因特网协议3元组组件的处理方法及其用户设备与流程

因特网协议3元组组件的处理方法及其用户设备
1.交叉引用
2.本发明要求如下优先权：编号为63/013,588，申请日为2020年04月22日，名称为“handling of ip 3tuple component”的美国临时专利申请以及编号为17/204,523，申请日为2021年03月17日的美国专利申请，上述美国专利文档在此一并作为参考。
技术领域
3.本发明的实施方式一般涉及无线通信，并且更具体地，涉及第五代(5th generation，5g)新无线电(new radio，nr)系统中处理因特网协议(internet protocol，ip)3元组(tuple)组件的方法。


背景技术：

4.多年来，无线通信网络呈指数增长。长期演进(long
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term evolution，lte)系统提供了简单网络架构带来的高峰值数据速率、低延迟、改进的系统容量以及低运行成本。lte系统，又称第四代(4th generation，4g)系统，还提供了与较旧网络的无缝集成，例如全球移动通信系统(global system for mobile communications，gsm)、码分多址(code division multiple access，cdma)和通用移动电信系统(universal mobile telecommunications system，umts)。在lte系统中，演进通用地面无线接入网(evolved universal terrestrial radio access network，e
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utran)包括与多个称为用户设备(user equipment，ue)的移动台通信的多个演进node
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b(enodeb或enb)。第三代合作伙伴计划(3
rd generation partner project，3gpp)网络通常包括第二代(2nd generation，2g)/第三代(3rd generation，3g)/4g系统的混合。下一代移动网络(next generation mobile network，ngmn)董事会已经决定将未来ngmn活动的重点放在定义5g新无线电(new radio，nr)系统的端到端的需求上。
5.用于5gs的ue策略包括ue路由选择策略(ue route selection policy，ursp)和接入网发现和选择策略(access network discovery and selection policy，andsp)。ue策略可以通过策略控制功能(policy control function，pcf)传递给ue。pcf负责管理网络策略以管理网络行为。pcf从统一数据管理(unified data management，udm)获取订阅信息。pcf与接入和移动功能(access and mobility function，amf)进行连接以管理移动性上下文，并与会话管理功能(session management function，smf)进行连接以管理会话上下文。pcf在提供网络切片(network slicing)和漫游模式方面也扮演重要角色。pcf触发ursp，使ue能够确定在现有或新协议数据单元(protocol data unit，pdu)会话的上下文中应如何处理某个应用程序。ue策略也可以在ue中预配置。仅当ue未从pcf接收到相同类型的策略时，ue才应当应用预配置策略。
6.pdu会话定义了ue与提供pdu连接服务的数据网络之间的关联。每个pdu会话由pdu会话标识符(identifier，id)来标识，并且包括一个或更多个服务质量(quality of service，qos)流和qos规则。当上层请求发送应用程序pdu的pdu会话的信息时，ue应评估
ursp规则。ue找到ursp规则中与应用程序信息匹配的业务描述符，并且找到与ursp规则的路由选择描述符中的至少一个匹配的已建立的pdu会话。如果没有合适的现有pdu会话，ue应该为路由选择描述符中的至少一个建立pdu会话。
7.具体地，对于ursp规则配置，网络可以提供ip 3元组作为业务描述符组件。一个ip 3元组由三个业务描述符组件组成：1)因特网协议第4版(internet protocol version 4，ipv4)远程地址类型或因特网协议第6版(internet protocol version 6，ipv6)远程地址/前缀长度类型；2)协议标识符/下一个报头类型；以及3)单个远程端口类型或远程端口范围类型。然而，单个业务描述符可以包括多个ip 3元组的不同业务描述符组件。ue可能无法确定不同参数是在相同还是在不同ip 3元组中。
8.需要寻求解决方案。


技术实现要素：

9.本发明提出了一种使用ip 3元组作为业务描述符组件的配置ursp规则的方法。ue使用ursp来确定检测到的应用程序是否可以与已建立的pdu会话相关联，是否可以卸载到pdu会话外的非3gpp接入，或者是否可以触发建立新pdu会话。ursp可以由网络配置给ue。引入了一个新组件，其包括用于ursp配置的ip 3元组的三个参数。当接收到用于ip 3元组参数的新组件后，ue可以发现某些错误并确定相应的错误处理。
10.在一个实施方式中，ue在移动通信网络中接收非接入层(non
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access
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stratum，nas)消息。nas消息承载ursp规则配置。ue从ursp规则中包括的业务描述符(traffic descriptor，td)中确定ip 3元组组件。当ue检测到ip 3元组组件的ip 3元组错误时，ue执行相应的错误处理。当ue未检测到ip 3元组错误时，ue处理ursp规则。在一个示例中，ip 3元组组件至少包括目的地ip地址字段、目的地端口字段和协议标识符字段中的至少一个。
11.本发明提出的ip 3元组组件的处理方法可使ue正确地使用ip 3元组组件并避免ue行为错误。
12.下面的详细描述中描述了其他实施方式和优点。该发明内容并非旨在定义本发明。本发明由权利要求限定。
附图说明
13.附图描述了本发明的实施方式，其中相同的数字表示相同的部件。
14.图1描述了根据新颖方面的示例性5g网络，其支持对用于ursp配置的ip 3元组参数的处理。
15.图2描述了根据本发明的实施方式的无线装置的简化框图。
16.图3描述了ursp规则的内容的示例，包括3gpp规范中定义的具有ip 3元组的业务描述符。
17.图4描述了根据本发明新颖方面的用于ip 3元组配置的新组件的一个实施方式。
18.图5描述了根据本发明新颖方面的用于ip 3元组配置的新组件的另一个实施方式。
19.图6描述了根据本发明新颖方面的用于ursp配置和相应规则评估的ue和网络之间的序列流。
20.图7是根据本发明新颖方面的ip 3元组配置和错误处理的方法流程图。
具体实施方式
21.现在将详细参考本发明的一些实施方式，其示例见附图。
22.图1描述了根据新颖方面的示例性5g网络100，其支持对用于ursp配置的ip 3元组参数的处理。5g网络100包括ue 101、基站gnb 102、amf 103、smf 104、pcf 105和udm 106。在图1的示例中，ue 101及其服务基站gnb 102属于无线接入网(radio access network，ran)120的一部分。在接入层(access stratum，as)，如箭头130所示，ran 120经由无线接入技术(radio access technology，rat)，例如，5g nr向ue 101提供无线接入。在nas层，amf 103与gnb 102和smf 104进行通信，对5g网络100中的无线接入设备进行接入和移动管理。ue 101配置有一个射频(radio frequency，rf)收发器或多个rf收发器以通过不同rat/cn进行不同应用服务。ue101可以是智能电话、可穿戴装置、物联网(internet of thing，iot)装置、平板计算机等。
23.用于5gs的ue策略包括ursp和andsp。ue策略可以通过pcf传递给ue。pcf负责管理网络策略以管理网络行为。pcf从udm获取订阅信息。pcf与amf进行连接以管理移动性上下文，并与smf进行连接以管理会话上下文。pcf在提供网络切片和漫游模式方面也扮演重要角色。pcf触发ursp，使ue能够确定在现有或新pdu会话的上下文中应如何处理某个应用程序。ue策略也可以在ue中预配置。仅当ue未从pcf接收到相同类型的策略时，ue才应当应用预配置策略。
24.pdu会话定义了ue与提供pdu连接服务的数据网络之间的关联。每个pdu会话由pdu会话id来标识，并且包括一个或更多个qos流和qos规则。当上层请求发送应用程序pdu的pdu会话的信息时，ue应评估ursp规则。ue找到ursp规则中与应用程序信息匹配的业务描述符，并且找到与ursp规则的路由选择描述符中的至少一个匹配的已建立的pdu会话。如果没有合适的现有pdu会话，ue应该为路由选择描述符中的至少一个建立pdu会话。
25.在图1的示例中，当ue 101启动应用程序140时，ue上层触发ursp规则评估。具体地，ue 101按照优先级值的升序来评估具有与应用程序信息匹配的业务描述符的ursp规则(默认ursp规则除外)。如果ue 101找到具有与应用程序信息匹配的业务描述符(142)的非默认ursp规则(141)以及与非默认ursp规则的路由选择描述符(143)的至少一个匹配的已建立的pdu会话，ue 101向上层提供与最低优先级值的路由选择描述符匹配的pdu会话的信息。否则，ue101选择尚未评估具有下一个最小优先级值的路由选择描述符。如果不存在匹配的pdu会话，ue nas层则应尝试使用ue本地配置来建立pdu会话144。如果pdu会话建立成功(步骤145)，ue nas层则应将成功建立的pdu会话的信息提供给上层。
26.对于ursp规则配置，网络可以提供ip 3元组作为业务描述符组件。一个ip 3元组由三个业务描述符组件组成：1)ipv4远程地址类型或ipv6远程地址/前缀长度类型；2)协议标识符/下一个报头类型；以及3)单个远程端口类型或远程端口范围类型。然而，单个业务描述符可以包括多个ip 3元组的不同业务描述符组件。ue可能无法确定不同参数是在相同还是在不同ip 3元组中。根据一个新颖方面，引入一种新组件，包括用于ursp配置的ip 3元组的三个参数。ue 101需要经由nas信令(例如，5g会话管理(5g session management，5gsm)过程)指示其是否支持“ip 3元组组件”作为ue性能。当接收到用于ursp配置的ip 3元
组参数的新组件后，ue可以发现某些错误并确定相应的错误处理。
27.图2描述了根据本发明的实施方式的无线装置(例如，ue 201和网络实体211)的简化框图。网络实体211可以是与mme或amf组合的基站。ue 201具有存储器202、处理器203和rf收发器204。rf收发器204与天线205耦接，从天线205接收rf信号，将它们转换为基带信号，并发送到处理器203。rf收发器204还转换从处理器203接收的基带信号，将它们转换为rf信号，并发送到天线205。处理器203处理接收到的基带信号并调用不同的功能模块和电路以执行ue201中的功能。存储器202存储程序指令和数据210以由处理器控制ue 201的操作。合适的处理器包括，例如，特殊目的处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、多个微处理器、与dsp核相关的一个或更多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可程序设计门阵列(file programmable gate array，fpga)电路以及其他类型集成电路(integrated circuit，ic)和/或状态机。可以使用与软件相关联的处理器来实现和配置ue 201的特征。
28.ue 201还包括一组执行ue 201功能任务的功能模块和控制电路。协议栈260包括与连接到核心网的amf/smf/mme实体进行通信的nas层、用于上层配置和控制的无线资源控制(radio resource control，rrc)层、分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol，pdcp)/无线链路控制(radio link control，rlc)层、介质访问控制(media access control，mac)层和物理(physical，phy)层。系统模块和电路270可以硬件、固件、软件及其任何组合来实现和配置。当处理器通过存储器中的程序指令执行功能模块和电路时，他们相互配合，使ue 201能够执行网络中的实施方式和功能任务及特征。在一个示例中，系统模块和电路270包括ursp规则处理电路271、pdu会话处理电路272和执行ursp规则配置和评估的配置和控制电路273。具体地，pdu会话处理电路271为应用程序匹配现有pdu会话或建立新pdu会话。ursp规则处理电路272更新包括ip 3元组组件的ursp配置并执行相应ursp规则选择。配置和控制电路273从网络接收ursp配置、确定是否存在ip 3元组错误并执行相应的错误处理。
29.类似地，网络实体211具有天线215，其发送和接收无线电信号。rf收发器214与天线215耦接，从天线215接收rf信号，将它们转换为基带信号，并发送到处理器213。rf收发器214还转换从处理器213接收的基带信号，将它们转换为rf信号，并发送到天线215。处理器213处理接收到的基带信号并调用不同的功能模块以执行网络实体211中的功能。存储器212存储程序指令和数据220以控制网络实体211的操作。在图2的示例中，网络实体211还包括协议栈280和一组控制功能模块和电路290。pdu会话处理电路291处理pdu会话建立和修改过程。策略控制模块292为ue配置包括用于ursp规则的ip 3元组组件的策略规则。配置和控制电路293提供不同参数以配置和控制ue的相关功能，包括移动性管理和会话管理。
30.图3描述了ursp规则的内容的示例，包括3gpp规范中定义的具有ip 3元组的业务描述符。如表300所示，每个ursp规则由以下部分组成：1)ursp规则的优先级值，用于标识所有现有ursp规则中ursp规则的优先级；2)业务描述符；3)一个或更多个路由选择描述符。业务描述符包括：1)全匹配业务描述符；或者2)至少以下组件之一：a)一个或更多个应用程序标识符；b)一个或更多个ip描述符；c)一个或多个域描述符，即目的地全合格域名(fully qualified domain name，fqdn)；d)一个或更多个非ip描述符，即非ip业务的目的地信息；e)一个或更多个数据网络名称(data network name，dnn)；f)一个或更多个连接性能。每个
路由选择描述符包括路由选择描述符的优先级值，以及可选地包括以下一项或多项：a)会话和服务连续(session and service continuity，ssc)模式；b)一个或更多个单个网络切片选择辅助信息(single network slice selection assistance information，s
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nssai)；c)一个或更多个dnn；d)一种pdu会话类型；e)非无缝非3gpp卸载指示；f)首选接入类型；g)多重接入偏好；h)路由选择验证标准(route selection validation criteria，rsvc)。
31.例如，如方框301所示，业务描述符的ip描述符可以包括ip 3元组，所述ip 3元组包括目的地ip地址、目的地端口数量以及在ip上使用的协议。如果单个业务描述符可以包括多个ip 3元组的不同业务描述符组件，ue则无法确定不同参数是在相同还是在不同ip 3元组中。根据一个新颖方面，引入了一种新组件，包括ip 3元组的三个参数(ip地址、端口数量和协议)的至少一个。例如，ip 3元组的组件可以包括“ip 3元组id”以标识每个单独的ip 3元组参数，从而使ue可基于ip 3元组id组成ip 3元组参数。在一个优选实施方式中，可以引入新组件以包括用于ursp配置的ip 3元组的三个参数。
32.图4描述了根据本发明新颖方面的用于ip 3元组配置的新组件的一个实施方式。在图4的实施方式中，网络提供了新组件400，用于通过nas信令在ursp配置期间配置业务描述符。新组件400包括td组件类型id(例如，＝ip 3元组组件类型)，可选地，其后是ip 3元组组件的长度，然后是每个单独的业务描述符，例如，ip 3元组的1～3个业务描述符组件。例如，第一个参数是td组件类型id＝ip/port/protocol(ip/端口/协议)，随后下一个参数是td组件的内容。
33.为了适当地接收承载用于ursp配置的ip 3元组的新组件，ue需要通过nas信令(例如，5gsm过程)指示其是否支持“ip 3元组组件”。在一个实施方式中，ue在发送到网络的ue状态指示(ue state indication)消息中包括的ue策略类标记ie中指示ue性能。ue可以发现各种错误并确定相应的处理。可能的错误包括：1)存在不止一个ip组件((ipv4远程地址类型或ipv6远程地址/前缀长度类型)，或不止一个端口组件(单个远程端口类型或远程端口范围类型)；2)ip 3元组组件中没有任何字段；以及3)其他语法/语义错误。对于上述错误的处理包括：1)ue忽略ip 3元组组件；2)ue忽略相应的ursp规则；3)ue拒绝从网络传送ip 3元组的nas信令，并有适当错误原因(例如，可以是新特定原因的5gsm原因，或现有5gsm原因)；以及4)ue接受传送ip 3元组的nas信令，并有适当错误原因(例如，可以是新特定原因的5gsm原因，或现有5gsm原因)。
34.图5描述了根据本发明新颖方面的用于ip 3元组配置的新组件的另一实施方式。在图5的实施方式中，网络提供了新组件500，用于通过nas信令在ursp配置期间配置业务描述符。新组件500包括td组件类型id(例如，＝ip 3元组组件类型)，可选地，其后是ip 3元组组件的长度，然后是每个单独的业务描述符，例如，以预定义固定顺序排列的ip 3元组的3个业务描述符组件。例如，ip组件后跟ip组件的内容，端口组件后跟端口组件的内容，协议组件后跟协议组件的内容。
35.与图4的实施方式类似，在图5的实施方式中，ue可能发现各种错误并确定相应的处理。可能的错误包括：1)存在不止一个ip组件((ipv4远程地址类型或ipv6远程地址/前缀长度类型)，或不止一个端口组件(单个远程端口类型或远程端口范围类型)；2)ip 3元组组件中没有组件；以及3)其他语法/语义错误。对于上述错误的处理包括：1)ue忽略ip 3元组
组件；2)ue忽略相应的ursp规则；3)ue拒绝从网络传送ip 3元组的nas信令，并有适当错误原因(例如，可以是新特定原因的5gsm原因，或现有5gsm原因)；以及4)ue接受传送ip 3元组的nas信令，并有适当错误原因(例如，可以是新特定原因的5gsm原因，或现有5gsm原因)。
36.ue使用ursp来确定检测到的应用程序是否可以与已建立的pdu会话相关联，是否可以卸载到pdu会话外的非3gpp接入，或者是否可以触发建立新pdu会话。ursp规则包括一个指定匹配条件的业务描述符和一个或更多个路由选择描述符。每个路由选择描述符包括以下一项或多项：将匹配应用程序与ssc模式关联的ssc模式选择策略、将匹配应用程序与s
‑
nssai关联的网络切片选择策略、将匹配应用程序与dnn关联的dnn选择策略、将匹配应用程序与pdu会话类型关联的pdu会话类型策略、用于确定匹配应用程序应被非无缝卸载到非3gpp接入的非无缝卸载策略，以及当ue需要为匹配应用程序建立pdu会话时指示首选接入(3gpp或非3gpp或多重接入)的接入类型偏好。
37.图6描述了根据本发明新颖方面的用于ursp配置和相应规则评估的ue和网络之间的序列流。在步骤611中，ue 601通过网络602注册到5gs。在步骤612中，ue 601通过nas信令指示其是否支持“ip 3元组组件”(例如，ue状态指示过程)。在步骤621中，网络602(经由pcf)向ue 601提供ursp配置或更新(例如，经由管理ue策略命令消息)。ursp可以包括一组ursp规则，其中包括一个默认ursp规则。在步骤622中，ue 601更新包括ip 3元组的ursp规则并进行错误处理。例如，如果ue 601检测到任何语义或语法错误，则在步骤623中，ue 601通过发送具有适当错误原因的管理ue策略完成(manage ue policy complete)或管理ue策略命令拒绝(manage ue policy command reject)消息来接受或拒绝ursp配置。ue还可以接受ursp配置，但忽略具有ip 3元组错误的特定ursp规则。如果未发现错误，ue 601则处理/更新ursp规则。在步骤631中，ue 601和网络602建立一个或更多个pdu会话，每个pdu会话具有包括服务nssai、dnn和pdu会话id的信息。
38.在步骤641中，ue 601启动应用程序。为了确定应用程序与pdu会话或非无缝非3gpp卸载之间的关联，ue上层在步骤642中进行ursp规则评估。ue 601按照ursp规则的优先级值的升序来尝试所有非默认ursp规则。具体地，在步骤643中，ue 601选择具有与应用程序信息匹配的业务描述符的一个ursp规则，然后，在步骤644中，ue 601找到与所选ursp规则的路由选择描述符中的至少一个匹配的现有pdu会话，不考虑或考虑首选接入类型和多重接入偏好。如果不存在匹配的pdu会话，ue nas层则可以尝试建立新pdu会话(步骤651)。
39.图7是根据本发明新颖方面的ip 3元组配置和错误处理的方法流程图。在步骤701中，ue在移动通信网络中接收nas消息。nas消息承载ursp规则配置。在步骤702中，ue从ursp规则中包括的td中确定ip 3元组组件。在步骤703中，当ue检测到ip 3元组组件的ip 3元组错误时，ue执行相应的错误处理。在步骤704中，当ue未检测到ip 3元组错误时，ue处理ursp规则。在一个示例中，ip 3元组组件至少包括目的地ip地址字段、目的地端口字段和协议标识符字段中的至少一个。
40.尽管已经结合用于指导目的的某些特定实施方式描述了本发明，但本发明不限于此。因此，在不背离权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，可以实现对所述实施方式的各种特征的各种修改、改编和组合。