用于无线通信系统中层之间交互的方法及其设备与流程

本发明涉及无线通信系统，更具体地，涉及一种通过层之间的交互/信息交换来处理具有转发/路由失败的nas消息的方法及其装置。

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

本发明的目的在于提出一种在ue侧和网络侧适当地处理/应对当在新无线通信系统中mm功能和sm功能分离时在amf处可能发生的sm消息的路由/转发失败情况的方法。

提出实施例以描述用于解决上述技术问题的方法和装置。本发明要解决的技术问题不受上述技术问题限制，本发明所属领域的技术人员可从以下描述清楚地理解上面未提及的其它技术问题。

技术方案

在本发明的一个方面，提供了一种在无线通信系统中用户设备(ue)的转发非接入层(nas)消息的方法，该方法包括以下步骤：向接入和移动性管理功能(amf)发送包括会话管理(sm)消息的上行链路(ul)nas消息；以及从amf接收指示sm消息不可路由的指示消息，其中，指示sm消息不可路由的指示信息被转发到ue的sm子层。

sm消息可在sm子层中生成并且可被转发到作为sm子层的下层的mm子层。包括sm消息的ulnas消息可由mm子层发送到amf。

sm子层可对应于在ue中为协议数据单元(pdu)会话控制定义的子层，mm子层可对应于在ue中为ue的移动性控制定义的子层。

该方法还可包括以下步骤：如果sm子层将sm消息转发到mm子层，则启动预先配置的定时器；以及如果在定时器到期之前从mm子层接收到指示信息，则停止定时器并停止与sm消息有关的过程。

该方法还可包括以下步骤：如果定时器到期，则由sm子层将sm消息重传到mm子层预定次数；以及如果所述预定次数的重传失败，则停止与sm消息有关的过程。

ulnas消息还可包括用于选择转发sm消息的会话管理功能(smf)的数据网络名称(dnn)和/或单个网络切片选择辅助信息(s-nssai)。

如果sm消息是请求建立pdu会话的消息，则ulnas消息还可包括请求建立的pdu会话的pdu会话标识符(id)。

mm子层可将关于不可路由sm消息是永久的还是暂时的信息与指示信息一起转发到sm子层。

如果不可路由sm消息是永久的，则sm子层可执行与sm消息有关的pdu会话和/或数据网络(dn)的释放过程。

sm子层可包括过程禁止列表中的pdu会话和/或dn并管理pdu会话和/或dn。

如果需要与pdu会话和/或dn有关的服务，则sm子层可请求mm子层的注销。

在本发明的另一方面，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)，该ue包括：通信模块，其被配置为发送和接收信号；以及处理器，其被配置为控制通信模块，其中，处理器被配置为向接入和移动性管理功能(amf)发送包括会话管理(sm)消息的上行链路(ul)nas消息，并且从amf接收指示sm消息不可路由的指示消息，其中，指示sm消息不可路由的指示信息被传递到ue的sm子层。

sm消息可在sm子层中生成并且可被转发到作为sm子层的下层的mm子层。包括sm消息的ulnas消息可由mm子层发送到amf。

sm子层可对应于在ue中为协议数据单元(pdu)会话控制定义的子层，mm子层可对应于在ue中为ue的移动性控制定义的子层。

sm子层可被配置为如果sm子层将sm消息转发到mm子层，则启动预先配置的定时器，并且如果在定时器到期之前从mm子层接收到指示信息，则停止定时器并停止建立pdu会话的过程。

有益效果

由于本发明的实施例允许nas层/实体之间的交互/信息交换以针对5gs和5gc中的sm层过程和mm层过程独立地分离并同时执行时可能发生的各种消息转发/路由失败情况做准备，所以其可改进ue和网络的消息转发可靠性/效率并解决由消息转发/路由失败导致的各种问题。

可从本发明获得的效果不限于上述效果，本发明所属领域的技术人员可从以下描述清楚地理解上面未提及的其它效果。

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示出本发明适用于的5g/nr系统的ue和核心网络之间的协议栈。

图14示出可以应用本发明的rm状态模型。

图15示出可以应用本发明的cm状态模型。

图16示出根据本发明的实施例的qos流的分类和用户平面标记以及qos流到an资源的映射。

图17是示出适用于本发明的注册过程的流程图。

图18是示出本发明适用于的nas消息重定向过程的流程图。

图19示出适用于本发明的ue的控制平面协议栈。

图20示出根据本发明的实施例的ue内的控制平面协议栈。

图21示出根据本发明的实施例的ue内的控制平面协议栈。

图22是示出如果pdu会话同步失败，发明建议2的应用实例的流程图。

图23是示出根据本发明的实施例的ue的发送nas消息的方法的流程图。

图24是示出根据本发明的实施例的amf的发送nas消息的方法的流程图。

图25示出根据本发明的实施例的通信设备的配置框图。

图26示出根据本发明的实施例的通信设备的配置框图。

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的(a)示出了控制平面的无线电协议结构，并且图4的(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的(a)示出s1接口中的控制平面协议栈并且图5的(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的(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的(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的(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的(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。

图13示出可以应用本发明的5g/nr系统的ue到核心网络协议栈。

n1可起到与eps的nas协议类似的作用，n2可起到与eps的s1-ap类似的作用。5grrc和5gas分别对应于现有技术的lterrc和lteas，或者分别对应于新标准化nr的nrrrc和nras，两个rat预期均基于当前lterrc。

网络切片

5g系统引入了根据各个服务作为独立切片提供网络资源和网络功能的网络切片技术。

网络切片是包含提供特定网络功能和网络特性所需的网络功能和对应资源的集合的完整逻辑网络。网络切片包括5g-an和5gcn二者。网络切片实例(nsi)意指网络切片的实例化，即，根据网络切片模板传递预期网络切片服务的部署网络功能的集合。

随着网络切片引入，可为各个切片提供网络功能和网络资源的隔离和独立管理。结果，根据服务、用户等选择和组合5g系统的网络功能，以为各个服务和各个用户提供独立性和更灵活性。

网络切片是指逻辑上整合接入网络和核心网络的网络。

网络切片可包括以下中的一个或更多个：

-核心网络控制平面和用户平面功能

-ng-ran

-与非3gpp接入网络的非3gpp互通功能(n3iwf)

对于各个网络切片，支持的功能和网络功能优化可不同。多个网络切片实例(nsi)可向不同ue的组提供相同的功能。

一个ue可经由5g-an同时连接到一个或更多个网络切片实例。一个ue可同时由至多八个网络切片服务。服务于ue的amf实例可属于服务于ue的各个网络切片实例。即，amf实例可以是服务于ue的网络切片实例所共同的。服务于ue的网络切片实例的cn部分由cn选择。

用于ue的切片集合的amf发现和选择在注册过程中由首先接触的amf触发，这可导致amf的改变。当从ue接收到用于建立pdu会话的sm消息时，由amf发起smf发现和选择。nrf用于辅助发现和选择操作。

一个pdu会话仅属于各个plmn所特定的一个网络切片实例。不同的网络切片实例不共享单个pdu会话。

一个pdu会话属于各个plmn所特定的一个网络切片实例。不同的切片可具有使用相同数据网络名称(dnn)的切片特定pdu会话，但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)标识网络切片。各个s-nssai是网络用来选择特定网络切片实例的补充信息。nssai是s-nssai的集合。s-nssai包括：

-切片/服务类型(sst)：sst表示在功能和服务方面预期的网络切片的操作。

-切片区分器(sd)：sd是用于从符合所有指示的sst的多个潜在网络切片实例选择网络切片实例的补充sst的可选信息。

s-nssai可具有标准值或plmn特定值。具有plmn特定值的s-nssai与分配plmn特定值的plmn的plmnid关联。在与s-nssai关联的plmn以外的接入层过程中ue不应使用s-nssai。

1)在初始连接时选择网络切片

可针对各个plmn由归属plmn(hplmn)将配置的nssai配置给ue。配置的nssai是plmn特定的，并且hplmn指示应用各个配置的nssai的plmn。

在ue初始连接时，ran使用nssai来选择承载消息的初始网络切片。为此，在注册过程中，ue将所请求的nssai(nssai)提供给网络。此时，当ue将所请求的nssai提供给网络时，预定plmn中的ue仅使用属于plmn的配置的nssai的s-nssai。

如果ue没有将nssai提供给ran或者ran未能根据所提供的nssai选择适当的网络切片，则ran可选择默认网络切片。

订阅数据包括ue订阅的网络切片的s-nssai。一个或更多个s-nssai可被标记为默认s-nssai。当默认标记s-nssai时，即使ue没有在注册请求内向网络发送任何s-nssai，网络也可向ue提供关联的网络切片。ue订阅数据可包括给定s-nssai的默认dnn。针对用户的订阅数据验证ue在注册请求中提供的nssai。

当ue成功注册时，cn通过提供整个允许的nssai(包括一个或更多个s-nssai)来告知(r)an。此外，当ue的注册过程成功完成时，ue可从amf获得plmn的允许的nssai。

允许的nssai优先于plmn的配置的nssai。然后，ue在服务plmn中针对网络切片选择相关过程仅使用与网络切片对应的允许的nssai中的s-nssai。

对于各个plmn，ue存储配置的nssai和允许的nssai(如果存在)。当ue接收到plmn的允许的nssai时，ue覆盖先前存储的plmn的允许的nssai。

2)切片改变

网络可根据本地策略、ue的移动性、订阅信息的改变等来改变已经选择的网络切片实例。即，在ue注册在网络中的同时，可在任何时间改变ue的网络切片集合。另外，ue的网络切片集合的改变可在网络下或在特定条件下由ue发起。

基于本地策略、订阅信息的改变和/或ue的移动性，网络可改变ue注册的允许的网络切片的集合。网络可在注册过程期间执行改变，或者可使用可触发注册过程的过程向ue告知所支持的网络切片的改变。

当改变网络切片时，网络可向ue提供新的允许的nssai和跟踪区域列表。ue根据包括新nssai的移动性管理过程来发送信令以导致切片实例的重选。随着切片实例改变，支持切片实例的改变的amf也可改变。

当ue进入网络切片不再可用的区域时，核心网络通过pdu会话释放过程来释放与不再可用的网络切片对应的s-nssai的pdu会话。

当与不再可用的切片对应的pdu会话被释放时，ue使用ue策略来确定现有业务是否可通过属于另一切片的pdu会话来路由。

为了改变所使用的s-nssai集合，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)。ue使用nssp将ue与s-nssai关联并确定将路由业务的pdu会话。

为ue的各个应用提供网络切片选择策略，并且包括为各个ue应用映射s-nssai的规则。amf使用订户信息、本地运营商策略等与ue所传递的sm-nssai和dnn信息一起选择用于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pdu会话所属的切片实例对应的s-nssai，以使得ran可接入切片实例的特定功能。

4)uenssai配置和nssai存储区域(方面)

可由hplmn将nssai配置给ue。该nssai被定义为配置的nssai。配置的nssai可以是plmn指定的，除非配置的nssai仅由标准s-nssai值配置。如果plmnid应用于ue可漫游的所有plmn，则不需要指定配置的nssai的plmnid。可由一些plmn将nssai配置给ue。

当ue的注册过程成功完成时，ue可从amf获取nssai，并且nssai可包括ue用于后续切片选择相关过程的一个或更多个s-nssai。这被称为批准的nssai。

ue需要存储为各个plmn批准的nssai。当返回到plmn时，ue应该使用批准的nssai。

5)详细操作概述

当ue注册在plmn中时，如果存储在ue中，ue应该在rrc层和nas层的网络中提供配置的nssai、批准的nssai或其子集。

可确定rrc和nas的nssai是否完全相同。nssai用于选择amf，而s-nssai用于帮助选择网络切片实例。

ue需要存储为各个plmn配置和/或批准的nssai。

-当plmn特定的批准的nssai未存储在ue中时，配置的nssai由hplmn在ue中配置以在plmn中使用。

-批准的nssai是在注册过程中由plmn提供给ue的nssai，并且ue应该在plmn中使用nssai，直至来自plmn的下一注册。注册批准消息可包括批准的nssai。批准的nssai可通过后续注册过程更新。

如果ue设置有为所选plmn配置的nssai，则ue应该在rrc连接建立和nas中封装nssai。ran使用所提供的nssai将初始接入路由至amf。

如果ue还未接收到用于所选plmn的任何接受的nssai，但ue设置有为所选plmn配置的nssai，则ue可提供nssai或在rrc连接建立中配置的子集。ran使用nssai来将初始接入路由至amf。

当ue没有为在rrc连接建立和nas中选择的plmn提供任何nssai(批准或配置的)时，ran向默认amf发送nas信令。

如果注册成功，则由服务amf向ue提供全球唯一临时ue标识(guti)。ue在后续初始接入期间将本地唯一临时id封装在rrc连接建立中，以使得一个ran可将nas消息路由到适当的amf，只要临时id有效即可。此外，服务plmn可为ue返回服务plmn所允许的切片的最近批准的nssai。批准的nssai包括ue的服务plmn所允许的切片的s-nssai值。

当在rrc处接收到nssai和完全本地唯一临时id时，如果可达到与本地唯一临时id对应的amf，则ran向amf传递请求。否则，ran基于ue所提供的nssai来选择适当的amf并向所选amf发送请求。如果ran无法基于所提供的nssai来选择amf，则向默认amf发送请求。

网络运营商可向ue提供网络切片选择策略(nssp)。nssp获得一个或更多个nssp规则，各个nssp规则将一个应用与特定s-nssai关联。nssp也可包括将所有应用与s-nssai匹配的基本规则。当与特定s-nssai关联的ue应用请求数据传输时：

-当ue具有由特定s-nssai建立的一个或更多个pdu会话时，除非ue的其它条件禁止使用pdu会话，否则ue在对应pdu会话之一中路由应用的用户数据。当应用提供dnn时，ue考虑dnn来确定要使用的pdu会话。

如果ue没有利用特定s-nssai建立的pdu会话，则ue请求具有应用可提供的s-nssai和dnn的新pdu会话。为了使ran选择适当的资源以支持ran中的网络切片，ran需要识别ue所使用的网络切片。

基于本地策略、订阅改变和/或ue移动性，网络可通过向ue提供指示nssai的新值的批准的nssai改变通知来改变ue所使用的网络切片集合。这触发ue发起的重新注册过程，其包括网络所提供的新nssai的值以用于rrc和nas信令。

根据运营商策略，ue所使用的切片集合的改变(无论是ue还是网络发起)可导致amf改变。

当ue可接入的网络切片集合改变时，如果切片不再使用(如果可能维持一些切片)，则原始网络切片的集合和正在进行的pdu会话终止。

在初始注册过程期间，如果网络确定ue应该由另一amf服务，则首先接收到初始注册请求的amf可通过ran或通过初始amf和目标amf之间的直接信令将初始注册请求转发给另一amf。由amf经由ran发送的重定向消息应该包含关于为ue服务的新amf的信息。

对于已经注册的ue，系统应该支持由ue的网络从服务amf至目标amf发起的重定向。

-运营商策略确定是否允许amf之间的重定向。

-如果网络确定由于nssai改变而重定向ue，则网络使用rm过程向ue发送更新的/新的nssai并指示ue利用更新的/新的nssai开始注册更新过程。ue利用更新的/新的nssai发起注册更新过程。

amf基于s-nssai、dnn和其它信息(例如，ue订阅和本地运营商策略)从网络切片实例选择smf。所选smf基于s-nssai和dnn建立pdu会话。

在漫游场景中，如下在pdu连接建立期间基于ue所提供的s-nssai选择vplmn和hplmn的网络切片特定网络功能：

-当使用标准化s-nssai时，由各个plmn基于所提供的s-nssai执行切片特定nf实例的选择。

-否则，vplmn基于漫游协议(包括到vplmn的默认s-nssai的映射)将hplmn的s-nssai映射到vplmn的s-nssai。vplmn中的切片特定nf实例的选择基于vplmn的s-nssai，并且hplmn的切片特定nf实例的选择基于hplmn的s-nssai。

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。

-对于ssc模式1应用于的pdu会话，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。

-当使用ssc模式2时，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。

-当使用ssc模式3时，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14示出可以应用本发明的rm状态模型。具体地，图14的(a)示出ue中的rm状态模型，图14的(b)示出amf中的rm状态模型。

参考图14，在ue和amf中使用两个rm状态(即，rm注销和rm注册)来反映ue在所选plmn中的注册状态。

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15示出可以应用本发明的cm状态模型。具体地，图15的(a)示出ue中的cm状态转变，图15的(b)示出amf中的cm状态转变。

参考图15，使用两个cm状态，cm空闲和cm连接来反映ue与amf的nas信令连接。

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，除非处于mico模式，否则ue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)。

基于网络配置，amf向ng-ran提供辅助信息，以便帮助ng-ran确定是否将ue切换为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。

如果ue在相同plmn内的不同ng-ran节点处恢复连接，则从旧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。

-rrc恢复过程失败的情况，以及

-在rrc非活动模式中无法解决的故障情况内需要ue移动到cm空闲模式的情况。

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。

如果ue检测到an信令连接释放，则ue确定nas信令连接已被释放。如果amf检测到n2上下文已经释放，则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：在特定rat下的禁止区域内，不允许ue基于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：在特定rat下的允许区域内，如果订阅信息允许，则ue被允许发起与网络的通信。

-不允许区域：在特定rat下的不允许区域内，基于订阅信息来限制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。

对于特定ue，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。

如果amf指示ue处于mico模式，则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。

-ue内的改变(例如，配置改变)需要向网络进行注册更新的情况

-定期注册定时器期满的情况

-移动启动(mo)数据未决的情况

-mo信令未决的情况

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)。

然而，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)

支持控制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16示出根据本发明的实施例的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。

以下特征应用于处理上行链路业务：

-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。

对于ul分类器pdu会话，ul和dl会话ambr应该在支持ul分类器功能的upf中执行。此外，dl会话ambr应该在终止n6接口的所有upf中单独执行(即，不需要upf之间的交互)。

对于多归属pdu会话，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应该在终止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。

mm/sm分离

在第5代系统(5gs)的核心网络中，用于管理移动性的网络节点(amf)和用于管理会话的网络节点(smf)被分离成单独的功能。如果现有技术中的epc中的mme起到控制平面的核心作用，则对于5gc中的各个主要功能，实体/节点被模块化和分离。即，在5gs中，可以看到现有技术中的mme被分成用于执行移动性管理功能的amf和用于执行会话管理功能的smf。

管理各个会话的smf负责sm相关nas层消息和过程，并且amf负责包括连接管理(cm)的总体移动性管理(mm)。目前ts23.501中定义的amf和smf的作用如下。

1.amf

amf包括以下功能。一些或所有amf功能可由amf的单个实例支持。

-rancp接口(n2)的终止

-nas(n1)的终止、nas加密和完整性保护

-注册管理

-连接管理

-可达性管理

-移动性管理

-合法拦截(对于amf事件以及与l1系统的接口)

-用于sm消息路由的透明代理

-连接认证

-连接授权

-安全锚功能(sea)：sea与ausf和ue交互并接收作为ue认证过程的结果建立的中间密钥。在基于usim的认证的情况下，amf在ausf中检索安全材料。

-安全上下文管理(scm)：scm接收sea用于提取接入网络特定密钥的密钥。

不管网络功能的数量如何，ue和cn之间每接入网络仅存在一个nas接口实例，并且至少在实现nas安全和移动性管理的网络功能之一中终止。

除了上述amf的功能之外，amf可包括以下功能以支持非3gpp接入网络：

-支持与n3iwf的n2接口。可不应用通过该接口经由3gpp接入定义的一些信息(例如，3gpp小区标识)和过程(例如，切换相关)，并且可应用未应用于3gpp接入的非3gpp接入特定信息。

-支持通过n3iwf对ue的nas信令。经由3gpp接入通过nas信令支持的一些过程可能不适用于不可靠非3gpp(例如，寻呼)接入。

-支持通过n3iwf连接的ue的认证。

-通过非3gpp接入或3gpp和非3gpp接入连接的ue的移动性和认证/安全上下文状态的管理。

-支持通过3gpp和非3gpp接入的有效协调rm管理上下文。

-支持用于通过非3gpp接入连接的ue的专用cm管理上下文。

在网络切片的实例中不需要支持所有功能。

2.smf

smf包括以下功能。一些或所有smf功能可由smf的单个实例支持。

-会话管理(例如，会话建立、修改和释放，包括维持upf和an节点之间的隧道)

-ueip地址分配和管理(包括可选授权)。

-up功能的选择和控制。

-upf配置业务导向以便将业务路由至适当目标。

-用于策略控制功能的接口的终止。

-控制策略执行和一些qos。

-合法拦截(对于smf事件以及与l1系统的接口)

-nas消息的sm部分的终止。

-下行链路数据通知。

-通过n2和amf发送到an的an特定sm信息的发起者。

-确定会话的ssc模式(在ip型pdu会话的情况下)

-漫游功能：

-处理应用qossla的本地执行(vplmn)。

-计费数据收集和计费接口(vplmn)。

-合法拦截(对于vplmn中的sm事件以及与l1系统的接口)

-支持与外部dn的交互，以通过外部dn传递信令pdu会话认证/批准。

在网络切片的实例中不需要支持所有功能。

为了开始sm过程，应该与现有技术类似地建立cm连接状态(即，ue和cn之间的安全信令连接)。smnas消息应该经过amf，在这种情况下，smnas消息对amf是透明的。即，amf可解密或识别经过其的smnas消息本身的内容。因此，如果存在多个smf，则需要单独地指示amf将nas消息转发至哪一smf。为此，可将用于转发/路由的信息单独地添加到smnas消息的外部。

如果已经生成pdu会话，则pdu会话的pdu会话id可显示在amf可解密的部分中(特别是，在smnas消息的外部)，并且amf可基于其寻找/识别消息要转发/路由至的smf。在这种情况下，可使用映射表方案。如果没有生成pdu会话，则amf可考虑诸如dnn和s-nssai的信息来执行smf选择功能以便选择适当smf。用于amf选择适当smf的信息可显示在amf可解密/加密ue中的信息的部分中并提供给amf。

注册过程

在5gs中，通过整合现有技术中的附着过程和tau过程来定义注册过程。然而，根据目的，注册过程可被分类/称为初始注册过程(附着)、注册更新过程(tau)或周期性注册更新过程(p-tau)。

目前正在讨论在当前注册过程期间是否可执行会话建立，并且可存在在rm过程结束之后立即进入sm过程的方案以及类似epc技术捎带和发送sm消息的方案。

图17中示出目前ts23.502v0.2.0中反映的注册过程。

图17是示出适用于本发明的注册过程的流程图。

1.ue到(r)an：an消息(an参数、注册请求(注册类型、订户永久标识符(supi)或临时用户id、安全参数、nssai、ue5gcn能力和pdu会话状态))。

对于5g-ran，an参数包括例如supi、临时用户id、所选网络和/或nssai。

注册类型可指示ue是否想要执行“初始注册(即，ue处于非注册状态)”、“移动性注册更新(即，ue处于注册状态并由于移动性而发起注册过程)”或“周期性注册更新(即，ue处于注册状态并由于周期性更新定时器到期而发起注册过程)”。如果包括，则临时用户id可指示最后服务amf。如果ue已经在与3gpp接入的plmn不同的plmn中经由非3gpp接入注册，则ue在经由非3gpp接入的注册过程期间不应该提供由amf分配的ue临时id。

安全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。pdu会话状态指示ue处可用(先前建立)的pdu会话。

2.如果包括supi或者临时用户id未指示有效amf和/或(r)an，则基于(r)at和nssai选择amf。(r)an如ts23.501中所述选择amf。如果(r)an无法选择amf，则注册请求被传递到默认amf。默认amf负责为ue选择适当amf。在第4.2.2.2.3节中描述了默认amf和所选amf之间的重定位，其中初始amf是指默认amf，目标amf是指所选amf。

3.(r)an到amf：n2消息(n2参数、注册请求(注册类型、订户永久标识符或临时用户id、安全参数和nssai))。

当使用5g-ran时，n2参数包括与ue所驻留的小区关联的位置信息、小区标识符和rat类型。

如果ue所指示的注册类型是周期性注册更新，则步骤4至17可省略。

4.[有条件]新amf到旧amf：对信息的请求(完整注册请求)。

如果ue的临时用户id包括在注册请求中并且自最后注册以来服务amf改变，则新amf可向旧amf发送包括完整注册请求ie的信息请求以请求ue的supi和mm上下文。

5.[有条件]旧amf到新amf：信息响应(supi、mm上下文、smf信息)。旧amf以包括ue的supi和mm上下文的信息响应来响应新amf。如果旧amf中存在关于活动pdu会话的信息，则旧amf包括包含smfid和pdu会话id的smf信息。

6.[有条件]amf到ue：标识请求()。

如果supi未由ue提供或从旧amf检索，则由amf发起标识请求过程，以向ue发送标识请求消息。

7.[有条件](r)an到amf：标识响应()。

ue以包含supi的标识响应消息来响应。

8.amf可确定调用ausf。在这种情况下，amf可基于supi选择ausf。

9.ausf应该发起ue的认证和nas安全功能。

amf重定位过程(例如，由于网络切片)可发生在步骤9之后。

10.[有条件]新amf到旧amf：信息接收确认()。

如果amf改变，则新amf确认uemm上下文的传递。如果认证/安全过程不成功，则注册被拒绝，并且新amf向旧amf发送拒绝指示。旧amf继续该过程，就像没有接收到信息请求一样。

11.[有条件]amf到ue：标识请求()。

如果pei未由ue提供或未从旧amf检索到，则由amf发起标识请求过程，以向ue发送标识请求消息以检索pei。

12.可选地，amf发起me标识。pei验证如第4.7节中所述执行。

13.如果执行步骤14，则amf基于supi选择udm。

amf如ts23.501中所述选择udm。

14.如果自最后注册以来amf改变，如果amf中不存在用于ue的有效订阅上下文，或者如果ue所提供的supi没有参考amf中的有效上下文，则amf可发起位置更新过程。这包括udm发起旧amf的位置取消的情况。旧amf移除mm上下文并通知所有可能的关联smf，新amf可在从udm获得amf相关订阅数据之后为ue生成mm上下文。更新位置过程可根据ts23.501来执行。

在更新位置过程中将pei提供给udm。

15.有条件地，基于supi，amf选择pcf。amf如ts23.501[2]中所述选择pcf。

16.[可选]amf到pcf：ue上下文建立请求()。

amf要求pcf为ue应用运营商策略。

17.pcf到amf：ue上下文建立确认()。

pcf确认并响应ue上下文建立请求消息。

18.[有条件]amf到smf：n11请求()。

如果amf改变，则新amf向各个smf告知为ue服务的新amf。

amf利用可用smf信息验证来自ue的pdu会话状态。当amf改变时，可从旧amf接收可用smf信息。amf可请求smf释放与ue处不活动的pdu会话关联的所有网络资源。

19.smf到amf：n11响应()。

例如，smf可确定upf重定位的触发。如果ue所指示的注册类型是周期性注册更新，则步骤20至21可省略。

20.[有条件]amf到pcf：ue上下文退出请求()。

如果旧amf先前请求在pcf处建立ue上下文，则旧amf终止pcf处的ue上下文。

21.amf到pcf：ue上下文退出确认()。

22.amf到ue：注册批准(临时用户id、注册区域、移动性限制、pdu会话状态、nssai和周期性注册更新定时器)。

amf向ue发送指示注册被许可的注册许可消息。如果amf分配新的临时用户id，则包括临时用户id。当对ue应用移动性限制时，包括移动性限制。amf向ue指示pdu会话状态。ue移除与所接收的pdu会话状态下未标记为活动的pdu会话关联的任何内部资源。如果注册请求中存在pdu会话状态信息，则amf应该向ue指示pdu会话状态。nssai包括许可的s-nssai。

23.[有条件](r)an到amf：注册完成()。

ue向amf发送注册完成消息以检查是否分配新临时用户id。

在下文中，将描述具有amf重定位的注册过程。

图18示出可以应用本发明的nas消息重定向过程。

当amf接收到注册请求时，amf可能需要将注册请求再次路由至另一amf(例如，由于使用网络切片并且初始amf不适合为ue服务)。在注册处理期间使用图18中所描述的amf重定位过程来将ue的nas消息重新路由至目标amf。

第一amf和第二amf在nrf中注册其能力。

1.发生ts23.501的图4.2.2.2.2-1的步骤1和2，并且(r)an在初始ue消息中将注册请求消息发送至初始amf。

2.如果amf需要ue的supi和/或订阅信息以确定是否重新路由注册请求，或者如果当未发送注册请求时指示完整性保护或完整性保护失败，则amf可执行图4.2.2.2.2-1的步骤4至14。

3.[有条件]amf到nrf：nf发现请求(nf类型)。

初始amf确定将nas消息重新路由至另一amf。如果初始amf未本地存储目标amf地址，则初始amf向nrf发送nf发现请求以寻找需要向ue提供nf能力的适当目标amf。nf类型被配置为amf。

4.nrf到amf：nf发现响应(amf列表，nf能力)。

nrf以潜在目标amf的列表及其能力来响应。由初始amf基于关于注册的nf和所需功能的信息来选择目标amf。

5.基于本地策略和订阅信息，如果初始amf确定将nas消息直接传递到目标amf，则初始amf可向目标amf发送重新路由nas消息。重新路由nas消息包括使得(r)an能够标识n2端点的信息和步骤1中承载的nas消息，并且可选地包括ue的supi和mm上下文。如果使用网络切片并且初始amf在步骤1中更新nssai，则包括更新的nssai。目标amf利用为ue新更新的n2端点来更新(r)an(步骤5b)，并且(r)an标识更新的n2端点(步骤5c)。步骤5可省略。

步骤5b和5c可单独地发生，或者作为第一连续所需n2交互的一部分发生。

6.如果初始amf基于本地策略和订阅信息确定经由ran将nas消息转发至目标amf，则初始amf将重新路由nas消息发送至ran(6a)。重新路由nas消息包括关于目标amf的信息和步骤1中承载的注册请求消息，并且可选地还可包括ue的supi和mm上下文。如果使用网络切片并且初始amf在步骤1中更新nssai，则更新的nssai包括在重新路由nas消息中。ran将初始ue消息发送至目标amf(6b)。

7.在接收到步骤5a或6b中发送的注册请求消息之后，目标amf继续注册过程(目标amf与新amf对应)。

控制mm和sm之间的交互的方法

由ue发送的smnas消息应该始终经过amf以传递到smf。因此，sm消息可被附着或捎带到mm或rm消息并发送。这类似于pdn连接请求消息(esm消息)，被捎带并发送到附着请求消息(epc中的emm消息)。在5gc中，定义了与附着类似的注册过程。pdu会话建立相关消息可以或可以不被捎带到注册消息。

如果sm消息被捎带并发送到mm消息(当在初始消息中发送sm消息时)，则可能发生以下问题：

1)问题1

在初始注册或附着处理中，如果用于建立/改变pdu会话的sm请求消息一起传递，则ue可将以下信息封装在注册请求消息中(或者可称为ulnas消息)。

[注册请求消息]

-sm消息容器：pdu会话建立请求(dnn，s-nssai(1))

-sm路由信息：s-nssai(2)和/或dnn

-请求的nssai：s-nssai(3)的集合

这里，包括在sm相关项中的s-nssai((1)和(2))是pdu会话所请求的s-nssai，包括在所请求的nssai中的s-nssai(3)是请求注册时要考虑的s-nss。即，包括在sm中的s-nssai((1)和(2))可以是所请求的nssai的子集。s-nssai((1)和(2))可各自被定义为单个参数并具有相同的值，并且可包括在所请求的nssai中。

当amf通过smf选择功能选择适当smf时，amf可考虑诸如dnn和s-nssai的信息，并且信息可显示在amf可解密/识别ue中的信息的部分中并提供给amf。

2)问题1-1.在rm/mm拒绝时捎带的sm消息的处理-在拒绝注册本身的情况下

在注册过程中，amf可出于各种原因拒绝ue的注册请求。在这种情况下，amf可向ue发送对注册请求的拒绝消息(即，注册拒绝)。

然而，在现有技术中的epc中，与一个实体mme中的sm和mm的管理和处理不同，由于在5gc中，在单独的smf和amf中执行管理和处理，所以即使ue从管理/处理mm的amf接收到拒绝消息，ue也可能不知道是否许可/拒绝在注册请求时发送的sm消息。即，ue的注册请求经由amf发送到smf，并且当amf确定注册请求的拒绝时，包括在注册请求中的sm消息不传递到能够执行sm消息的响应处理的smf。结果，发生ue无法接收对sm消息的响应的问题。

3)问题1-2.当rm/mm被许可，但特定服务被拒绝时的处理-在拒绝与特定会话有关的服务的情况下

使用网络切片的ue和网络在注册处理期间经历请求并许可服务(或切片)的过程。网络应该通过rm请求(注册请求)，即，包括在所请求的nssai中的s-nssai来查看终端请求的服务/切片信息，并将与允许服务/切片信息对应的s-nssai封装在接受消息中。在这种情况下，与允许/可接受服务/切片信息对应的s-nssai可被称为允许的nssai或接受的nssai。

因此，网络可仅允许/接受或拒绝ue所请求的一些服务/切片。此时，如果对服务/切片的pdu会话请求被一起捎带，则网络可处理ue的注册请求，但如果需要拒绝生成pdu会话所需的服务/切片，则需要拒绝与服务/切片对应的sm请求。然而，如果在ue的接入阶段拒绝服务/切片(即，查看包括在所请求的nssai中的s-nssai并确定服务/切片是不是允许/可接受的)，则amf不能传递对服务/切片的sm请求或者无法将sm请求传递到smf。即使在这种情况下，ue也可接收对mm/rm请求的响应，但是无法接收对捎带的sm请求的响应。

4)问题2.在sm消息传递中由于mm/rm层问题导致传输失败时的处理

为了在5gs或5gc的结构中传递smnas消息，smnas消息应该经过amf，并且用于转发/路由的信息应该被添加到amf可解释/识别信息的部分。因此，如现有技术(eps和umts)中一样，smnas消息在传递到下层(rrc)之前需要附加消息处理。如果执行这种消息处理的层被称为mm或rm层，则可能发生以下问题。

可在ue的smnas层或子层中生成smnas消息以用于生成新会话或管理/取消现有会话。ue的mmnas层通过描述/添加smnas消息的附加信息(例如，诸如pdu会话id、dnn和/或s-nssai的信息)来封装smnas消息。在这种情况下，封装的smnas消息可以是sm消息的扩展形式，或者可以是诸如mmnas传输的mm/rm消息。

5)问题2-1.当无线或n2间隔中发生问题时

如果mm/rm消息被发送到amf，当由于较低间隔(例如，包括rrc或rrc下层的无线as间隔或者ran和amf之间的n2间隔)中的一些问题，传输不成功或被拒绝时，ue在nas层中拒绝之前从下层接收传输失败的指示。问题在于这种下层传输失败指示通常仅传递给mm/rm层或最终封装nas消息的层，因此生成smnas消息的sm层无法识别传输失败。

6)问题2-2.在amf中拒绝的情况下

mm/rm消息或封装的nas消息被传递到amf，但smnas消息可能由于rm、接入或amf方面的问题而未转发到smf并被拒绝。此时，amf将拒绝消息发送到封装mm/rm层或ue的sm消息的层。然而，由于amf可能未生成sm拒绝消息，所以即使sm层发送smnas消息，ue的sm层也无法接收对smnas消息的响应。

在下文中，将提出用于解决问题的各种方法。

<发明建议1.ue中的mm和sm层之间的交互>

发明建议1是通过ue中的各种层或子层(例如，mm、rm、sm、cm、rrc等)之间的交互来解决问题。

在检查该解决方案之前，在本说明书中，mm层是指负责总体移动性管理和接入的层，并且可对应于5gs中的rm层。即，本说明书中的mm层的描述/实施例可按照相同的方式或类似地应用于rm层。sm、mm层等可以是nas层的子层，在本说明书中，sm(子)层、smnas(子)层和5gsm(子)层可在相同意义上使用，mm(子)层、mmnas(子)层和5gmm(子)层可在相同意义上使用。此外，为了描述方便，ue和amf之间发送和接收的消息(例如，mm消息)可被统称为“ul/dlnas消息”。

图19示出可以应用于本发明的ue的控制平面协议栈。

参考图19，与现有技术不同，sm层可作为mm层的上层设置。因此，ue可将sm层所生成的(5g)sm消息传递到作为下层(在终端内)的mm层。在这种情况下，ue的sm层可根据发送对应消息的sm过程启动nas定时器。通常，针对各个sm过程确定不同特性和长度的定时器，并且即使同时执行多个sm过程并且针对多个会话执行相同的sm过程，也可为各个会话分配单个定时器。例如，如果pdu会话#1和#2的pdu会话建立过程同时并行/独立执行，则为各个会话或为各个单独定义的不同单元分配/划分/发起定时器(例如，t35xx)。定时器被定义/配置为nas过程中的消息响应等待时间，并且当在等待时间内没有接收到响应并且定时器到期时，ue可重发对应消息预定次数。如果即使预定次数的重传也不成功，则ue可将该过程视为失败并执行后续操作(例如，中断pdu会话建立/改变过程)。可假设后续操作类似地应用于eps和epc的nas并在ts24.301和ts24.008中详细描述。

mmnas层可将从上层接收的sm消息捎带到包括附加信息的(5g)mm消息并将sm消息发送到下层。即，在特定(5g)mm传输消息上捎带(5g)sm消息，为此，可作为(5g)mm传输消息的信息元素发送(5g)sm消息。在这种情况下，ue、amf和smf可并行/独立地执行(5g)mm过程和(5g)sm过程。因此，(5g)mm过程是否成功与捎带的(5g)sm过程是否成功无关。

在这种情况下，mm层还可发起/使用mmnas定时器来管理mm过程。该定时器的目的也与上述smnas定时器相同，并且可为各个过程定义到期时的后续操作。可假设后续操作类似地应用于eps和epc的nas，并在ts24.301和ts24.008中详细描述。

传递到下层的mm消息可通过无线层经由5gran发送到amf。接收到消息的amf的mm层可基于包含在mm消息中的smnas转发/路由信息来选择适当smf，或者转发/路由对应mmnas消息或者将mmnas消息转发/路由到已经选择的smf。然而，由于amf上的问题和/或mmnas层中的问题，amf可能拒绝mm消息本身。另外/或者，如果处理sm消息时由于与sm层有关的原因(例如，没有路由、没有找到服务smf等)而存在问题，则amf可拒绝mm消息。

在这种情况下，amf可向ue发送指定/包括拒绝原因(即，mm(拒绝)原因值/代码)的mm拒绝消息。更具体地，如果拒绝的原因是amf和mm层中的问题，则amf可向ue发送指示/指定原因的原因代码，如果拒绝的原因是与sm消息处理有关的问题，则amf可向ue发送指示/指定原因的原因代码。例如，原因值/代码可如下定义。

#xx.sm消息处理失败

#yy.无有效smf可用

1)在由于smf的问题而不可能处理sm消息的情况下(例如，#yy)以及2)在应该处理sm消息的情况或者由于amf的问题而不可能处理sm消息的情况下(例如，#xx)，可使用原因值/代码。然而，本发明不限于此，原因值/代码可被定义/实现为各种实施例以指定/指示拒绝原因。

在接收到(mm)拒绝消息时，在与拒绝的mm消息对应的mm过程的操作中，ue(具体地，ue的mmnas层)可首先停止nas定时器。另外，终端(具体地，ue的mmnas层)检查包括在从amf接收的(mm)拒绝消息中的原因值/代码并根据原因值/代码采取动作(例如，中止pdu会话建立/改变过程)。当原因指示原因与amf有关时，ue(具体地，ue的mmnas层)可采取结果操作(例如，中止pdu会话建立/改变过程)，另外，ue可向sm层(上层)传递mm过程成功/被拒绝的拒绝信息/指示(即，可不路由/传递sm消息的信息/指示)。

这种拒绝信息/指示可不被定义为层间指示形式(即，单独的消息类型)，而是以信息/指示本身的形式在层之间传递。这种拒绝信息/指示可包括当失败/拒绝原因是mm相关原因时的mm失败/拒绝信息和失败/拒绝原因以及当失败/拒绝原因是sm相关原因时的sm相关原因的sm失败/拒绝信息(例如，sm消息路由失败/拒绝信息和失败/拒绝原因)，并且可另外包括其它失败/拒绝相关处理等的信息(例如，退避定时器)。这里，拒绝信息/指示中可包括的各个信息/指示项可根据原因和实施例实现选择性地包括在拒绝信息/指示中。

并且/或者，如果确定ue的mm层需要向sm层发送信息，则mm层可自己生成伪sm消息并将所生成的伪sm消息传递到上层。这种伪sm消息可按照对由sm层请求并传递到上层的sm(请求)消息的拒绝消息的形式发送，包括映射到mm层(从amf)接收的原因的sm原因。例如，如果所接收的mm原因是临时amf失败/拒绝(由于拥塞)等，则ue(具体地，ue的mmnas层)可将指示诸如拥塞等的原因的sm原因和/或与mm层所接收的mm退避定时器值类似的定时器值封装在伪sm消息中。

ue的sm层可根据从下层接收的(伪)sm拒绝消息来执行后续操作。由于sm层根据预定定时器操作接收对请求的响应(特别是，拒绝)，所以sm层可停止相关smnas定时器并执行定义的操作。然而，这可限于ue的mm层和sm层使用相同的安全上下文的情况。

从mm层(下层)接收拒绝信息/指示的sm层可停止拒绝/不成功的(nas)过程的smnas定时器(例如，t3580)并执行结果操作。

如果mm层从amf接收的拒绝原因与mm有关(即，mm原因)，则mm层可在将拒绝信息/指示传递到sm层时通知mm层中的问题是暂时的还是永久的。如果mm层从amf接收的拒绝原因与sm有关(即，sm原因)，则ue的mm层可在传递拒绝信息/指示时向sm层通知详细sm拒绝原因。即，mm层可告知mm层的拒绝(即，没有sm消息的路由/传递)是由于amf的sm相关处理不可能性/失败/拒绝(即，详细原因)。

如果拒绝/失败原因是永久的，则ue的sm层可继续对请求sm消息的会话或dn的释放过程。并且/或者ue的sm层可通过将会话或dn封装在禁止列表中以便不继续会话或dn的附加过程来管理会话或dn。如果对应会话的服务是绝对必要的，则ue的sm层向mm层请求注销以触发寻找新plmn的过程。

<发明建议1-1.具有sm的mm许可或特定服务拒绝>

在如问题1-2中呈现的场景中一样使用网络切片的情况下，即使mm过程被许可，也可拒绝通过mm过程请求的详细服务/切片。如果pdu会话的生成请求被捎带，则pdu会话所请求的服务可按照s-nssai的形式包括在sm请求中，并且也包括在mm请求消息中所包括的请求的nssai列表中

基于发明建议1，可假设ue向网络发送捎带sm消息的注册或mm请求/消息，并且网络许可注册或mm请求/消息，但拒绝请求/消息内单独请求的服务。在这种情况下，当要拒绝的服务是通过捎带的sm消息的sm请求的服务时，amf可如下操作。

amf可通过执行包括在mm请求/消息中的请求的nssai的验证和授权来为ue确定允许/接受的nssai。如果在mm请求/消息中指定sm请求/消息和对应s-nssai，则amf在将sm消息转发到smf之前执行nssai验证过程以检查对于ue是否允许s-nssai的服务。如果验证目标s-nssai未包括在允许/接受的nssai中，则amf可丢弃与验证目标s-nssai对应的sm消息并对mm请求/消息发送mm许可消息。

mm许可消息可包括允许/接受的(s-)nssai信息、拒绝的(s-)nssai信息和/或拒绝原因。此外，mm许可消息可包括关于对(s-)nssai的拒绝是暂时还是永久的信息和/或更详细拒绝原因。另外，当amf出于诸如拥塞等的临时原因而拒绝(s-)nssai时，amf可发送包括在mm许可消息中的退避定时器值。

在接收到捎带sm请求/消息的mm请求/消息时，amf可将指示通过sm请求/消息请求的s-nssai被拒绝的信息封装在sm相关信息中(对mm请求/消息的mm许可消息内)。这可按照预定义的比特/标志指示或sm原因的形式或按照以下mm原因的形式包括。在这种情况下，mm原因值可作为特殊情况指示/表示捎带的sm请求/消息的拒绝原因，而非mm请求/消息的拒绝。原因的配置示例可通过以下实施例配置。

#xx.捎带的sm消息被拒绝。

#yy.不允许捎带的sm消息的s-nssai。

当ue从amf接收到mm许可响应时，可类似于发明建议1中提出的方案执行处理。mm层可基于从amf接收的信息向sm层告知拒绝，在这种情况下，如发明提议1中提出的，拒绝可按照指示/信息的形式或按照伪sm消息的形式传递。然而，在这种情况下，由于mm过程成功，所以传递到sm层的信息可限于关于sm失败/拒绝的信息。当sm层从下层接收关于sm失败/拒绝的信息时，sm层停止定时器(例如，t3580)并根据所接收的信息执行预定义的附加/后续操作。

<发明建议1-2.sm层、mm层和as层之间的交互>

在mm消息的传输处理期间，由于as层/间隔和/或n2层/间隔中的问题，mm请求消息可能未到达amf。这可能是由于无线电链路传输/路由失败、由于as层/间隔的特定原因引起的传输/路由失败和/或由于n2层/间隔的特定原因引起的传输/路由失败。如果识别出失败，则as层/间隔可向上层告知失败。

mm层可根据从下层(例如，as层/间隔)接收的失败相关指示(下层指示)/信息来执行操作。如果在mm消息中捎带并发送sm消息，则mm层可向sm层发送传输/路由失败指示/信息。失败指示/信息传输方案采用发明提议1中提出的方案，但此时传递的失败原因可与发明建议1相区分。例如，失败原因可作为指示下层(传输/路由)失败等的指示/信息传递到sm层，或者作为指示下层(传输/路由)失败等的原因值/代码通过伪sm消息传递到sm层。

<发明建议1-3.sm层与nas子层之间的交互>

图20示出根据本发明的实施例的ue中的控制平面协议栈。

图20中新定义/提出的nas子层是能够支持mm和sm二者的子层，并且可负责核心ue之间的可靠nas消息传递。

在发明建议1-3的协议栈的应用中，上面的发明建议1、1-1和1-2中提出的操作的mm层与sm层之间的交互可应用于nas子层。换言之，上面提出的mm层与sm层之间的交互可由nas子层控制/执行，并且差异仅在于向负责mm层的sm层的信息传递由nas子层执行(即，经由nas子层从mm层到sm层传递信息)。因此，由nas子层传递给sm层的信息和传递方案类似于先前提出的实施例。

<发明建议2.sm过程的amf处理/控制>

发明建议2旨在通过amf中的sm过程的处理和控制来解决上述问题。

在检查该解决方案之前，在本说明书中，mm层是指负责总体移动性管理和接入的层，并且可对应于5gs中的rm层。即，本说明书中的mm层的描述/实施例可按照相同的方式或类似地应用于rm层。sm、mm层等可以是nas层的子层，在本说明书中，sm(子)层、smnas(子)层和5gsm(子)层可在相同意义上使用，mm(子)层、mmnas(子)层和5gmm(子)层可在相同意义上使用。此外，为了描述方便，ue和amf之间发送和接收的消息(例如，mm消息)可被统称为“ul/dlnas消息”。

目前，amf可能无法识别sm消息(对amf透明)，并且可能仅基于添加到sm消息外部的sm相关信息来确定sm消息的转发/路由。因此，amf在执行与sm关联的操作方面具有限制，这导致上述问题。

为了解决问题，可单独地新定义用于错误应对/处理的专用smf(在下文中，称为“错误用smf”)，例如amf可能不将sm请求/消息路由/转发到smf或者所请求的服务本身不被允许的情况。这种“错误用smf”可被定义为可能不包括用于正常会话管理/过程的功能并且仅执行用于应对sm(请求/消息)拒绝情况(或上述错误情况)的操作的smf。另外/另选地，“错误用smf”的操作/功能可由“默认smf”实现/执行。

如上面指出的，当amf中发生失败/拒绝情况时(例如，mm/sm失败/拒绝或服务拒绝的情况)，amf可作为“错误用smf”传递所接收的消息。这种操作可由网络运营商的策略和/或配置预先定义。当amf作为“错误用smf”传递sm消息时，amf可另外通过n11消息传递关于问题情况的信息(即，sm消息的路由/转发失败情况)和/或失败/拒绝原因。

“错误用smf”可基于从amf接收的信息和/或包括在sm消息中的信息来生成sm拒绝消息，并且将sm拒绝消息传递到amf。当执行mm拒绝/许可时，amf可捎带sm拒绝消息并发送mm拒绝/许可消息。在这种情况下，ue的mm层和sm层可各自根据网络响应(即，mm拒绝/许可消息)执行附加操作/过程。在这种情况下，附加操作/过程遵循ts23.502中描述的操作/过程，并且假设所得到的详细nas层操作类似于eps和epc的nas，这在ts24.301和ts24.008中详细描述。

<发明建议2-1.amf中的sm子层>

图21示出根据本发明的实施例的ue中的控制平面协议栈。

参考图21，发明建议2中提出的“错误用smf”的功能可被实现为amf的子层，而非单独定义的smf。在这种情况下，amf可使用内部实现的sm子层来执行错误处理/应对，而无需与单独的smf交互。sm子层的功能/操作可与上面的发明建议2中描述的“错误用smf”相同。

另一方面，cn侧可出于一些原因(隐含地)本地释放pdu会话，并且amf可删除本地释放的pdu会话的上下文。在这种情况下，当ue处于cm空闲状态时，作为未接收到对应pdu会话的明确释放消息的结果，可维持对应pdu会话的上下文。此后，ue可执行包括/使用对应pdu会话id的以下mm过程以便通过对应pdu会话接收服务(例如，当生成mo数据时)。

-注册更新(pdu会话激活)

-服务请求(pdu会话激活)

然而，pdu会话已经在cn中本地释放，并且amf没有pdu会话的服务smf信息。即，发生这样的问题：ue不必要地执行/发起已经释放的pdu会话的mm过程。作为解决这种问题的方法之一，可提出一种允许通过ue和amf之间的pdu会话状态交换来知道pdu会话是否本地释放的方法。然而，即使在这种情况下，由于ue可能不知道pdu会话的本地释放的原因，所以可能存在再次执行/发起释放的pdu会话的mm过程的问题。例如，pdu会话可能由于特定smf问题、用户(在udm中)的订阅信息的改变和/或amf中的订阅信息的改变所引起的释放而本地释放，但是由于ue可能不知道释放原因，所以ue可能再次请求建立pdu会话。此外，当pdu会话由于局域数据网(ladn)、移动性限制等(例如，离开ladn区域、进入非允许区域等)而释放时，amf可知道pdu会话的释放并同步pdu会话状态，但是存在amf可能未将pdu会话的释放传递到ue(sm/mm分离)的问题。

因此，在下文中，将参考图22提出一种解决该问题的方法。

图22是示出当pdu会话同步不成功时的发明建议2应用实施例的流程图。

1.首先，可在ue和smf1之间建立pdu会话x。

2a.接下来，ue可进入cm空闲状态。

2b.接下来，可在没有给ue的明确/隐含信令的情况下释放pdu会话x(本地释放)。

3a.在需要正常pdu会话本地释放以外的附加操作的pdu会话本地释放的情况下，smf1可经由n11消息将释放时的释放原因传递给amf。具体地，n11消息可包括本地释放的pdu会话id、本地释放指示(ind)和/或释放原因。

3b.如果amf连接到发明建议2中提出的smf2(错误用smf)(或者如果实现发明建议2-1中提出的smf子层)，则在3a中从smf1接收的信息可被传递到smf2(或smf子层)。即，从smf1接收的信息可通过amf以n11-n11消息传递的形式传递到smf2。在这种情况下，smf1可向amf指定/指示目标smf(即，smf2)地址或id。

3c.如果smf之间存在接口，则可将释放原因和本地释放的pdu会话id信息以上下文传递的形式从smf1传递到smf2。

即，可根据实施例选择性地执行步骤3b和3c中的任一个。

3d.当amf通过步骤3a接收n11消息时，amf可更新当前存储的pdu会话的服务smf映射。在这种情况下，amf可通过指定与通过所接收的n11消息指示的pdu会话id对应的服务amf来存储/更新smf2(即，“错误用smf”)，或者指定并存储/更新与所指示的pdu会话id对应的pdu会话本地释放。

4.当ue请求激活已经释放的pdu会话时，amf可在一些情况下如下操作。

在记录了映射到ue所请求的pdu会话的smf是smf2(即，错误用smf)或本地释放的情况下：

5.amf可通过n11请求消息向smf2传递pdu会话激活请求。

6-7.smf2可使用n11响应消息通过amf将已经本地释放的pdu会话的激活拒绝传递到ue。在这种情况下，smf2可向ue一起传递通过步骤3b或3c接收的释放原因。如果有必要限制ue的重试，则smf2还可向ue一起传递本地终止的pdu会话的重试退避定时器值。

如果ue所请求的pdu会话在没有任何操作的情况下本地释放：

amf可更新pdu会话状态字段并向ue发送服务许可或服务拒绝消息。

<发明建议3.非3gpp接入的适用性>

发明建议1和2中描述的5gran、5gas、5grrc等被指定为描述3gpp接入，即，nr、5glte和5g-ran，但不限于此，可甚至以相同的方式或类似地应用于非3gpp接入。在这种情况下，5gran的作用可由n3iwf代替，并且rrc可对应于nas的下层。

图23是示出根据本发明的实施例的ue的传递nas消息的方法的流程图。上面的发明建议1所提出的实施例/描述可按照相同或相似的方式应用于流程图，将省略重复的描述。

首先，ue可向amf发送包括sm消息的ulnas消息(s2310)。在这种情况下，sm消息可以是执行与pdu会话有关的请求(例如，建立/改变pdu会话)的消息。sm消息可在ue中的sm子层中生成并传递到mm子层(sm子层的下层)，并且包括sm消息的ulnas消息可由mm子层发送到amf。这里，sm子层可对应于ue中为pdu会话控制定义的子层，mm子层可对应于ue中为ue的移动性控制定义的子层。ulnas消息还可包括用于选择smf以传递sm消息的dnn和/或s-nssai。此外，当sm消息是请求建立pdu会话的消息时，ulnas消息还可包括请求建立的pdu会话的pdu会话id。

接下来，ue可从amf接收指示sm消息不可路由的指示消息(s2320)。指示消息还可包括sm消息的不可路由原因值。指示sm消息不可路由的指示信息可由接收到指示消息的mm子层生成并传递到ue的sm子层。在这种情况下，mm子层还可将关于不可路由sm消息是永久的还是暂时的信息与指示信息一起发送到sm子层。如果不可路由sm消息是永久的，则sm子层可继续与sm消息关联的pdu会话和/或dn的释放过程。此外，sm子层可管理过程进程禁止列表中的pdu会话和/或dn(具体地，pdu会话和/或dn的标识信息)以便防止执行pdu会话和/或dn的附加过程。如果需要与对应pdu会话和/或dn有关的服务，则sm子层可请求mm层的注销并触发寻找新plmn的过程。

如果sm子层将sm消息传递到mm子层，则可启动预设定时器。如果在定时器到期之前sm子层从mm子层接收到指示信息，则sm子层可停止定时器并停止与sm消息关联的过程(例如，pdu会话建立/改变过程等)。如果定时器到期，则sm子层可将sm消息重新传递到mm子层预定次数，并且如果预定次数的重传不成功，则sm子层可停止与sm消息关联的过程(例如，pdu会话建立/改变过程)。

图24是示出根据本发明的实施例的amf的传递nas消息的方法的流程图。上面的发明建议2所提出的实施例/描述可按照相同或相似的方式应用于流程图，将省略重复的描述。

首先，amf可从ue接收包括pdu会话相关请求(例如，pdu会话建立/改变等)的sm消息的上行链路(ul)nas消息(s2410)。ulnas消息可对应于包括/捎带sm消息的mm消息。

接下来，当确定不可能将sm消息路由到作为sm消息的传递目标的第一smf时，amf可将sm消息传递到预定第二smf。在这种情况下，amf可基于各种原因确定sm消息不可路由，例如，当通过sm消息的pdu会话相关请求目标是已经本地释放的pdu会话时，amf可确定不可能将sm消息路由至第一smf。可通过第一n11消息将sm消息传递到第二smf。此外，sm消息不可路由的原因也可通过第一n11消息与sm消息一起传递到第二smf。

接下来，amf可从第二smf接收对sm消息的sm拒绝消息(s2430)。这里，第二smf是独立于第一smf定义的smf，以便处理sm消息的不可路由。根据实施例，这种第二smf可被实现为amf中的nas子层，而非默认smf或单独的smf。

接下来，amf可向ue发送包括sm拒绝消息的dlnas消息。在这种情况下，此外，尽管流程图中未示出，amf可从第二smf接收pdu会话相关请求的重试退避定时器值。

如果pdu会话本地释放，则amf可从第一smf接收第二n11消息。在这种情况下，第二n11消息可包括pdu会话的id、本地释放指示和/或本地释放原因。在这种情况下，amf可基于所接收的第二n11消息来更新本地释放的pdu会话的状态(例如，释放状态)信息。pdu会话的id、本地释放指示和/或本地释放原因可从amf传递到第二smf或者从第一smf传递到第二smf。

通过所提出的发明，由于可针对在5gs和5gc中sm层过程和mm层过程独立地分离并同时执行时可能发生的各种消息传输/路由失败情况执行nas层/实体间交互/信息交换，所以可增强终端和网络的消息传输可靠性/效率，并且可解决由于消息传输/路由失败而可能发生的各种问题。

本发明适用于的装置的概述

图25示出根据本发明的实施例的通信设备的框图。

参考图25，无线通信系统包括网络节点2510和多个用户设备2520。

网络节点2510包括处理器2511、存储器2512和通信模块2513。处理器2511实现上面提出的功能、处理和/或方法。有线/无线接口协议的层可由处理器2511实现。存储器2512与处理器2511连接以存储用于驱动处理器2511的各种信息。通信模块2513与处理器2511连接以发送和/或接收有线/无线信号。网络节点2510的示例可对应于基站、mme、hss、sgw、pgw、应用服务器等。具体地，当网络节点2510是基站时，通信模块2513可包括射频(rf)单元以用于发送/接收无线信号。

ue2520包括处理器2521、存储器2522和通信模块(或rf单元)2523。处理器2521实现上面提出的功能、处理和/或方法。无线接口协议的层可由处理器2521实现。存储器2522与处理器2521连接以存储用于驱动处理器2521的各种信息。通信模块2523与处理器2521连接以发送和/或接收无线信号。

存储器2512和2522可设置在处理器2511和2521内部或外部并通过各种熟知手段与处理器2511和2521连接。此外，网络节点2510(当网络节点2520是基站时)和/或ue2220可具有单个天线或多个天线。

图26示出根据本发明的实施例的通信设备的框图。

具体地，图26是更具体地示出上面图25的ue的图。

参考图26，ue可被配置为包括处理器(或数字信号处理器(dsp))2610、rf模块(或rf单元)2635、电源管理模块2605、天线2640、电池2655、显示器2615、键区2620、存储器2630、订户标识模块(sim)卡2625(此组件是可选的)、扬声器2645和麦克风2650。ue还可包括单个天线或多个天线。

处理器2610实现上面提出的功能、处理和/或方法。无线接口协议的层可由处理器2610实现。

存储器2630与处理器2610连接以存储与处理器2610的操作有关的信息。存储器2630可设置在处理器2610内部或外部并通过各种熟知手段与处理器2610连接。

通过例如按下(或触摸)键区2620上的按钮或者通过使用麦克风2650的语音激活，用户输入诸如电话号码等的命令信息。处理器2610接收这种命令信息并处理以执行包括拨打电话号码的适当功能。可从sim卡2625或存储器2630提取操作数据。另外，为了用户识别并且为了方便，处理器2610可将命令信息或驱动信息显示在显示器2615上。

rf模块2635与处理器2610连接以发送和/或接收rf信号。处理器2610将命令信息传送至rf模块2635以发起通信(例如，发送构成语音通信数据的无线信号)。rf模块2635由接收器和发射器构成以用于接收和发送无线信号。天线2640用于发送和接收无线信号。在接收到无线信号时，rf模块2635可传送信号以供处理器2610处理并将信号转换到基带。所处理的信号可被转换为经由扬声器2645输出的可听或可读信息。

在上述实施例中，本发明的组件和特征以预定形式组合。除非另外明确地说明，否则各个组件或特征应该被视为一种选择。各个组件或特征可被实现为不与其它组件或特征关联。此外，本发明的实施例可通过将一些组件和/或特征关联来配置。本发明的实施例中描述的操作的顺序可改变。任何实施例的一些组件或特征可包括在另一实施例中或者由与另一实施例对应的组件和特征代替。显而易见，权利要求书中未明确引用的权利要求被组合以形成实施例或者在申请后通过修改包括在新权利要求中。

本发明的实施例可由硬件、固件、软件或其组合实现。在由硬件实现的情况下，根据硬件实现方式，本文所描述的示例性实施例可使用一个或更多个专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理器件(dspd)、可编程逻辑器件(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。

在由固件或软件实现的情况下，本发明的实施例可按照执行上述功能或操作的模块、过程、函数等的形式实现。软件代码可存储在存储器中并由处理器执行。存储器可设置在处理器内部或外部并且可通过各种手段向处理器发送数据以及从处理器接收数据。

在本说明书中，本说明书中使用的表达“a和/或b”可意指a和b中的至少一个。

对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离本发明的基本特性的情况下，本发明可按照其它特定形式具体实现。因此，上述详细描述在所有方面均不应被解释为限制性的，而是应该示例性地考虑。本发明的范围应该由所附权利要求的合理解释确定，并且本发明的等同范围内的所有修改包括在本发明的范围内。

工业实用性

基于应用于3gpplte/lte-a/nr(5g)系统的示例描述了本发明，但是除了3gpplte/lte-a/nr(5g)系统之外，本发明可应用于各种无线通信系统。