用于监测连接的冗余状态的技术

技术领域

本公开总体上涉及蜂窝网络领域。特别地，提出了一种用于监测用户设施(UE)和蜂窝网络之间建立的连接的冗余状态的技术。该技术可实现在方法、计算机程序、器械和系统中。

背景技术

第五代(5G)移动通信系统提供的服务范围比现有的3G或4G系统要广泛得多，旨在为例如，增强型移动宽带(eMBB)、大规模机器类型通信(M-MTC)和关键机器类型通信(C-MTC)提供支持。尽管低延迟和高可靠性是这些类型的服务的重要特征，但是与低延迟相比，高可靠性有望成为针对更广泛的服务范围的基本要求，尤其是在C-MTC服务的情况下。低延迟和高可靠性是工业/工厂自动化系统(例如，高速运动控制、包装、印刷等)中的重要因素，例如，其中对延迟和可靠性要求的保证通常可提供足够的服务质量。但是，在对延迟有宽松要求的使用情况下(例如，其中，可以容忍更高的延迟和/或更高的抖动)，诸如在使用智能交通系统(ITS)和有或没有触觉反馈来操作的远程控制系统(例如，机器人化的制造、智能电网、自动导引车(AGV)、无人机控制、远程手术等)的情况下，高可靠性也是重要的。在这些情况下，关键因素可能不是极低的延迟，而是在应用程序服务器与C-MTC设备之间的连接的极高可靠性。

为了设法解决极高可靠性的要求，过去已经提出了各种方法。例如，IEEE 802.1的时间敏感网络(TSN)任务组已提供了满足在固定的以太网网络中高可靠性要求的标准化解决方案。互联网工程任务组(IETF)的确定性网络(DetNet)工作组为第3层网络提供了类似的解决方案。TSN/DetNet的一般方法如图1所示，该图显示了复制实体(replicationentity)为每个以太网帧/IP数据包创建一个副本(replica)，并为其分配序列号。然后，消除实体(elimination entity)使用序列号来标识同一帧/数据包的重复项，以便仅向前转发给定帧/数据包的单个副本。此类可靠性的帧复制和消除(FRER)/可靠性的数据包复制和消除(PRER)功能可以应用于中间交换机之间或终端设备自身之间。由被复制的帧/数据包所采取的路径被配置为不相交的，因此一个路径上的故障通常不影响另一路径。

对于移动通信系统，另一种方法涉及为终端设备配备多个物理UE。如图2所示，该图说明了使用这种方法的示例性5G系统，可以在UE和网络之间创建不相交的通信路径，可选地包括不相交的协议数据单元(PDU)会话，以及可以基于静态分组为UE选择不同的无线电接入网(RAN)实体(例如，下一代NodeB(gNB))。在所示的示例中，对于配备有UE1和UE2的终端设备，网络向RAN实体gNB1和gNB2提供冗余覆盖，优选选择这些实体，以使UE1连接到gNB1，以及UE2连接到gNB2。针对每个gNB在核心网络(CN)中使用单独的用户平面功能(UPF)(图中表示为UPF1和UPF2)，以便通过蜂窝网络提供从设备到数据网络(DN)的完全不相交的通信路径。

处理提供高可靠性的另一示例性方法是基于4G或5G网络的双连接(DC)功能。双连接允许配备有两个收发器的单个UE具有与两个基站的用户平面连接，而仅在控制平面中将其连接到单个基站。例如，在支持双连接的5G系统中，UE建立两个PDU会话，其中蜂窝网络的CN请求RAN建立双连接，并通过主gNB(MgNB)处理第一PDU会话以及通过次要gNB(SbNB)处理第二PDU会话，并在网络中选择单独的UPF实体。这样的设置如图3所示。

虽然不相交的路径建立(尤其是在RAN中)可能是固有的机会性的，但是鉴于这些方法，通常可以建立不相交的用户平面路径以提供高度可靠的通信。实际上，是否可以在某个时间点实现冗余通信路径可能会受制于许多因素，诸如冗余RAN覆盖的当前可用性、冗余路径上的当前无线电链路质量、基于瞬时流量情况和用户移动性模式的无线电资源限制以及节点资源约束。由于这些不可预测的因素，可能会发生暂时无法实现不相交的路径，并且冗余用户平面路径可能会穿过同一节点，诸如RAN中的同一gNB。换句话说，尽管冗余仍然可以在空中接口和网络的其他部分上应用，但是在某些情况下，用于提供完全不相交的通信路径的单独的节点(例如，单独的gNB)可能在整个网络中不可用。

发明内容

因此，需要一种避免上面讨论的一个或多个问题或其他问题的技术。

根据第一方面，提供了一种用于监测在UE与蜂窝网络之间建立的连接的冗余状态的方法，其中连接是使用在UE与蜂窝网络之间的冗余通信路径来建立的。该方法由蜂窝网络的第一节点执行，并且包括触发确定连接的当前冗余状态，该当前冗余状态指示冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上是否完全不相交，以及触发向蜂窝网络的第二节点发送冗余通知，该冗余通知包括所确定的当前冗余状态的指示。

在该方法中可能的是，冗余通信路径是根据以下冗余方案实现的，该冗余方案要求冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上完全不相交。该方法可以进一步包括：在触发确定当前冗余状态之前，接收来自第二节点的请求以实现冗余方案。当冗余方案无法立即实现时，当前冗余状态可以指示冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上并非完全不相交。确定当前冗余状态可被反复地触发，其中，每当确定当前冗余状态已改变时，就可以触发发送冗余通知。

可以基于蜂窝网络的RAN中的冗余来确定当前冗余状态。然后，当前冗余状态可以指示当冗余通信路径包括RAN的相同基站时，冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上并非完全不相交。而且，该方法然后可以进一步包括触发为冗余通信路径之一选择蜂窝网络的不同基站，以使冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上不相交。

替代地或附加地，可以基于蜂窝网络的CN中的冗余来确定当前冗余状态。然后，当前冗余状态可以指示：当冗余通信路径包括CN的相同网关节点时，冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上并非完全不相交。而且，该方法然后可以进一步包括触发为冗余通信路径之一选择蜂窝网络的不同网关节点，以使冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上不相交。

在对确定当前冗余状态触发之后经过预定时间段时，可以触发发送冗余通知。冗余通知可以包括以下项中的至少一个：针对冗余方案无法实现的原因，以及，关于该原因是暂时的还是永久的的指示。该方法可以进一步包括，在触发发送该消息之前，接收来自第二节点的冗余通知请求，以订阅冗余通知的接收。冗余通知请求可以包括以下项中的至少一个：预定时间段的指示，以及，是否针对冗余方案无法实现的暂时原因请求冗余通知的指示，其中，在对确定当前冗余状态触发之后，一旦经过该预定时间段就将对发送冗余通知进行触发。该连接可以对应于以下项中的至少一个：在UE与蜂窝网络之间建立的连接，在UE与蜂窝网络之间建立的会话，以及，在UE与蜂窝网络之间建立的会话的流。

根据第二方面，提供了一种用于监测在UE与蜂窝网络之间建立的连接的冗余状态的方法，其中连接是使用在UE与蜂窝网络之间的冗余通信路径来建立的。该方法由蜂窝网络的第二节点执行，并且包括从蜂窝网络的第一节点接收冗余通知，该冗余通知包括对该连接的当前冗余状态的指示，该当前冗余状态指示冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上是否完全不相交。

根据第二方面的方法从第二节点的角度定义了一种方法，该方法可以与由根据第一方面的第一节点所执行的方法互补。第二方面的第一节点和第二节点可以对应于以上关于第一方面描述的第一节点和第二节点。这样，关于第一方面的方法描述的适用于第二方面的方法的那些方面也可以包括在第二方面的方法中，反之亦然。

第二方面的方法可以进一步包括基于当前冗余状态触发动作。当当前冗余状态指示冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上并非完全不相交时，该动作可以包括以下项中的至少一个：释放冗余通信路径之一，重新建立具有不同的配置的冗余通信路径之一，暂停使用冗余通信路径的应用程序以进行通信，对与冗余通信路径关联的网络部署应用至少一项改变，以及根据所收集的关于当前冗余状态的统计信息增强与冗余通信路径关联的网络部署。替代地或附加地，该方法可以进一步包括触发将当前冗余状态转发到第三节点。

正如在第一方面的方法中一样，可能的是根据以下冗余方案来实现冗余通信路径，该冗余方案要求冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上完全不相交。该方法可以进一步包括，在接收冗余通知之前，触发向第一节点发送请求，以实现冗余方案。当冗余方案无法立即实现时，当前冗余状态可以指示冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上并非完全不相交。

冗余通知可以包括以下项中的至少一个：针对冗余方案无法实现的原因，以及，关于该原因是暂时的还是永久的的指示。该方法可以进一步包括：在接收冗余通知之前，触发向第一节点发送冗余通知请求以订阅对冗余通知的接收。冗余通知请求可以包括以下项中的至少一个：预定时间段的指示，以及，是否针对冗余方案无法实现的暂时原因请求冗余通知的指示，其中，在对确定当前冗余状态进行触发之后，一旦经过该预定时间段就将对发送冗余通知进行触发。该连接可以对应于以下项中的至少一个：在UE与蜂窝网络之间建立的连接，在UE与蜂窝网络之间建立的会话，以及，在UE与蜂窝网络之间建立的会话的流。

根据第三方面，提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品包括用于当在一个或多个计算设备(例如，处理器或一组分布式处理器)上实施该计算机程序产品时执行根据第一方面和第二方面中的至少一个的方法的程序代码部分。该计算机程序产品可以存储在诸如半导体存储器、DVD、CD-ROM等的计算机可读记录介质上。

根据第四方面，提供了一种用于监测在UE与蜂窝网络之间建立的连接的冗余状态的、蜂窝网络的第一节点，其中，使用在UE与蜂窝网络之间的冗余通信路径来建立连接。该第一节点被配置为执行本文关于第一方面所提出的任何方法步骤。该第一节点可以包括至少一个处理器和至少一个存储器，其中，所述至少一个存储器包括可由所述至少一个处理器实施的指令，使得所述第一节点可操作以执行本文关于第一方面所提出的任何方法步骤。

根据第五方面，提供了一种用于监测在UE与蜂窝网络之间建立的连接的冗余状态的、蜂窝网络的第二节点，其中，使用在UE和蜂窝网络之间的冗余通信路径来建立连接。该第二节点被配置为执行本文关于第二方面所提出的任何方法步骤。该第二节点可以包括至少一个处理器和至少一个存储器，其中，所述至少一个存储器包括可由所述至少一个处理器实施的指令，使得所述第二节点可操作以执行本文关于第二方面所提出的任何方法步骤。

根据第六方面，提供了一种系统，其包括根据第四方面的第一节点和根据第五方面的第二节点。

附图说明

下面参照附图在此描述本文所提出的技术的实现方式，其中：

图1示出了示例性TSN/DetNet系统，其为通信提供了高可靠性的支持；

图2示出了示例性5G系统，其使用具有多个物理UE以及冗余RAN和CN节点的终端设备来为通信提供高可靠性的支持；

图3示出了示例性5G系统，该系统使用双连接(DC)为通信提供高可靠性的支持；

图4a和图4b示出了根据本公开的第一节点和第二节点的示例性组成；

图5a和图5b示出了第一节点的模块组成以及可以由第一节点执行的相应的方法实施例；

图6a和图6b示出了第二节点的模块组成以及可以由第二节点执行的相应的方法实施例；

图7示出了根据本公开的用于监测RAN中的连接的冗余状态的示例性基本过程的信令图；

图8示出了根据本公开的、在涉及具有多个物理UE和冗余RAN节点的终端设备使用静态可靠性组的冗余方案的情况下，用于监测5G网络的RAN中的连接的冗余状态的示例性过程的信令图；

图9a和图9b示出了根据本公开的、用于在涉及双连接的冗余方案的情况下监测5G网络的RAN中的连接的冗余状态的示例性过程的信令图；以及

图10示出了根据本公开的、在涉及具有多个物理UE和冗余RAN节点的终端设备不使用静态可靠性组的冗余方案的情况下，用于监测5G网络的RAN中的连接的冗余状态的示例性过程的信令图。

具体实施方式

在以下描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了具体细节以便提供对本公开的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，可以在脱离这些具体细节的其他实施例中实践本公开。

本领域技术人员将进一步领会到，本文下面解释的步骤、服务和功能可以使用单独的硬件电路，使用结合被编程的微处理器或通用计算机运行的软件，使用一个或多个专用集成电路(ASIC)和/或使用一个或多个数字信号处理器(DSP)来实现。还将领会到，当根据一种方法描述本公开时，它也可以实现在一个或多个处理器中以及实现在耦合到该一个或多个处理器的一个或多个存储器中，其中一个或多个存储器用一个或多个程序编码，该程序当由一个或多个处理器实施时，执行本文公开的步骤、服务和功能。

图4a示意性地示出了用于监测在UE与蜂窝网络之间建立的连接的冗余状态的第一节点402的示例性组成，其中使用UE与蜂窝网络之间的冗余通信路径来建立连接。第一节点402包括至少一个处理器404和至少一个存储器406，其中至少一个存储器406包括可由至少一个处理器404实施的指令，使得第一节点402可操作以实行本文以下所述的方法步骤。

图4b示意性地示出了用于监测在UE与蜂窝网络之间建立的连接的冗余状态的第二节点412的示例性组成，其中使用UE与蜂窝网络之间的冗余通信路径来建立连接。第二节点412包括至少一个处理器414和至少一个存储器416，其中至少一个存储器416包括可由至少一个处理器414实施的指令，使得第二节点412可操作以实行本文以下描述的方法步骤。

将理解的是，例如，第一节点402和第二节点412中的每一个可以被实现在物理计算单元或虚拟化计算单元(诸如虚拟机)上。还将认识到，第一节点402和第二节点412中的每一个可能不一定实现在独立计算单元上，而是可以实现为驻留在多个分布式计算单元上(诸如在云计算环境中)的——以软件和/或硬件实现的——组件。

图5a示意性地示出了第一节点402的示例性模块化组成，以及图5b示出了可以由第一节点402执行的对应的方法。下面将参考图5a和5b两者来描述第一节点402的基本操作。

在步骤S502中，第一节点402的第一触发模块502触发确定连接的当前冗余状态，其中当前冗余状态指示冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上是否完全不相交。在步骤S504中，第一节点402的第二触发模块504触发将冗余通知发送到蜂窝网络的第二节点(例如，第二节点412)，其中该冗余通知包括所确定的当前冗余状态的指示。

UE与蜂窝网络之间的连接的冗余通信路径可以包括在UE与蜂窝网络之间建立的至少两个通信路径，以使得在将流量转发到数据网络(DN)进行进一步处理之前，通过连接传输的流量可以沿着至少两个单独的通信路径从UE行进至蜂窝网络并在蜂窝网络内传播。如在以上针对固定网络情况描述的TSN/DetNet示例中一样，在要通过冗余通信路径传输数据包之前可以复制要被传输的数据包，并且可以在冗余通信路径的末端消除数据包的重复项，以便仅将给定的数据包的单个副本转发到数据网络。为了提供用于连接的完全冗余，冗余通信路径可以完全不相交，使得沿着冗余通信路径的扩展，路径不穿过(或“共享”)蜂窝网络的相同节点。例如，由于诸如冗余RAN覆盖的当前不可用或节点资源约束之类的情况，可能并非沿冗余通信路径的每个节点都可以被冗余地提供，因此，冗余通信路径——至少瞬间——必须穿过蜂窝网络的相同节点。在这种情况下，冗余通信路径可以说不是完全不相交的。

根据本文提出的技术，因此可以确定连接的当前冗余状态，其中当前冗余状态指示冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上是否完全不相交。冗余通信路径的部分可以属于蜂窝网络的子域(或“子网络”)，诸如，RAN或CN。如果冗余通信路径穿过蜂窝网络的子域中的相同节点，则冗余通信路径因此可能在冗余通信路径的至少一部分上并非完全不相交。蜂窝网络的第一节点402可以驻留在子域中，并且可以本地触发确定是否可以在子域内提供完全冗余。通过随后触发将指示所确定的当前冗余状态的冗余通知发送到蜂窝网络的第二节点(其可以驻留在蜂窝网络的另一个子域中，或者甚至位于蜂窝网络的外部)，第一节点402可以提供有关子域内到另一个节点的冗余可用性的信息，然后可以相应地采取动作。该动作可以针对防止可能由当前期望的冗余的不可用所引起的负面影响。例如，当当前冗余状态指示冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上并非完全不相交时，第二节点可以释放冗余通信路径之一，重新建立具有不同配置的冗余通信路径之一，暂停使用冗余通信路径的应用程序以进行通信，对与冗余通信路径关联的网络部署应用至少一项改变，和/或基于所收集的关于当前冗余状态的统计信息增强与冗余通信路径关联的网络部署。替代地或附加地，第二节点可以将当前冗余状态转发到第三节点(可选地沿着整个网络节点链)，第三节点然后可以触发这样的动作。

蜂窝网络例如可以是5G网络，但是将理解，本文提出的技术也可以应用于其他移动通信网络，例如3G或4G网络。在子域是RAN的情况下，第一节点402可以是RAN的基站，诸如在5G网络的情况下的gNB，第二节点可以对应CN的节点，诸如在5G网络的情况下的访问和移动功能(AMF)、会话管理功能(SMF)或用户平面功能(UPF)。例如，如果第二节点在蜂窝网络外部，则第二节点可以对应于集中式网络配置(CNC)或集中式用户配置(CUC)实体，如从TSN所知。例如，在子域是CN的情况下，第一节点402可以是CN的网关节点，诸如在5G网络的情况下的UPF。

根据本文提出的方法，可以根据冗余方案来实现冗余通信路径，该冗余方案要求冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上完全不相交。冗余方案可以对应于上述现有技术之一，诸如关于图3所描述的双连接方案或如以上关于图2所描述的涉及使用具有多个物理UE的终端设备以及提供使用不同基站的冗余RAN覆盖的方案。尽管在一个变体中，可以在第一节点402中预先配置关于冗余方案的实现的信息，但是在另一个变体中，可以由另一节点指示第一节点402实现冗余方案。在这种情况下，方法第一节点402可以在触发确定当前冗余状态之前，从第二节点接收请求来实现冗余方案。因此，第一节点402可以在触发确定当前冗余状态之前触发实现冗余方案，并且，当已经成功实现了该冗余方案时，所确定的冗余状态可以指示冗余通信路径至少在冗余通信路径的一部分上是完全不相交的。当不能立即实现冗余方案时，当前的冗余状态可以指示冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上并非完全不相交。确定当前的冗余状态可能被重复地(例如，周期性地)触发，其中，每当确定当前冗余状态已改变时，就可以触发发送冗余通知。以这种方式，冗余设置的改变成功/失败状态可以通过重复的冗余通知来反映。

如上所述，冗余通信路径的一部分可以属于蜂窝网络的子域。尽管该子域可以是蜂窝网络的任何子域，但是在一个特定的实现方式中，该子域可以是蜂窝网络的RAN。在该实现中，可以基于蜂窝网络的RAN中的冗余来确定当前冗余状态。RAN中的冗余可以涉及沿着RAN中的冗余通信路径的节点的冗余提供，并且可以特别地涉及基站节点(例如5G网络中的gNB)的冗余提供。因此，当冗余通信路径包括(或“穿过”/“共享”)RAN的相同基站时，当前冗余状态可以指示冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上并非完全不相交。如果确定冗余通信路径包括相同的基站节点并且因此在冗余通信路径的至少一部分上(即，在RAN子域中)并非完全不相交，则第一节点402可以触发为冗余通信路径之一选择蜂窝网络的不同基站，以使冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上不相交。

在另一实现方式中，可替代地或附加地，基于蜂窝网络的CN中的冗余来确定当前冗余状态。CN中的冗余可能与沿CN中的冗余通信路径的节点的冗余提供有关，并且可能特别地与网关节点(例如，5G网络中的UPF)的冗余提供有关。因此，当冗余通信路径包括(或“穿过”/“共享”)CN的相同网关节点时，当前冗余状态可以指示冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上并非完全不相交。如果确定冗余通信路径包括相同的网关节点并且因此在冗余通信路径的至少一部分上(即，在CN子域中)并非完全不相交，则第一节点402可以触发为冗余通信路径之一选择蜂窝网络的不同网关节点，以使冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上不相交。

一旦成功地选择了不同的节点(例如，不同的基站或网关节点)以在冗余通信路径的至少一部分上建立或重新建立冗余，包括当时有效的当前冗余状态的指示的冗余通知可以被发送到第二节点。冗余通知的发送可能会延迟，使得通知可能不会立即发送，并且可能会阻止冗余状态来回快速变化的信令。换句话说，可以在触发确定当前冗余状态之后在经过预定时间段后触发发送冗余通知。在冗余通知中，可以提供有关当前冗余状态的附加信息。例如，冗余通知可以包括以下项中的至少一个：针对冗余方案无法实现的原因，以及，对该原因是暂时的还是永久的(或“长期的”)的指示。例如，如果暂时的失败不能在预定的时间段内解决，则针对冗余方案无法实现的原因可以被指示为永久性的。冗余通知还可以包括关于冗余方案是否适用(例如由于UE处于空闲模式)的信息。尽管可以将冗余通知作为单个消息发送，但是将理解的是，可以将多个冗余通知组合成单个消息，诸如，将多个UE消息组合成单个UE通知。

尽管在一个变体中，可以在第一节点402中预先配置关于冗余通知的发送的信息，但是在另一个变体中，第一节点402可以从另一个节点获得这样的信息。在这种情况下，该方法可以进一步包括在触发发送冗余通知之前，从第二节点接收冗余通知请求，以订阅对冗余通知的接收。冗余通知请求还可以包括配置选项。例如，冗余通知请求可以包括以下项中的至少一个：在触发确定当前冗余状态(或是否需要立即发出状态更改的信号)之后，触发将在经过其之后发送冗余通知的预定时间段的指示，以及，是否针对冗余方案无法实现的暂时原因请求冗余通知的指示。

冗余通知通常可以在每个UE的基础上发送，使得确定当前冗余状态和发送冗余通知的上述过程可以应用于给定的UE。然而，将理解的是，该过程还可以应用于UE的给定会话(例如，5G网络中的PDU会话)或UE的会话的特定流(例如，5G网络中的PDU会话的QoS流)。换句话说，冗余处理不仅可以应用于UE到蜂窝网络的较低层连接，而且可以应用于较高层上的会话或数据流的子集。例如，有可能的是，在同一个较低层连接上转移多个会话，其中某些会话不会受到冗余处理。同样，具有冗余处理的会话也可能会携带不受冗余处理的其他流。一般而言，可因此说该连接对应于以下项中的至少一个：在UE和蜂窝网络之间建立的(较低层)连接(例如，第2层或第3层连接)，在UE和蜂窝网络之间建立的(较高层)会话以及在UE和蜂窝网络之间建立的(较高层)会话的流(例如，所述较高层对应于第3层之上的一层)。

图6a示意性地示出了第二节点412的示例性模块化组成，以及图6b示出了可以由第二节点412执行的对应的方法。下面将参考图6a和图6b两者来描述第二节点412的基本操作。该操作可以补充关于图5a和图5b的上述的第一节点402的操作，因此，关于第二节点的操作的上述的方面可以适用于在下面也有描述的第二节点412的操作。因此，下面省略不必要的重复。

在步骤S602中，第二节点412的接收模块602可以从蜂窝网络的第一节点(例如，第一节点402)接收冗余通知，其中该冗余通知包括对连接的当前冗余状态的指示，该当前冗余状态指示冗余通信路径是否在冗余通信路径的至少一部分上完全不相交。在步骤S604中，第二节点412的触发模块604可以基于当前冗余状态触发动作，和/或触发将当前冗余状态转发给第三节点。

在当前冗余状态指示冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上并非完全不相交时，该动作可以包括以下项中的至少一个：释放冗余通信路径之一，重新建立具有不同的配置的冗余通信路径之一，暂停使用冗余通信路径的应用程序以进行通信，对与冗余通信路径关联的网络部署应用至少一项改变，以及基于所收集的关于当前冗余状态的统计信息增强与冗余通信路径关联的网络部署。如所述，替代地或附加地，该方法可以进一步包括：触发将当前冗余状态转发到第三节点(可选地沿着整个网络实体链)，第三节点然后可以触发相应的动作。

如关于图5a和图5b所述的方法一样，可能的是，冗余通信路径将根据冗余方案来实现，该冗余方案要求冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上完全不相交。第二节点412还可以在接收冗余通知之前触发向第一节点发送请求以实现冗余方案。当不能立即实现冗余方案时，当前的冗余状态可以指示冗余通信路径在冗余通信路径的至少一部分上并非完全不相交。

冗余通知可以包括的以下项中的至少一个：针对冗余方案无法实现的原因，以及，关于该原因是暂时的还是永久的的指示。第二节点412还可以在接收冗余通知之前触发向第一节点发送冗余通知请求，以订阅对冗余通知的接收。冗余通知请求可以包括以下项中的至少一个：在触发确定当前冗余状态之后，对将在经过其之后发送冗余通知的预定时间段的指示，以及，是否针对冗余方案无法实现的暂时原因请求冗余通知的指示。该连接可以对应于以下项中的至少一个：在UE与蜂窝网络之间建立的连接，在UE与蜂窝网络之间建立的会话，以及在UE与蜂窝网络之间建立的会话的流。

以下图7至图10示出了示例性实施例，其更详细地阐明了本文中所呈现的技术的以上一般描述的可能实现方式。

图7示出了用于监测蜂窝网络的RAN子域中的连接的冗余状态的示例性基本过程，该蜂窝网络在所示示例中对应于5G网络。将理解的是，该过程不限于5G网络，而是可以同样地采用在诸如3G或4G网络的其他移动通信网络中。

在该过程的步骤1中，AMF(例如，对应于第二节点412)可以向RAN的第一gNB(gNB1)(例如，对应于第一节点402)发送请求，请求实现RAN冗余方案，例如，通过向第一gNB提供相应的小区选择参数，该参数确定要用于用户平面业务的小区，并确定将冗余(不相交)通信路径用于RAN中业务的冗余处理。在步骤2中，AMF可以向第一gNB发送冗余通知请求，以订阅对冗余状态通知的接收。第一gNB可以在UE上下文中存储订阅信息，以确保冗余通知稍后将被发送到AMF。在步骤3中，第一gNB可以尝试例如通过应用小区选择参数来实现冗余方案。这可能涉及双连接(DC)建立或切换决定，例如，可选地考虑空闲或非活动模式的小区选择参数设置。在步骤4中，仅当需要在RAN的gNB之间建立冗余时才执行步骤4，可以选择第二gNB(gNB2)(例如，在相应的小区选择过程中)，导致从第一gNB到第二个gNB的gNB改变，并为冗余通信路径提供冗余。当RAN冗余先前已经可用时，可以省略步骤4。

在步骤5中，gNB之一然后可以确定是否可以成功地实现冗余方案，例如，是否可以成功地应用小区选择参数。在所示示例中，这是由第二gNB完成的，因此第二gNB在步骤6中向AMF发送冗余通知，该冗余通知指示冗余方案的实现的成功或失败。将理解的是，第一gNB也可以执行根据步骤5的确定以及根据步骤6的发送冗余通知。如图所示，可以连续地应用步骤3到6，以便监测小区/gNB改变(例如，由于小区选择参数引起的以及考虑无线电资源和流量变化的改变)，并且可以通过冗余通知反复地报告冗余状态的相应改变。例如，有可能的是，本来可以创建冗余的用户平面处理，但是后来失败了，因此将再一次被重新建立。然后，可以根据步骤6通过反复的冗余通知来反映这些改变。

将理解的是，以上基本过程仅仅是示例性的，并且该过程的变体通常是可以想到的。例如，可以想到的是将步骤1和2组合为单个消息，或者在以后的某个时间点(例如在步骤3或步骤5之后)执行步骤2。例如，也可以针对UE、PDU会话或流的集分别地执行步骤2。当在RAN中预配置冗余通知的预订时，可以进一步省略步骤2。为了尽快提供初始通知，还可以在步骤3之前实施步骤5和步骤6，然后在步骤3之后跟随另一个冗余通知。另外，将理解，步骤1中的请求可以源自除AMF之外的其他来源，例如，甚至源自始发服务链，可选地包括SMF或网络暴露功能(NEF)。类似地，步骤6中的冗余通知可以例如沿着网络实体链从AMF转发到其他网络实体。例如，可以将通知发送到SMF、UPF和/或NEF，或者甚至发送到蜂窝网络外部的实体，诸如，如从TSN已知的CNC或CUC。

此外，可以想到将步骤6的多个消息组合成单个消息，例如，将多个UE消息组合成单个消息。步骤6的消息可以被延迟并且不被立即发送，从而可以防止来回快速改变的信令。关于多少延迟可能的参数可以在RAN中被预先配置。还可以想到将冗余通知与其他消息组合在一起。特别地，在冗余通知中，可以提供关于当前冗余状态的附加信息。例如，冗余通知可以提供关于假定失败是仅暂时的还是永久/长期的的信息。如果在预设的时间内无法解决暂时失败，则可以将其指示为永久/长期的失败。冗余通知还可以包含关于冗余设置当前是否适用的信息，例如由于UE为空闲模式。冗余通知请求可以包括关于请求哪种类型的通知的信息，例如是否请求暂时失败的通知，以及关于通知中允许的延迟的信息(例如，指示是否有必要立即发出状态变化的信号或是否允许在发出改变信号之前等待预定的时间量)。

然后，接收到步骤6的冗余通知(包括当前冗余状态的指示)的AMF或另一个实体可以相应地采取动作，包括例如在发生失败的情况下释放冗余用户平面路径，建立或重新建立具有不同参数集的用户平面路径，在冗余不可用的情况下暂停应用程序，在网络部署中执行纠正动作(诸如将设备或天线移动到其他位置，或改变其他网络部署参数)并根据可以增强网络部署从通知中收集统计信息。因此，冗余通知可以使应用程序或网络运营商例如知道针对连接的冗余是否可用，并在失败可能引起重大损害时采取措施。

图8示出了在涉及具有多个物理UE和冗余RAN节点的终端设备使用静态可靠性组的冗余方案的情况下(如上面关于图2所述)，用于监测5G网络的RAN中的连接的冗余状态的示例性过程的信令图。更具体地，在该示例中，不相交的用户平面路径可以基于将多个UE集成到单个设备中，其中，可以将UE和gNB(的小区)分组为可靠性组，使得每个UE优选地连接至同一可靠性组中的gNB。在所示的示例中，存在两个可靠性组，其中UE1优选地连接到gNB1，以及UE2优选地连接到gNB2。可以在切换期间使用目标选择来实现小区/gNB选择。换句话说，只要有可能，UE都可以切换到同一可靠性组中的gNB，并且如果UE连接到不同可靠性组中的gNB，则在可能的时候，可以将其切换到正确的可靠性组中的另一个gNB。

更具体地，在该过程的步骤1中，UE1可以经由gNB1向网络注册，其中可以确定UE1属于可靠性组1(RG＝1)。在步骤2中，当创建RAN上下文时(例如，使用服务请求过程)，可以将UE1的可靠性组指示给gNB1，并且还可以将冗余通知请求从AMF1发送到gNB1。为了清楚起见，图中未示出注册过程的单独的步骤。由于UE1已连接到gNB1(两者均在同一可靠性组中)，因此可以认为冗余设置成功。在步骤3和步骤4中，可以使用冗余通知将该成功指示给AMF1，其中AMF1可以将该指示转发给NEF，NEF转而可以将指示转发给外部实体，例如如从TSN已知的CNC或CUC，其用作网络配置的集中点。

在步骤5中，UE2可以经由gNB1向网络注册，其中可以确定UE2属于可靠性组2(RG＝2)。在步骤6中，当创建RAN上下文时(例如，使用服务请求过程)，可以将UE2的可靠性组指示给gNB1，并且还可以将冗余通知请求从AMF2发送到gNB1。由于UE2当前连接到与UE2不在同一可靠性组中的gNB1，因此可以将指示暂时失败的冗余通知发送到AMF2。因为UE2可以在任何gNB上开始注册而没有检测到gNB的可靠性组，所以这可能发生。该指示可以再次被转发给外部实体(参见步骤7和步骤8)。为了在RAN中建立完全冗余，gNB1随后可以启动UE2到gNB2的切换，后者与UE2在同一可靠性组中。由于冗余设置现在是成功的，因此可以在步骤10和步骤11中将指示成功的冗余通知发送到AMF2、NEF和外部实体。

如果UE其中之一稍后被切换到与该UE处于不同可靠性组中的另一个gNB，则可以再次发送失败通知，并且一旦将UE切换到在该UE的可靠性组中正确的gNB，就可以发送成功通知。因此，在该示例中，可以说可以基于是否可以选择给定的UE的请求的RAN节点来发送冗余通知。而且，给定的UE的指示可以不取决于另一UE的状态。可以在每个UE的基础上发送通知信息，但是将理解的是，还可能在每个PDU会话的基础上发送这种信息的信号，其中可以针对每个PDU会话发送经受冗余处理的指示。可以由gNB或由其他实体(例如，AMF、SMF或NEF)发送PDU会话指示，这些实体可以将每个UE指示转化为指示的每个PDU会话集合。

图9a和图9b示出了(如上面关于图3所描述的)在涉及双连接的冗余方案的情况下，用于监测5G网络的RAN中的连接的冗余状态的示例性过程的信令图。在此示例中，不相交的用户平面路径基于RAN双连接功能，其中单个UE创建两个PDU会话，并且其中一旦双连接建立，则第一PDU会话通过MgNB进行，以及第二PDU会话通过SgNB进行。

在图9a中，步骤1至步骤12涉及建立第一PDU会话，这可以在标准UE请求的PDU会话建立过程之后执行。在此过程中，SMF1可以基于UE指示和网络配置的组合来确定请求冗余PDU会话处理。对于第一PDU会话，可以相应地选择UPF1。此外，在从SMF1到AMF并进一步到MgNB的信令中，可以指示使用被提供给MgNB的设置为1的冗余序列号参数(RSN＝1)来请求冗余RAN处理。在该信令中，也可以请求冗余通知。作为PDU会话建立的结果，可以通过MgNB和UPF1创建用户平面。然后，考虑到应该根据冗余方案经由MgNB进行第一PDU会话，则可以从MgNB向AMF发送指示该会话成功创建的冗余通知。该通知可以例如经由NEF被进一步转发到诸如CNC或CUC的外部实体(参见步骤13和步骤14)。

在图9b中，步骤15至步骤26涉及建立第二PDU会话，该第二PDU会话可以以与第一PDU会话类似的方式建立。因此，在该过程中，SMF2可以基于UE指示和网络配置的组合来确定请求冗余PDU会话处理。对于第二PDU会话，可以相应地选择UPF2。此外，在从SMF2到AMF并进一步到MgNB的信令中，可以指示使用被提供给MgNB的设置为2的冗余序列号参数(RSN＝2)来请求冗余RAN处理。在该信令中，也可以请求冗余通知。作为PDU会话建立的结果，可以通过MgNB和UPF2创建用户平面。第二个PDU会话也可以通过MgNB运行的原因是，通过SgNB建立双连接可能要花费时间，并且，为了创建双连接，可能有必要先建立第一个会话。然后，考虑到第二个PDU会话要通过SgNB(而不是MgNB)进行，但尚未建立双连接，则冗余设置可能尚未视为完成，并且因此可能将暂时失败指示从MgNB(可能负责RAN中的UE信令)发送给AMF并进一步发送给NEF以及外部实体(请参阅步骤27和步骤28)。

在步骤29中，然后可以在RAN中建立双连接，其中，第一PDU会话经由MgNB进行，并且第二PDU会话经由SgNB进行。在步骤30中，可以按照已知的双连接过程来转换用于PDU会话的用户平面路径。假设现在在RAN中建立了冗余，则可以从MgNB向AMF发送成功通知，AMF可以再次将该通知转发给NEF和外部实体(请参阅步骤31和步骤32)。如果后来由于缺乏足够的覆盖范围或缺少无线电资源而禁用了双连接，则可能会为第二PDU会话发送失败通知，因为第二PDU会话是应该通过SgNB进行的会话。再次重新建立双连接时，可以发送成功通知。

图10示出了在涉及具有多个物理UE和冗余RAN节点的终端设备而不使用静态可靠性组的冗余方案的情况下，用于监测5G网络的RAN中的连接的冗余状态的示例性过程的信令图。该示例与图8的示例的不同之处在于，可以动态地检查UE1和UE2是否连接到相同的gNB，而不是将UE和gNB分组为静态可靠性组。为此，可以由UE或由网络提供设备ID，其中该设备ID对于该设备的两个UE是相同的。可以将设备ID提供给RAN的gNB，该gNB可以使用设备ID来检查具有相同设备ID的UE是否连接到网络。如果是这样，则gNB可以选择UE其中之一来执行切换。在切换决定中，gNB可以检查避免相同设备的另一UE所连接到的切换目标。

更具体地说，与图8的示例的区别如下。UE可以在过程的步骤1和步骤5中提供设备ID，而不是可靠性组。作为替代，设备ID也可以在网络中从其他参数导出。因此，代替可靠性组的可能是在步骤2和步骤6中提供给RAN的设备ID。在步骤6之后，gNB1可以检测到两个UE从同一设备连接。在步骤7至步骤10中，然后可以为两个UE发送暂时失败通知，因为在该示例中，UE在冗余状态方面彼此依赖，并且因为RAN可以检测到冗余gNB未处理连接。在通知中，可以指示各自的冗余通知相应地彼此依赖。这样的指示对于避免外部配置实体自动释放两个通信分支可能是有用的。在步骤11中通过执行UE2从gNB1到gNB2的切换而解决了暂时冗余失败之后，可以在步骤12至步骤15中为两个UE发送相应的成功指示。

在该示例中，在UE被连接到相同gNB的情况下，可以为两个UE发送失败指示。然而，将理解，也可能仅针对UE其中之一发送失败指示，例如，将一个UE指定为主要UE并且仅针对该UE发送通知。可以预先约定对这种指示的解释，以便接收该指示的节点可以相应地对它进行解释。

如以上示例中所述，指示冗余状态的冗余通知可以沿着网络实体链转发，其中每个实体可以基于冗余状态采取动作。示例性的通知链可能包括以下链之一：gNB到AMF到NEF到外部实体，gNB到AMF到SMF到NEF到外部实体，gNB到AMF到SMF到策略控制功能(PCF)到外部实体，以及，gNB到AMF到SMF到UPF到以太网交换机到外部实体(这里，到以太网交换机接口的UPF可以是专有的，或可替代地，UPF与以太网交换机可以结合；可以通过以太网交换机的管理界面通知外部实体)。在这些示例的每一个中，外部实体可以对应于例如如从TSN已知的CNC或CUC，并且从5G网络的角度来看，可以充当应用功能(AF)。将理解的是，通常也可以想到其他信令路径。

尽管上述示例性过程集中于RAN冗余，但是将进一步理解，可以采用类似的过程用于CN冗余。例如，可以想到为蜂窝网络的网关节点(诸如5G网络中的UPF节点)提供冗余状态通知。SMF可以基于是否可以根据请求的冗余级别分配UPF来提供通知。例如，如果SMF检测到无法为PDU会话分配UPF，从而确保该UPF与用于同一设备的另一个PDU会话的另一个UPF不同，则SMF可以向其他实体(诸如NEF或PCF)提供相应的冗余通知。也可以想到将有关UPF冗余状态的信息添加到来自RAN的冗余通知中，即，也就是说，SMF可以通过添加有关是否还可以冗余分配UPF的信息来丰富从RAN接收到的冗余通知中包含的信息(如上所述)。在一个变体中，可以将该信息作为附加信息添加到RAN冗余通知中，并且在另一变体中，可以根据所确定的CN冗余状态来更改RAN的冗余状态。例如，即使RAN冗余状态指示成功，如果CN中的UPF不是冗余的，也可以将其改变为冗余失败。也可以添加其他可用信息，诸如关于传送网络冗余状态或在关于其他实体上应用的当前冗余级别的信息(例如，在控制平面、管理平面中的冗余级别，甚至有关电源供应的信息)。当可用时，还可以包括有关在端到端冗余路径上检测到的无线电链路失败和其他节点或链路失败的信息。

如从上面所已经显而易见的，本公开提供了一种用于监测在UE与蜂窝网络之间建立的连接的冗余状态的技术。虽然在固定网络中，一旦建立了不相交的通信路径，拓扑通常就不会改变，但是在移动网络中，由于不确定性(诸如，冗余RAN覆盖的当前可用性、冗余路径上的当前无线电链路质量、基于瞬时流量情况和用户移动性模式的无线电资源限制以及节点资源约束)，最初不相交的路径可能不会始终保持不相交。根据提出的技术，可以收集关于在冗余通信路径的至少一部分上冗余当前是否可用的信息，并且基于该信息，网络管理系统或网络运营商可以决定进一步的动作，诸如，基于增强哪些网络部署来停止通信、禁用不相交的用户平面路径或收集统计数据。例如，在RAN冗余的情况下，可以请求RAN节点提供冗余通知，并且当RAN中路径的冗余状态变化时(即，当一条路径不再满足RAN中所请求的冗余参数，或再次满足参数时)，RAN节点可以提供关于冗余状态的变化的通知。如上所述，基于这些通知，其他网络节点或网络运营商可以决定纠正动作。

相信从前面的描述中将完全理解本文提出的技术的优点，并且将显而易见的是，可以在其示例性方面的形式、构造和布置上进行各种改变而不背离本发明的范围或不牺牲其所有有益效果。因为本文提出的技术可以多种方式变化，所以将认识到，本发明应仅由所附权利要求书的范围限制。