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CN108401275A - 用户设备注册方法、网络控制器与网络通信系统 - Google Patents

用户设备注册方法、网络控制器与网络通信系统 Download PDF

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CN108401275A
CN108401275A CN201711446453.7A CN201711446453A CN108401275A CN 108401275 A CN108401275 A CN 108401275A CN 201711446453 A CN201711446453 A CN 201711446453A CN 108401275 A CN108401275 A CN 108401275A
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CN
China
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network
network function
user equipment
registration
function
Prior art date
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Application number
CN201711446453.7A
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English (en)
Inventor
辛伯修
赖家龄
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Industrial Technology Research Institute ITRI
Original Assignee
Industrial Technology Research Institute ITRI
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Abstract

一种用以选择网络切片的用户设备注册方法、网络控制器与网络通信系统。所述方法包括：接收用户设备(UE)的注册请求；响应于接收包括切片选择信息的注册请求，依据切片选择信息判断是否具有服务UE的能力，而传送包括切片选择信息的第一网络功能探索请求或用以寻找目标访问与移动管理功能的第二网络功能探索请求；在接收对应于第一网络功能探索请求的网络功能探索回复后，依据网络功能探索回复选择用以服务UE的网络功能而执行注册设定操作，或在接收对应于第二网络功能探索请求的另一网络功能探索回复后，发送接口连接释放信息至接入节点。

Description

用户设备注册方法、网络控制器与网络通信系统
技术领域
本发明有关于一种用以选择网络切片的用户设备注册方法、及使用此方法的网络控制器与网络通信系统。
背景技术
在最近的趋势中，为了支持第五代移动通信系统(5th generation mobilenetworks，5G)的不同服务要求，网络切片是一种解决方案。网络营运商可以通过软件定义网络(Software-Defined Networking，SDN)以及网络功能虚拟化(Network FunctionVirtualization，NFV)等工具进行网络切片，以将一个实体网络划分成为多个对应不同应用服务情境的虚拟逻辑网络。通过网络切片，5G网络可针对未来多样化应用情境提供优化、具动态性与弹性的通信服务。
5G网络里的UE可以访问多个不同的网络切片，这些网络切片可各自提供不同的应用服务。与既有的网络通信系统相似，5G网络底下的UE同样会向网络进行注册。亦即，在请求这些网络切片提供注册限定的服务之前，UE会向5G网络注册。如果在UE向5G网络注册之后，UE可以立即接入至符合需求的网络切片，可使UE可以依据其权限而尽早使用5G网络提供的服务。因此，如何实时地为用户设备选择最恰当的网络切片，以匹配用户设备的服务类型和工作状态，实为本领域技术人员所关心的重要议题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种用以选择网络切片的用户设备注册方法、及使用此方法的网络控制器与网络通信系统。
本发明提供一种用以选择网络切片的用户设备注册方法，适用于具有访问与移动管理功能的网络控制器，所述方法包括但不限于：接收用户设备的注册请求，其中所述注册请求包括切片选择信息；响应于接收所述注册请求，依据所述切片选择信息判断是否具有服务所述用户设备的能力，而传送包括所述切片选择信息的第一网络功能探索请求或用以寻找目标访问与移动管理功能的第二网络功能探索请求；以及在接收对应于所述第一网络功能探索请求的网络功能探索回复之后，依据所述网络功能探索回复选择用以服务所述用户设备的网络功能而与选定的网络功能执行注册设定操作，或在接收对应于第二网络功能探索请求的另一网络功能探索回复之后，发送接口连接释放信息至接入节点。
本发明提供一种网络控制器，其可以为网络通信系统的一部分。网络控制器包括但不限于：收发器以及处理器。处理器耦接于收发器。处理器经配置以至少执行：接收用户设备的注册请求，其中所述注册请求包括切片选择信息；响应于接收所述注册请求，依据所述切片选择信息判断是否具有服务所述用户设备的能力，而传送包括所述切片选择信息的第一网络功能探索请求或用以寻找目标访问与移动管理功能的第二网络功能探索请求；以及在接收对应于所述第一网络功能探索请求的网络功能探索回复之后，依据所述网络功能探索回复选择用以服务所述用户设备的网络功能而与选定的网络功能执行注册设定操作，或在接收对应于第二网络功能探索请求的另一网络功能探索回复之后，发送接口连接释放信息至接入节点。
本发明提供一种网络通信系统，其包括但不限于：第一网络控制器与第二网络控制器。第二网络控制器连接至第一网络控制器。第一网络控制器接收用户设备的注册请求，其中注册请求包括切片选择信息。第一网络控制器响应于接收注册请求，依据切片选择信息判断是否具有服务用户设备的能力，而传送包括切片选择信息的第一网络功能探索请求。第二网络控制器接收包括切片选择信息的第一网络功能探索请求，并依据切片选择信息决定关联于候选网络切片的候选网络功能。第二网络控制器通过发送对应于第一网络功能探索请求的一网络功能探索回复，而提供候选网络功能给第一网络功能。在第一网络控制器接收对应于第一网络功能探索请求的网络功能探索回复之后，第一网络控制器依据网络功能探索回复选择用以服务用户设备的网络功能，以与选定的网络功能执行注册设定操作。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1是一种5G网络的点到点架构。
图2是一种5G网络的服务型架构。
图3为UE中的注册管理状态模型。
图4是依据本发明一实施例所绘示的没有涉及AMF重配置的用户设备注册方法的示意图。
图5是依据本发明一实施例所绘示的涉及AMF重配置的用户设备注册方法的示意图。
图6是依据本发明一实施例所绘示的涉及AMF重配置的用户设备注册方法的示意图。
图7是依据本发明一实施例所绘示的关于移动注册的用户设备注册方法的示意图。
图8是依据本发明一实施例所绘示的关于移动注册的用户设备注册方法的示意图。
图9是依据本发明一实施例所绘示的用户设备注册方法的流程图。
图10是依据本发明一实施例所绘示的用户设备注册方法的流程图。
图11是依据本发明一实施例所绘示的网络控制器的方块图。
符号说明
10：点到点架构
20：服务型架构
101：用户设备
102：(无线)接入网络
103：用户平面功能
104：访问与移动管理功能
105：会话管理功能
106：政策管理功能
107：数据网络
108：应用功能
109：网络切片选择功能
110：认证服务器功能
111：统一数据管理
112：网络功能储存功能
113：网络揭露功能
301：注册管理-非注册状态
302：注册管理-注册状态
S401～S415、S501～S519、S601～S621、S701～S716、S801～S817、S901～S903、S1001～S1002：步骤
1100：网络控制器
1200：访问点
1101：收发器
1102：处理器
R2：注册请求
具体实施方式
本发明的部分实施例接下来将会配合附图来详细描述，以下的描述所引用的元件符号，当不同附图出现相同的元件符号将视为相同或相似的元件。这些实施例只是本发明的一部分，并未揭示所有本发明的可实施方式。实际上，本发明的各种实施例可采用许多不同形式来体现，且不应被解释为限于本公开中阐明的实施例。
于本发明的实施例中，术语“网络切片”(Network slice)的定义例如可参照“3GPPTS 23.501”规范。网络切片是可提供特定网络能力与网络特性的逻辑网络，网络切片系统可依据UE需要的服务类型而选择适当的网络切片。对于5G网络来说，网络切片可视为5G网络中一群网络功能(Network Function，NF)所形成的逻辑网络。
于本发明的实施例中，术语“网络功能”(Network Function，NF)的定义例如可参照“3GPP TS 23.501”规范。所述网络功能例如是可包含(但不限于)特定硬件上的网络元件、在特定硬件上执行的软件实体、或在适当平台(例如云端基础设施)上实现的虚拟功能。
图1与图2分别绘示了5G网络的两种不同架构。图1是一种5G网络的点到点架构(Point-to-point architecture)，而图2是一种5G网络的服务型架构(Service-basedarchitecture)。请参照图1与图2，点到点架构10与服务型架构20内的网络实体与网络功能可包括：用户设备(User Equipment，UE)101、(无线)接入网络((Radio)Access node，(R)AN)102、用户平面功能(User plane Function，UPF)103、访问与移动管理功能(Access andMobility Management Function，AMF)104、会话管理功能(Session ManagementFunction，SMF)105、政策管理功能(Policy Control function，PCF)106、数据网络(DataNetwork，DN)107、应用功能(Application Function，AF)108、网络切片选择功能(NetworkSlice Selection Function，NSSF)109、认证服务器功能(Authentication ServerFunction，AUSF)110、统一数据管理(Unified Data Management，UDM)111、网络功能储存功能(NF Repository Function，NRF)112、以及网络揭露功能(Network Exposure Function，NEF)113。UE 101可经由连接至(R)AN 102而被5G网络中的负责不同业务服务的网络功能来服务，以与DN 107中的其他装置通信。对于5G网络的基本规范与定义，可参照“3GPP TS23.501V0.1.1”。
请参照图1，图1绘示了非漫游(non-roaming)情况下的点到点架构10。点到点架构10显示出接口互动存在于网络功能服务之间，而两网络功能之间的上述接口互动是基于点到点介点(point-to-point reference point)来界定。例如，AMF 104与SMF 105之间的N11介点。请参照图2，图2绘示了非漫游(non-roaming)情况下的服务型架构20。服务型架构20中控制平面上的网络功能可通过服务型接口(service-based interfaces)而访问控制平面上的其他网络功能的服务。例如，AMF 104可通过服务型接口Namf来致能其他授权网络功能访问AMF 104提供的服务。在执行各种系统程序时，这些网络功能之间的互动与信息传递可参照“3GPP TS 23.501V0.1.1”与“3GPP TS 23.502V0.1.1”规范。
网络切片可视为由上述这些网络功能所建构而成的逻辑网络。不同类型的网络切片支持不同的服务需求，因此用户设备需要接入至符合其服务需求的网络切片以获取适当的5G网络服务。在响应UE的业务需求而挑选出网络切片之后，对应于选定网络切片的网络功能也可因此据以决定。
于本发明的实施例中，术语“用户设备”(UE)可表示各种实施例，其例如是可包含(但不限于)移动台、进阶移动台(advanced mobile station，AMS)、服务器、客户端、桌上型计算机、膝上型计算机、网络计算机、工作站、个人数字助理(personal digitalassistant，PDA)、平板型个人计算机(personal computer，PC)、扫描仪、电话装置、传呼机、相机、电视、手持型视频游戏设备、音乐装置、无线传感器及其类似者。在一些应用中，UE可为在例如公共汽车、火车、飞机、船只、汽车等移动环境中操作的固定计算机装置。
于本发明的实施例中，5G网络中核心网络(Core Network，CN)与UE之间的(无线)接入网络((R)AN)(例如图1与图2的(R)AN 102)包括至少一接入节点，而UE可有线或无线地连接至(R)AN中的接入节点以获取5G网络服务。举例而言，5G网络的(R)AN可包括新一代无线接入节点(NG-RAN node)，像是下一代节点B(gNodeB或gNB)。或者，5G网络的(R)AN也可包括家用演进型节点B(Home Evolved Node B，HeNB)、演进节点B(eNB)或非3GPP接入节点等等。
图3为UE中的注册管理状态模型。请参照图3，UE可于注册管理-非注册(RM-DEREGISTERED)状态301与注册管理-注册(RM-REGISTERED)状态302之间切换。当UE处于RM-DEREGISTERED状态301，UE可能执行下列操作。当UE处于RM-DEREGISTERED状态301，若UE想要获取注册限定的服务，UE将通过首次注册程序(Initial Registration Procedure)来尝试向公用陆上移动网络(Public land mobile network，PLMN)注册。当UE处于RM-DEREGISTERED状态301，若UE收到首次注册程序的注册拒绝信息，UE会维持于RM-DEREGISTERED状态301。当UE处于RM-DEREGISTERED状态301，若UE收到首次注册程序的注册接收信息，UE将从RM-DEREGISTERED状态301进入于RM-REGISTERED状态302。
另一方面，当UE处于RM-REGISTERED状态302，UE可能执行下列操作。当UE处于RM-REGISTERED状态302，若服务小区的当前TAI没有出现在UE所储存的TAI列表当中，UE将执行移动注册程序(或称之为移动注册更新程序)。当UE处于RM-REGISTERED状态302，UE也可能执行周期性或非周期性注册更新程序，以告知网络UE依然是主动的或与网络重新协商一些协议参数。当UE处于RM-REGISTERED状态302，UE可执行注销程序(Deregistrationprocedure)而从RM-REGISTERED状态302进入RM-DEREGISTERED状态301，或响应于接收注册拒绝信息或注销信息而从RM-REGISTERED状态302进入RM-DEREGISTERED状态301。
于本发明的实施例中，一种用以协助UE选取/重选取网络切片的注册程序被提出。换言之，向5G网络进行注册的注册程序可用来协助UE选取适当的网络切片。于本发明的实施例中，用以协助UE选取/重选取网络切片的注册程序可包括UE处于RM-DEREGISTERED状态(例如，UE刚开机)而执行的首次注册程序，或是因UE移动至不同追踪区域(Tracking Area，TA)而执行的移动注册程序(Mobility Registration procedure)。
于本发明的实施例中，一种例如是5G网络系统的网络通信系统至少包括具备第一网络功能的第一网络控制器与第二网络功能的第二网络控制器。第二网络控制器上的第二网络功能可经由软件定义接口或实体接口而连接至第一网络控制器的第一网络功能。第一网络功能接收UE的注册请求，其中注册请求包括切片选择信息。第一网络功能响应于接收UE的注册请求，依据切片选择信息判断是否具有服务UE的能力，而传送包括切片选择信息的第一网络功能探索请求(Network Function Discovery Request)。第二网络功能接收包括切片选择信息的第一网络功能探索请求，并依据切片选择信息决定关联于候选网络切片的候选网络功能。第二网络功能通过发送对应于第一网络功能探索请求的网络功能探索回复(Network Function Discovery Response)，而提供候选网络功能给第一网络功能。在第一网络功能接收对应于第一网络功能探索请求的网络功能探索回复之后，第一网络功能依据网络功能探索回复选择用以服务UE的网络功能，以与选定的网络功能执行注册设定操作。藉此，本发明实施例的网络通信系统可于UE的注册程序期间挑选出适合UE的网络切片。
为了进一步清楚说明本发明的实施例，以下以图2的5G网络架构20为例介绍涉及注册程序的各种网络功能。于本发明的实施例中，前述用以接收注册请求的第一网络功能可以是AMF(Access and Mobility Function)104，AMF 104为RAN控制平面(CP)接口与非访问层信息(Non Access Stratum message，NAS message)的终端，其负责与UE相关的注册管理、连接管理，与移动管理。此外，AMF 104也可负责与UE相关的访问授权与访问认证。于一实施例中，AMF 104可以是一具备访问与移动管理功能的网络控制器。
于本发明的实施例中，前述第二网络功能可以是NRF 112，NRF 112可支持服务探索功能，并响应于从其他网络功能接收网络功能探索请求(NF Discovery Request)而提供被探索网络功能的信息给其他网络功能。此外，NRF112可维护网络功能实体的网络功能档案(NF profile)以及网络功能实体所支持的服务。于一实施例中，NRF 112可以是一具备服务探索功能的网络控制器。
于本发明的实施例中，SMF 105可负责一些用户平面的设定，UPF 103与RAN节点之间的封包数据单元(Packet data unit，PDU)会话的建立、修改与释放，像是决定封包的路由路径。UPF 103可负责封包的路由与转传，其为处理无线访问技术之内/之间交递(Intra-/Inter-RAT mobility)的定位锚点，也为与DN 107互连的外部PDU会话点。于一实施例中，SMF 105可以是一具备会话管理功能的网络控制器，而UPF 103可以是一具备用户平面功能的网络控制器。
于本发明的实施例中，PCF 106可支持统一政策架构以管理网络行为，并提供政策规则给控制平面上的网络功能来遵守。AUSF 110可用以认证UE是否为合法的服务请求者，其支持SAWG3工作组制定的认证服务器功能。UDM 111可支持认证凭证储存与处理功能，其可储存用于身份认证与密钥协议(Authentication and Key Agreement，AKA)认证的长期保全凭证。亦即，UDM 111可用以储存一些与UE有关的认证数据。于一实施例中，PCF 106可以是一具备政策管理功能的网络控制器，而UDM 111可以是一具备统一数据管理功能的网络控制器。
图4是依据本发明一实施例所绘示的用户设备注册方法的示意图。图4的实施范例是以首次注册程序进行说明，但本发明并不限制于此。请参照图4，于步骤S401，UE 101传送注册请求与一些访问节点参数至(R)AN 102，此注册请求包括切片选择信息。此切片选择信息可以是网络切片选择协助信息(Network Slice Selection Assistance Information，NSSAI)。于此，用以接收注册请求的(R)AN 102可视为接入网络中的一接入节点。
于本发明的实施例中，上述注册请求可还包括注册类型、用户永久识别码(Subscriber Permanent Identifier，SUPI)、暂时用户识别码(Temporary User ID)(例如5G全球唯一暂时别码(5G-Globally Unique Temporary ID，5G-GUTI))、安全参数、前次造访的TAI、PDU会话状态等等。此外，一些关于RAN的访问节点参数，像是选定PLMN识别码、小区识别码、位置信息或RAT类型等等，也可能伴随注册请求而一同传送至至(R)AN 102。须注意的是，注册请求中的注册类型可用以指示UE是执行首次注册程序、移动注册程序，还是周期性注册程序。
于本发明的实施例中，网络切片选择协助信息(NSSAI)可用以识别网络切片。网络切片选择协助信息例如可包括切片/服务类型(Slice/Service Type，SST)与服务辅助信息(Slice Differentiator，SD)。切片/服务类型用以指示UE想要接入的网络切片的类型，而服务辅助信息可进一步用以区分同样切片/服务类型下的网络切片。表1为不同切片/服务类型与SST指示值的对应关系的一种范例。
表1
响应于接收到UE 101发送的注册请求，于步骤S402，(R)AN 102进行AMF的选择。之后，于步骤S403，(R)AN 102传送UE 101的注册请求至初始AMF 104。于本发明的实施例中，(R)AN 102可依据注册请求中的NSSAI来挑选适当的AMF。若(R)AN 102无法基于UE 101提供的NSSAI来选择出适当的AMF，则(R)AN 102可将UE发送的信息(亦即注册请求)转送至一个预设AMF。上述预设AMF可以是一个具备AMF选择功能的经配置AMF。
接着，响应于初始AMF 104接收注册请求，于步骤S404，初始AMF 104判断是否具备服务UE 101的能力。于本发明的实施例中，当由(R)AN 102决定出来的初始AMF 104接收到注册请求，初始AMF 104可询问UDM 111有关于UE的订阅信息(subscriptioninformation)。之后，初始AMF 104可依据UE 101所提供的NSSAI与UE订阅信息进行验证，以确认自己是否具有服务UE 101的资格。
于图4的流程范例中，假设初始AMF 104于步骤S404中确认自己具有服务服务UE101的能力。在此前提下，于步骤S405，初始AMF 104传送网络功能探索请求至NRF 112，此网络功能探索请求可包括NSSAI与其他注册相关信息。于本发明的实施例中，初始AMF 104可通过Nnrf接口来利用NRF 112所提供的网络功能探索服务(Nnrf_NFDiscovery Service)，以将带有NSSAI的网络功能探索请求发送至NRF 112。于此，Nnrf接口为NRF 112用以收发信息的服务型接口，其让其他网络功能可经由Nnrf接口访问NRF 112提供的功能(例如图2所示)。
响应于NRF 112收到网络功能探索请求，于步骤S406，NRF 112将处理注册请求中的参数，而依据注册请求中的NSSAI与其他注册信息来决定出关联于至少一候选网络切片的至少一候选网络功能。接着，于步骤S407，NRF 112通过发送对应于网络功能探索请求的网络功能探索回复，而提供候选网络功能给初始AMF 104。
于本发明的实施例中，NRF 112可依据注册请求中的NSSAI与其他信息来获取一些候选网络切片信息，像是候选网络切片的切片类型、切片识别码，或关联于候选网络切片的候选SMF、候选PCF、候选UDM等等。换言之，NRF 112可依据注册请求中的NSSAI来实现挑选符合UE需求的网络切片的功能。在NRF 112决定出候选网络功能之后，NRF 112将传送网络功能探索请求的网络功能探索回复至初始AMF 104。此时，NRF 112所回复的网络功能探索回复可包括候选网络切片的至少一候选网络功能的地址信息。举例而言，NRF 112所回复的网络功能探索回复可包括候选网络功能的IP地址或完整域名(Fully Qualified DomainName，FQDN)。
具体而言，由于NRF 112可维护各个网络功能实体的网络功能档案(NF profile)，而一个网络功能实体的网络功能档案(NF profile)可包括NF实体识别码、NF类型、PLMN识别码、网络切片相关识别码、FQDN或IP地址、NF能力信息、NF特定服务认证信息、支持服务名称等等。因此，当NRF 112依据NSSAI决定候选网络切片之后，NRF 112可依据NF profile筛选出关于一个或多个候选网络切片的一个或多个候选网络功能。接着，NRF 112可依据候选网络功能所对应的NF profile而获取候选网络功能的FQDN或IP地址，并进而通过网络功能探索回复而将候选网络功能的FQDN或IP地址回传给初始AMF 104。
在接收对应于网络功能探索请求的网络功能探索回复之后，于步骤S408，初始AMF104依据网络功能探索回复选择用以服务UE 101的一个或多个网络功能。于本发明的实施例中，通过接收用以提供候选网络功能的网络功能探索回复，例如依据UE 101的相关信息、UE 101所处网络的相关识别码、本地营运者政策(Local operator policies)等信息，初始AMF 104可从候选网络功能中挑选出用以服务UE 101的网络功能。举例而言，NRF 112可提供多个候选AUSF的地址信息给初始AMF 104，而初始AMF 104可依据UE 101的SUPI来挑选出用以服务UE 101的AUSF 110。
于图4的范例实施例中，初始AMF 104所挑选的用以服务UE 101的网络功能可包括AUSF 110、UDM 111、PCF 106、以及SMF 105。之后，于步骤S409～S412，初始AMF 104可与由初始AMF 104选定的各个网络功能执行注册设定操作。
于步骤S409，初始AMF 104可与选定的AUSF 110执行认证与安全程序。于步骤S410，初始AMF 104可与选定的UDM 111执行位置更新程序。于步骤S411，初始AMF 104可协助选定的PCF 106执行UE上下文建立(UE contest establishment)。于步骤S412，初始AMF104与选定的SMF 105可执行关于PDU状态的设定程序。
在本发明实施例的注册程序中，步骤S413的实施是选择性的。当UE 101提供伴随着注册请求的服务请求信息时，于步骤S413，SMF 105可设置相关的UPF。否则，步骤S413可以忽略。换言之，当UE 101有提供有关于服务请求的相关信息时，选定的SMF 105可依据服务请求的相关信息来进行封包路由路径的相关设置，以对与相关的UPF进行相关设定。
接着，于步骤S414，初始AMF 104传送注册接收信息至UE 101。于步骤S415，UE 101传送注册完成信息至初始AMF 104。于本发明的实施例中，当UE 101的注册被接受，初始AMF104传送的注册接收信息可包括暂时用户识别码、注册区域、移动限制、PDU会话状态、NSSAI、周期注册更新定时器等等。响应于接收注册接收信息，UE 101可回传注册完成信息至初始AMF 104来确认已经被指派一个暂时用户识别码(例如5G-GUTI)。
以下将列举其他实施例以说明涉及AMF重配置的情况。图5是依据本发明一实施例所绘示的涉及AMF重配置的用户设备注册方法的示意图。于图5的实施范例中是以首次注册程序进行说明，但本发明并不限制于此。
请参照图5，于步骤S501，UE 101传送注册请求与一些访问节点参数至(R)AN 102，此注册请求包括网络切片选择协助信息(NSSAI)。于此，用以接收注册请求的(R)AN 102可视为接入网络中的一接入节点。响应于接收到UE101发送的注册请求，于步骤S502，(R)AN102进行AMF的选择。之后，于步骤S503，(R)AN 102传送UE 101的注册请求至初始AMF 104_1。响应于初始AMF 104_1接收注册请求，于步骤S504，初始AMF 104_1判断是否具备服务UE101的网络能力。亦即，初始AMF 104_1可通过询问UDM 111来确认自己是否适于服务UE101。步骤S501～步骤S504的详细操作相似于步骤S401～步骤S404的详细操作，于此不再赘述。
于图5的流程范例中，假设初始AMF 104_1于步骤S504中确认自己不具有服务服务UE 101的能力。在此前提下，AMF重配置程序(AMF re-allocation procedure)被触发来执行。
若初始AMF 104_1判定自己不具有服务UE 101的能力，于步骤S505，初始AMF 104_1传送用以寻找目标AMF的网络功能探索请求至NRF 112，此网络功能探索请求包括用以重选AMF的信息。接着，于步骤S506，NRF 112传送网络功能探索请求的网络功能探索回复至初始AMF 104_1，此网络功能探索回复包括目标AMF 104_2的信息。于本发明的实施例中，网络功能探索请求中用以重选AMF的信息例如可包括设定为AMF的NF类型与候选AMF的集合。NRF112将依据网络功能探索请求中的候选AMF的集合，利用网络功能探索回复将候选AMF的相关信息提供给初始AMF 104_1。
于图5的实施范例中，由(R)AN 102来决定目标AMF 104_2。因此，于步骤S507，初始AMF 104_1传送N2接口释放信息以及关于目标AMF 104_2的信息至(R)AN 102。换言之，于(R)AN 102收到候选AMF的相关信息之后，(R)AN 102可从候选AMF中决定出目标AMF 104_2。接着，于步骤S508，(R)AN 102建立与目标AMF 104_2的N2接口连接，并传送UE 101的注册请求至目标AMF 104_2。也就是响应于接收包括用以重选AMF的信息的网络功能探索回复，初始AMF 104_1将发送接口连接释放信息与关于目标AMF 104_2的信息至(R)AN 102中的接入节点，以触发(R)AN 102中的接入节点发送包括切片选择信息的注册请求至目标AMF 104_2。
接着，响应于接收包括NSSAI的注册请求，于步骤S509，目标AMF 104_2传送网络功能探索请求至NRF 112，此网络功能探索请求包括NSSAI与其他注册相关信息。于步骤S510，NRF 112将处理注册请求中的参数，而依据注册请求中的NSSAI与其他注册信息来决定出关联于至少一候选网络切片的至少一候选网络功能。于步骤S511，NRF 112可通过发送对应于网络功能探索请求的网络功能探索回复，而提供候选网络功能给目标AMF 104_2。于步骤S512，目标AMF 104_2依据网络功能探索回复选择用以服务UE 101的一个或多个网络功能。
于图5的范例实施例中，目标AMF 104_2所挑选的用以服务UE 101的网络功能可包括AUSF 110、UDM 111、PCF 106、以及SMF 105。之后，于步骤S513～S516，目标AMF 104_2与由目标AMF 104_2选定的各个网络功能执行注册设定操作。于步骤S513，目标AMF 104_2可与选定的AUSF 110执行认证与安全程序。于步骤S514，目标AMF 104_2可与选定的UDM 111执行位置更新程序。于步骤S515，目标AMF 104_2可协助选定的PCF 106执行UE上下文建立(UE contest establishment)。于步骤S516，目标AMF 104_2与选定的SMF 105可执行关于PDU状态的设定程序。
当UE 101提供伴随着注册请求的服务请求信息时，于步骤S517，SMF105可设置相关的UPF。接着，于步骤S518，目标AMF 104_2传送注册接收信息至UE 101。于步骤S519，UE101传送注册完成信息至目标AMF 104_2。图5中目标AMF 104_2所执行的步骤S509～S519的详细操作与图4中初始AMF 104所执行的步骤S405～S415的详细操作相似，于此不再赘述。
以下将列举其他实施例以说明涉及AMF重配置的情况。图6是依据本发明一实施例所绘示的涉及AMF重配置的用户设备注册方法的示意图。于图6的实施范例中是以首次注册程序进行说明，但本发明并不限制于此。图6所示的实施例是由接收注册请求的初始AMF来决定目标AMF。
请参照图6，于步骤S601，UE 101传送注册请求与一些访问节点参数至(R)AN 102，此注册请求包括网络切片选择协助信息(NSSAI)。于此，用以接收注册请求的(R)AN 102可视为接入网络中的一接入节点。响应于接收到UE 101发送的注册请求，于步骤S602，(R)AN102进行AMF的选择。之后，于步骤S603，(R)AN 102传送UE 101的注册请求至初始AMF 104_1。响应于初始AMF 104_1接收注册请求，于步骤S604，初始AMF 104_1判断是否具备服务UE101的网络能力。亦即，初始AMF 104_1可通过询问UDM 111来确认自己是否适于服务UE101。步骤S601～步骤S604的详细操作相似于步骤S401～步骤S404的详细操作，于此不再赘述。
需特别说明的是，于图6的流程范例中，假设初始AMF 104_1于步骤S604中确认自己不具有服务服务UE 101的能力。在此前提下，AMF重配置程序(AMF re-allocationprocedure)被触发来执行。
若初始AMF 104_1判定自己不具有服务UE 101的能力，于步骤S605，初始AMF 104_1传送用以寻找目标AMF的网络功能探索请求至NRF 112，此网络功能探索请求包括用以重选AMF的信息。接着，于步骤S606，NRF 112传送网络功能探索请求的网络功能探索回复至初始AMF 104_1，此网络功能探索回复包括目标AMF 104_2的信息。于本发明的实施例中，网络功能探索请求中用以重选AMF的信息例如可包括设定为AMF的NF类型与候选AMF的集合。NRF112将依据网络功能探索请求中的候选AMF的集合，而利用网络功能探索回复将候选AMF的相关信息提供给初始AMF 104_1。
于图6的实施范例中，由初始AMF 104_1来决定目标AMF 104_2，并将UE 101的注册请求直接重新路由至目标AMF 104_2。具体而言，依据网络功能探索回复内候选AMF的相关信息，初始AMF 104_1可从候选AMF中决定目标AMF 104_2。因此，在初始AMF 104_1接收包括候选AMF的相关信息的网络功能探索回复而决定目标AMF 104_2之后，于步骤S607，初始AMF104_1转传包括切片选择信息(NSSAI)的注册请求至目标AMF 104_2。当目标AMF 104_2完成注册请求的接收，于步骤S608，目标AMF 104_2传送确认回复至初始AMF 104_1。于是，于步骤S609，初始AMF 104_1传送N2接口释放信息至(R)AN 102，以释放(R)AN 102与初始AMF104_1之间的资源。于步骤S610，(R)AN 102发送N2接口建立信息，以建立与目标AMF 104_2与(R)AN 102之间的N2接口连接。
在目标AMF 104_2确认自己具有服务UE 101的能力之后，于步骤S611，目标AMF104_2传送网络功能探索请求至NRF 112，此网络功能探索请求包括NSSAI与其他注册相关信息。于步骤S612，NRF 112将处理注册请求中的参数，而依据注册请求中的NSSAI与其他注册信息来决定出关联于至少一候选网络切片的至少一候选网络功能。于步骤S613，NRF 112可通过发送对应于网络功能探索请求的网络功能探索回复，而提供候选网络功能给目标AMF 104_2。于步骤S614，目标AMF 104_2依据网络功能探索回复选择用以服务UE 101的一个或多个网络功能。
于图6的范例实施例中，目标AMF 104_2所挑选的用以服务UE 101的网络功能可包括AUSF 110、UDM 111、PCF 106、以及SMF 105。之后，于步骤S615～S618，目标AMF 104_2与由目标AMF 104_2选定的各个网络功能执行注册设定操作。当UE 101提供伴随着注册请求的服务请求信息时，于步骤S619，SMF 105可设置相关的UPF。最后，于步骤S620，目标AMF104_2传送注册接收信息至UE 101。于步骤S621，UE 101传送注册完成信息至目标AMF 104_2。图6中目标AMF 104_2所执行的步骤S611～S621的详细操作与图4中初始AMF 104所执行的步骤S405～S415的详细操作相似，于此不再赘述。
图4至图6是以UE 101执行首次注册程序为例进行说明，以下将列举其他实施例以说明UE 101执行移动注册程序的情况。图7是依据本发明一实施例所绘示的关于移动注册的用户设备注册方法的示意图。于图7的实施范例中是以移动注册程序进行说明，但本发明并不限制于此。
追踪区域(TA)用于追踪网络所服务的UE的附近位置。每个追踪区域将具有独特的全局识别(global identity)，所述独特的全局识别为追踪区域识别(Tracking AreaIdentity，TAI)。网络端通常会将TAI列表分配给UE，所述TAI列表具有一个或更多个追踪区域。当网络端必须联系上UE时，网络端将试图呼叫TAI列表中的追踪区域，使得UE得以定位而不需要呼叫现存的每个可能的小区。
请参照图7，于步骤S701，UE 101因为移动而与初始(R)AN 102_1以及目标(R)AN102_2执行切换程序。于此，初始(R)AN 102_1以及目标(R)AN 102_2可视为接入网络中的不同接入节点。一般而言，初始(R)AN 102_1可依据参考信号的测量报告决定是否启动切换程序。若选择启动切换程序，经由初始(R)AN 102_1与目标(R)AN 102_2之间的协商，UE 101可从初始(R)AN 102_1切换至目标(R)AN 102_2。于此，于本发明的实施例中，由于切换程序的执行，UE 101可能从一个追踪区域移动至另一个追踪区域，并发现目标(R)AN 102_2的追踪区域并未出现于UE储存的TAI列表。因此，响应于判断目标(R)AN 102_2的追踪区域并未出现于UE储存的TAI列表，UE 101将进一步执行的移动注册程序(Mobility Registrationprocedure)。
之后，在触发执行移动注册程序之后，于步骤S702，UE 101传送注册请求与一些访问节点参数至目标(R)AN 102_1，此注册请求包括网络切片选择协助信息(NSSAI)。于步骤S703，目标(R)AN 102_2进行AMF的选择。于步骤S704，(R)AN 102传送UE 101的注册请求至初始AMF 104。于步骤S705，初始AMF 104判断是否具备服务UE 101的能力。
于图7的流程范例中，假设初始AMF 104于步骤S705中确认自己具有服务服务UE101的能力。在此前提下，于步骤S706，初始AMF 104传送网络功能探索请求至NRF 112，此网络功能探索请求可包括NSSAI与其他注册相关信息。于步骤S707，NRF 112将处理注册请求中的参数，而依据注册请求中的NSSAI与其他注册信息来决定出关联于至少一候选网络切片的至少一候选网络功能。于步骤S708，NRF 112通过发送对应于网络功能探索请求的网络功能探索回复，而提供候选网络功能给初始AMF 104。于步骤S709，初始AMF 104依据网络功能探索回复选择用以服务UE 101的一个或多个网络功能。然而，图7中初始AMF 104所执行的步骤S702～S716的详细操作与图4中初始AMF 104所执行的步骤S401～S415的详细操作相似，于此不再赘述。藉由初始AMF 104将移动注册请求中的NSSAI发送至NRF 112来进行切片选择，UE 101可通过移动注册程序而完成网络切片的选择/重选择。
以下将列举其他实施例以说明涉及AMF重配置的情况。图8是依据本发明一实施例所绘示的关于移动注册的用户设备注册方法的示意图。于图8的实施范例中是以移动注册程序进行说明，但本发明并不限制于此。
步骤S801～步骤S805与图7所示的步骤S701～步骤S705相似，可参照图4至图7的说明而了解。与图7的实施例不同的是，于图8的流程范例中，假设初始AMF 104_1于步骤S805中判断自己不具有服务服务UE 101的能力。在此前提下，于步骤S806，目标(R)AN 102_2、初始AMF 104_1、目标AMF 104_2、以及NRF 112可执行AMF重配置，致使UE 101的移动注册请求可重新路由至目标AMF 104_2。于此，步骤S806例如可由图5所示的步骤S505～S508来实施，或者由图6所示的步骤S605～S610来实施。在目标AMF 104_2获取包括NSSAI的注册请求之后，步骤S807～步骤S817与图7中初始AMF 104所执行的步骤S706～S716的详细操作相似，于此不再赘述
图9是依据本发明一实施例所绘示的用户设备注册方法的流程图。图9的各步骤例如是由具有AMF的网络控制器来执行。于步骤S901，接收用户设备的注册请求，其中注册请求包括切片选择信息。于步骤S902，响应于接收注册请求，依据切片选择信息判断是否具有服务用户设备的能力，而传送包括切片选择信息的第一网络功能探索请求或用以寻找目标访问与移动管理功能的第二网络功能探索请求。于步骤S903，在接收对应于第一网络功能探索请求的网络功能探索回复之后，依据网络功能探索回复选择用以服务用户设备的网络功能而与选定的该网络功能执行一注册设定操作，或在接收对应于第二网络功能探索请求的另一网络功能探索回复之后，发送接口连接释放信息至接入节点。
图10是依据本发明一实施例所绘示的用户设备注册方法的流程图。图10的各步骤例如是由具有NRF的网络控制器来执行。于步骤S1001，从第一网络控制器接收包括切片选择信息的第一网络功能探索请求，并依据切片选择信息决定关联于候选网络切片的候选网络功能。于步骤S1002，通过发送对应于第一网络功能探索请求的一网络功能探索回复，而提供候选网络功能给第一网络控制器。于此，图10所描述的第一网络控制器例如是具备AMF的网络控制器。
图11是依据本发明一实施例所绘示的网络控制器的方块图。网络控制器1100可包括但不限于处理器1102以及收发器1101。收发器1101可包括符合N2接口定义的接收器与发送器，以与(R)AN的访问点1200进行信号与数据传输。像是，网络控制器1100可通过收发器1101从访问点1200接收UE的注册请求R1。处理器1101经配置以执行与图9或图10所揭示的用户设备注册方法以及/或前述所有或部分实施例相关的功能。处理器1101的功能可以由一个或多个可编程单元与具备储存功能的电路来实现，例如，微处理器、微控制器、DSP芯片、FPGA等等。处理器1101的功能也可以由不同的电子设备或IC来实现，且由处理器1101实施的功能可以由硬件及软件来实现。
综上所述，根据本发明的实施例，于首次注册程序或移动注册程序中，适于服务UE的AMF可将UE发送的注册请求中的NSSAI传递至NRF。对应的，NRF可通过网络功能探索请求与回复而与AMF互动，并依据注册请求中的NSSAI来决定适合UE的网络切片而将一些候选网络功能提供给AMF。藉此，AMF可依据NRF提供的网络功能探索回复来挑选用以服务UE的网络功能，而致使UE可通过注册程序而顺利接入至适合的网络切片。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (27)

1.一种用以选择网络切片的用户设备注册方法，适用于具有访问与移动管理功能的网络控制器，包括：
接收用户设备的注册请求，其中所述注册请求包括切片选择信息；
响应于接收所述注册请求，依据所述切片选择信息判断是否具有服务所述用户设备的能力，而传送包括所述切片选择信息的第一网络功能探索请求或用以寻找目标访问与移动管理功能的第二网络功能探索请求；以及
在接收对应于所述第一网络功能探索请求的网络功能探索回复之后，依据所述网络功能探索回复选择用以服务所述用户设备的网络功能而与选定的网络功能执行注册设定操作，或在接收对应于所述第二网络功能探索请求的另一网络功能探索回复之后，发送接口连接释放信息至接入节点。
2.根据权利要求1所述的用以选择网络切片的用户设备注册方法，其中所述切片选择信息包括网络切片选择辅助信息。
3.根据权利要求1所述的用以选择网络切片的用户设备注册方法，其中依据所述切片选择信息判断是否具有服务所述用户设备的能力，而传送包括所述切片选择信息的所述第一网络功能探索请求或用以寻找所述目标访问与移动管理功能的所述第二网络功能探索请求的步骤包括：
若判定具有服务所述用户设备的能力，传送包括所述切片选择信息的所述网络功能探索请求至网络功能储存功能。
4.根据权利要求3所述的用以选择网络切片的用户设备注册方法，其中用以服务所述用户设备的所述网络功能包括认证服务器功能，而与所述选定的网络功能执行所述注册设定操作的步骤包括：与选定的认证服务器功能执行关联于所述用户设备的认证与安全程序。
5.根据权利要求3所述的用以选择网络切片的用户设备注册方法，其中用以服务所述用户设备的所述网络功能包括统一数据管理，而与所述选定的网络功能执行所述注册设定操作的步骤包括：与选定的统一数据管理执行关联于所述用户设备的更新位置程序。
6.根据权利要求3所述的用以选择网络切片的用户设备注册方法，其中用以服务所述用户设备的所述网络功能包括政策管理功能，而与所述选定的网络功能执行所述注册设定操作的步骤包括：与选定的政策管理功能执行用户设备下上文建立。
7.根据权利要求3所述的用以选择网络切片的用户设备注册方法，其中用以服务所述用户设备的所述网络功能包括会话管理功能，而与所述选定的网络功能执行所述注册设定操作的步骤包括：与选定的会话管理功能执行关联于封包数据单元会话的互动。
8.根据权利要求1所述的用以选择网络切片的用户设备注册方法，其中在与所述选定的网络功能执行所述注册设定操作的步骤之后，还包括：
传送对应于所述注册请求的注册接收信息；以及
响应于发送所述注册接收信息，接收所述用户设备所发送的注册完成信息。
9.根据权利要求1所述的用以选择网络切片的用户设备注册方法，其中依据所述切片选择信息判断是否具有服务所述用户设备的能力，而传送包括所述切片选择信息的所述第一网络功能探索请求或用以寻找所述目标访问与移动管理功能的所述第二网络功能探索请求的步骤包括：
若判断不具有服务所述用户设备的能力，传送用以寻找所述目标访问与移动管理功能的所述第二网络功能探索请求至网络功能储存功能。
10.根据权利要求9所述的用以选择网络切片的用户设备注册方法，其中在接收对应于所述第二网络功能探索请求的所述另一网络功能探索回复之后，发送所述接口连接释放信息至所述接入节点的步骤包括：
响应于接收所述第二网络功能探索请求的所述另一网络功能探索回复，发送所述接口连接释放信息与关于所述目标访问与移动管理功能的信息至接入网络中的所述接入节点，以触发所述接入节点发送包括所述切片选择信息的所述注册请求至所述目标访问与移动管理功能。
11.根据权利要求9所述的用以选择网络切片的用户设备注册方法，其中在接收对应于所述第二网络功能探索请求的所述另一网络功能探索回复之后，发送所述接口连接释放信息至所述接入节点的步骤包括：
响应于接收所述第二网络功能探索请求的所述另一网络功能探索回复，转传包括所述切片选择信息的所述注册请求至所述目标访问与移动管理功能；以及
发送所述接口连接释放信息至接入网络中的所述接入节点，以触发所述接入节点发送接口连接建立信息至所述目标访问与移动管理功能。
12.根据权利要求1所述的用以选择网络切片的用户设备注册方法，其中所述注册请求是基于所述用户设备执行首次注册程序而产生。
13.根据权利要求1所述的用以选择网络切片的用户设备注册方法，其中所述注册请求是基于所述用户设备执行移动注册程序而产生。
14.一种网络控制器，包括：
收发器；以及
处理器，耦接于所述收发器，且经配置以至少执行：
通过所述收发器接收用户设备的注册请求，其中所述注册请求包括切片选择信息；
响应于接收所述注册请求，依据所述切片选择信息判断是否具有服务所述用户设备的能力，而通过传送包括所述切片选择信息的第一网络功能探索请求或用以寻找目标访问与移动管理功能的第二网络功能探索请求；以及
在接收对应于所述第一网络功能探索请求的网络功能探索回复之后，依据所述网络功能探索回复选择用以服务所述用户设备的网络功能而与选定的网络功能执行注册设定操作，或在接收对应于所述第二网络功能探索请求的另一网络功能探索回复之后，发送接口连接释放信息至接入节点。
15.根据权利要求14所述的网络控制器，其中所述切片选择信息包括网络切片选择辅助信息。
16.根据权利要求14所述的网络控制器，其中所述处理器还经配置以执行：
若判定具有服务所述用户设备的能力，传送包括所述切片选择信息的所述网络功能探索请求至网络功能储存功能。
17.根据权利要求16所述的网络控制器，其中用以服务所述用户设备的所述网络功能包括认证服务器功能，而所述处理器还经配置以执行：与选定的认证服务器功能执行关联于所述用户设备的认证与安全程序。
18.根据权利要求16所述的网络控制器，其中用以服务所述用户设备的所述网络功能包括统一数据管理，而所述处理器还经配置以执行：与选定的统一数据管理执行关联于所述用户设备的更新位置程序。
19.根据权利要求16所述的网络控制器，其中用以服务所述用户设备的所述网络功能包括政策管理功能，而所述处理器还经配置以执行：与选定的政策管理功能执行用户设备下上文建立。
20.根据权利要求16所述的网络控制器，其中用以服务所述用户设备的所述网络功能包括会话管理功能，而所述处理器还经配置以执行：与选定的会话管理功能执行关联于封包数据单元会话的互动。
21.根据权利要求14所述的网络控制器，其中在与所述选定的网络功能执行所述注册设定操作的步骤之后，而所述处理器还经配置以执行：
传送对应于所述注册请求的注册接收信息；以及
响应于发送所述注册接收信息，接收所述用户设备所发送的注册完成信息。
22.根据权利要求14所述的网络控制器，其中所述处理器还经配置以执行：
若判断不具有服务所述用户设备的能力，传送用以寻找所述目标访问与移动管理功能的所述第二网络功能探索请求至网络功能储存功能。
23.根据权利要求22所述的网络控制器，其中所述处理器还经配置以执行：
响应于接收所述第二网络功能探索请求的所述另一网络功能探索回复，发送所述接口连接释放信息与关于所述目标访问与移动管理功能的信息至接入网络中的所述接入节点，以触发所述接入节点发送包括所述切片选择信息的所述注册请求至所述目标访问与移动管理功能。
24.根据权利要求22所述的网络控制器，其中所述处理器还经配置以执行：
响应于接收所述第二网络功能探索请求的所述另一网络功能探索回复，转传包括所述切片选择信息的所述注册请求至所述目标访问与移动管理功能；以及
发送所述接口连接释放信息至接入网络中的所述接入节点，以触发所述接入节点发送接口连接建立信息至所述目标访问与移动管理功能。
25.根据权利要求14所述的网络控制器，其中所述注册请求是基于所述用户设备执行首次注册程序而产生。
26.根据权利要求14所述的网络控制器，其中所述注册请求是基于所述用户设备执行移动注册程序而产生。
27.一种网络通信系统，包括：
第一网络控制器；以及
第二网络控制器，连接至所述第一网络控制器，
其中所述第一网络控制器接收用户设备的注册请求，其中所述注册请求包括切片选择信息；
所述第一网络控制器响应于接收所述注册请求，依据所述切片选择信息判断是否具有服务所述用户设备的能力，而传送包括所述切片选择信息的第一网络功能探索请求；
所述第二网络控制器接收包括所述切片选择信息的第一网络功能探索请求，并依据所述切片选择信息决定关联于候选网络切片的候选网络功能；
所述第二网络控制器通过发送对应于所述第一网络功能探索请求的网络功能探索回复，而提供所述候选网络功能给所述第一网络功能；以及
在所述第一网络控制器接收对应于所述第一网络功能探索请求的网络功能探索回复之后，所述第一网络功能依据所述网络功能探索回复选择用以服务所述用户设备的网络功能，以与选定的网络功能执行注册设定操作。
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