,该子网络具有的适用于该子网络被设计以支持的业务的需求的特性。该网络可以包括若干计算硬件资源以及各种不同的网络连接选项,该多个计算硬件资源提供处理器和/或分配的处理元件、存储器(memory)和存储(storage)以支持在该网络上执行的功能,该各种不同的网络连接选项将该计算资源彼此连接,并使为移动设备提供服务成为可能。

服务通常对应于该网络上可用的指定数据通信的信源(source)或信宿(sink)。访问服务可能涉及连接到该网络的多个端点之间的通信。服务可以由网络运营商提供,或者可以由诸如商业、公用事业、政府或其他组织的网络客户提供。服务的示例包括但不限于:提供音频和/或视频内容以流式传输(stream)或下载至端点(例如,UE、存储器)和/或对来自端点(例如,UE)的数据的处理、UE到UE的消息服务、机器对机器通信(例如,公用设施仪表报告)、远程数据存储和/或远程计算服务。

网络切片通常对应于已被分配用于支持该网络上的至少一个特定服务的网络资源集。这样的网络资源可以包括基于云的通信、计算和存储资源,物理连接和通信资源,无线接入(wireless radio access)资源,例如频率、时间、码多址资源、电信资源、存储资源和计算资源。

寻求访问服务的UE可以寻求直接连接到该服务,或者在一些实施例中可以寻求连接到支持该服务的网络切片。将UE连接到服务和/或网络切片的过程从注册该UE的步骤开始。可以通过当前提供该UE和该网络之间的连接的无线接入节点(radio access node,(R)AN)来发起注册。

网络实体通常是指网络节点或网络节点的组合,所述网络节点或网络节点的组合可用于在该网络上提供指定的服务。网络实体包括物理组件,例如,处理器、分配的处理元件或其他计算硬件、计算机存储器、通信接口和其他支持计算的硬件。该网络实体可以使用专用物理组件,或者该网络实体可以被分配使用另一设备的物理组件,例如通用计算设备或数据中心的资源,在这种情况下,将该网络实体称为虚拟化。网络实体可以与多个物理组件相关联,该多个物理组件可以位于一个位置,或者可以分布在多个位置。

网络功能包括可由网络实体提供的服务,或者可以包括以某种方式配置以提供给定功能的物理组件,该给定功能可以根据数据输入和输出来描述。通常,网络实体可操作用于支持该网络上的一个或多个网络功能。在一些实施例中,该网络实体可以在该网络的多个物理位置上抽象化,例如通过在多个网络节点处执行,通过收集、处理、命令和/或行动以协作的方式操作来提供需要该网络实体的服务。

在提出的5G网络中,有意使运营商能够部署多个网络切片以支持不同的服务。因此,该网络运营商可以决定需要单个切片还是多个网络切片。例如,运营商可以在单个切片内支持服务类型A和B,或者它可以在切片1中提供服务类型A并且在切片2中提供服务类型B。

为了能够访问由该网络运行的服务,UE必须注册。为了保持该网络运营商的灵活性,可能希望提供一种注册过程,其能够支持多个不同的部署选项以适应不同的切片和服务提供(service offerings)。

因此,需要一种将UE注册到网络服务或网络切片的系统和方法,该系统和方法不受现有技术的一个或多个限制。

提供该背景信息是为了揭示申请人认为可能与本申请相关的信息。不意在允许也不应解释为任何前述信息解释为构成针对本申请的现有技术。



技术实现要素:

在一种实现中,提供了一种用于注册用户设备(UE)以连接到网络上可用的服务的方法。所述方法可以包括:接收来自所述UE的注册请求;基于所述注册请求选择所述网络的接入及移动性功能(AMF);将该注册请求发送给选择的AMF;接收来自所述选择的AMF的注册响应;以及,将所接收的注册响应发送给所述UE。

因此,本发明的一方面提供了一种网络的接入及移动性管理(AMF)中的方法,所述方法包括:所述AMF接收关于UE连接到所述接入节点的NAS注册请求;至少部分地响应于所述注册请求:在所述网络中注册所述UE;以及,根据所述注册请求中的信息,为所述UE建立PDU会话;以及,所述AMF向所述UE发送注册响应。

本发明的另一方面提供了一种网络的接入节点中的方法,所述方法包括:所述接入节点从所述接入节点连接的UE接收RRC消息,所述RRC消息中包含注册请求;至少部分地响应于所述注册请求:基于所接收的注册请求中的信息,选择接入及移动性功能(AMF);以及,随后将对应的NAS注册请求转发给选择的AMF,所述NAS注册请求包括与所述UE有关的PDU会话请求信息。

本发明的再一方面提供了一种UE,包括:至少一个处理器;以及存储软件指令的非暂时性计算机可读存储介质,所述软件指令用于控制所述至少一个处理器以:生成包含注册请求的RRC消息,所述注册请求用于注册所述UE以连接到网络上的可用服务,所述注册请求还包括PDU会话请求信息;向所述网络的接入点发送所述RRC消息;以及,随后接收来自所述网络的AMF的注册确认。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述,其他特征和优点将变得显而易见,其中:

图1为示出了注册过程的实施例的信令图。

图2为示出了AMF和SMF选择的实施例的信令图。

图3为注册信令的实施例的信号流程图。

图4为AMF配置的实施例的框图。

图5为AMF配置的实施例的框图。

图6A为示出了注册过程的实施例的信令图。

图6B为示出了注册过程的实施例的信令图。

图7为示出了具有AMF重定位的UE注册的实施例的信令图。

图8为计算系统的实施例的框图。

应注意,在所有附图中,相同的特征由相同的附图标记标识。

具体实施方式

在实现中,该申请描述了当使用网络切片选择辅助信息(Network Slice Selection Assistance Information,NSSAI)时使用的注册过程。该注册过程包括接入及移动性功能(Access and Mobility Function,AMF)选择过程和会话管理功能(Session Management Function,SMF)选择过程。本发明提供了执行该注册过程所需的信息细节。描述了无线资源控制(Radio Resource Control,RRC)和非接入层(Non-Access Stratum,NAS)请求和响应消息的内容。

期望任何网络切片配置系统提供足够的灵活性来配置网络切片,以支持各种特定服务。但是,在某些实现中,部署的配置满足以下约束可能很有用:

·UE应该能够使用单个AMF连接(attach)到多个网络切片

·AMF可以对网络切片集是通用的

·在一些实现中,切片特定功能(例如,SMF和UPF)不应被共享,而是每个切片特定功能专用于特定切片。

·由SST/SD描述的每个网络切片应仅与单个网络切片组相关联。

鉴于上述约束,可以配置网络切片组(Network Slice Group,NSG),其中每个组与其他组隔离。在一些实现中,可以由归属公共陆地移动网络(Home Public Land Mobile Network,HPLMN)在UE中配置NSG标识符(NSG identifier,NSGI)。UE可以在初始注册过程期间在RRC消息中提供配置的NSGI。gNB可以使用RRC中的NSGI来为UE选择AMF或AMF池。所选择的AMF可以基于NAS中的NSSAI来选择SMF。

所选择的AMF向UE提供临时ID(Temp ID)。Temp ID可用于后续的注册请求。Temp ID可以标识AMF池,其中AMF池内的任何AMF可以用于为UE服务。

为了最小化执行初始注册过程以及其后续的协议数据单元(Protocol Data Unit,PDU)会话建立的整体信令,在一些实施例中,可以采用组合的注册/PDU建立方法,其中PDU建立请求可以与注册过程相结合。例如,对于被设置为在注册过程之后立即创建默认PDU会话的UE来说,这些实施例可能是有用的。作为另一示例,将PDU建立请求与注册过程相结合可以是一种提供始终联网(always-on)能力的便利方式(例如,具有始终联网的互联网接入的eMBB)。组合的注册/PDU建立方法减少了执行注册和PDU会话建立过程的总时间,并可以减少必要的空中信令(signalling over the air)与核心网中的信令。

·该系统和方法的实施例提供了一些优点,包括:

·AN(即gNB)不必了解部署的网络切片配置。

·因为只有当网络切片配置发生更改时才更新网络存储功能(Network Repository Function,NRF),因此简化了网络切片的网络管理。

·在初始注册过程期间,UE可以为所请求的每个服务/切片类型指定要建立的一个或多个PDU会话。

在一种实现中,提供了一种注册系统和方法。尽管当连接到接入节点(Access Node,AN)时,UE不知道运营商使用的网络切片配置,但是UE可以在注册请求中指示自己能够(支持的)服务/切片类型(service/slice type,SST)以及服务区别(service differentiator,SD)。AN使用UE在RRC消息中提供的信息来确定为UE选择哪个AMF。

在初始附着过程中,UE最初可能不需要配置的所有支持的服务类型。在这种情况下,UE可以通过在注册请求中指示所请求的SST/SD来指定最初需要哪些服务类型。

UE还可以请求为每个SST/SD建立多个PDU会话。PDU会话建立信息包括在注册请求中。PDU会话信息包括相应的SST/SD的域网络名称(Domain Network Name,DNN)。

AMF使用所请求的SST/SD来选择适当的SMF,并向所选择的SMF发送PDU会话建立请求,以建立与所指示的DNN的PDU会话。

注册过程用于将UE附着到包含一个或多个网络切片的5G核心网。UE可以同时从多个网络切片获得服务。

在注册过程期间,UE发送注册请求,该注册请求包括网络切片选择辅助信息(NSSAI)。NSSAI指定UE请求的切片/服务类型。注册请求可以可选地包含UE请求的每个服务/切片类型的PDU会话建立请求信息。在一些实施例中,PDU会话信息可以包括参数,该参数用于指示在初始注册过程期间应该为相关的切片建立默认的PDU会话。

在NAS消息中发送NSSAI。如果分配了Temp ID,则在无限资源控制(RRC)消息包括Temp ID。否则,对于初始注册,RRC消息包括订户ID。RRC消息还可包括可以帮助RAN选择用于初始注册的AMF的附加信息。该附加信息可以包括,例如,预先配置的AMF类型或预先配置的网络切片组ID(Network Slice Group ID,NSGI),其可以是标准化值或PLMN特定值。

还可以由HPLMN为UE配置网络切片组指示符(Network Slice Group Indicator,NSGI)。在初始注册过程期间,这被(R)AN用来选择用于服务UE的AMF或AMF池。一旦为UE选择了服务AMF,该服务AMF为UE分配Temp ID。Temp ID被UE用于进行后续的注册请求。

NAS消息中包含的NSSAI可以包括:

·S-NSSAI(可以包括多个S-NSSAI,即每个切片/服务类型请求一个S-NSSAI)

·切片/服务类型(SST)

·服务区别(SD)

在一个实施例中,S-NSSAI还可以包括PDU会话建立参数,其指示应该在初始注册过程期间为UE建立默认PDU会话。或者,默认PDU会话建立指示符可以是参数。

在一些实施例中,RRC中的NSSAI是NSGI,NAS中的NSSAI可以被称为配置的(Configured)或接受的(Accepted)S-NSSAI集。

参考图1,其示出了注册过程的实施例。在步骤100中,UE 10向服务(R)AN 20发送注册请求。注册请求包括NAS消息中的NSSAI、UE的永久ID或临时ID(Temp ID)、安全参数。在步骤105中,(R)AN 20基于RRC消息中的信息选择AMF,该信息可以包括Temp ID或网络切片分组ID(NSGI)。在步骤110中,(R)AN 20节点将请求转发给对应于该Temp ID的新AMF 30。如果RRC中不包括Temp ID且没有NSGI,或者没有有效的Temp ID,则(R)AN 20将请求转发给默认的AMF。

在可选步骤115中,新AMF 30向旧AMF 40发送请求以获得UE的信息(UE的永久ID和MM上下文)。在可选步骤120中,假如来自步骤100的注册请求不包括UE的永久ID,或者在步骤115中旧AMF 40未提供UE的Temp ID,则新AMF 30向UE 10发送身份请求(Identity Request)。在可选步骤125中,UE 10向AMF发送身份响应,其包括UE的永久ID。在步骤130中,新AMF 30发起认证/安全过程。在可选步骤135中,如果来自步骤100的注册请求不包括ME身份,或者在步骤115中旧AMF 40未提供ME身份,则新AMF 30向UE10发送身份请求。在步骤140中,新AMF 30利用设备标识寄存器(Equipment Identity Register,EIR)80执行ME身份检查。在步骤150中,执行位置更新过程。在步骤155中,新AMF 30基于包含在NAS消息中的S-NSSAI为UE 10选择SMF 50。在步骤160中,新AMF 30基于S-NSSAI向所选择的SMF 50发送PDU会话请求。PDU会话建立请求可以由UE生成并包括在NAS请求中,或者可以基于UE在NAS请求中提供的参数由默认的或服务的AMF生成。或者,如果UE在RRC消息中提供会话相关参数,则gNB可以生成PDU会话建立请求。在另一个实施例中,UE可以为指定的S-NSSAI提供PDU会话建立指示符,以指示在初始注册过程期间应该建立默认PDU会话。PDU会话参数可以由UE提供,或者可以通过订户信息(即,UDM)获得。PDU会话相关参数包括SST/SD或SMF ID和DNN。在可选步骤165中,所选择的SMF 50建立PDU会话并向新AMF 30发送PDU会话响应。在步骤170中,新AMF 30向UE 10发送注册响应。注册响应包括RRC响应,该RRC响应包括NAS响应。NAS响应包括在步骤165中建立的每个PDU会话的接受的NSSAI(Accepted NSSAI,A-NSSAI)、所选择的SM ID以及,可选的,PDU会话响应。RRC响应包括与所选择的AMF相对应的UE的Temp ID。

gNB使用RRC消息中的Temp ID或NSGI以在随后的注册请求中为UE选择适当的AMF。如果没有有效的Temp ID或NSGI,则gNB将请求转发给默认AMF。每个gNB有一个默认AMF。

对于默认AMF有两个选项:

·第一,默认AMF仅负责选择适当的AMF并将请求转发给所选的AMF。它是一个分离的功能,不是任何切片的一部分。它具有与其他AMF的接口。为了确保切片的分离(isolation),它不具有与SMF的接口。

·第二,默认AMF可以是服务AMF,其也执行AMF选择过程。

默认AMF基于UE的NSSAI中包括的S-NSSAI选择服务AMF。默认AMF查询网络存储功能(NRF),NRF根据提供的S-NSSAI和包含在统一数据管理(Unified Data Management,UDM)功能中的UE的订阅信息以及包括在该NRF中的网络切片配置信息确定对UE合适的AMF。一旦默认AMF选择了合适的服务AMF,NAS请求消息就被直接转发给所选择的AMF,而不是将NAS请求消息重发送给gNB。

所选择的AMF发起认证/授权过程,并使用S-NSSAI以确定为UE选择哪些SMF。AMF使用PDU会话信息(即,针对所指示的SST/SD和DNN的PDU会话建立请求)来确定将哪些PDU会话建立请求发送给所选择的SMF。或者,AMF将UE在初始注册过程中提供的PDU会话建立指示符转发给适当的SFM。SMF基于UE和/或UDM提供的默认PDU会话信息为UE建立默认PDU会话。

所选择的SMF建立PDU会话,并向AMF发送PDU会话响应。AMF将PDU会话建立响应包括在在注册响应中,与接受的NASSI(A-NSSAI)一起被发送给UE。注册响应包含标识所选AMF的Temp ID和A-NSSAI,该注册响应包括对UE可用的所有服务。如果UE从网络取消注册并需要重新注册,则UE发送注册请求,该注册请求中包括RRC中的Temp ID和/或NAS中的A-NSSAI。

参考图2,呈现了示出AMF和SMF选择的实施例的信令图。在步骤200中,UE将注册请求(NSSAI)发送给gNB。在步骤205中,gNB基于UE在RRC中提供的Temp ID或NSGI来选择适当的AMF。

如果Temp ID和NSGI都不可用,则gNB可以使用如过程210所示的默认信息来处理注册请求。在步骤212中,gNB将注册请求发送给默认AMF。在步骤214中,默认AMF识别和/或选择合适的AMF。在步骤216中,默认AMF将注册请求发送给所选择的AMF。如果Temp ID或NSGI可用,则gNB可以如过程220所示的处理注册请求。在步骤222中,gNB将注册请求直接发送给所选择的AMF。所发送的注册请求可以包括UE提供的Temp ID或NSGI。

在任一种情况下,在步骤225中,所选择的AMF选择SMF。在步骤230中,所选择的AMF向gNB发送注册响应。注册响应可以包括Temp ID和A-NSSAI。如果为UE建立了默认PDU会话,则注册响应还可以包括PDU会话响应。在步骤235中,由gNB将注册响应转发给UE。

AMF基于C-NSSAI或A-NSSAI中包含的S-NSSAI选择SMF。如果AMF无法确定适当的SMF,则可以查询NRF。

NRF包括确定适当的AMF和SMF所需的网络功能及切片相关信息。NRF用于确定哪些切片被实例化(instantiated)且可用于AMF。每当创建或修改新的网络切片时,管理平面对NRF进行配置和更新。如果在NAS消息中有所请求,则所选择的SMF还可以建立PDU会话。PDU会话请求可包括用于相应的SST/SD的DNN以及业务和会话连续性(Session and Service Continuity,SSC)模式。

如果UE未指定PDU会话建立信息,则在针对所指示的服务类型(例如S-NSSAI)的注册过程期间不建立PDU会话。UE可以在注册过程之后请求PDU会话。或者,可以基于UDM中的信息为UE建立默认PDU会话。

如果UE未指定S-NSSAI,则向UE分配用于UE的默认网络切片,该默认网络切片从订阅信息获得。还可以为UE建立默认PDU会话。

在RRC消息和NAS消息中发送NSSAI。RRC消息中的NSSAI是Temp ID或NSGI。NAS消息中的NSSAI是S-NSSAI的集合。如果NSSAI是C-NSSAI,则S-NSSAI是配置的S-NSSAI。另外,如果NSSAI是A-NSSAI,那么S-NSSAI是接受的S-NSSAI。

图3示出了RRC和NAS消息中的NSSAI的内容。UE在NAS请求305中发送C-NSSAI,而在RRC请求310中发送Temp ID或NSGI。对于初始附着,UE不提供Temp ID(即,Temp ID为空(null),它可以提供NSGI或订户ID)。NAS信息包括S-NSSAI的集合,其中每个包含SST/SD。注册消息可以可选地包括针对每个S-NSSAI的指定DNN的多个PDU会话请求。或者,该消息可以包括用于生成PDU会话建立请求的参数。在另一个实施例中,UE可以提供默认PDU会话建立指示符以指示应该为指定的或关联的S-NSSAI建立默认PDU会话。

gNB基于RRC请求消息中包括的Temp ID或NSGI来选择AMF。如果没有Temp ID且没有NSGI,或者没有有效的Temp ID,则gNB将N2请求315发送给默认AMF,其选择服务AMF。AMF向gNB返回N2响应320。RRC响应消息325包括所选AMF的Temp ID。

服务AMF从包含S-NSSAI的NAS请求消息305中的信息中选择SMF。服务AMF利用UDM验证UE订阅信息。选择的SMF数量可以少于S-NSSAI的数量,这取决于网络切片配置。

(如果PDU会话请求包括在NAS请求消息中,或者如果PDU会话请求是由AMF基于UE提供的PDU会话参数生成的)AMF将PDU会话请求发送给所选择的SMF。或者,AMF将默认PDU会话建立指示符发送给所选择的SMF,以指示应该建立默认PDU会话。(包含A-NSSAI的)来自AMF的NAS响应330包括UE可用的所有SST/SD。AMF还可以将所选SMF的地址或ID和PDU会话响应一起发送。AMF仅为UE请求的SST/SD选择SMF。AMF可以查询NRF以确定为UE选择哪个(哪些)SMF。每当修改网络切片配置时,网络管理系统用网络切片配置信息更新NRF。

在实施例中,默认AMF可以是以下之一:

·仅执行AMF选择功能的独立AMF。它是一个分离的功能,不是任何切片的一部分。它具有与其他AMF的接口。为了确保切片的分离,它不具有与SMF的接口。

·服务AMF,也执行AMF选择功能。

图4示出了情况1:服务类型A、B和C位于不同的切片上。

图5示出了情况2:服务类型A和B位于同一个切片上。服务C位于独立于A和B的切片上。

对于上述情况1和情况2,UDM、RRC请求、NAS请求、RRC响应、NAS响应消息的内容如下所示:

对于后续请求,UE在RRC中包括了所分配的Temp ID。

如果没有有效的Temp ID且没有NSGI,则gNB将注册消息转发给默认AMF。否则,gNB将请求转发给具有相关Temp ID的AMF。

在替换实施例中,默认AMF,而非所选择的AMF,可以执行认证/授权过程。

在替换实施例中,除了所选择的AMF之外,默认AMF还可以执行认证/授权过程。在一些实施例中,认证/授权过程可以在两个AMF之间分开。

在一实施例中,无线网络节点((R)AN)仅基于Temp ID或NSGI来选择接入及移动性功能(AMF)。如果没有Temp ID且没有NSGI,或者没有有效的Temp ID,则(R)AN将注册请求转发给默认AMF,默认AMF执行AMF选择。AMF选择过程使用网络切片选择辅助信息(NSSAI)和订阅信息。

在注册过程期间执行SMF选择过程。AMF基于单个-NSSAI(S-NSSAI)和订阅信息中包括的UE的默认配置信息来选择SMF。

PDU会话建立请求可以附加(piggyback)在注册请求上。UE可以为NSSAI中指定的每个S-NSSAI指定要建立的多个PDU会话。在一个实施例中,注册请求可以包括用于指定的S-NSSAI的默认PDU会话建立指示符。

UE需要向网络注册以被授权接收服务,以实现移动性跟踪并实现可达性(reachability)。例如,当UE需要最初注册到5G系统时,当UE在空闲模式下改变到新的跟踪区域(Tracking Area,TA)时的移动性过程,以及当UE(由于预定的非活跃时间段)执行周期性更新时等,使用注册程序。

在初始注册期间,从UE获得永久设备标识符(Permanent Equipment Identifier,PEI)。AMF运营商可以使用设备标识寄存器(EIR)检查PEI。AMF将PEI(例如,国际移动台设备识别码和软件版本-IMEISV)传递给统一数据管理(UDM)、SMF和策略控制功能(Policy Control Function,PCF)。

参考图6A,其呈现了注册过程的实施例。

在步骤600中,UE向(R)AN发送注册请求:接入节点(Access Node,AN)消息(AN参数、注册请求(注册类型、订户永久标识符或临时用户ID或NSGI、安全参数、NSSAI、UE 5GCN能力、PDU会话状态))。可以将一个或多个PDU会话建立请求消息(S-NSSAI、域网络名称(DNN)、PDU会话ID、会话管理(Session Management,SM)信息)附加到注册请求上,或者可以将一个或多个默认PDU会话建立指示符包括在注册请求中。

在5G-RAN的情况下,AN参数包括,例如,SUPI或临时用户ID或NSGI、所选网络和NSSAI。

注册类型指示UE是否想要执行“初始注册”(即,UE处于非注册状态)、“移动性注册”(即,UE处于注册状态并且由于移动性而发起注册)、或者“周期性注册”(即,UE处于注册状态并且由于周期性更新定时器到期而发起注册)。如果包括临时用户ID,则临时用户ID指示最近的服务AMF(last serving AMF)。安全性参数用于认证和完整性保护。NSSAI指示网络切片选择辅助信息(如TS 23.501[2]的第5.15节中所定义)。PDU会话状态指示UE中的可用PDU会话。

在步骤605中,执行AMF选择。如果包括SUPI或临时用户ID未指示有效的AMF且没有NSGI,则(R)AN将注册请求转发给默认AMF。默认AMF负责为UE选择合适的AMF。如果在RRC请求中提供了附加信息,则(R)AN可以选择AMF。

在步骤610中,(R)AN向所选择的(“新”)AMF发送注册请求:N2消息(N2参数、注册请求(注册类型、永久用户ID或临时用户ID或NSGI、安全参数、NSSAI))。

当使用5G-RAN时,N2参数包括位置信息、小区标识和与UE驻留的小区相关的RAT类型。

在步骤612,可以从新AMF向旧AMF发送信息请求:用于完成注册请求的信息请求。

如果UE的临时用户ID被包括在注册请求中并且服务AMF自上次注册以来已经改变,则新AMF可以向旧AMF发送信息请求,其中包括完整注册请求IE,以请求UE的SUPI和MM上下文。

在步骤614中,响应于信息请求612,旧AMF可以将信息响应(SUPI、MM上下文、SMF信息)返回给新AMF。旧AMF以包括UE的SUPI和MM上下文的信息响应对新AMF的进行响应。如果旧AMF持有关于活动PDU会话的信息,则旧AMF可以包括SMF信息,该SMF信息包括SMF标识和PDU会话标识。

在步骤616中,AMF可以向UE发送身份请求。如果UE未提供SUPI,且未从旧AMF处检索(retrieve)到SUPI,则通过AMF向UE发送身份请求消息发起身份请求过程。响应于接收到身份请求,UE在步骤618返回包括SUPI的身份响应。

在步骤620中,AMF可以决定调用AUSF。在这种情况下,AMF应根据SUPI选择AUSF。

在步骤622中,AUSF应发起UE认证和NAS安全功能。执行认证和安全性。例如,由于网络切片,包括AMF重定位的过程可以在步骤622之后发生。

如果AMF已经改变,则在步骤624中,新AMF向旧AMF发送确认UE的MM上下文的传送的信息确认消息。

如果认证/安全过程失败,那么注册应被拒绝,新AMF向旧AMF发送拒绝指示。旧AMF继续工作,如同从未收到过信息请求一样。

如果PEI未被UE提供,也未从旧AMF检索到PEI,那么在步骤626中,通过AMF向UE发送身份请求消息来发起身份请求过程,以检索PEI。

在可选步骤628中,AMF使用EIR发起ME身份检查。

如果要执行更新位置过程步骤632,则在步骤630中,AMF基于SUPI选择UDM。

如果自上次注册以来AMF已经改变,或者如果AMF中没有针对UE的有效订阅上下文,或者如果UE提供的SUPI不涉及AMF中有效的上下文,则在步骤632中AMF发起更新位置过程。这将包括UDM向就AMF发起取消位置(Cancel Location),如果存在的话。旧AMF移除MM上下文并通知所有可能关联的SMF,新AMF在从UDM获得AMF相关订阅数据之后为UE创建MM上下文。在一些实施例中,PEI在更新位置过程被提供给UDM。

在步骤634中,基于SUPI,AMF可以选择PCF。

在步骤636中,AMF可以向PCF发送UE上下文建立请求,请求PCF为UE应用运营商策略。基于UE上下文建立请求,在步骤638,PCF向新AMF返回确认UE上下文建立请求消息的UE上下文建立确认消息。

如果AMF改变,则在步骤640中,新AMF使用N11请求向每个SMF通知服务UE的新AMF。

AMF利用可用的SMF信息验证来自UE的PDU会话状态。如果AMF已经改变,则已从旧AMF接收到可用的SMF信息。AMF请求SMF释放与UE中不活动的PDU会话相关的任何网络资源。

基于N11请求,在步骤642中,SMF将N11响应发送给新AMF。SMF可以决定触发,例如,UPF重定位。

如果旧AMF先前请求在PCF中建立UE上下文,则在步骤644中,旧AMF发送UE上下文终止请求以终止PCF中的UE上下文。在步骤646,PCF通过向旧AMF发送UE上下文终止确认消息来进行响应。

在步骤650中,新AMF可以基于S-NSSAI和UDM中的UE订阅信息来选择SMF。

如果PDU会话建立请求消息(S-NSSAI、DNN、PDU会话ID、SM信息)被附加到注册请求上,则在步骤652中,新AMF使用PDU会话建立过程将PDU会话建立请求转发给所选择的SMF。或者,用于指定的S-NSSAI的默认PDU会话建立指示符可以被包括在注册请求中。新AMF将默认PDU会话建立转发给所选择的SMF。

在步骤655,AMF向UE发送注册接受消息(临时用户ID、注册区域.移动性限制、PDU会话状态、NSSAI、周期性注册更新定时器),指示注册已被接受。如果AMF分配新的临时用户ID,则临时用户ID被包括在内。在移动性限制适用于UE的情况下,则移动性限制被包括在内。AMF指示为指定的S-NSSAI选择的新SMF。AMF向UE指示PDU会话状态。如果PDU会话建立请求被附加到注册请求上,或者如果默认PDU建立指示符被包括在注册请求中且被发送给SMF,那么在响应消息中包括PDU会话建立响应。UE移除与在接收的PDU会话状态中未标记为活动的PDU会话相关的任何内部资源。如果PDU会话状态信息在注册请求中,则AMF应向UE指示PDU会话状态。NSSAI包括接受的S-NSSAI。接受的S-NSSAI表示可用于UE的SST/SD,用于后续注册请求。或者,AMF可以基于PDU会话参数或UE在注册请求中提供的默认PDU会话建立指示符来生成PDU会话响应。

在步骤660中,UE向AMF发送注册完成消息,以确认是否分配了新的临时用户ID。

参考图6B,其呈现了注册过程的实施例。

在步骤600中,UE向(R)AN发送注册请求:接入点(AN)消息(AN参数、注册请求(注册类型、订户永久标识符或临时用户ID或NSGI、安全参数、NSSAI、UE 5GCN能力、PDU会话状态))。可以将一个或多个PDU会话建立请求消息(S-NSSAI、域网络名称(DNN)、PDU会话ID、会话管理(SM)信息)附加到注册请求上,或者可以将一个或多个默认PDU会话建立指示符包括在注册请求中。

在5G-RAN的情况下,AN参数包括,例如,SUPI或临时用户ID或NSGI、所选网络和NSSAI。

注册类型指示UE是否想要执行“初始注册”(即,UE处于非注册状态)、“移动性注册”(即,UE处于注册状态并且由于移动性而发起注册)、或者“周期性注册”(即,UE处于注册状态并且由于周期性更新定时器到期而发起注册)。如果包括临时用户ID,则临时用户ID指示最近的服务AMF。安全性参数用于认证和完整性保护。NSSAI表示网络切片选择辅助信息(如TS 23.501[2]的第5.15节中所定义)。PDU会话状态指示UE中的可用PDU会话。

在步骤605中,如果在R(AN)上可获得NSGI,则R(AN)基于NSGI选择AMF。如果包括SUPI或临时用户ID未指示有效的AMF,并且没有NSGI,则(R)AN将注册请求转发给默认AMF。默认AMF负责为UE选择合适的AMF。如果在RRC请求中提供了附加信息,则(R)AN可以选择AMF。

在步骤610中,(R)AN向所选择的(“新”)AMF发送注册请求:N2消息(N2参数、注册请求(注册类型、永久用户ID或临时用户ID或NSGI、安全参数、NSSAI))。

当使用5G-RAN时,N2参数包括位置信息、小区标识和与UE驻留的小区相关的RAT类型。

在步骤612,可以从新AMF向旧AMF发送信息请求:用于完成注册请求的信息请求。

如果UE的临时用户ID被包括在注册请求中并且服务AMF自上次注册以来已经改变,则新AMF可以向旧AMF发送信息请求,其中包括完整注册请求IE,以请求UE的SUPI和MM上下文。

在步骤614中,响应于信息请求612,旧AMF可以将信息响应(SUPI、MM上下文、SMF信息)返回给新AMF。旧AMF以包括UE的SUPI和MM上下文的信息响应对新AMF的进行响应。如果旧AMF持有关于活动PDU会话的信息,则旧AMF可以包括SMF信息,该SMF信息包括SMF标识和PDU会话标识。

在步骤616中,AMF可以向UE发送身份请求。如果UE未提供SUPI,且未从旧AMF检索(retrieve)到SUPI,则通过AMF向UE发送身份请求消息来发起身份请求过程。响应于接收到身份请求,UE在步骤618返回包括SUPI的身份响应。

在步骤620中,AMF可以决定调用AUSF。在这种情况下,AMF应根据SUPI选择AUSF。

在步骤622中,AUSF或新AMF应发起UE认证和NAS安全功能。执行认证和安全性。例如,由于网络切片,包括AMF重定位的过程可以在步骤622之后发生。在一些实现中,AUSF可以发起认证。在一些实现中,新AMF发起认证。

如果AMF已经改变,则在步骤624中,新AMF向旧AMF发送确认UE的MM上下文的传送的信息确认消息。

如果认证/安全过程失败,那么注册应被拒绝,新AMF向旧AMF发送拒绝指示。旧AMF继续工作,如同从未收到过信息请求一样。

如果UE未提供PEI,也未从旧AMF检索到PEI,那么在步骤626中,通过AMF向UE发送身份请求消息来发起身份请求过程,以检索PEI。

在可选步骤628中,AMF使用EIR发起ME身份检查。

如果要执行更新位置过程步骤632,则在步骤630中,AMF基于SUPI选择UDM。

如果自上次注册以来AMF已经改变,或者如果AMF中没有针对UE的有效订阅上下文,或者如果UE提供的SUPI不涉及AMF中有效的上下文,则在步骤632中AMF发起更新位置过程。这将包括UDM向就AMF发起取消位置,如果存在的话。旧AMF移除MM上下文并通知所有可能关联的SMF,新AMF在从UDM获得AMF相关订阅数据之后为UE创建MM上下文。在一些实施例中,PEI在更新位置过程被提供给UDM。在一些实现中,UDM和PCF之间的交互包括移动性限制相关的信息(如果有的话)。

在步骤634中,基于SUPI,AMF可以选择PCF。在一些实现中,永久用户ID被用于PCF选择。

在步骤636中,AMF可以向PCF发送UE上下文建立请求,请求PCF为UE应用运营商策略。基于UE上下文建立请求,在步骤638,PCF向新AMF返回确认UE上下文建立请求消息的UE上下文建立确认消息。

如果AMF改变,则在步骤640中,新AMF使用N11请求向每个SMF通知服务UE的新AMF。

AMF利用可用的SMF信息验证来自UE的PDU会话状态。如果AMF已经改变,则已从旧AMF接收到可用的SMF信息。AMF请求SMF释放与UE中不活动的PDU会话相关的任何网络资源。在一些实现中,AMF执行PDU会话状态逻辑(logic)。在一些实现中,每个SMF执行PDU会话状态逻辑。

UE可以在初始注册过程的注册请求中包括PDU会话信息,以指示应该为指定的S-NSSAI建立默认PDU会话。PDU会话信息应该标识用于默认PDU会话的网络切片(例如,S-NSSAI)。AMF将请求转发给所选择的SMF。SMF可以从UDM获得附加的PDU会话信息(例如,DNN、业务和会话连续性(SSC)模式),以触发PDU会话建立过程。在一些实现中,如TS 23.501的4.3.2.2.1(步骤4-8)中所定义的那样执行PDU会话建立过程(通过引用并入本文)。

基于N11请求,在步骤642中,SMF将N11响应发送给新AMF。SMF可以决定触发,例如,UPF重定位。

如果旧AMF先前请求在PCF中建立UE上下文,则在步骤644中,旧AMF发送UE上下文终止请求以终止PCF中的UE上下文。在步骤646,PCF通过向旧AMF发送UE上下文终止确认消息来进行响应。如果UE所指示的注册类型是周期性注册更新,则可省略步骤644和646。

在步骤655,AMF向UE发送注册接受消息(临时用户ID、注册区域.移动性限制、PDU会话状态、NSSAI、周期性注册更新定时器),指示注册已被接受。如果AMF分配新的临时用户ID,则临时用户ID被包括在内。在移动性限制适用于UE的情况下,则移动性限制被包括在内。AMF指示为指定的S-NSSAI选择的新SMF。AMF向UE指示PDU会话状态。在PDU会话建立请求被附加到注册请求上的实现中,或者如果默认PDU建立指示符被包括在注册请求中且被发送给SMF,那么在响应消息中包括PDU会话建立响应。

UE移除与在接收的PDU会话状态中未标记为活动的PDU会话相关的任何内部资源。如果PDU会话状态信息在注册请求中,则AMF应向UE指示PDU会话状态。NSSAI包括接受的S-NSSAI。接受的S-NSSAI表示可用于UE的SST/SD,用于后续注册请求。或者,AMF可以基于PDU会话参数或UE在注册请求中提供的默认PDU会话建立指示符来生成PDU会话响应。

在步骤640中执行PDU会话建立的实现中,在步骤655中,新AMF可以将N2PDU会话请求消息包括在发送的注册接受消息中。在这些实现中,在步骤656中,接收注册接受可以触发UE与R(AN)之间的AN特定的信令交换(3GPP RAN情况下为RRC连接重新配置),以为UE建立必要的AN资源。在一些实现中,NSSAI可以由新AMF提供给(R)AN。

如果PDU会话建立请求消息(S-NSSAI、DNN、PDU会话ID、SM信息)被附加到注册请求上,则在步骤658中,新AMF使用PDU会话建立过程将PDU会话建立请求转发给所选择的SMF。或者,用于指定的S-NSSAI的默认PDU会话建立指示符可以被包括在注册请求中。新AMF将默认PDU会话建立转发给所选择的SMF。

在步骤660,UE向AMF发送注册完成消息,以确认是否分配了新的临时用户ID。

参考图7,其呈现了具有AMF重定位的注册过程的实施例。当AMF接收到注册请求时,AMF可能需要将注册请求重新路由到另一个AMF,例如,由于使用了网络切片并且初始AMF不是适于服务UE的合适AMF。具有AMF重定位的注册过程用于在注册过程中将UE的NAS消息重新路由到目标AMF。

初始(第一)AMF和目标(第二)AMF在NRF注册其能力。

在步骤705中,(R)AN将初始UE消息发送给第一AMF。初始UE消息携带NAS注册消息(图6)。如果没有有效的Temp ID且没有NSGI,则第一AMF为默认AMF。否则,第一AMF是合适的服务目标AMF。

在步骤710中,如果默认AMF不是合适的目标AMF,则默认AMF决定将NAS消息重新路由到另一个AMF。默认AMF向NRF发送包括NSSAI的NF发现请求(discovery request),以找到具有为UE服务的所需能力的适当的目标AMF。

在步骤715中,基于关于注册的NF和所需能力的信息,选择目标AMF,NRF发送标识目标AMF的NF发现响应。

如果基于NSSAI、本地策略和订阅信息,初始AMF确定直接将NAS消息转发给目标AMF,则在过程720中,初始AMF在步骤722中向目标AMF发送重路由NAS消息(Reroute NAS message)。重路由NAS消息包括关于(R)AN的N2终止点和在步骤705携带的NAS消息的信息。如果使用了网络切片并且初始AMF在步骤705更新了NSSAI,则将更新的NSSAI包括在重定向NAS消息中,并略过过程725。

如果基于本地策略和订阅信息,初始AMF确定经由(R)AN将NAS消息转发给目标AMF,则在过程725中,初始AMF在步骤727将重路由NAS消息发送给(R)AN。重路由NAS消息包括关于目标AMF的信息以及在步骤705携带的NAS消息的信息。如果使用了网络切片并且初始AMF在步骤705更新了NSSAI,则将更新的NSSAI包括在重定向NAS消息中。在步骤729中,基于重路由NAS消息,(R)AN将初始UE消息发送给目标AMF。

在接收到在过程720或725发送的第一NAS消息后,在步骤735中,目标AMF向(R)AN发送初始UE上下文建立请求,其包括关于目标AMF的N2终止点的信息和由目标AMF分配的新Temp ID。

在步骤740中,(R)AN将初始UE上下文响应发送给目标AMF。

图8是可用于实现本文公开的设备和方法的计算系统800的实施例的框图。特别地,网络节点可以各自包括一个或多个计算系统800。上述网络功能可以通过在一个或多个计算系统800上执行来实例化。在一些实施例中,网络功能可以跨越多个地理位置、跨多个计算系统800实例化。上述UE可以包括适于执行本文描述的方法的计算系统800。

特定设备可以利用所示的所有组件或仅利用所述组件的子集,且集成程度可以随不同设备而变化。此外,设备可以包含组件的多个实例,例如多个处理单元、处理器、存储器、发送器、接收器等。计算系统800包括处理单元802。处理单元802通常包括中央处理单元(central processing unit,CPU)814、总线820和存储器808,并且可选地还可以包括大容量存储设备804、视频适配器810和I/O接口812(以虚线示出)。计算系统800还可以包括用于将计算系统800连接到通信网络822的一个或多个网络接口806。

CPU 814可以包括任何类型的电子数据处理器,并且可以包括一个或多个核或处理元件。存储器808可以包括任何类型的非暂时性系统存储器,例如静态随机存取存储器(static random access memory,SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic random access memory,DRAM)、同步DRAM(synchronous DRAM,SDRAM)、只读存储器(read-only memory,ROM)或其组合。在一实施例中,存储器808可以包括在启动时使用的ROM,以及在执行程序时用于程序和数据存储的DRAM。总线820可以是任何类型的若干总线架构中的一个或多个,包括存储器总线或存储器控制器、外围总线或视频总线。

大容量存储804可以包括任何类型的非暂时性存储设备,该非暂时性存储设备被配置为存储数据、程序和其他信息并且使得数据、程序和其他信息可以通过总线820访问。大容量存储804可以包括,例如,固态硬盘、硬盘驱动器、磁盘驱动器或光盘驱动器中的一个或多个。

视频适配器810和I/O接口812提供可选接口以将外部输入和输出设备耦合到处理单元802。输入和输出设备的示例包括耦合到视频适配器610的显示器818和I/O设备816,例如耦合到I/O接口812的触摸屏。其他设备可以耦合到处理单元802,并且可以使用额外的或更少的接口。举例来说,例如通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)的串行接口(未示出)可用于为外部设备提供接口。或者,计算系统800可以依靠网络接口806来连接到网络822上可用的可用大容量存储器、视频适配器610和I/O接口812。

基于前面的描述,本发明的实施例可以提供以下任何一个或多个:

●一种用于注册UE以连接到网络上的可用服务的方法,所述方法包括:

○接收来自所述UE的注册请求;

○基于所述注册请求选择所述网络的接入及移动性功能AMF;

○将所述注册请求发送给选择的AMF;

○接收来自所述选择的AMF的注册响应;以及

○将接收的所述注册响应发送给所述UE。

●在一些实施例中,基于分配给所述UE的临时标识符或网络切片组指示符来选择所述AMF。

●在一些实施例中,通过将所述注册请求发送给默认AMF以用于选择所述选择的AMF来选择所述AMF。

●在一些实施例中,所述网络包括接入节点。

●在一些实施例中,所述接入节点将所述注册请求直接发送给所述选择的AMF。

●在一些实施例中,所述接入节点将所述临时标识符或所述网络切片组指示符包括在所述注册请求中。

●一种网络的AMF中的方法,所述方法包括:

○所述AMF接收与连接到所述网络的接入节点的UE有关的注册请求;

○至少部分响应于所述注册请求:

■与NRF交互,使用接收的所述注册请求中的信息以获得与所述UE有关的网络切片配置信息;

■至少部分地基于获得的所述网络切片配置信息,识别第二AMF;以及

■将所述注册请求转发给所述第二AMF。

尽管本申请描述了具体的特征和实施例,但显然可以在不脱离本发明的情况下对其进行各种修改和组合。因此,本说明书和附图应简单地视为由所附权利要求限定的说明,并且预期涵盖任何及全部落入那些权利要求范围内的修改、变化、组合或等同物。

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