具体实施方式

本公开涉及无线通信网络中数据的发送和接收。更具体地，一些示例涉及冗余数据传输。

一些数据流要求成功传输的高可靠性。此类数据流的示例是超可靠低延迟通信(URLLC)数据流。在某些情况下，通过在通信网络的用户平面上使用冗余传输，而不是在通信网络的用户平面上使用单一路径，可以实现成功传输的高可靠性

由于网络部署的条件，可能会出现在通信网络的用户平面上使用冗余传输而不在通信网络的用户平面上使用单个路径的需求。例如，由于某些网络部署配置，某些网段(network segment)可能不符合所要求的可靠性标准。

例如，当在网络中用户平面功能(UPF)和下一代无线接入网络(NG-RAN)节点之间的N3接口上无法满足可靠性要求时，通过第一通用分组无线服务(GPRS)隧道协议(GTP)隧道发送的数据包可以在第二个GTP隧道上被复制。类似地，当在网络中用户平面功能(UPF)和另一用户平面功能(UPF)之间的N9接口上不能满足可靠性要求时，通过第一数据隧道发送的数据包可以在第二数据隧道上被复制。在一些示例中，第一GTP隧道和第二GTP隧道可以穿越不同的传输网络。

在一些示例中，在下行链路(DL)方向上，网络的UPF可以通过与协议数据单元(PDU)会话相关联的标称(第一)GTP隧道发送数据包，同时通过与同一PDU会话相关联的第二GTP隧道并行发送数据包的副本。在接收数据包的NG-RAN节点处，NG-RAN可以考虑两个数据包中第一个到达的数据包，以便进一步向网络中的用户设备(UE)传输。NG-RAN节点还可以检测并消除两个数据包中的在比两个数据包中的第一个到达的到达时间更晚的时间到达NG-RAN节点的另一数据包。在一些示例中，UPF可以将数据包和副本数据包发送到下行链路UPF而不是NG-RAN节点。

类似的情况可能发生在上行链路(UL)方向，其中发送方为NG-RAN节点，接收方为UPF。NG-RAN节点可以通过与协议数据单元(PDU)会话相关联的标称(第一)GTP隧道发送数据包，同时通过与同一PDU会话相关联的第二GTP隧道并行发送数据包的副本。在UPF接收数据包时，UPF可以考虑两个数据包中第一个到达的数据包，以便在网络中进一步传输。UPF还可以检测并消除两个数据包中的在比两个数据包中的第一个到达的到达时间更晚的时间到达UPF的另一数据包。在一些示例中，UPF(而不是NG-RAN节点)可以将数据包和复制数据包发送到上行链路UPF。

在DL或UL传输示例中，针对每个PDU会话可以启用两个GTP隧道。在一些示例中，针对每个PDU会话可以启用两个以上的GTP隧道。

在某些情况下，一个或多个GTP数据包可能会被分配GTP序列号(SN)。GTP SN可以添加在GTP数据包的GTP报头中。例如，当存在数据包传输可靠性的要求标准时，可以使用GTP SN。GTP SN也可用于URLLC数据传输。GTP SN可用于网络中的UL或DL方向中的两者或两者之一。

在一些示例中，当GTP SN用于数据包时，通过具有相同GTP SN的两个GTP隧道发送数据包和数据包的副本。

对于DL传输，UPF可以发送需要可靠或超可靠传输的数据包作为GTP数据包的有效载荷，在GTP数据包中GTP SN将被添加在GTP报头中。UPF通过具有相同GTP SN的两个不同GTP隧道发送数据包和数据包的副本。当NG-RAN节点收到这两个数据包时，它可以根据GTPSN识别出它们是重复的。因此，NG-RAN将只考虑第一个到达的数据包以进一步向UE传输，并且当具有以相同的GTP SN的第二个数据包到达时，NG-RAN将消除第二个数据包。

冗余传输可以包括通过不同的GTP隧道发送原始数据包(original packet)的副本数据包(dupliate packet)。更详细地，考虑到DL传输/业务的情况，UPF可以从数据网络复制数据包，并将相同的GTP SN分配给原始数据包和数据包的副本数据包以进行冗余传输。在一些示例中，这两个数据包分别通过N3隧道1和N3隧道2传输到NG-RAN。NG-RAN可以将从任一隧道接收到的第一个数据包转发到UE，并且可以丢弃与转发的数据包具有相同GTPSN的后来接收到的数据包。类似地，在UL业务的情况下，NG-RAN可以复制数据包并将相同的GTP SN分配给它们，并且UPF可以根据GTP SN消除后来接收到的冗余数据包。

针对已经请求和/或设置了副本的每个数据流，可以在网络中进行冗余传输。在一些示例中，这些数据流可以被视为服务质量(QoS)流。

图1示出了冗余传输的示例。在该示例中，请求复制QoS流1、2和3。这些QoS流可能具有不同的延迟要求。如图1所示，可以如上所述添加GTP SN作为网络中GTP层的一部分。如图1所示，可以通过两个GTP隧道102和104传输的序列号示例如下：

GTP隧道流1:GTP SN 47,GTP SN 48,GTP SN 50

GTP隧道流2:GTP SN 47,GTP SN 48,GTP SN 49

出于解释的目的，该示例可被视为“示例A”。在示例A中，具有GTP SN 49的数据包在GTP隧道流1(图1中示为流102)上丢失。在示例A中，数据包47和49属于QoS流1，数据包48和50属于QoS流2。因此，数据包111a、113a和113c属于QoS流1，而数据包111b、111c和113b属于QoS流2。在本示例的时间段内，从QoS流3没有传输任何数据包。假设在等待时间DT之后在GTP隧道流2(图1中104所示)上接收到具有GTP SN 49的数据包113c，那么为了在GTP隧道流的目的地保持有序递送，具有GTP SN 50的数据包111c可以被延迟DT时间。在具有GTP SN49的数据包113c在GTP隧道流2(流104)上被接收之后，则可以从GTP隧道流1(流102)接收具有GTP SN 50的数据包111c。

在一些示例中，并不使用GTP SN作为GTP层的一部分，SN可以与网络中的每个QoS流相关联(并相对于网络中的每个QoS流被进行管理)。这样的示例如图2所示。

图2示出了来自被复制的PDU会话的通用协议栈以及接收器在DL传输期间观察到的决策机制。

第一数据流在图2的202处示出。第二数据流在图2的204处示出。数据流202可以通过第一数据隧道发送，在一些示例中，第一数据隧道可以是第一GTP隧道流。数据流204可以通过第二数据隧道发送，在一些示例中，第二数据隧道可以是第二GTP隧道流。

在206a和206b，数据在来自网络的UPF的每个流上被发送。如208a和208b所示，流202和204的每个PDU会话(用户平面)协议(PDU SP)数据包与数据流标识符相关联。数据流标识符可以包括QoS流标识符(QFI)。

如212和214所示，服务数据适配协议(SDAP)和分组数据汇聚协议(PDCP)可以构成在接收器处使用的协议栈的一部分(或全部)。

数据流202和204在210处被接收。接收器可以是例如NG-RAN节点。如下文进一步更详细地讨论的，通过接收器可以在210处做出关于哪些数据包将被转发以及哪些数据包将被丢弃的决定。

图3示出了冗余传输的示例。在该说明性示例中，以下考虑数据包以与示例A中相同的顺序到达的情况，然而，并不使用GTP SN，而是SN与网络中的每个数据流相关联，并且SN按每个数据流被进行管理。SN可以与网络中的每个QoS流302和304相关联，并按每个QoS流302和304被进行管理。出于区分的目的，该示例可被视为“示例B”。用于被复制的PDU会话的通用协议栈和如图2所示的接收器观察到的决策机制210可以用于示例B。

在示例B中，将从数据流302和304接收数据包。作为示例，数据流302可以被认为是GTP隧道流1，数据流304可以被认为是GTP隧道流2。数据包的数据流标识符QFIx和数据流序列号SNy值可以示为(QFIx，SNy)。在此示例中，已为每个QFIx选择了y值的任意起点。数据包311a、311b、311c、313a、313b和313c将从具有以下编号链的数据流中被接收(其中在方括号中示出了使用示例A的机制分配的GTP SN)：

GTP隧道流1:(QFI1,10)[＝示例A中的GTP SN 47]；(QFI2,25)[＝示例A中的GTPSN 48]；(QFI2,26)[＝示例A中的GTP SN 50]

GTP隧道流2:(QFI1,10)[＝示例A中的GTP SN 47]；(QFI2,25)[＝示例A中的GTPSN 48]；(QFI1,11)[＝示例A中的GTP SN 49]

在该示例中，与示例A类似，数据包(QFI1,11)在第一隧道流302上丢失(使用示例A的序列编号，该数据包本应该被编号为GTP SN 49)。丢失的数据包(QFI1,11)本应该从数据包311b(QFI2,25)和数据包311c(QF2,26)之间的GTP隧道流1被接收。然而，不是在GTP隧道流1上接收数据包311c(QFI2,26)之前等待在GTP隧道流2上接收数据包(QF1,11)，而是可以在GTP隧道流1上在数据包311b(QFI2,25)之后接收数据包311c(QFI2,26)，而不必在GTP隧道流2上接收数据包313c(QFI1,11)，同时尊重每个QoS流1、2、3的有序递送。

因此，如果在从GTP隧道流1接收到(QFI2,25)数据包313b之后从GTP隧道流2接收(QFI1,11)数据包313c存在延迟时间DT，则接收器不必等待时间DT接收数据包313c(QFI2,26)以遵守QoS流1、2的有序递送。这是因为，接收器从(QFI2,25)和(QFI2,26)数据包311b、311c的QFI和SN获知这些数据包来自相同的QoS流，并且正遵守QoS流的有序传递(因为SN＝26跟着SN＝25)。因此避免了对QoS流2(在图3中标记为304)的延迟。

尽管上面关于DL传输描述了示例A和示例B，但是类似的机制和序列编号可以用于UL传输(例如，从NG-RAN节点到UPF)。

图4示出了DL PDU会话信息(PDU类型0)格式的示例。DL PDU会话信息(PDU类型0)格式可用于根据上述示例B发送的数据包。

如图4所示，DL PDU会话信息(PDU类型0)格式可以包括指示PDU帧类型“0”的字段416。

在422，图4进一步示出了DL PDU会话信息帧格式的帧类型0中的名为“DL QFISequence Number”(DL QFI序列号)的字段。在一些示例中，该字段可以包括3个字节。在420，图4还示出了DL QFI序列号422在与QoS流标识符(QFI)420相同的帧中相关联。QFI字段420可以在DL QFI序列号422上方的八位组中并且可以用于标识数据包属于哪个QoS流。然后可以根据QoS流关联并管理DL QFI序列号，即如果要发送的下一数据包对应于同一QoS流，则DL QFI序列号被递增。DL QFI序列号参数可以由与给定QoS流相关联的UPF或NG-RAN节点分配。DL QFI序列号参数可以具有3个八位组的字段长度。此外，在一些示例中，DL QFI序列号参数可以具有介于0和2²⁴-1之间的值范围。

在一些示例中，如图4所示，还可以包括可选的Sequence Number Presence(SNP)(序列号存在)字段418以便向接收器指示存在DL QFI序列号。在一些示例中，值0可以指示不存在DL QFI序列号并且值1可以指示存在DL QFI序列号。例如，SNP参数可以具有1比特的字段长度。

在一些示例中，仅适用于冗余传输的PDU会话中的QoS流的数据包被标记有DL QFI序列号。

如图4所示，DL PDU会话信息(PDU类型0)格式还可以包括其他字段，例如一个或多个“备用(spare)”字段、点对点协议(Point-to-Point Protocol，PPP)字段、反射QoS指示(Reflective QoS Indication，RQI)字段、有效负载协议标识符(Payload ProtocolIdentifier，PPI)字段和“填充(padding)”字段。这些字段的位数和八位组数目也在图4的说明性示例中示出。

图5显示了UL PDU会话信息(PDU类型1)格式的示例。UL PDU会话信息(PDU类型1)格式可以用于类似于根据上述示例B发送的数据包，尽管是在UL方向上。

如图5所示，UL PDU会话信息(PDU类型1)格式可以包括指示PDU帧类型“1”的字段516。

在522，图5进一步示出了UL PDU会话信息帧格式的帧类型1中的名为“UL QFISequence Number”(UL QFI序列号)的字段。在一些示例中，该字段可以包括3个字节。在520，图5还示出了UL QFI序列号522在与QoS流标识符(QFI)520相同的帧中相关联。QFI字段520可以在UL QFI序列号522之上的八位组中并且可以用于标识数据包属于哪个QoS流。然后可以关联并管理每个QoS流的UL QFI序列号，即如果要发送的下一数据包对应于同一QoS流，则UL QFI序列号被递增。UL QFI序列号参数可以由NG-RAN节点或由与给定QoS流相关联的UPF功能分配。UL QFI序列号参数可以具有介于0和3个八位组之间的字段长度。此外，在一些示例中，UL QFI序列号参数可以具有介于0和2²⁴-1之间的值范围。

在一些示例中，如图5所示，还可以包括可选的SNP字段518以向接收器指示存在ULQFI序列号。在一些示例中，值0可以指示不存在UL QFI序列号并且值1可以指示存在UL QFI序列号。例如，SNP参数可以具有1比特的字段长度。

在一些示例中，只有符合冗余传输条件的PDU会话中的QoS流才标记有UL QFI序列号。

如图5所示，UL PDU会话信息(PDU类型1)格式还可以包括其他字段，例如“备用(spare)”字段和“填充(padding)”字段。这些字段的位数和八位组数目也在图5的说明性示例中示出。

在上述一些示例中，数据包在UPF和NG-RAN节点之间被发送。数据包也可以在第一UPF和第二UPF之间以类似的方式被发送。

现在将参考图6更详细地描述可能的无线通信设备，图6示出了通信设备600的示意性局部剖视图。这样的通信设备通常被称为用户设备(UE)或终端。任何能够发送和接收无线电信号的设备都可以提供适当的移动通信设备。非限制性示例包括移动站(MS)或移动设备(例如移动电话或所谓的“智能电话”)、配备有无线接口卡或其他无线接口设施(例如USB加密狗)的计算机，个人数据助理(PDA)或具有无线通信能力的平板电脑，或这些设备的任何组合等。移动通信设备可以提供例如用于承载诸如语音、电子邮件(email)、文本消息、多媒体等通信的数据通信。因此可以通过用户的通信设备向用户供应和提供多种服务。这些服务的非限制性示例包括双向或多向呼叫、数据通信或多媒体服务或简单地访问数据通信网络系统，例如互联网。还可以向用户提供广播或多播数据。这些内容的非限制性示例包括下载、电视和广播节目、视频、广告、各种警报和其他信息。

无线通信设备可以是例如移动设备，即不固定到特定位置的设备，或者它可以是固定设备。无线设备可能需要人工交互进行通信，或者可能不需要人工交互进行通信。在本教导中，术语UE或“用户”用于指代任何类型的无线通信设备。

无线设备600可以经由用于接收的适当装置通过空中接口或无线电接口607接收信号并且可以经由用于发送无线电信号的适当装置发送信号。在图6中，收发器设备由框606示意性地指出。收发器设备606可以例如通过无线电部件和相关联的天线布置来提供。天线装置可以布置在无线设备的内部或外部。

无线设备通常配备有至少一个数据处理实体601、至少一个存储器602和其他可能的组件603，用于它被设计来执行的任务的软件和硬件辅助执行，包括对向接入系统和其他通信设备的接入以及对与接入系统和其他通信设备的通信的控制。数据处理、存储和其他相关控制装置可以提供在合适的电路板上和/或芯片组中。该功能由附图标记604表示。用户可以通过诸如键盘605、语音命令、触敏屏幕或触摸板、它们的组合等合适的用户界面来控制无线设备的操作。还可以提供显示器608、扬声器和麦克风。此外，无线通信设备可以包括连接到其他设备和/或用于将外部附件(例如免提设备)连接到其上的适当连接器(有线或无线)。通信设备602、604、605可以基于各种接入技术来接入通信系统。

图7示出了用于通信系统的控制装置700的示例，所述控制装置例如要耦合到和/或用于控制接入系统的站，例如RAN节点，例如基站、gNB、云架构的中心单元，或核心网络的节点如MME或S-GW、调度实体如频谱管理实体、或服务器或主机、或IAB或中继节点。装置700可以耦合到NG-RAN节点，或者耦合到UPF的一部分。控制装置可以与核心网络或RAN的节点或模块集成或在其外部。在一些示例实施例中，基站包括单独的控制装置单元或模块。在其他示例实施例中，控制装置可以是其他网络元件，例如无线网络控制器或频谱控制器。在一些示例实施例中，每个基站可以具有这样的控制装置以及在无线电网络控制器中提供的控制装置。控制装置700可以被布置为提供对系统服务区中的通信的控制。控制装置700包括至少一个存储器701、至少一个数据处理单元702、703和输入/输出接口704。通过该接口，控制装置可以耦合到基站的接收器和发射器。接收器和/或发射器可以实现为无线电前端或远程无线电头端。例如，控制装置700或处理器701可以被配置为执行适当的软件代码以提供控制功能。

图8是根据一示例的方法的流程图。图8的流程图是从诸如NG-RAN节点或UPF之类的装置的角度来观察的。图8的S801包括发送第一数据包，所述第一数据包包括:数据流标识符，指示所述第一数据包所属的数据流；以及数据流序列号，指示所述第一数据包在所述数据流的序列中的位置。

图9是根据一示例的方法的流程图。图9的流程图是从诸如NG-RAN节点或UPF之类的装置的角度来观察的。图9的S901包括接收第一数据包，所述第一数据包包括:数据流标识符，指示所述第一数据包所属的数据流；以及数据流序列号，指示所述第一数据包在所述数据流的序列中的位置。

图10是根据一示例的方法的流程图。图10的流程图可由系统执行。图10的S1001包括发送第一数据包，所述第一数据包包括：数据流标识符，指示所述第一数据包所属的数据流；以及数据流序列号，指示所述第一数据包在所述数据流的序列中的位置。S1001可以由系统中的NG-RAN节点或UPF等装置执行。S1002包括接收第一数据包，所述第一数据包包括：数据流标识符，指示所述第一数据包所属的数据流；以及数据流序列号，指示所述第一数据包在所述数据流的序列中的位置。S1002可以由系统中的不执行S1001的装置以外的装置执行。在S1001由NG-RAN节点执行的情况下，S1002可以由UPF执行。在S1001由UPF执行的情况下，S1002可以由不同的UPF或由NG-RAN节点执行。

一般而言，各种示例实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合来实现。本发明的一些方面可以在硬件中实现，而其他方面可以在可由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件中实现，但是本发明不限于此。尽管可以将本发明的各个方面图示和描述为框图、流程图或使用一些其他图形表示，但很容易理解的是，作为非限制性示例，这里描述的这些块、装置、系统、技术或方法可以在硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备，或它们的某种组合中实现。

在本申请中，术语“电路装置”(circuitry)可以指以下一项或多项或全部：(a)纯硬件电路实现(例如仅在模拟和/或数字电路中的实现)和(b)硬件电路和软件的组合，例如(如适用)：(i)模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合，(ii)具有软件的硬件处理器(包括数字信号处理器)的任何部分、软件和一起工作的存储器以使设备(例如移动电话或服务器)执行各种功能)以及(c)硬件电路和/或处理器，例如微处理器或微处理器的一部分，其需要软件(例如，固件)以进行操作，但是当操作不需要软件时软件可不存在。该电路的定义适用于该术语在本申请中(包括在任何权利要求中)的所有使用。作为另一示例，如本申请中所使用的，术语“电路装置”还涵盖仅硬件电路或处理器(或多个处理器)或硬件电路或处理器的一部分及它的(或它们的)伴随软件和/或固件的实现。术语“电路装置”还涵盖例如并且如果适用于特定权利要求元素、用于移动设备的基带集成电路或处理器集成电路或服务器、蜂窝网络设备或其他计算设备或网络设备中的类似集成电路。

本发明的示例性实施例可以通过移动设备的数据处理器可执行的计算机软件来实现，例如在处理器实体中，或者通过硬件，或者通过软件和硬件的组合。计算机软件或程序也称为程序产品，包括软件例程、小应用程序和/或宏，可以存储在任何设备可读数据存储介质中，并且它们包括执行特定任务的程序指令。计算机程序产品可以包括一个或多个计算机可执行组件，当程序运行时，这些组件被配置为执行示例实施例。一个或多个计算机可执行组件可以是至少一个软件代码或其部分。

进一步地，在这方面，应当注意，图中的逻辑流程的任何块可以表示程序步骤，或互连的逻辑电路、块和功能，或程序步骤和逻辑电路、块和功能的组合。软件可以存储在诸如存储芯片或处理器内实现的存储块这样的物理媒体上、磁性媒体如硬盘或软盘、以及光学媒体如DVD及其数据变体CD上。物理媒体是非暂时性媒体。

存储器可以是适合本地技术环境的任何类型，并且可以使用任何合适的数据存储技术来实现，例如基于半导体的存储设备、磁存储设备和系统、光存储设备和系统、固定存储器和可移动存储器。数据处理器可以是适合本地技术环境的任何类型，并且作为非限制性示例，可以包括通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、FPGA、基于多核处理器架构的门级电路和处理器。

本发明的示例实施例可以在诸如集成电路模块的各种组件中实践。集成电路的设计总体上是一个高度自动化的过程。复杂而强大的软件工具可用于将逻辑级设计转换为准备在半导体基板上蚀刻和形成的半导体电路设计。

前面的描述已经通过非限制性示例的方式提供了对本发明的示例性实施例的完整且信息丰富的描述。然而，当结合附图和所附权利要求阅读时，鉴于上述描述，相关领域的技术人员可以清楚地了解各种修改和变通。然而，本发明教导的所有这些和类似修改仍将落入如所附权利要求所限定的本发明范围内。实际上，存在进一步的示例性实施例，包括一个或多个示例性实施例与前述讨论的任何其他示例性实施例的组合。