CN116889087A - 用于5g通信网络中urllc的设备、***和方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种网络实体，用于为通信网络中的UE(101)提供用于数据通信的冗余数据路径。所述网络实体用于为所述UE(101)使用主要NG‑RAN(110)建立第一PDU会话，并使用辅助NG‑RAN(120)建立第二PDU会话，其中，所述主要NG‑RAN(110)包括第一GTP‑U实体(111)和第一SDAP实体(113)，所述辅助NG‑RAN(120)包括第二GTP‑U实体(121)和第二SDAP实体(123)。所述网络实体还用于在所述第一GTP‑U实体(111)和/或所述第一SDAP实体(113)中提供第一PDE实体(512)，并在所述第二GTP‑U实体(121)和/或所述第二SDAP实体(123)中提供第二PDE实体(522)。所述第一PDE实体(512)用于：(a)从所述第一GTP‑U实体(111)获取第一下行以太网帧或DetNet‑IP报文；(b)生成包括所述第一下行以太网帧或DetNet‑IP报文的第一下行SDU；(c)基于所述第一下行SDU生成第一下行PDU，其中，所述第一下行PDU包括用于向所述主要NG‑RAN(110)的所述第一SDAP实体或第一报文PDCP实体(115)提供所述第一下行PDU的所述第一下行以太网帧或DetNet‑IP报文；(d)将所述第一下行SDU的副本提供给所述第一GTP‑U实体或另一个第一GTP‑U实体，用于将所述第一下行SDU的所述副本转发给所述辅助NG‑RAN(120)。
Description
技术领域
本发明涉及电信。更具体地，本发明涉及用于改进5G通信网络中的超高可靠性超低时延通信(ultra-reliable low latency communication，URLLC)的设备、***和方法。
背景技术
随着第四次工业革命的到来，智能工业制造、工业机器人控制、智能自动驾驶控制、智能能源、远程医疗等垂直行业的网络物理应用对移动性的需求越来越迫切。因此，5G通信***需要在垂直行业的技术发展中发挥不可替代的作用，因为5G通信网络可以为垂直行业的应用提供移动性和灵活性。不同的应用对5G通信的要求可能不同。通常，对于那些在其中央服务器之间具有周期性确定性通信以控制实时机器生产和受控应用客户端(也称为APP)的网络物理应用，需要超高可靠性超低时延通信(ultra-reliable low latencycommunication，URLLC)。通信服务可用性在很大程度上取决于逻辑通信链路的延迟和可靠性，以及网络物理应用定义的通信消息的生存时间。如果消息的延迟不在生存时间的范围内，则接收到的消息被视为“不可用”。
根据规范3GPP TS22.104，5G***的网络物理应用的周期性确定性通信应满足以下要求。首先，每个应用的消息报文必须在预定的时间到达。如果在指定的时间内没有接收到预期的消息，则认为***不可用。其次，5G***提供的通信服务的超可用性要求至少要求服务可用性为99.9999％。第三，非常严格的故障恢复时间，为几毫秒到100毫秒。但是，这种超高可靠性超低时延通信(ultra-reliable low latency communication，URLLC)的要求给5G通信***带来了巨大的挑战。
发明内容
本发明的目标是提供用于改进5G通信网络中的超高可靠性超低时延通信的设备、***和方法。
上述和其它目的通过独立权利要求请求保护的主题来实现。其它实现方式在从属权利要求、说明书和附图中是显而易见的。
根据第一方面，提供了一种网络实体，用于在通信网络(特别是5G通信网络)中的核心网络的用户设备(user equipment，UE)与至少一个用户面功能(user planefunction，UPF)之间提供用于数据通信的冗余数据路径。网络实体可以在通信网络中的软件和/或硬件中实现。网络实体可以包括一个或多个网络功能和/或一个或多个物理网络设备等。
所述网络实体用于使用实现第一协议栈的主要下一代无线接入网(nextgeneration radio access network，NG-RAN)为所述UE建立第一分组数据单元(packetdata unit，PDU)会话，其中，所述主要NG-RAN的所述第一协议栈包括至少一个第一GPRS隧道协议用户面(GPRS tunnelling protocol user plane，GTP-U)实体和第一业务数据适配协议(service data adaption protocol，SDAP)实体。所述建立所述第一PDU会话包括在所述通信网络的核心网与所述主要NG-RAN之间建立至少一个第一GTP-U隧道。所述网络实体还用于使用实现第二协议栈的辅助NG-RAN为所述UE建立第二PDU会话，其中，所述辅助NG-RAN的所述第二协议栈包括至少一个第二GTP-U实体和第二SDAP实体，其中，所述建立所述第二PDU会话包括在所述通信网络的所述核心网与所述辅助NG-RAN之间建立至少一个第二GTP-U隧道。
所述网络实体在所述主要NG-RAN的所述第一GTP-U实体和/或所述第一SDAP实体中提供第一报文复制和消除(packet duplication and elimination，PDE)实体，并在所述辅助NG-RAN的所述第二GTP-U实体和/或所述第二SDAP实体中提供第二PDE实体。所述第一PDE实体用于：
(a)从所述第一GTP-U实体获取第一下行以太网帧或DetNet-IP报文；
(b)生成第一下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一下行SDU包括所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文；
(c)基于所述第一下行SDU生成第一下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一下行PDU包括用于向所述主要NG-RAN的所述第一SDAP实体或第一分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol，PDCP)实体提供所述第一下行PDU的所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文；
(d)将所述第一下行SDU的副本提供给所述主要NG-RAN的所述第一GTP-U实体或另一个第一GTP-U实体，用于将所述第一下行SDU的所述副本转发给所述辅助NG-RAN。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一GTP-U实体用于从所述主要NG-RAN通过所述第一GTP-U隧道接收的第一GPRS隧道协议分组数据单元(GPRS tunnellingprotocol packet data unit，GTP PDU)的有效载荷中提取所述第一下行以太网帧或DetNet-IP分组，用于所述第一PDE实体获取所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述网络实体用于进一步在所述主要NG-RAN的所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体与所述辅助NG-RAN的所述第二GTP-U实体或另一个第二GTP-U实体之间建立至少一个其它GTP-U隧道，用于传输与所述UE相关的用户数据，其中，所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体用于基于所述第一下行SDU的所述副本生成GTP-U PDU，用于通过所述至少一个其它GTP-U隧道将所述GTP-UPDU转发到所述辅助NG-RAN的所述第二GTP-U实体或所述另一个第二GTP-U实体。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述主要NG-RAN的所述第一PDE实体还用于：
(a)从所述第一PDCP实体获取第一上行以太网帧或DetNet-IP报文；
(b)生成第一上行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一上行SDU包括所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文；
(c)基于所述第一上行SDU生成第一上行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一上行PDU包括所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文，所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文用于将所述第一上行PDU提供给所述第一GTP-U实体，所述第一GTP-U实体用于生成GTP-U PDU以通过所述第一GTP-U隧道发送到所述通信网络的所述核心网；
(d)将所述第一上行SDU的副本提供给所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体，用于通过所述至少一个其它GTP-U隧道将所述第一上行SDU的所述副本转发给所述辅助NG-RAN。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一PDE实体还用于将所述第一下行SDU的所述副本或所述第一上行SDU的所述副本与指示相应的以太网帧或DetNet-IP报文是否用于所述通信网络的所述UE或所述核心网的信息提供给所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述辅助NG-RAN的所述第二PDE实体用于：
(a)从所述第二GTP-U实体获取第二下行以太网帧或DetNet-IP报文；
(b)生成第二下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第二下行SDU包括所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文；
(c)基于所述第二下行SDU生成第二下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第二下行PDU包括用于向所述辅助NG-RAN的所述第二SDAP实体或第二分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol，PDCP)实体提供所述第二下行PDU的所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文；
(d)将所述第二下行SDU的副本提供给所述第二GTP-U实体或另一个第二GTP-U实体，用于通过所述其它GTP-U隧道将所述第二下行SDU的所述副本转发给所述主要NG-RAN。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述辅助NG-RAN的所述第二PDE实体还用于：
(a)从所述第二PDCP-U实体获取第二上行以太网帧或DetNet-IP报文；
(b)生成第二上行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第二上行SDU包括所述第二上行以太网帧或IP报文；
(c)基于所述第二上行SDU生成第二上行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第二上行PDU包括所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文，所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文用于将所述第二上行PDU提供给所述第二GTP-U实体，所述第二GTP-U实体用于生成GTP-U PDU以通过所述第二GTP-U隧道发送到所述通信网络的所述核心网；
(d)将所述第二上行SDU的副本提供给所述第二GTP-U实体或另一个第二GTP-U实体，用于通过所述其它GTP-U隧道将所述第二上行SDU的所述副本转发给所述主要NG-RAN。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第二PDE实体还用于将所述第二下行SDU的所述副本或所述第二上行SDU的所述副本与指示所述相应的以太网帧或DetNet-IP报文是否用于所述通信网络的所述UE(即下行链路)或所述核心网(即上行链路)的信息提供给所述第二GTP-U实体或所述另一个第二GTP-U实体。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述主要NG-RAN的所述第一PDE实体用于从所述主要NG-RAN的所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体接收所述第二下行SDU的所述副本和/或所述第二上行SDU的所述副本。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一PDE实体还用于从所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文中提取第一组下行流标识符；如果在存储器中找不到第一下行流标识符的集合，则将所述第一下行流标识符的集合存储在所述存储器中；从自所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体接收的所述第二下行SDU的所述副本中提取所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文；从所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文中提取第二组下行流标识符，如果在所述存储器中找不到所述第二组下行流标识符，则将所述第二组下行流标识符存储在所述存储器中；将所述第一组下行流标识符与所述第二组下行流标识关联，作为流标识符集合的冗余对。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一PDE实体还用于从所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文中提取第一组上行流标识符；如果在所述存储器中找不到所述第一组上行流标识符，则将所述第一组上行流标识符存储在所述存储器中；从自所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体接收的所述第二上行SDU的所述副本中提取所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文；从所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文中提取第二组上行流标识符，如果在所述存储器中找不到所述第二组上行流标识符，则将所述第二组上行流标识符存储在所述存储器中；将所述第一组上行流标识符与所述第二组上行流标识关联，作为流标识符集合的冗余对。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一PDE实体还用于将所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文中的所述第二组下行流标识符替换为所述第一组下行流标识符，以获取所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文；
生成所述第一下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一下行SDU包括所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文；
基于所述第一下行SDU生成所述第一下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一下行PDU包括用于向所述主要NG-RAN的所述第一SDAP实体或所述第一PDCP实体提供所述第一下行PDU的所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一PDE实体还用于将所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文中的所述第二组上行流标识符替换为所述第一组上行流标识符，以获取所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文；
生成所述第一上行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一上行SDU包括所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文；
基于所述第一上行SDU生成所述第一上行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一上行PDU包括所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文，用于将所述第一上行PDU提供给所述第一GTP-U实体，用于通过所述第一GTP-U隧道发送到所述通信网络的所述核心网；
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一PDE实体还用于从以太网帧或DetNet-IP报文中提取序列号，其中，所述以太网帧或DetNet-IP报文是来自所述第一GTP-U实体的所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文，或来自所述第一PDCP实体的所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文，或来自所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体的所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文，或来自所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体的所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文；
将提取的序列号存储在存储器中，包括：如果所述提取的序列号不等于存储器中与所述流标识符集合的冗余对关联的任何序列号，则将所述提取的序列号与提取的流标识符集合的所述流标识符集合的冗余对关联，其中，所述提取的流标识符集合是所述流标识符集合的冗余对中的一个；
如果所述提取的序列号等于所述存储器中与所述流标识符集合的冗余对关联的所述序列号中的一个，则丢弃所述以太网帧或DetNet-IP报文，包括中止生成封装所述以太网帧或DetNet-IP报文的数据包的所有操作，所述数据包提供给其它协议层以进一步处理，其中，所述提取的流标识符集合是所述流标识符集合的冗余对中的一个集合。
根据第二方面，提供了一种通信网络，特别是5G通信网络，用于在所述通信网络的核心网的用户设备(user equipment，UE)与至少一个用户面功能(user plane function，UPF)之间提供用于数据通信的冗余数据路径。所述通信网络包括主要下一代无线接入网(next generation radio access network，NG-RAN)，用于使用第一协议栈为所述UE建立第一分组数据单元(packet data unit，PDU)会话，其中，所述第一协议栈包括至少一个第一GPRS隧道协议用户面(GPRS tunnelling protocol user plane，GTP-U)实体和第一业务数据适配协议(service data adaption protocol，SDAP)实体，其中，所述第一PDU会话包括所述通信网络的核心网与所述主要NG-RAN之间的至少一个第一GTP-U隧道。所述通信网络还包括辅助NG-RAN，用于使用第二协议栈为所述UE建立第二PDU会话，其中，所述第二协议栈包括至少一个第二GTP-U实体和第二SDAP实体，其中，所述第二PDU会话包括所述通信网络的所述核心网与所述辅助NG-RAN之间的至少一个第二GTP-U隧道。
此外，所述通信网络在所述主要NG-RAN的所述第一GTP-U实体和/或所述第一SDAP实体中包括第一报文复制和消除(packet duplication and elimination，PDE)实体，并在所述辅助NG-RAN的所述第二GTP-U实体和/或所述第二SDAP实体中包括第二PDE实体。所述第一PDE实体用于：
(a)从所述第一GTP-U实体获取第一下行以太网帧或DetNet-IP报文；
(b)生成第一下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一下行SDU包括所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文；
(c)基于所述第一下行SDU生成第一下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一下行PDU包括用于向所述主要NG-RAN的所述第一SDAP实体或第一分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol，PDCP)实体提供所述第一下行PDU的所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文；
(d)将所述第一下行SDU的副本提供给所述主要NG-RAN的所述第一GTP-U实体或另一个第一GTP-U实体，用于将所述第一下行SDU的所述副本转发给所述辅助NG-RAN。
在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述第一GTP-U实体用于从所述主要NG-RAN通过所述第一GTP-U隧道接收的第一GPRS隧道协议分组数据单元(GPRS tunnellingprotocol packet data unit，GTP PDU)的有效载荷中提取所述第一下行以太网帧或DetNet-IP分组，用于所述第一PDE实体获取所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文。
在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述网络实体用于进一步在所述主要NG-RAN的所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体与所述辅助NG-RAN的所述第二GTP-U实体或所述另一个第二GTP-U实体之间建立至少一个其它GTP-U隧道，用于传输与所述UE相关的用户数据，其中，所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体用于基于所述第一下行SDU的所述副本生成GTP-U PDU，用于通过所述至少一个其它GTP-U隧道将所述GTP-U PDU转发到所述辅助NG-RAN的所述第二GTP-U实体或所述另一个第二GTP-U实体。
在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述主要NG-RAN的所述第一PDE实体还用于：
(a)从所述第一PDCP实体获取第一上行以太网帧或DetNet-IP报文；
(b)生成第一上行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一上行SDU包括所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文；
(c)基于所述第一上行SDU生成第一上行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一上行PDU包括所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文，所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文用于将所述第一上行PDU提供给所述第一GTP-U实体，所述第一GTP-U实体用于生成GTP-U PDU以通过所述第一GTP-U隧道发送到所述通信网络的所述核心网；
(d)将所述第一上行SDU的副本提供给所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体，用于通过所述至少一个其它GTP-U隧道将所述第一上行SDU的所述副本转发给所述辅助NG-RAN。
在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述第一PDE实体还用于将所述第一下行SDU的所述副本或所述第一上行SDU的所述副本与指示相应的以太网帧或DetNet-IP报文是否用于所述通信网络的所述UE或所述核心网的信息提供给所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体。
在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述辅助NG-RAN的所述第二PDE实体用于：
(a)从所述第二GTP-U实体获取第二下行以太网帧或DetNet-IP报文；
(b)生成第二下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第二下行SDU包括所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文；
(c)基于所述第二下行SDU生成第二下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第二下行PDU包括用于向所述辅助NG-RAN的所述第二SDAP实体或第二分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol，PDCP)实体提供所述第二下行PDU的所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文；
(d)将所述第二下行SDU的副本提供给所述第二GTP-U实体或另一个第二GTP-U实体，用于通过所述其它GTP-U隧道将所述第二下行SDU的所述副本转发给所述主要NG-RAN。
在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述辅助NG-RAN的所述第二PDE实体还用于：
(a)从所述第二PDCP-U实体获取第二上行以太网帧或DetNet-IP报文；
(b)生成第二上行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第二上行SDU包括所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文；
(c)基于所述第二上行SDU生成第二上行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第二上行PDU包括所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文，所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文用于将所述第二上行PDU提供给所述第二GTP-U实体，所述第二GTP-U实体用于生成GTP-U PDU以通过所述第二GTP-U隧道发送到所述通信网络的所述核心网；
(d)将所述第二上行SDU的副本提供给所述第二GTP-U实体或另一个第二GTP-U实体，用于通过所述其它GTP-U隧道将所述第二上行SDU的所述副本转发给所述主要NG-RAN。
在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述第二PDE实体还用于将所述第二下行SDU的所述副本或所述第二上行SDU的所述副本与指示所述相应的以太网帧或DetNet-IP报文是否用于所述通信网络的所述UE或所述核心网的信息提供给所述第二GTP-U实体或所述另一个第二GTP-U实体。
在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述主要NG-RAN的所述第一PDE实体用于从所述主要NG-RAN的所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体接收所述第二下行SDU的所述副本和/或所述第二上行SDU的所述副本。
在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述第一PDE实体还用于从所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文中提取第一组下行流标识符；如果在存储器中找不到第一下行流标识符的集合，则将所述第一下行流标识符的集合存储在所述存储器中；从自所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体接收的所述第二下行SDU的所述副本中提取所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文；从所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文中提取第二组下行流标识符，如果在所述存储器中找不到所述第二组下行流标识符，则将所述第二组下行流标识符存储在所述存储器中；将所述第一组下行流标识符与所述第二组下行流标识关联，作为流标识符集合的冗余对。
在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述第一PDE实体还用于从所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文中提取第一组上行流标识符；如果在所述存储器中找不到所述第一组上行流标识符，则将所述第一组上行流标识符存储在所述存储器中；从自所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体接收的所述第二上行SDU的所述副本中提取所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文；从所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文中提取第二组上行流标识符，如果在所述存储器中找不到所述第二组上行流标识符，则将所述第二组上行流标识符存储在所述存储器中；将所述第一组上行流标识符与所述第二组上行流标识关联，作为流标识符集合的冗余对。
在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述第一PDE实体还用于将所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文中的所述第二组下行流标识符替换为所述第一组下行流标识符，以获取所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文；
生成所述第一下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一下行SDU包括所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文；
基于所述第一下行SDU生成所述第一下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一下行PDU包括用于向所述主要NG-RAN的所述第一SDAP实体或所述第一PDCP实体提供所述第一下行PDU的所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文。
在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述第一PDE实体还用于将所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文中的所述第二组上行流标识符替换为所述第一组上行流标识符，以获取所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文；
生成所述第一上行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一上行SDU包括所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文；
基于所述第一上行SDU生成所述第一上行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一上行PDU包括所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文，用于将所述第一上行PDU提供给所述第一GTP-U实体，用于通过所述第一GTP-U隧道发送到所述通信网络的所述核心网；
在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述第一PDE实体还用于从以太网帧或DetNet-IP报文中提取序列号，其中，所述以太网帧或DetNet-IP报文是来自所述第一GTP-U实体的所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文，或来自所述第一PDCP实体的所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文，或来自所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体的所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文，或来自所述第一GTP-U实体或所述另一个第一GTP-U实体的所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文；
将提取的序列号存储在存储器中，包括：如果所述提取的序列号不等于存储器中与所述流标识符集合的冗余对关联的任何序列号，则将所述提取的序列号与提取的流标识符集合的所述流标识符集合的冗余对关联，其中，所述提取的流标识符集合是所述流标识符集合的冗余对中的一个；
如果所述提取的序列号等于所述存储器中与所述流标识符集合的冗余对关联的所述序列号中的一个，则丢弃所述以太网帧或DetNet-IP报文，包括中止生成封装所述以太网帧或DetNet-IP报文的数据包的所有操作，所述数据包提供给其它协议层以进一步处理，其中，所述提取的流标识符集合是所述流标识符集合的冗余对中的一个集合。
根据第三方面，提供了一种用于为通信网络，特别是5G通信网络中的用户设备(user equipment，UE)提供用于数据通信的冗余数据路径的方法。所述方法包括以下步骤：
使用实现第一协议栈的主要下一代无线接入网(next generation radio accessnetwork，NG-RAN)为所述UE建立第一分组数据单元(packet data unit，PDU)会话，其中，所述第一协议栈包括至少一个第一GPRS隧道协议用户面(GPRS tunnelling protocol userplane，GTP-U)实体和第一业务数据适配协议(service data adaption protocol，SDAP)实体，其中，所述建立所述第一PDU会话包括在所述通信网络的核心网与所述主要NG-RAN之间建立至少一个第一GTP-U隧道；
使用实现第二协议栈的辅助NG-RAN为所述UE建立第二PDU会话，其中，所述第二协议栈包括至少一个第二GTP-U实体和第二SDAP实体，其中，所述建立所述第二PDU会话包括在所述通信网络的所述核心网与所述辅助NG-RAN之间建立至少一个第二GTP-U隧道；
在所述主要NG-RAN的所述第一GTP-U实体和/或所述第一SDAP实体中提供第一报文复制和消除(packet duplication and elimination，PDE)实体，并在所述辅助NG-RAN的所述第二GTP-U实体和/或所述第二SDAP实体中提供第二PDE实体，
其中，所述方法还包括所述第一PDE实体执行的以下步骤：
从所述第一GTP-U实体获取第一下行以太网帧或DetNet-IP报文；
生成第一下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一下行SDU包括所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文；
基于所述第一下行SDU生成第一下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一下行PDU包括用于向所述主要NG-RAN的所述第一SDAP实体或第一分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol，PDCP)实体提供所述第一下行PDU的所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文；
将所述第一下行SDU的副本提供给所述主要NG-RAN的所述第一GTP-U实体或另一个第一GTP-U实体，用于将所述第一下行SDU的所述副本转发给所述辅助NG-RAN。
在第三方面的另一种可能的实现方式中，所述方法还包括所述第二PDE实体执行的以下步骤：
从所述第二GTP-U实体获取第二下行以太网帧或DetNet-IP报文；
生成第二下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第二下行SDU包括所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文；
基于所述第二下行SDU生成第二下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第二下行PDU包括用于向所述辅助NG-RAN的所述第二SDAP实体或第二分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol，PDCP)实体提供所述第二下行PDU的所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文；
将所述第二下行SDU的副本提供给所述第二GTP-U实体，用于将所述第二下行SDU的所述副本转发给所述主要NG-RAN。
根据第四方面，提供了一种计算机程序产品，包括用于存储程序代码的非瞬时性计算机可读存储介质，当所述程序代码由计算机或处理器执行时，所述程序代码使所述计算机或所述处理器执行根据第三方面所述的方法。
以下附图和说明书详细阐述了一个或多个实施例。其它特征、目的和优点在说明书、附图以及权利要求中是显而易见的。
附图说明
下文结合附图对本发明的实施例进行详细描述。在附图中：
图1示出了包括两个URLLC应用端点，即URLLC控制服务器和URLLC客户端的5G通信***的示意图；
图2示出了用于在两个相互冗余的PDU会话内使用分离的无线承载进行的双连接的用户面数据流路径的示意图；
图3示出了用于在两个相互冗余的PDU会话内使用主小区组(master cell group，MCG)无线承载和辅小区组(secondary cell group，SCG)无线承载进行的双连接的用户面数据流路径的示意图；
图4示出了两个双冗余用户面数据路径中可能的故障点的示意图；
图5a示出了根据一个实施例实现的冗余用户面PDU数据流的示意图；
图5b示出了根据另一实施例实现的冗余用户面PDU数据流的示意图；
图6是用于实现图5a或图5b的冗余用户面PDU数据流的报文复制和消除(packetduplication and elimination，PDE)实体的操作的流程图；
图7示出了一个实施例实现的NG-RAN中不同层的PDU数据包的业务数据单元(service data unit，SDU)中URLLC端点用户数据包的封装的示意图；
图8为一个实施例提供的方法的流程图。
在下文中，相同的附图标记是指相同或至少功能上等效的特征。
具体实施方式
以下描述中，参考形成本发明一部分并以说明的方式示出本发明的实施例的具体方面或可以使用本发明的实施例的具体方面的附图。应当理解，本发明的实施例可以用于其它方面，并且可以包括附图中未描绘的结构上或逻辑上的变化。因此，以下详细描述不应以限制性的意义来理解，本发明的范围由所附权利要求书界定。
例如，应当理解，与描述方法有关的公开内容可以对用于执行所述方法的对应设备或***也同样适用，反之亦然。例如，如果描述一个或多个具体方法步骤，则对应的设备可以包括一个或多个单元(例如功能单元)来执行所描述的一个或多个方法步骤(例如，一个单元执行一个或多个步骤，或多个单元分别执行多个步骤中的一个或多个)，即使附图中未明确描述或说明该一个或多个单元。另一方面，例如，如果根据一个或多个单元(例如，功能单元)来描述具体装置，则对应的方法可以包括一个步骤来执行一个或多个单元的功能(例如，一个步骤执行一个或多个单元的功能，或多个步骤各自执行多个单元中的一个或多个单元的功能)，即使该一个或多个步骤在附图中未明确描述或示出。此外，应当理解，除非另有说明，否则本文中描述的各种示例性实施例和/或方面的特征可相互组合。
在详细描述不同的实施例之前，在下文，将使用以下缩写中的一个或多个介绍关于蜂窝通信网络，特别是根据3GPP 5G标准的一些技术背景和术语：
FRER 用于实现可靠性的帧复制和消除
GTP-U GPRS隧道协议用户面
NG-RAN 下一代无线接入网
PDCP 分组数据汇聚协议
RLC 无线链路控制
UPF 用户面功能
URLLC 超高可靠性超低时延通信
图1示出了5G通信***100，其使得两个URLLC应用端点，即URLLC控制服务器190和受控URLLC客户端101a(在UE 101上实现，也称为App 101a)能够使用以太网或IP流量相互通信。如图1所示，作为端点通信链路的一部分的5G通信***100(在UE 101与一个或两个UPF 150、160之间)提供5G服务，以将以太网或IP流量传输到端点。换句话说，5G用户面的端点(UE 101和UPF 150、160)接收以太网帧或IP报文(特别是DetNet-IP报文)的URLLC端点用户数据流量流，而5G***100传输URLLC端点用户数据流作为5G用户面数据包的有效载荷。
由于严格的可用性和可靠性要求，为了确保周期性确定性通信的超可用性，URLLC端点可以复制每个以太网帧或IP报文，并通过两条独立的路径将其发送到目的地，而接收端点则消除接收到的帧/报文的复制。通过这种双冗余传输，以太网帧或IP报文的URLLC端点用户数据流量流几乎不会受到异常事件(例如通信链路上的丢包或通信网络故障)的影响。这种双报文冗余通信通常应用用于实现可靠性的帧复制和消除(frame replicationand elimination for reliability，FRER)协议之一，例如IEEE 802.1CB、IEC 62439-3的并行冗余协议(parallel redundancy protocol，PRP)、高可用性无缝冗余(high-availability seamless redundancy，HSR)，或以太网/IP协议之上的IETF RFC 8655确定性网络(deterministic networking，DetNet)架构。在IP/MPLS层运行的确定性网络(deterministic networking，DetNet)提供了以极低丢包率和/或有限制的端到端传输延迟传输数据流的能力。DetNet层可以将IP层报文封装为URLLC端点用户数据包(称为DetNet-IP报文)，用于发送到5G***的接入点(例如UE或核心网)。两个URLLC应用端点中的每一个(即URLLC控制服务器190和受控URLLC客户端101a)可以使用一个或两个流标识符集合，用于通过两个独立的路径发送和/或接收冗余以太网帧或DetNet-IP报文流量，一个流标识符集合用于一条路径，另一个流标识符集合用于另一条路径(如果是一个流标识符集合，则使用具有同一个流标识符集合的两条路径发送流量)。在两条独立路径中用于发送/或接收流量的流标识符集合称为URLLC端点的流标识符集合的冗余对。这些FRER协议的一个共同特征是，在发送端点中的每个帧/报文中应用累积序列号(sequence number，SN)。在接收端点，基于流标识符的参数集(对于以太网流，例如源/和目的以太网MAC地址、VLAN标识符和协议类型等；对于基于IP的流，例如IP源/和目的地址、MPLS流标识符和协议类型、源/和目的端口号等)以及这些帧/报文的报头中的序列号(DetNet-IP报文的DetNet层中的序列号)消除重复帧。
如图1所示，通过使用对应的FRER协议之一，复制URLLC端点的每个应用消息并封装到两个冗余以太网帧/DetNet-IP报文中，以例如通过数据网络(data network，DN)180发送到5G通信***100。这些以太网帧/DetNet-IP报文在此处称为“URLLC端点用户数据帧/报文”。周期性URLLC端点用户数据帧/报文的报头可以包括根据上述FRER协议之一的流标识符和序列号。当周期性URLLC端点用户数据帧/报文通过两条独立的路径传输到5G***100的用户面端点(UPF 150、160或UE 101)时，5G***100可以在预定时间可靠地将这些以太网帧/DetNet-IP报文传输到另一个5G端点。这一挑战必须由用于垂直行业的URLLC应用的通信的5G通信***100来解决。
为了支持垂直行业应用的超高可靠性超低时延通信(ultra-reliable lowlatency communication，URLLC)，5G***100应该能够在预定时间范围内可靠地传输URLLC端点用户数据帧/报文。3GPP TS 23.501描述了基于两条端到端双冗余用户面数据路径的端到端双连接方案。如其中所述，两个冗余分组数据单元(packet data unit，PDU)会话用于支持URLLC服务器190与URLLC客户端101a之间的两个相互冗余的URLLC端点用户数据流(如图2和图3所示，并将在下文详细描述)。PDU会话通过NG-RAN 110、120从UE 101跨越到UPF 150、160。在NG-RAN 110、120与UPF 150、160之间的N3接口中，在UPF1 150与主NG-RAN110之间建立的用户面隧道支持一个PDU会话，而在UPF2 160与主NG-RAN 110之间建立的或在UPF2 160与辅助NG-RAN 120之间建立的另一个用户面隧道支持另一个PDU会话。在UE101与NG-RAN 110、120之间，两个PDU会话由3GPP TS 37.340中定义的低无线协议栈中的双连接支持(如将在下文的图2和图3的上下文中详细描述)。
根据3GPP TS 37.340，NG-RAN有四种类型的双连接，下文将进一步参考图2和图3进行描述。
图2分别示出了主NG-RAN终止的分离的无线承载(图2中左图)和辅助NG-RAN终止的分离的无线承载(图2中右图)的双连接(dual connectivity，DC)。用于两个冗余PDU会话的用户面数据传输的两个核心网(core network，CN)用户面隧道和两个分离的无线承载都终止在同一个NG-RAN中。对辅助无线承载进行PDCP复制。
图3分别示出了使用主小区组(master cell group，MCG)无线承载(图3中左图)和辅小区组(secondary cell group，SCG)无线承载(图3中右图)进行的双连接。NG-RAN 110、120中的无线承载用于两个冗余PDU会话。如图2和图3所示，每个NG-RAN可以包括相应协议栈中的GTP实体(也称为GTP-U实体111、121、SDAP实体113、123、PDCP实体115、125、RLC实体117、127、MAC层实体118、128和PHY层实体119、129)。
但是，图2和图3所示的基于NG-RAN 110、120与UE 101之间的双连接的端到端双冗余用户面路径至少具有以下可靠性缺陷。防止单点故障是可靠性设计的基本原则。但是，两条冗余端到端用户面传输路径在NG-RAN 110、120提供的双连接中具有以下单点故障。对于使用分离的无线承载进行的双连接(图2)，第一单点故障是，与核心网170连接的两个用户面传输隧道都终止在同一NG-RAN(主或辅助NG-RAN 110、120)中。两个用户面隧道的传输层协议(IP和GTP-U)的处理可能是另一个第一单点故障。PDCP层也可以是单点故障，因为一个NG-RAN(例如，辅助NG-RAN 120)的RLC帧由对应NG-RAN(例如，主NG-RAN 110)的PDCP层复制并通过Xn接口发送。
无论主小区组(master cell group，MCG)无线承载或辅小区组(secondary cellgroup，SCG)无线承载的双连接如何，由于两条冗余路径的RLC帧在同一MAC层118、128上处理，MAC层118、128是两条冗余路径的单点故障。此外，两条冗余路径的数据包使用相同的NG-RAN无线承载向空口发送数据。这也可能是两条冗余路径的另一个单点故障。
由于无线资源有限和窄间隔频段之间相互无线干扰的限制，实际上难以将无线网络覆盖同时布置到具有两个以上小区的每个服务区。这也是URLLC方案基于不超过两个无线承载的双连接的主要原因。但是，一旦两个小区中的一个发生硬件故障，通常需要很长的时间(例如数小时)才能恢复发生故障的小区，并且发生故障的小区覆盖的该区域的服务可用性可能会受到很长一段时间的影响。在上述方案中的双连接中，一个无线小区的故障将导致一个用户面路径长时间不可用。显然，剩余用户面路径的可用性不太可能支持URLLC应用。
5G通信***或网络100通常由多个不相交的子网组成，例如核心网170、骨干网150和一个或多个无线接入网110、120。每个子网通常由一个或多个网络功能(例如图1中所示的AMF 171和SMF 173)组成，网络功能通常由多个硬件和软件模块组成。从软件和硬件的角度来看，5G***100中URLLC端点用户数据流的通信路径由多条复杂的通信链组成。如果通信链之一中的硬件或软件模块发生故障或运行异常，则可能导致由5G***100传输的端点用户数据帧/报文经历错误、丢包或传输延迟增加，这影响了相关通信路径的可用性。此外，由于环境因素，空口上的传输时延和丢包率可能不稳定。假设双冗余用户面路径中的一条由于核心网170、骨干网175或NG-RAN 110、120的该路径中的硬件或软件模块发生故障或运行异常而不可用(如图4所示)，而空口上的通信不稳定，导致另一条路径中的丢包或更长的传输延迟，这两个事件将导致两条冗余用户面数据通信路径同时不可用。
5G支持垂直行业应用的超高可靠性超低时延通信(ultra-reliable low latencycommunication，URLLC)的目标是在预定的时间范围内，将URLLC端点用户数据帧/报文传输到垂直行业应用的接口连接点，没有任何错误。由于垂直行业应用的可用性和可靠性要求远高于传统电信应用的可用性和可靠性要求，因此在3GPP TS23.501；5G***(5G System，5GS)的***架构；阶段2，版本16中提出了用于传输双冗余URLLC端点用户数据帧/报文的双冗余路径方案。但是，如上所述，在其中公开的方案中可能存在可用性和可靠性缺陷。
因此，需要通过消除或减轻上述提出的3GPP方案中的这些缺陷来增强可用性和可靠性，以支持超高可靠性超低时延通信(ultra-reliable low latency communication，URLLC)的应用。如将在下文中详细描述的，这一需要通过本文公开的一个或多个实施例来解决。
更具体地，为了支持垂直行业应用的URLLC，5G***100面临着提供具有超高可用性和可靠性的通信的挑战。这里有两个因素需要考虑。第一个因素是，用于传输URLLC端点用户数据流的通信路径的软件或硬件模块中的任何瞬时错误或干扰都可能影响此通信的可用性。第二个因素是，无线链路的可用性可能会受到环境因素的影响。对于对具有多个通信链的5G通信路径提出的可用性和可靠性的严格要求，即使在同一URLLC端点用户数据流的传输中应用了两条冗余用户面数据路径，也可能发生两条冗余用户数据通信路径不可用。因此，本文公开的实施例可以在两条冗余路径中同时发生多个异常事件的情况下提高可用性和可靠性。
如上所述，在3GPP TS23.501；5G***(5G system，5GS)的***架构；阶段2，版本16中公开的方案中，NG-RAN无线协议栈的双连接方案中可能存在单点故障的可用性和可靠性缺陷。本文公开的实施例可以防止两条冗余的5G端到端用户面传输路径中的这种单点故障。
下文将参考图5a和图5b描述本发明的两个主要实施例。与上述方案类似，两个冗余PDU会话用于支持两个相互冗余的URLLC端点用户数据流在应用服务器190与客户端101a之间通信。一个PDU会话通过主NG-RAN 110从UE 101跨越到UPF1 150(在核心网170中)，而另一个PDU会话通过辅助NG-RAN 120从UE 101跨越到UPF2 160(在核心网170中)。本文公开的实施例与上述一个或多个传统方案之间的一个主要区别是，由于传统方案的单点故障的缺陷，本发明的实施例不采用通过NG-RAN 110、120中的一个的PDCP层115、125与NG-RAN110、120中的另一个的RLC层117、127通信的无线接口双连接(如图2和图3所示，并在3GPPTS 37.340，NR；多连接性；总体描述；阶段2，版本16中公开)。
更具体地，根据第一主要实施例，提供了用于为5G通信网络100中的UE 101提供用于数据通信的冗余数据路径的网络实体。网络实体用于使用实现第一协议栈的主或主要NG-RAN 110为UE 101建立PDU会话，其中，第一协议栈包括至少一个第一GTP-U实体111和第一SDAP实体113，其中，建立第一PDU会话包括在5G通信网络100的核心网170与主要NG-RAN110之间建立至少一个第一GTP-U隧道。
网络实体还用于使用实现第二协议栈的辅助NG-RAN 120为UE 101建立第二冗余PDU会话，其中，第二协议栈包括至少一个第二GTP-U实体121和第二SDAP实体123，其中，建立第二PDU会话包括在5G通信网络100的核心网170与辅助NG-RAN 120之间建立至少一个第二GTP-U隧道。
如图5a和图5b所示，网络实体还用于在主要NG-RAN 110的第一GTP-U实体111和/或第一SDAP实体113中提供第一报文复制和消除(packet duplication and elimination，PDE)实体512，和/或在辅助NG-RAN 120的第二SDAP实体121和/或第二SDAP实体123中提供第二PDE实体522。
第一PDE实体512用于：(a)从第一GTP-U实体111获取第一下行以太网帧或DetNet-IP报文703(如图7所示)；(b)生成第一下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，第一下行SDU包括第一下行以太网帧或DetNet-IP报文703；(c)基于第一下行SDU生成第一下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，第一下行PDU包括用于向主要NG-RAN110的第一SDAP实体113或第一PDCP实体115提供第一下行PDU的第一下行以太网帧或DetNet-IP报文703；(d)将第一下行SDU的副本提供给第一GTP-U实体111，用于将第一下行SDU的副本转发给辅助NG-RAN 120。
在一个实施例中，第二PDE实体522用于：(a)从第二GTP-U实体121获取第二下行以太网帧或DetNet-IP报文703；(b)生成第二下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，第一下行SDU包括第二下行以太网帧或DetNet-IP报文703；(c)基于第二下行SDU生成第二下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，第二下行PDU包括用于向辅助NG-RAN 120的第二SDAP实体123或第二分组数据汇聚协议(packet data convergenceprotocol，PDCP)实体125提供第二下行PDU的第二下行以太网帧或DetNet-IP报文703；(d)将第二下行SDU的副本提供给第二GTP-U实体121或另一个第二GTP-U实体，用于将第二下行SDU的副本转发给主要NG-RAN 110。
根据本文公开的实施例，在主NG-RAN 110与辅助NG-RAN 120之间的Xn接口中，主NG-RAN 110可以触发建立至少一个用户面数据隧道514(称为GTP-U隧道514)，用于将UE101的自己默认PDU会话支持的数据流传输到辅助NG-RAN 120，而辅助NG-RAN 120通过提供用于传输UE 101的辅助NG-RAN自己的默认PDU会话支持的数据流的用户面隧道端点信息来确认主(即主要)NG-RAN 110关于使用至少一个用户面数据隧道514(称为GTP-U隧道514)的请求。在建立之后，至少一个用户面数据隧道514用于相互传输下行(从URLLC服务器190发送)和上行(从URLLC客户端101a发送)URLLC端点用户数据流，即以太网帧或DetNet-IP报文。由于每个NG-RAN 110、120建立在每个自己的默认PDU会话上，以支持传输两个冗余URLLC用户数据(下行和上行)流中的一个，因此在Xn接口中建立至少一个用户面数据隧道514使每个NG-RAN 110、120能够接收由UE 101的对应NG-RAN的默认PDU会话支持的下行和上行URLLC端点用户数据流。因此，每个NG-RAN 110、120可以在下行链路和上行链路中接收两个冗余URLLC端点用户数据流。
每个NG-RAN 110、120可以使用一个或两个用户面数据隧道(即GTP-U隧道514)，将URLLC端点用户流，即UE 101的自己的默认PDU会话支持的以太网帧或DetNet-IP报文传输到另一个NG-RAN 120、110。在两个用户面数据隧道(即GTP-U隧道514)传输URLLC端点用户流(即以太网帧或DetNet-IP报文)的情况下，两个NG-RAN 110、120可以约定一个用户面数据隧道用于下行流方向数据流和另一个用户面数据隧道用于上行流方向数据流。在一个实施例中，在仅建立一个用户面数据隧道(例如用户面数据隧道514)的情况下，该用户面数据(即GTP-U)隧道报文(包括以太网帧或DetNet-IP报文作为有效载荷)的报头可以包括用于识别数据流的流向(即，下行链路或上行链路)的信息。
由于每个NG-RAN 110、120可以在下行链路和上行链路上接收两个冗余URLLC端点用户数据流，因此在一个实施例中，每个NG-RAN 110、120可以从接收到的以太网帧或接收到的DetNet-IP报文提取“端点用户数据流标识符”(例如，包括源和目的以太网MAC地址、VLAN标签标识符或源和目的IP地址、MPLS标签标识符、下一级协议类型(例如TCP或UDP)、源端口和目标端口)以及序列号。由每个NG-RAN接收到的两个NG-RAN 110、120的UE 101的默认PDU会话传输的数据包可以封装两个冗余URLLC端点用户数据流的以太网帧或DetNet-IP报文。数据包可以是自己的NG-RAN的默认PDU会话所支持的下行(来自核心网170)或上行(来自UE 101)PDU数据包，或来自Xn接口的用户面数据(即，GTP-U)包，该数据包封装UE 101的对应NG-RAN默认PDU会话支持的以太网帧或DetNet-IP报文。通常(在通信中没有数据丢失)，对于给定的数据流方向，即下行链路或上行链路，每个NG-RAN 110、120可以能够传输来自两个接收到的数据包的两个以太网帧或DetNet-IP报文(每个以太网帧或DetNet-IP报文在与同一UE 101相关的两个冗余端点用户数据流中的一个中)，具有相同流端点标识符映射逻辑的属性、相同的序列号、可能具有相同的发送时间戳。
对于每个数据流方向，即下行链路或上行链路，每个NG-RAN 110、120可以从(冗余URLLC端点用户数据流的)接收到的以太网帧或DetNet-IP报文中提取端点用户数据流标识符、序列号。基于提取的端点用户数据流标识符、序列号和两个冗余端点用户数据流的先前记录的接收到的序列号，每个NG-RAN 110、120识别先前是否已接收到封装提取的以太网帧或DetNet-IP报文的数据包。
如果之前已经接收到封装提取的以太网帧或DetNet-IP报文的数据包，则相应的NG-RAN 110、120可以丢弃相应的数据包。否则，数据包由NG-RAN 110、120的其它数据处理模块进一步处理，以便通过无线接口(下行链路)将相关数据包发送到UE 101或通过N3接口(上行链路)发送到核心网170。除了通过无线接口或N3接口从相应的NG-RAN 110、120发送处理后的数据包之外，还可以执行一些其它操作，即，如果没有从Xn接口接收到数据包，则NG-RAN 110、120可以复制提取的以太网帧或DetNet-IP报文，并使用该提取的以太网帧或DetNet-IP报文来生成数据包，特别是用于通过用户面数据隧道(即由Xn接口提供的GTP-U隧道514)将数据包发送到另一个NG-RAN 120、110的GTP-U数据包。
应当理解，通过每个NG-RAN的功能，将URLLC端点用户数据包(即封装在其自己NG-RAN支持的PDU会话的用户面数据包中的以太网帧或DetNet-IP报文)复制到另一个NG-RAN，并选择处理封装两个冗余端点用户数据包(即分别为以太网帧或DetNet-IP报文)的两个数据包中的第一个到达的数据包，本文公开的实施例特别提供以下优点：(i)增强5G通信的可用性和可靠性，例如，如果两个端点用户数据包中的一个(即以太网帧或DetNet-IP报文)在无线通信中丢失，而另一个端点用户数据包在核心网170中丢失，反之亦然；(ii)可能降低端到端通信延迟；和(iii)避免上述NG-RAN中传统双连接方法的单点故障。
在图5a和图5b所示的实施例中，提供了两个冗余PDU会话，用于支持在服务器190与在UE 101上运行的客户端101a之间通信的两个相互冗余的URLLC端点用户数据流。一个PDU会话通过主NG-RAN 110从UE 101跨越到(核心网170的)UPF1 150，而另一个PDU会话通过辅助NG-RAN 120从UE 101跨越到(核心网170的)UPF2 160。
主要NG-RAN 110和辅助NG-RAN 120使用它们自己的无线资源(例如基站或接入点)，以支持与UE 101的通信。本文公开的实施例可以利用已经在3GPP TS 37.340，NR；多连接；总体描述；阶段2，版本16中定义的两个NG-RAN功能之间的低无线协议层的通信，用于通过一个NG-RAN的PDCP层与另一个NG-RAN的RLC层通信的双连接(如上文在图2和图3的上下文中所述)。
本发明的实施例可以涉及以下过程中的一个或多个。在第一阶段，5G***100和/或其实体与UE 101建立两个PDU会话，用于与UE 101建立两条冗余用户面数据路径，用于支持两个冗余URLLC端点用户数据流的通信，其中，一个PDU会话通过主要NG-RAN 110从UE101跨越到核心网170的UPF1150，而另一个PDU会话通过辅助NG-RAN 120从UE 101跨越到核心网170的UPF2 160。在一个实施例中，主要NG-RAN 110可以通过Xn接口从辅助NG-RAN 120请求建立至少一个用户面数据隧道(即GTP-U隧道514)，用于传输URLLC端点用户数据包(即以太网帧或DetNet-IP报文)，同时向辅助NG-RAN 120请求用于UE通信的无线资源。在辅助NG-RAN 120确认建立之后，每个NG-RAN 110、120通过使用至少一个用户面数据隧道(即GTP-U隧道514)，将封装在于UE 110的自己的默认PDU会话中通信的用户面数据包中的URLLC端点用户数据包(即以太网帧或DetNet-IP报文)传输到对应NG-RAN 120、110。在一个实施例中，主要NG-RAN 110用于建立至少一个用户面数据隧道(即GTP-U隧道514)的对应的请求消息可以包括一个或多个参数，例如关于用于接收URLLC端点用户数据包(即封装在于UE 110的辅助NG-RAN的默认PDU会话中通信的用户面数据包中的以太网帧或DetNet-IP报文)的隧道514的信息，以及数据流方向(例如，上行链路或下行链路)的偏好信息。
如果辅助RAN 120能够支持由主要NG-RAN 110请求的功能，例如，处理在UE 101的主要NG-RAN的默认PDU会话中通信的接收到的下行和上行URLLC端点用户数据流，发送在UE101的辅助NG-RAN的PDU会话中通信的对应的下行和上行URLLC端点用户数据流，并具有支持与UE 101通信的无线资源，辅助NG-RAN 120确认在Xn接口中建立用户面数据隧道，包括提供用于接收下行和上行URLLC端点用户数据包的隧道信息。
当每个NG-RAN 110、120使用该用户面数据隧道(即通过Xn接口建立的GTP-U隧道514)将URLLC端点用户帧(即以太网帧或DetNet-IP报文)传输到另一个NG-RAN 120、110时，相应NG-RAN 110、120的对应功能可以包括用于识别数据流的流动方向(即下行链路或上行链路)的能力以及必要的信息。在一个实施例中，该信息可以在用户面隧道数据包(即GTP-U数据包)的报头中提供，例如在用户面隧道数据包(即GTP-U报文)的扩展报头中提供。
如上所述，报文复制和消除(packet duplication and elimination，PDE)实体512、522可以提供在相应NG-RAN 110、120的GTP-U 111、121和/或SDAP 113、123软件模块层中，用于识别下行或上行URLLC端点用户数据包(即以太网帧或DetNet-IP报文)的复制，这些数据包在每个NG-RAN 110、120中为UE 101建立的PDU会话的用户面数据流中传输，并在必要时消除重复副本。图6示出了第一PDE实体512和第二PDE实体522的操作的示例性实施例，其将在下文进一步详细描述。
图7示出了URLLC端点用户数据包，即封装在相应NG-RAN 110、120中每个层的数据包的业务数据单元(service data unit，SDU)中的以太网帧或DetNet-IP报文(703)。在一个实施例中，URLLC端点用户数据包(即以太网帧或DetNet-IP报文)的报头信息可以包括序列号和端点用户数据流标识符。例如，在以太网帧作为有效载荷的情况下，可以包括端点用户数据流标识符的一组以太网参数，例如源和目的以太网MAC地址、VLAN标签标识符、以太网类型等。在DetNet-IP报文作为有效载荷的情况下，可以包括端点用户数据流标识符的一组IP流参数，例如源和目的IP地址、MPLS标签标识符、下一级协议类型、源和目的端口等。
如上所述，每个NG-RAN 110、120的第一PDE实体512和第二PDE实体522获取URLLC端点用户数据包，即以太网帧或DetNet-IP报文，并且可以从自N3接口(来自核心网170)和Xn接口接收的下行数据包中提取端点用户数据流标识符和序列号，以及从无线接口(来自UE 101)和Xn接口接收的上行数据包。在通信过程中没有丢包的正常情况下，对于给定的数据流方向，即下行链路或上行链路，每个NG-RAN 110、120的第一PDE实体512和第二PDE实体522可以能够从两个接收到的数据包生成两个以太网帧或DetNet-IP报文(每个数据包在与同一UE 101相关的两个冗余端点用户数据流中的一个中)，其具有流标识符的冗余对内的两个流标识符集合的属性、相同的序列号，并且可能具有相同的发送时间戳。应当理解，这是因为两个URLLC端点用户数据包(即以太网帧和/或DetNet-IP报文)中的一个是由另一个NG-RAN 110、120通过用户面数据隧道(即GTP-U隧道514)经由Xn接口提供的。
对于每个数据流方向，即下行链路或上行链路，每个NG-RAN 110、120的相应第一PDE实体512和第二PDE实体522提取两个冗余URLLC端点用户数据包(即以太网帧或DetNet-IP报文)的端点用户数据流标识符、序列号和记录的先前接收的序列号，并识别先前是否已经接收到URLLC端点用户数据包(即以太网帧或DetNet-IP报文)(可以从其序列号和端点用户数据流标识符中获取，它们封装在接收到的数据包中)。如果是这种情况，即已经接收到URLLC端点用户数据包(即以太网帧或DetNet-IP报文)，则相应的PDE实体512、522可以丢弃重复数据包。
如上所述，图6示出了第一PDE实体512和第二PDE实体522的操作的示例性更详细的实施例，其包括以下步骤。
在步骤601中，第一PDE实体512或第二PDE实体522用于获取以太网帧或DetNet-IP报文。
在步骤603中，第一PDE实体512或第二PDE实体522用于从以太网帧或DetNet-IP报文的报头中提取端点用户数据流标识符集合和序列号(DetNet-IP报文在DetNet层中的序列号)。
在步骤605中，第一PDE实体512或第二PDE实体522用于验证与UE 101的两个冗余PDU会话相关的下行或上行端点用户数据流标识符集合(在步骤603中提取)是否已经存储在相应的PDE实体512、522的存储器中。如果不是这种情况，则第一PDE实体512或第二PDE实体522用于将与UE 101的两个冗余PDU会话相关的下行或上行端点用户数据流标识符集合存储在其存储器中，并分别将从封装在两个冗余PDU会话(即第一PDU会话和第二PDU会话)的数据包中的下行或上行以太网帧或DetNet-IP报文流中提取的流标识符集合关联，作为流标识符集合的冗余对(图6的步骤607)。
在步骤609中，第一PDE实体512或第二PDE实体522用于验证与UE 101的PDU会话相关的端点用户数据流的序列号(在步骤603中提取)是否已经存储在相应的PDE实体512、522的存储器中，即，将提取的序列号存储到存储器中，包括如果提取的序列号不等于存储器中与流标识符集合的冗余对关联的任何序列号，则将提取的序列号与提取的流标识符集合的流标识符集合的冗余对关联，其中，提取的流标识符集合是流标识符集合的冗余对的集合中的一个。如果是这种情况，即，如果提取的序列号等于存储器中与流标识符集合的冗余对关联的序列号中的一个，其中，提取的流标识符集合是流标识符集合的冗余对的集合中的一个，则第一PDE实体512或第二PDE实体522用于丢弃以太网帧或DetNet-IP报文，并中止生成封装以太网帧或DetNet-IP报文的数据包的操作，以提供相应NG-RAN 110、120的协议栈的其它协议层(图6的步骤611)。
如果序列号(在步骤603中提取)没有存储在其存储器中，则第一PDE实体512或第二PDE实体522还用于验证对应接收的数据包是否已经作为NG-RAN 110、120的PDU会话的一部分被接收，相应的PDE实体512、522是NG-RAN 110、120的一部分(图6的步骤613)。
如果在图6的步骤613中确定对应接收的数据包没有作为相应PDE实体512、522所属的NG-RAN 110、120的PDU会话的一部分被接收(即，对应接收的数据包是从Xn接口接收的)，则第一PDE实体512或第二PDE实体522在图6的步骤615中还用于将数据包内的端点用户数据流的流标识符集合替换为其对应的对应冗余端点用户数据流的流标识符集合(如果存在)。第一PDE实体512或第二PDE实体522用于通过将与端点用户数据流关联的序列号记录在其存储器中，并通过将数据包提供给相应NG-RAN 110、120的协议栈的其它协议层来继续处理(图6的步骤619)。
如果在图6的步骤613中确定对应的数据包已经被接收作为相应的PDE实体512、522所属的NG-RAN 110、120的PDU会话的一部分，则第一PDE实体512或第二PDE实体522还用于在图6的步骤617中使用获取的以太网帧或DetNet-IP报文作为有效载荷和对应的隧道信息，用于组装对应的GTP-U报文701(如图7所示)，并将组装的GTP-U报文701通过Xn接口发送到另一个NG-RAN。第一PDE实体512或第二PDE实体522用于通过将序列号存储在其存储器中，包括与端点用户数据流标识符集合关联(参见步骤609的先前描述)，并通过将数据包提供给相应NG-RAN 110、120的协议栈的其它协议层(图6的步骤619)来继续处理。
通过经由Xn接口建立至少一个用户面数据隧道(即GTP-U隧道514)，用于相互通信封装在每个NG-RAN 110、120中为UE 101建立的PDU会话的用户面数据流中的URLLC端点用户数据流，每个NG-RAN 110、120接收两个冗余PDU会话的用户面数据流传输的两个URLLC端点用户数据流。这可以防止上述传统方案的单点故障。
由于第一PDE实体512和第二PDE实体522识别下行或上行URLLC端点用户数据包(即以太网帧或IP DetNet报文)的重复，并消除重复报文的功能，可以提高5G通信的可用性和可靠性。例如，如果两个冗余PDU会话的两个数据包中的一个在无线通信中丢失，则相应的第一PDE实体512或第二PDE实体522可以通过重新生成丢失的数据包以与核心网170通信而平滑地恢复丢失的数据包，反之亦然。此外，可以降低端到端通信延迟。此外，通过在通过Xn接口发送的PDU数据包的扩展报头中包括用于识别用户数据流的数据流方向的信息，有利地，相应的PDE实体512、522可以识别数据流是下行数据流还是上行数据流。
图8是用于为5G通信网络100中的UE 110提供用于数据通信的冗余数据路径的方法800的流程图。方法800包括以下步骤：
使用实现第一协议栈的主要NG-RAN 110为UE 101建立(801)第一分组数据单元(packet data unit，PDU)会话，其中，第一协议栈包括至少一个第一GTP-U实体111和第一SDAP实体113，其中，建立第一PDU会话包括在通信网络100的核心网170与主要NG-RAN 110之间建立至少一个第一GTP-U隧道；
使用实现第二协议栈的辅助NG-RAN 120为UE 101建立(803)第二PDU会话，其中，第二协议栈包括至少一个第二GTP-U实体121和第二SDAP实体123，其中，建立第二PDU会话包括在通信网络100的核心网170与辅助NG-RAN 120之间建立至少一个第二GTP-U隧道。
在主要NG-RAN 110的第一GTP-U实体111和/或第一SDAP实体113中提供(805)第一PDE实体512，并在辅助NG-RAN 120的第二GTP-U实体121和/或第二SDAP实体123中提供(805)第二PDE实体522。
方法800还包括第一PDE实体512执行的以下步骤：
从第一GTP-U实体111获取(807)第一下行以太网帧或DetNet-IP报文703；
生成(809)第一下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，第一下行SDU包括第一下行以太网帧或DetNet-IP报文703；
基于第一下行SDU生成(811)第一下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，第一下行PDU包括用于向主要NG-RAN 110的第一SDAP实体113或第一分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol，PDCP)实体115提供第一下行PDU的第一下行以太网帧或DetNet-IP DetNet报文703；
向第一GTP-U实体111提供(813)第一下行SDU的副本，用于将第一下行SDU的副本转发给辅助NG-RAN 120。
方法800可以由上述网络实体和/或5G通信网络100执行。因此，方法800的其它特征直接来自网络实体和5G通信网络的功能以及上文和下文描述的它们的不同实施例。
本领域技术人员将理解，各种附图(方法和装置)的“框”(“单元”)表示或描述本发明的实施例的功能(而不一定是在硬件或软件中的单独“单元”)，因此同等地描述装置实施例以及方法实施例的功能或特征(单元等同步骤)。
在本申请中提供的几个实施例中，应理解，所公开的***、装置和方法可以通过其它方式实现。例如，装置的所描述实施例仅仅是示例性的。例如，单元划分仅仅是一种逻辑功能划分，实际实现时可以有其它划分方式。例如，可以将多个单元或组件合并或集成到另一***中，或者可以忽略或不执行一些特征。另外，所显示或描述的相互耦合或直接耦合或通信连接可以通过一些接口来实现。装置或单元之间的间接耦合或通信连接可以通过电子、机械或其它形式实现。
作为分离部件描述的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，可以位于一个位置上，或者可以分布在多个网络单元上。可以根据实际需要选择一些或全部单元来实现实施例方案的目的。
另外，本发明的实施例中的功能单元可集成到一个处理单元中，或每个单元可物理上单独存在，或两个或两个以上单元可集成到一个单元中。
Claims (30)
1.一种网络实体，其特征在于，用于为通信网络(100)中的用户设备(user equipment，UE)(101)提供用于数据通信的冗余数据路径，其中，所述网络实体用于：
使用实现第一协议栈的主要下一代无线接入网(next generation radio accessnetwork，NG-RAN)(110)为所述UE(101)建立第一分组数据单元(packet data unit，PDU)会话，其中，所述第一协议栈包括至少一个第一GPRS隧道协议用户面(GPRS tunnellingprotocol user plane，GTP-U)实体(111)和第一业务数据适配协议(service dataadaption protocol，SDAP)实体(113)，其中，所述建立所述第一PDU会话包括在所述通信网络(100)的核心网(170)与所述主要NG-RAN(110)之间建立至少一个第一GTP-U隧道；
使用实现第二协议栈的辅助NG-RAN(120)为所述UE(101)建立第二PDU会话，其中，所述第二协议栈包括至少一个第二GTP-U实体(121)和第二SDAP实体(123)，其中，所述建立所述第二PDU会话包括在所述通信网络(100)的所述核心网(170)与所述辅助NG-RAN(120)之间建立至少一个第二GTP-U隧道；
在所述主要NG-RAN(110)的所述第一GTP-U实体(111)和/或所述第一SDAP实体(113)中提供第一报文复制和消除(packet duplication and elimination，PDE)实体(512)，并在所述辅助NG-RAN(120)的所述第二GTP-U实体(121)和/或所述第二SDAP实体(123)中提供第二PDE实体(522)，其中，所述第一PDE实体(512)用于：
(a)从所述第一GTP-U实体(111)获取第一下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；
(b)生成第一下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一下行SDU包括所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；
(c)基于所述第一下行SDU生成第一下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一下行PDU包括用于向所述主要NG-RAN(110)的所述第一SDAP实体(113)或第一分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol，PDCP)实体(115)提供所述第一下行PDU的所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；
(d)将所述第一下行SDU的副本提供给所述第一GTP-U实体(111)或另一个第一GTP-U实体，用于将所述第一下行SDU的所述副本转发给所述辅助NG-RAN(120)。
2.根据权利要求1所述的网络实体，其特征在于，所述第一GTP-U实体(111)用于从所述主要NG-RAN(110)通过所述第一GTP-U隧道接收的第一GPRS隧道协议分组数据单元(GPRStunnelling protocol packet data unit，GTP PDU)的有效载荷中提取所述第一下行以太网帧或DetNet-IP分组，用于所述第一PDE实体(512)获取所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文。
3.根据权利要求1或2所述的网络实体，其特征在于，所述网络实体用于进一步在所述主要NG-RAN(110)的所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体与所述辅助NG-RAN(120)的所述第二GTP-U实体(121)或另一个第二GTP-U实体之间建立至少一个其它GTP-U隧道，用于传输与所述UE(101)相关的用户数据，其中，所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体(111)用于基于所述第一下行SDU的所述副本生成GTP-U PDU，用于通过所述至少一个其它GTP-U隧道将所述GTP-U PDU转发到所述辅助NG-RAN(120)的所述第二GTP-U实体(121)或所述另一个第二GTP-U实体。
4.根据上述权利要求中任一项所述的网络实体，其特征在于，所述主要NG-RAN(110)的所述第一PDE实体(512)还用于：
(a)从第一PDCP实体(115)获取第一上行以太网帧或DetNet-IP报文；
(b)生成第一上行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一上行SDU包括所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文；
(c)基于所述第一上行SDU生成第一上行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一上行PDU包括所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文，所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文用于将所述第一上行PDU提供给所述第一GTP-U实体(111)，所述所述第一GTP-U实体(111)用于生成GTP-U PDU以通过所述第一GTP-U隧道发送到所述通信网络(100)的所述核心网(170)；
(d)将所述第一上行SDU的副本提供给所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体，用于通过所述至少一个其它GTP-U隧道将所述第一上行SDU的所述副本转发给所述辅助NG-RAN(120)。
5.根据权利要求4所述的网络实体，其特征在于，所述第一PDE实体(512)还用于将所述第一下行SDU的所述副本或所述第一上行SDU的所述副本与指示相应的以太网帧或DetNet-IP报文是否用于所述通信网络(100)的所述UE(101)或所述核心网(170)的信息提供给所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体。
6.根据权利要求1所述的网络实体，其特征在于，所述辅助NG-RAN(120)的所述第二PDE实体(522)用于：
(a)从所述第二GTP-U实体(121)获取第二下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；
(b)生成第二下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第二下行SDU包括所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；
(c)基于所述第二下行SDU生成第二下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第二下行PDU包括用于向所述辅助NG-RAN(120)的所述第二SDAP实体(123)或第二分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol，PDCP)实体(125)提供所述第二下行PDU的所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；
(d)将所述第二下行SDU的副本提供给所述第二GTP-U实体(121)或另一个第二GTP-U实体，用于通过所述其它GTP-U隧道将所述第二下行SDU的所述副本转发给所述主要NG-RAN(110)。
7.根据权利要求6所述的网络实体，其特征在于，所述辅助NG-RAN(120)的所述第二PDE实体(522)还用于：
(a)从所述第二PDCP-U实体(125)获取第二上行以太网帧或DetNet-IP报文；
(b)生成第二上行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第二上行SDU包括所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文；
(c)基于所述第二上行SDU生成第二上行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第二上行PDU包括所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文，所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文用于将所述第二上行PDU提供给所述第二GTP-U实体(121)，所述第二GTP-U实体(121)用于生成GTP-UPDU以通过所述第二GTP-U隧道发送到所述通信网络(100)的所述核心网(170)；
(d)将所述第二上行SDU的副本提供给所述第二GTP-U实体(121)或另一个第二GTP-U实体，用于通过所述其它GTP-U隧道将所述第二上行SDU的所述副本转发给所述主要NG-RAN(110)。
8.根据权利要求7所述的网络实体，其特征在于，所述第二PDE实体(522)还用于将所述第二下行SDU的所述副本或所述第二上行SDU的所述副本与指示所述相应的以太网帧或DetNet-IP报文是否用于所述通信网络(100)的所述UE(101)或所述核心网(170)的信息提供给所述第二GTP-U实体(121)或所述另一个第二GTP-U实体。
9.根据权利要求7或8所述的网络实体，其特征在于，所述主要NG-RAN(110)的所述第一PDE实体(512)用于从所述主要NG-RAN(110)的所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体接收所述第二下行SDU的所述副本和/或所述第二上行SDU的所述副本。
10.根据权利要求1和9所述的网络实体，其特征在于，所述第一PDE实体(512)还用于从所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)中提取第一组下行流标识符；如果在存储器中找不到第一下行流标识符的集合，则将所述第一下行流标识符的集合存储在所述存储器中；从自所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体接收的所述第二下行SDU的所述副本中提取所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；从所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)中提取第二组下行流标识符，如果在所述存储器中找不到所述第二组下行流标识符，则将所述第二组下行流标识符存储在所述存储器中；将所述第一组下行流标识符与所述第二组下行流标识关联，作为流标识符集合的冗余对。
11.根据权利要求4和9所述的网络实体，其特征在于，所述第一PDE实体(512)还用于从所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文(703)中提取第一组上行流标识符；如果在所述存储器中找不到所述第一组上行流标识符，则将所述第一组上行流标识符存储在所述存储器中；从自所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体接收的所述第二上行SDU的所述副本中提取所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；从所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文(703)中提取第二组上行流标识符，如果在所述存储器中找不到所述第二组上行流标识符，则将所述第二组上行流标识符存储在所述存储器中；将所述第一组上行流标识符与所述第二组上行流标识关联，作为流标识符集合的冗余对。
12.根据权利要求10所述的网络实体，其特征在于，所述第一PDE实体(512)还用于将所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文中的所述第二组下行流标识符替换为所述第一组下行流标识符，以获取所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文；
生成所述第一下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一下行SDU包括所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文；
基于所述第一下行SDU生成所述第一下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一下行PDU包括用于将所述第一下行PDU提供给所述主要NG-RAN(110)的所述第一SDAP实体(113)或所述第一PDCP实体(115)的所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文。
13.根据权利要求11所述的网络实体，其特征在于，所述第一PDE实体(512)还用于将所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文中的所述第二组上行流标识符替换为所述第一组上行流标识符，以获取所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文；
生成所述第一上行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一上行SDU包括所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文；
基于所述第一上行SDU生成所述第一上行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一上行PDU包括所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文，用于将所述第一上行PDU提供给所述第一GTP-U实体(111)，用于通过所述第一GTP-U隧道发送到所述通信网络(100)的所述核心网(170)。
14.根据权利要求1、4、12和13所述的网络实体，其特征在于，所述第一PDE实体(512)还用于从以太网帧或DetNet-IP报文中提取序列号，其中，所述以太网帧或DetNet-IP报文是来自所述第一GTP-U实体(111)的所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)，或来自所述第一PDCP实体(115)的所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文，或来自所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体(111)的所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)，或来自所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体(111)的所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；
将提取的序列号存储在存储器中，包括：如果所述提取的序列号不等于存储器中与所述流标识符集合的冗余对关联的任何序列号，则将所述提取的序列号与提取的流标识符集合的所述流标识符集合的冗余对关联，其中，所述提取的流标识符集合是所述流标识符集合的冗余对中的一个；
如果所述提取的序列号等于所述存储器中与所述流标识符集合的冗余对关联的所述序列号中的一个，则丢弃所述以太网帧或DetNet-IP报文，包括中止生成封装所述以太网帧或DetNet-IP报文的数据包的所有操作，所述数据包提供给其它协议层以进一步处理，其中，所述提取的流标识符集合是所述流标识符集合的冗余对中的一个集合。
15.一种通信网络(100)，其特征在于，用于为用户设备(user equipment，UE)(101)提供用于数据通信的冗余数据路径，其中，所述通信网络(100)包括：
主要下一代无线接入网(next generation radio access network，NG-RAN)(110)，用于使用第一协议栈为所述UE(101)建立第一分组数据单元(packet data unit，PDU)会话，其中，所述第一协议栈包括至少一个第一GPRS隧道协议用户面(GPRS tunnellingprotocol user plane，GTP-U)实体(111)和第一业务数据适配协议(service dataadaption protocol，SDAP)实体(113)，其中，所述第一PDU会话包括所述通信网络(100)的核心网(170)与所述主要NG-RAN(110)之间的至少一个第一GTP-U隧道；
辅助NG-RAN(120)，用于使用第二协议栈为所述UE(101)建立第二PDU会话，其中，所述第二协议栈包括至少一个第二GTP-U实体(121)和第二SDAP实体(123)，其中，所述第二PDU会话包括所述通信网络(100)的所述核心网(170)与所述辅助NG-RAN(120)之间的至少一个第二GTP-U隧道；并
在所述主要NG-RAN(110)的所述第一GTP-U实体(111)和/或所述第一SDAP实体(113)中包括第一报文复制和消除(packet duplication and elimination，PDE)实体(512)，并在所述辅助NG-RAN(120)的所述第二GTP-U实体(121)和/或所述第二SDAP实体(123)中包括第二PDE实体(522)，其中，所述第一PDE实体(512)用于：
(a)从所述第一GTP-U实体(111)获取第一下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；
(b)生成第一下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一下行SDU包括所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；
(c)基于所述第一下行SDU生成第一下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一下行PDU包括用于向所述主要NG-RAN(110)的所述第一SDAP实体(113)或第一分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol，PDCP)实体(115)提供所述第一下行PDU的所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；
(d)将所述第一下行SDU的副本提供给所述第一GTP-U实体(111)或另一个第一GTP-U实体，用于将所述第一下行SDU的所述副本转发给所述辅助NG-RAN(120)。
16.根据权利要求15所述的通信网络(100)，其特征在于，所述第一GTP-U实体(111)用于从所述主要NG-RAN(110)通过所述第一GTP-U隧道接收的第一GPRS隧道协议分组数据单元(GPRS tunnelling protocol packet data unit，GTP PDU)的有效载荷中提取所述第一下行以太网帧或DetNet-IP分组，用于所述第一PDE实体(512)获取所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文。
17.根据权利要求15或16中任一项所述的通信网络(100)，其特征在于，所述通信网络(100)还包括在所述主要NG-RAN(110)的所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体与所述辅助NG-RAN(120)的所述第二GTP-U实体(121)或另一个第二GTP-U实体之间的至少一个其它GTP-U隧道，用于传输与所述UE(101)相关的用户数据，其中，所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体(111)用于基于所述第一下行SDU的所述副本生成GTP-U PDU，用于通过所述至少一个其它GTP-U隧道将所述GTP-U PDU转发到所述辅助NG-RAN(120)的所述第二GTP-U实体(121)或所述另一个第二GTP-U实体。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的通信网络(100)，其特征在于，所述主要NG-RAN(110)的所述第一PDE实体(512)还用于：
(a)从第一PDCP实体(115)获取第一上行以太网帧或DetNet-IP报文；
(b)生成第一上行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一上行SDU包括所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文；
(c)基于所述第一上行SDU生成第一上行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一上行PDU包括所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文，所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文用于将所述第一上行PDU提供给所述第一GTP-U实体(111)，所述所述第一GTP-U实体(111)用于生成GTP-U PDU以通过所述第一GTP-U隧道发送到所述通信网络(100)的所述核心网(170)；
(d)将所述第一上行SDU的副本提供给所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体，用于通过所述至少一个其它GTP-U隧道将所述第一上行SDU的所述副本转发给所述辅助NG-RAN(120)。
19.根据权利要求18所述的通信网络(100)，其特征在于，所述第一PDE实体(512)还用于将所述第一下行SDU的所述副本或所述第一上行SDU的所述副本与指示相应的以太网帧或DetNet-IP报文是否用于所述通信网络(100)的所述UE(101)或所述核心网(170)的信息提供给所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体。
20.根据权利要求15所述的通信网络(100)，其特征在于，所述辅助NG-RAN(120)的所述第二PDE实体(522)用于：
(a)从所述第二GTP-U实体(121)获取第二下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；
(b)生成第二下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第二下行SDU包括所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；
(c)基于所述第二下行SDU生成第二下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第二下行PDU包括用于向所述辅助NG-RAN(120)的所述第二SDAP实体(123)或第二分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol，PDCP)实体(125)提供所述第二下行PDU的所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；
(d)将所述第二下行SDU的副本提供给所述第二GTP-U实体(121)或另一个第二GTP-U实体，用于通过所述其它GTP-U隧道将所述第二下行SDU的所述副本转发给所述主要NG-RAN(110)。
21.根据权利要求20所述的通信网络(100)，其特征在于，所述辅助NG-RAN(120)的所述第二PDE实体(522)还用于：
(a)从所述第二PDCP-U实体(125)获取第二上行以太网帧或DetNet-IP报文；
(b)生成第二上行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第二上行SDU包括所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文；
(c)基于所述第二上行SDU生成第二上行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第二上行PDU包括所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文，所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文用于将所述第二上行PDU提供给所述第二GTP-U实体(121)，所述第二GTP-U实体(121)用于生成GTP-UPDU以通过所述第二GTP-U隧道发送到所述通信网络(100)的所述核心网(170)；
(d)将所述第二上行SDU的副本提供给所述第二GTP-U实体(121)或另一个第二GTP-U实体，用于通过所述其它GTP-U隧道将所述第二上行SDU的所述副本转发给所述主要NG-RAN(110)。
22.根据权利要求21所述的通信网络(100)，其特征在于，所述第二PDE实体(522)还用于将所述第二下行SDU的所述副本或所述第二上行SDU的所述副本与指示所述相应的以太网帧或DetNet-IP报文是否用于所述通信网络(100)的所述UE(101)或所述核心网(170)的信息提供给所述第二GTP-U实体(121)或所述另一个第二GTP-U实体。
23.根据权利要求21或22所述的通信网络(100)，其特征在于，所述主要NG-RAN(110)的所述第一PDE实体(512)用于从所述主要NG-RAN(110)的所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体接收所述第二下行SDU的所述副本和/或所述第二上行SDU的所述副本。
24.根据权利要求15和23所述的通信网络(100)，其特征在于，所述第一PDE实体(512)还用于从所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)中提取第一组下行流标识符；如果在存储器中找不到第一下行流标识符的集合，则将所述第一下行流标识符的集合存储在所述存储器中；从自所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体接收的所述第二下行SDU的所述副本中提取所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；从所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)中提取第二组下行流标识符，如果在所述存储器中找不到所述第二组下行流标识符，则将所述第二组下行流标识符存储在所述存储器中；将所述第一组下行流标识符与所述第二组下行流标识关联，作为流标识符集合的冗余对。
25.根据权利要求18和23所述的通信网络(100)，其特征在于，所述第一PDE实体(512)还用于从所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文(703)中提取第一组上行流标识符；如果在所述存储器中找不到所述第一组上行流标识符，则将所述第一组上行流标识符存储在所述存储器中；从自所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体接收的所述第二上行SDU的所述副本中提取所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；从所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文(703)中提取第二组上行流标识符，如果在所述存储器中找不到所述第二组上行流标识符，则将所述第二组上行流标识符存储在所述存储器中；将所述第一组上行流标识符与所述第二组上行流标识关联，作为流标识符集合的冗余对。
26.根据权利要求24所述的通信网络(100)，其特征在于，所述第一PDE实体(512)还用于将所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文中的所述第二组下行流标识符替换为所述第一组下行流标识符，以获取所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文；
生成所述第一下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一下行SDU包括所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文；
基于所述第一下行SDU生成所述第一下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一下行PDU包括用于将所述第一下行PDU提供给所述主要NG-RAN(110)的所述第一SDAP实体(113)或所述第一PDCP实体(115)的所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文。
27.根据权利要求25所述的通信网络(100)，其特征在于，所述第一PDE实体(512)还用于将所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文中的所述第二组上行流标识符替换为所述第一组上行流标识符，以获取所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文；
生成所述第一上行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一上行SDU包括所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文；
基于所述第一上行SDU生成所述第一上行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一上行PDU包括所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文，用于将所述第一上行PDU提供给所述第一GTP-U实体(111)，用于通过所述第一GTP-U隧道发送到所述通信网络(100)的所述核心网(170)。
28.根据权利要求15、18、26和27所述的通信网络(100)，其特征在于，所述第一PDE实体(512)还用于从以太网帧或DetNet-IP报文中提取序列号，其中，所述以太网帧或DetNet-IP报文是来自所述第一GTP-U实体(111)的所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)，或来自所述第一PDCP实体(115)的所述第一上行以太网帧或DetNet-IP报文，或来自所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体(111)的所述第二下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)，或来自所述第一GTP-U实体(111)或所述另一个第一GTP-U实体(111)的所述第二上行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；
将提取的序列号存储在存储器中，包括：如果所述提取的序列号不等于存储器中与所述流标识符集合的冗余对关联的任何序列号，则将所述提取的序列号与提取的流标识符集合的所述流标识符集合的冗余对关联，其中，所述提取的流标识符集合是所述流标识符集合的冗余对中的一个；
如果所述提取的序列号等于所述存储器中与所述流标识符集合的冗余对关联的所述序列号中的一个，则丢弃所述以太网帧或DetNet-IP报文，包括中止生成封装所述以太网帧或DetNet-IP报文的数据包的所有操作，所述数据包提供给其它协议层以进一步处理，其中，所述提取的流标识符集合是所述流标识符集合的冗余对中的一个集合。
29.一种用于为通信网络(100)中的用户设备(user equipment，UE)(101)提供用于数据通信的冗余数据路径的方法(800)，其特征在于，所述方法(800)包括：
使用实现第一协议栈的主要下一代无线接入网(next generation radio accessnetwork，NG-RAN)(110)为所述UE(101)建立(801)第一分组数据单元(packet data unit，PDU)会话，其中，所述第一协议栈包括至少一个第一GPRS隧道协议用户面(GPRStunnelling protocol user plane，GTP-U)实体(111)和第一业务数据适配协议(servicedata adaption protocol，SDAP)实体(113)，其中，所述建立所述第一PDU会话包括在所述通信网络(100)的核心网(170)与所述主要NG-RAN(110)之间建立至少一个第一GTP-U隧道；
使用实现第二协议栈的辅助NG-RAN(120)为所述UE(101)建立(803)第二PDU会话，其中，所述第二协议栈包括至少一个第二GTP-U实体(121)和第二SDAP实体(123)，其中，所述建立所述第二PDU会话包括在所述通信网络(100)的所述核心网(170)与所述辅助NG-RAN(120)之间建立至少一个第二GTP-U隧道；
在所述主要NG-RAN(110)的所述第一GTP-U实体(111)和/或所述第一SDAP实体(113)中提供(805)第一报文复制和消除(packet duplication and elimination，PDE)实体(512)，并在所述辅助NG-RAN(120)的所述第二GTP-U实体(121)和/或所述第二SDAP实体(123)中提供(805)第二PDE实体(522)，
其中，所述方法(800)还包括由所述第一PDE实体(512)执行的以下步骤：
从所述第一GTP-U实体(111)获取(807)第一下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；
生成(809)第一下行业务数据单元(service data unit，SDU)，其中，所述第一下行SDU包括所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；
基于所述第一下行SDU生成(811)第一下行分组数据单元(packet data unit，PDU)，其中，所述第一下行PDU包括用于向所述主要NG-RAN(110)的所述第一SDAP实体(113)或第一分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol，PDCP)实体(115)提供所述第一下行PDU的所述第一下行以太网帧或DetNet-IP报文(703)；
将所述第一下行SDU的副本提供(813)给所述第一GTP-U实体(111)或另一个第一GTP-U实体，用于将所述第一下行SDU的所述副本转发给所述辅助NG-RAN(120)。
30.一种计算机程序产品，其特征在于，包括用于存储程序代码的非瞬时性计算机可读存储介质，所述程序代码由计算机或处理器执行时，所述程序代码使所述计算机或所述处理器执行根据权利要求29所述的方法(800)。
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