URSP规则匹配方法及相关用户设备与流程

ursp规则匹配方法及相关用户设备
1.相关申请的交叉引用
2.本技术根据35 u.s.c.
§
119要求于2021年8月12日提交的申请号为63/232,291、题为“ursp关联的增强”的美国临时申请的优先权，其主题通过引用并入本技术。
技术领域
3.所公开的实施例总体上涉及无线通信，并且更具体地涉及5g新无线电(new radio，nr)系统中的ue路由选择策略(ue route selection policy，ursp)增强的方法。


背景技术：

4.无线通信网络多年来呈指数增长。长期演进(long-term evolution，lte)系统提供高峰值数据速率、低延迟、改进的系统容量以及简化网络架构带来的低运营成本。lte系统，也称为4g系统，还提供与旧无线网络的无缝集成，例如gsm、cdma和通用移动电信系统(universal mobile telecommunication system，umts)。在lte系统中，演进的通用陆地无线电接入网络(evolved universal terrestrial radio access network，e-utran)包括与被称为用户设备(user equipment，ue)的多个移动台通信的多个演进的节点b(evolved node-b，enodeb/enb)。第三代合作伙伴项目(the3rd generation partner project，3gpp)网络通常包括2g/3g/4g系统的混合。下一代移动网络(next generation mobile network，ngmn)委员会已决定将未来ngmn活动的重点放在定义5g新无线电系统(5g nr system，5gs)的端到端要求上。
5.5gs的ue策略包括ue路由选择策略(ue route selection policy，ursp)和接入网发现与选择策略(access network discovery and selection，andsp)。ue策略可以从策略控制功能(policy control function，pcf)传递给ue。pcf负责管理网络行为的网络策略。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)接口以管理移动上下文和与会话管理功能(session management function，smf)接口以管理会话上下文。pcf在提供网络切片和漫游方案方面也起着重要的作用。pcf触发ursp，该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中预先配置。只有当ue没有从pcf接收到相同类型的策略时，ue才应该应用预先配置的策略(存储在usim或nvram中)。
6.pdu会话定义了ue和提供pdu连接服务的数据网络之间的关联。每个pdu会话由一个pdu会话id标识，并且包括一个或多个qos流和qos规则。当执行应用程序时，上层将应用程序信息发送给ursp实体以匹配ursp规则(即通过评估业务描述符(traffic descriptor，td)，并使用相应的路由选择描述符(route selection descriptor，rsd)建立pdu会话。ue尝试重用现有的pdu会话。如果ue在pdu会话建立请求消息中请求参数集1(parameter_set_1)，并且网络在pdu会话建立接受消息中提供了与pdu会话相关联(不同于parameter_set_1)的参数集2(parameter_set_2)，则当前不允许ue将这个现有的pdu会话重用于
parameter_set_1的rsd。然而，ue将尝试重用现有的已建立的pdu会话。否则，可能存在重复的pdu会话(例如，两个具有相同parameter_set_2关联的pdu会话)；或者网络可能拒绝pdu会话建立请求(例如，nw不允许建立两个具有相同parameter_set_2关联的pdu会话)，这会导致信令开销；或者ue可以选择下一个rsd(例如，使用parameter_set_3)或ursp规则，这可能不是最适合应用程序。
7.寻求解决方案。


技术实现要素：

8.提出了一种ursp规则匹配增强方法。当执行应用程序时，ue上层将应用信息发送给ursp实体，用于匹配ursp规则。ue找到匹配ursp规则的rsd，ue尝试重用现有的pdu会话，例如，应用程序与现有pdu会话的关联有一定的例外。在一个示例中，关于数据网络名称(data network name，dnn)、单网络切片选择辅助信息(single-network slice selection assistance information，s-nssai)、服务和会话连续性(service and session continuity，ssc)模式和pdu会话类型，上述rsd中列出的参数可以与现有pdu会话存储的pdu会话参数匹配，也可以与在pdu会话建立过程期间ue请求的pdu会话参数匹配。
9.在一个实施例中，ue在移动通信网络中从上层接收对ue的pdu会话信息的请求。例如，上层请求pdu会话的信息，经由该pdu会话发送应用程序的pdu。ue从一个或多个ursp规则中选择一个ursp规则。所选择的ursp规则的业务描述符与应用程序匹配。ue从所选ursp规则的rsd列表中找到与具有请求参数列表和存储参数列表的现有pdu会话匹配的rsd。ue将现有的pdu会话与应用程序相关联，并将现有的pdu会话信息提供给上层。现有的pdu会话的请求参数列表或存储参数列表与rsd的相应参数匹配。
10.根据本发明所提供的用于用户设备路由选择策略规则匹配的方法及用户设备，可以避免在pdu会话建立过程中因用户设备请求的参数与网络提供的参数不一致时因用户设备未重用现有的已建立的pdu会话所导致的信令开销或造成冗余pdu会话的存在。
11.在下面的详细描述中描述了其他实施例和优点。该发明内容部分并不旨在定义本发明。本发明由权利要求限定。
附图说明
12.附图说明了本发明的实施例，其中相同的数字表示相同的组件。
13.图1图示了根据一个新颖方面的在5g nr系统中支持具有增强ursp处理的示例性5g网络。
14.图2示出了根据本发明实施例的ue和基站的简化框图。
15.图3图示了如在3gpp规范中定义的ursp规则的内容和用于增强的ursp关联的参数。
16.图4图示了将现有pdu会话与应用程序相关联的示例，其中现有pdu会话的存储参数或在pdu会话建立过程中由ue请求的参数与所选ursp规则的至少一个rsd匹配。
17.图5图示了根据本发明的一个新颖方面的用于增强ursp关联的ue和网络之间的序列流。
18.图6是根据本发明的一个新颖方面的增强ursp关联的方法的流程图。
具体实施方式
19.现在将详细参考本发明的一些实施例，其示例在附图中示出。
20.图1图示了根据一个新颖方面的在5g nr系统中支持具有增强ursp处理的示例性5g网络100。5g nr网络100包括用户设备ue 101、基站gnb 102、接入和移动性管理功能(access and mobility management function，amf)103、会话管理功能(session management function，smf)104、策略控制功能(policy control function，pcf)105、和统一数据管理(unified data management，udm)106。在图1的示例中，ue 101及其服务基站gnb 102属于无线电接入网络ran 120的一部分。在接入层(access stratum，as)层中，ran 120提供无线电接入通过无线接入技术(radio access technology，rat)用于ue 101。在非接入层(non-access stratum，nas)层中，amf103与gnb 102和5gc通信，以对5g网络100中的无线接入设备进行接入和移动性管理。ue 101可以配备一个射频(radio frequency，rf)收发器或多个rf收发器，用于经由不同的rat/cn提供不同的应用程序服务。ue 101可以是智能手机、可穿戴设备、物联网(internet of things，iot)设备和平板电脑等。
21.5gs网络是分组交换(packet-switched，ps)互联网协议(internet protocol，ip)网络。这意味着网络以ip分组的形式传送所有数据业务，并为用户提供始终在线的ip连接。当ue加入5gs网络时，会为ue分配一个分组数据网络(packet data network，pdn)地址(即可以在pdn上使用的地址)，以连接到pdn。在4g中，eps定义了一个默认eps承载来提供始终在线的ip连接。在5g中，pdu会话建立过程是4g中pdn连接过程的并行过程。pdu会话(例如，130)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会话由一个pdu会话id标识，并且可能包括多个qos流和qos规则。
22.5gs的ue策略包括ursp和andsp。ue策略可以从pcf传递给ue。pcf负责管理网络行为的网络策略。pcf从udm获取订阅信息。pcf与amf接口以管理移动上下文以及与smf接口以管理会话上下文。pcf在提供网络切片和漫游方案方面也起着重要的作用。pcf规定了ursp，该ursp使ue能够确定在现有或新pd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(usim或nvram)中预先配置。只有当ue没有从pcf接收到相同类型的策略时，ue才应该应用预先配置的策略。
23.当ue 101启动应用程序140时，ue上层触发ursp规则匹配。ue 101评估ursp规则，除了默认的ursp规则，业务描述符按照它们的优先值的顺序匹配应用程序信息。如果ue 101在与应用程序信息匹配的非默认ursp规则(142)中找到业务描述符(141)，并且已建立的pdu会话与ursp规则的路由选择描述符(143)中的至少一个匹配，则ue提供有关将最低优先级值的路由选择描述符匹配到上层的pdu会话的信息。否则，ue选择具有下一个未被评估的最小优先级值的路由选择描述符。如果找不到非默认匹配的ursp规则并且如果应用程序的ue本地配置可用，则ue 101应相应地执行应用程序与pdu会话的关联。
24.如果不存在匹配的pdu会话，ue nas层应该尝试建立pdu会话144。如果pdu会话建立成功(145)，ue nas层应该将成功建立的pdu会话的信息提供给上层。否则，如果找不到非默认匹配的ursp规则，并且应用程序的ue本地配置不可用或基于应用程序的ue本地配置的pdu会话建立失败(146)，则ue 101应根据具有“全匹配”业务描述符(150)的默认ursp规则执行应用程序与pdu会话或与非无缝非3gpp卸载的关联。如果关联不成功，则ue 101通知上层。
25.在pdu会话建立过程中，如果ue在pdu会话建立请求消息中请求了parameter_set_1，并且网络在pdu会话建立接受消息中为pdu会话分配了parameter_set_2(不同于parameter_set_1)，则当前不允许ue将这个现有的pdu会话重用于parameter_set_1的rsd。但是，ue在执行应用程序时应该尝试重用现有的pdu会话，并且上层向ursp实体发送应用程序信息以匹配ursp规则。否则，可能存在重复的pdu会话(例如，两个具有相同parameter_set_2关联的pdu会话)；或者网络可能拒绝pdu会话建立请求(例如，nw不允许建立两个具有相同parameter_set_2关联的pdu会话)，这会导致信令开销；或者ue可以选择下一个rsd(例如，使用parameter_set_3)或ursp规则，这可能不是最适合应用程序。
26.在一个新颖的方面，当执行应用程序时，ue 101找到匹配ursp规则的rsd，并且应用程序与现有pdu会话的关联应该具有某些例外(160)。一般来说，对于现有的pdu会话，如果rsd包含参数，则现有pdu会话的对应参数应该相同；如果rsd不包含参数，则现有pdu会话的pdu会话请求消息不应包含该参数。在例外情况下，即使没有完全匹配，现有的pdu会话也可以与应用程序相关联。在一个优选实施例中，当试图将现有的pdu会话与应用程序关联时，下一个pdu会话是有效的，例如，如果pdu会话中的一个或多个参数或ue在pdu会话建立过程中请求的一个或多个参数匹配所选ursp规则的rsd中的一个或多个参数。
27.图2示出了根据本发明实施例的无线设备(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。网络实体211具有发射和接收无线电信号的天线215。与天线耦接的射频rf收发器模块214从天线215接收rf信号，将它们转换为基带信号并将基带信号发送到处理器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来执行基站211中的功能。存储器212包括易失性计算机可读存储介质及非易失性计算机可读存储介质，存储程序指令和数据220以控制基站211的操作。在图2的示例中例如，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231处理pdu会话建立和修改过程。策略控制模块232为ue配置策略规则。配置和控制电路233提供不同的参数来配置和控制ue的相关功能，包括移动性管理和会话管理。
28.类似地，ue 201具有存储器202、处理器203和射频(radio frequency，rf)收发器模块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，并发送基带信号到处理器203。rf收发器204还转换从处理器203接收到的基带信号，将它们转换成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来执行ue 201中的功能。存储器202包括易失性计算机可读存储介质及非易失性计算机可读存储介质，存储要由处理器执行以控制ue 201的操作的程序指令和数据210。合适的处理器包括例如专用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、多个微处理器、一个或多个与dsp内核相关的微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(application specific integrated circuits，asic)、现场可编程门阵列(filed programmable gate array，fpga)电路，以及其他类型的集成电路(integrated circuit，ic)和/或状态机。与软件相关联的处理器可用于实现和配置ue 201的特征。
29.ue 201还包括一组功能模块和控制电路以执行ue 201的功能任务。协议栈260包括管理不同应用的应用层和其他上层，与连接到核心网络的amf实体通信的nas层、用于高层配置和控制的无线电资源控制(radio resource control，rrc)层、分组数据汇聚协议/
无线电链路控制(packet data convergence protocol/radio link control，pdcp/rlc)层、媒体访问控制(media access control，mac)层和物理(physical，phy)层。系统模块和电路270可以通过软件、固件、硬件和/或它们的组合来实现和配置。功能模块和电路在由处理器经由包含在存储器中的程序指令执行时相互协作以允许ue 201在网络中执行实施例和功能任务和特征。在一个示例中，上层实体请求pdu会话的信息，通过其发送应用程序的pdu，系统模块和电路270包括与网络执行pdu会话建立和修改过程的pdu会话处理电路221、执行ursp规则匹配的ursp规则匹配电路222，以及处理用于移动性管理和会话管理的配置和控制参数的配置和控制电路223。
30.图3图示了如3gpp规范中定义的ursp规则的内容和用于增强的ursp关联的参数。ursp被定义为一组一个或多个ursp规则。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ursp规则在所有现有ursp规则中的优先级；2)业务描述符；3)一个或多个路由选择描述符。业务描述符包括1)匹配所有业务描述符；或2)至少以下组件之一：a)一个或多个应用程序标识符；b)一个或多个ip 3元组(tuple)，即目的ip地址、目的端口号、ip上面使用的协议；c)一个或多个非ip描述符，即非ip业务的目的地信息；d)一个或多个dnn；e)一种或多种连接能力；f)一个或多个域描述符，即一个或多个目标fqdn。每个路由选择描述符包括路由选择描述符的优先级值和1)一种pdu会话类型，以及可选的以下一种或多种：a)ssc模式；b)一个或多个s-nssai；c)一个或多个dnn；d)首选接入类型；e)多接入偏好；或2)非无缝非3gpp卸载指示。ursp中只有一个ursp规则可以是默认ursp规则，默认ursp规则应包含匹配所有业务描述符。如果ursp中包含默认ursp规则和一个或多个非默认ursp规则，则任何非默认ursp规则的优先级值应低于默认ursp规则。
31.ue使用ursp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会话之外的非3gpp接入，或者是否可以触发新pdu会话的建立。ursp规则包括一个指定匹配标准的业务描述符和以下一个或多个组件：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、将匹配的应用程序与dnn关联的dnn选择策略，将匹配的应用程序与pdu会话类型关联的pdu会话类型策略，用于确定匹配的应用程序应非无缝卸载到非3gpp接入的非无缝卸载策略(即，pdu会话之外)，以及当ue需要为匹配的应用程序建立新的pdu会话时，指示首选接入(3gpp或非3gpp)的接入类型偏好。
32.在一个新颖的方面，当试图将现有的pdu会话与应用程序相关联时，以下pdu会话也被认为是有效的，例如，1)如果ue在pdu会话建立过程中请求的参数匹配rsd中的一个或多个参数，除了首选接入类型、多接入偏好等；2)pdu会话的建立无需请求匹配rsd不提供的任何参数，除了首选接入类型、多接入偏好、dnn(如果td中包括一个或多个dnn)、s-nssai(如果ue在允许的nssai中只有一个s-nssai)。一个例子中，ue请求的pdu会话参数列表包括：1)dnn；2)s-nssai；3)ssc模式，和4)pdu会话类型。如310所示，对于上述参数列表，如果现有pdu会话存储的pdu会话参数由网络分配，或者ue在pdu会话建立过程期间请求的pdu会话的pdu会话参数与rsd的参数匹配，则认为现有pdu会话匹配于rsd。
33.图4示出了将现有pdu会话与应用程序相关联的示例，其中现有pdu会话的存储的(即，nw分配的)参数，或者在pdu会话建立过程中由ue请求的参数至少匹配所选ursp规则的rsd之一。考虑现有的pdu会话和选择的rsd。在第一个示例(410)中，请求的pdu会话参数是
具有第一值dnn＝＝1的dnn，而存储/分配的pdu会话参数是具有第二值dnn＝＝2的dnn，因此当所选rsd的dnn具有dnn＝＝1或dnn＝＝2的值时被认为是现有pdu会话和所选rsd的一种匹配。在第二示例(420)中，请求的pdu会话参数是具有第一值s-nssai＝＝1的s-nssai，而存储/分配的pdu会话参数是具有第二值s-nssai＝＝2的s-nssai，因此当所选rsd的s-nssai值具有s-nssai＝＝1或s-nssai＝＝2的值时被认为是现有pdu会话与所选rsd的一种匹配。在第三示例(430)中，请求的pdu会话参数是具有第一值ssc模式＝＝1的ssc模式，而存储/分配的pdu会话参数是具有第二值ssc模式＝＝2的ssc模式，所以当所选rsd的ssc模式具有ssc模式＝＝1或ssc模式＝＝2的值时被认为是现有pdu会话与所选rsd之间的一种匹配。
34.图5图示了根据本发明的一个新颖方面的用于ursp规则匹配的ue和网络之间的序列流。在步骤510，网络502(经由pcf)向ue 501提供ursp配置或更新。ursp包括一组ursp规则，包括一个默认ursp规则。在步骤511和512中，ue 501和网络502建立一个或多个pdu会话，每个pdu会话包含包括s-nssai、dnn、ssc模式和/或pdu会话id的参数。注意，在步骤511中，在pdu会话建立过程期间请求的dnn和s-nssai经由上行链路非接入层传输(ul nas transport)消息提供，而在pdu会话建立过程期间请求的ssc模式通过pdu会话建立请求消息提供。另一方面，在步骤512，存储的pdu会话参数由网络经由pdu会话建立接受消息分配。在步骤513，ue 501的上层请求pdu会话信息，例如，由启动应用程序触发。换言之，ue的上层请求经由其发送应用程序的pdu的pdu会话的信息。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514中继续进行ursp规则匹配。
35.在步骤520中，ue 501按照优先值的顺序尝试所有非默认ursp规则。具体地，在步骤521中，ue 501选择匹配的ursp规则，然后或者找到现有的pdu会话，或者建立与所选ursp规则的路由选择描述符中的至少一个匹配的新的pdu会话。如果不存在匹配的pdu会话，则ue nas层会尝试建立新的pdu会话。例如，在步骤522中，ue 501向网络发送pdu会话建立请求。在步骤523中，网络向ue 501发送pdu会话建立接受，并且pdu会话成功建立。否则，网络向ue 501发送pdu会话建立拒绝并且没有建立pdu会话。在步骤520之后，如果所有非默认ursp规则都不能与应用程序匹配，则在步骤531中，ue 501尝试默认ursp规则，其包括匹配所有业务描述符。如果关联仍然不成功，则ue 501将失败通知上层。
36.在步骤521中，ue 501尝试重用现有的pdu会话，例如，应用程序与现有的pdu会话的关联应该基于pdu会话和rsd/ursp之间的匹配，但是有一些例外。否则，可能会出现重复的pdu会话；或者网络可能拒绝pdu会话建立请求，导致信令开销；或者ue可以选择下一个rsd或ursp，这可能不是最适合于应用程序。具体来说，如果ue 501在匹配于应用程序信息的非默认ursp规则中找到业务描述符，并且如果存在一个或多个满足某些条件/例外的pdu会话，则ue应提供与最低优先级值的rsd匹配的pdu会话的信息到上层，即使pdu会话的某些参数与匹配的ursp规则的rsd不完全匹配。
37.在一个优选实施例中，例外适用于pdu会话参数列表，包括dnn、s-nssai、ssc模式和pdu会话类型。一般来说，如果现有pdu会话与所选ursp规则的rsd完全匹配，则ue发现业务描述与应用程序匹配。在例外情况下，只要ue在pdu会话建立过程中请求的pdu会话参数或现有pdu会话的存储/分配参数与所选ursp的相应rsd参数匹配，就认为满足精确匹配规则。
38.图6是根据本发明的一个新颖方面的在pdu会话类型上具有例外的增强的ursp规则匹配的方法的流程图。在步骤601中，在移动通信网络中ue接收来自上层对ue的pdu会话信息的请求。例如，上层请求pdu会话的信息，经由该pdu会话发送应用程序的pdu。在步骤602，ue从一个或多个ursp规则中选择一个ursp规则。所选ursp规则的业务描述符与应用程序信息匹配。在步骤603中，ue从所选ursp规则的rsd列表中找到与具有请求参数列表和存储参数列表的现有pdu会话相匹配的rsd。在步骤604，ue将现有的pdu会话与应用程序相关联，并将现有的pdu会话信息提供给上层。现有pdu会话的请求参数列表或存储参数列表与rsd的相应参数匹配。
39.尽管出于指导目的已经结合某些特定实施例描述了本发明，但是本发明不限于此。因此，在不背离如权利要求书所阐述的本发明的范围的情况下，可以实施所描述的实施例的各种特征的各种修改、修正和组合。