一种资源受限场景下的轻量化核心网的方法技术

本发明专利技术实施例涉及通信技术领域，特别涉及一种资源受限场景下的轻量化核心网的方法，包括构建轻量化核心网，新的终端通过该核心网的接入信令进行通信并进行注册，加入核心网的终端根据核心网的数据同步模型进行数据同步，即用户设备向本地域内轻量化核心网MCN发送数据并请求反馈，如果本地MCN缓存内有目标资源，直接将内容发送回终端，并更新本地MCN缓存；如果本地MCN缓存内没有则从地面控制中心GCN或者远端缓存了该目标资源的MCN请求该目标资源，并将该资源发回本地MCN；本发明专利技术通过设计轻量化核心网数据同步流程，保证整个网络数据信息动态的同步，实现数据业务服务层面上的融合，提高网络通信的可靠性。提高网络通信的可靠性。提高网络通信的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种资源受限场景下的轻量化核心网的方法


[0001]本专利技术实施例涉及通信
，特别涉及一种资源受限场景下的轻量化核心网的方法。

技术介绍

[0002]机动通信网络、无人机自组网络和卫星网络等在我国通信领域中挥着十分重要的作用，这些网络都同属于资源受限网络。它们通过机动组网为用户提供能加灵活的接入服务。但由于其通信节点之间快速动态变化和节点资源受限等特性，导致基站与终端之间会不停的发生的相对运动，为了保证通信的连续性，终端就需要在基站间不断切换以获得连续可靠的通信服务，这样就会频繁产生大量交互信息来保证网络拓扑的动态更新，而传统核心网架构过于庞大和复杂导致无法直接部署在机动通信节点，因此这些大量的控制信令就需要集中传输到同一管控中心进行数据处理，这样就会造成网络拥堵，产生丢包，导致在资源受限场景下，无法很好满足整个网络对时效性和可靠性的要求。
[0003]针对此问题，有研究者提出通过MEC和UPF下沉方案为终端在数据边缘提供IT和云计算能力，实现核心网任务卸载，获得低延迟和近端部署优势。若采用上述方案，则无法支撑边缘动态节点的组网管控能力，而且采用这种方案极易被目前公共核心网设备厂商所绑定，无法保证网络的安全独立。因此，需要考虑网络的整体特性设计一种轻量化核心网的方法，以完成核心网在资源受限节点的轻量化部署，实现对终端管控的低时延与通信可靠性。

技术实现思路

[0004]为了完成核心网在资源受限节点的轻量化部署，实现对终端管控的低时延与通信可靠性，本专利技术提出一种资源受限场景下的轻量化核心网的方法，包括构建轻量化核心网，新的终端通过该核心网的接入信令进行通信并进行注册，加入核心网的终端根据核心网的数据同步模型进行数据同步，加入核心网的终端进行数据同步包括以下步骤：
[0005]用户设备向本地域内轻量化核心网MCN发送数据并请求反馈，如果本地MCN缓存内有目标资源，直接将内容发送回终端，并更新本地MCN缓存；
[0006]否则本地MCN向地面控制中心GCN上报用户设备请求，如果GCN缓存了目标资源，则地面控制中心经过本地MCN向用户设备回复所请求资源，同时本地MCN更新缓存；
[0007]若地面控制中心GCN没有目标资源，GCN则向远端轻量化核心网MCN发送请求查看相关内容存在哪一个MCN缓存当中，将相关资源发送回本地MCN；
[0008]本地MCN向用户回复所请求数据，并跟新本地MCN缓存，完成数据同步。
[0009]进一步的，轻量化核心网中的网元表示为：
[0010]X2＝{M
‑
AMF、M
‑
SPMF、M
‑
DAMF、M
‑
UPF}；
[0011]其中，网元M
‑
AMF包括接入管理和移动性管理功能；网元M
‑
SPMF为将PCF以模块的方式集成到SMF中形成的网元，至少包括管理用户的会话功能、用户IP地址分配和本地策略数据的维护的功能；网元M
‑
DAMF为将AUSF以模块方式集成到UDM中形成的网元，包括用户鉴
权管理、签约数据管理以及认证管理；网元M
‑
UPF包括分组路由、转发功能以及GTP
‑
U协议的封装和解封装。
[0012]进一步的，轻量化核心网下终端的接入信令包括：
[0013]信令Nuamf_UEAuthenticate Request，其目的是由M
‑
AMF向M
‑
DAMF请求认证，M
‑
DAMF通过自身集成AUSF子模块执行用户的认证
[0014]请求，请求相关的认证向量以及算法信息，并从M
‑
DAMF模块中获取用户身份验证数据；
[0015]信令Nuamf_UEAuthenticate Response，其目的是M
‑
DAMF收到M
‑
AMF的用户认证请求后，一旦用户被认证，M
‑
DAMF将向M
‑
AMF提供相关的安全相关信息；如果M
‑
AMF向M
‑
DAMF中的AUSF子模块提供了SUCI则只有在认证成功后，AUSF才应将SUPI给M
‑
AMF；
[0016]信令Nuamf_UECM_SDM Request，其目的是用户将注册到M
‑
DAMF下，M
‑
AMF向M
‑
DAMF获取用户的接入和移动订阅数据、M
‑
SPMF选择订阅数据、用户在M
‑
SPMF的上下文信息；
[0017]信令Nuamf_UECM_SDM_Response，其目的是M
‑
DAMF回复M
‑
AMF由信令Nuamf_UECM_SDM Request所请求的数据；
[0018]信令Nsmf_AMPolicyControl_PDUSession_Update_Request，其目的是M
‑
AMF联系M
‑
SPMF以创建策略关联并检索用户策略和/或访问和移动性控制策略，此消息还将更新AMF
‑
SPMF关联以支持PDU会话、向M
‑
SPMF提供从用户或AN接收的N1/N2 SM信息，M
‑
AMF将启动PDU会话重新激活，需要会话管理功能M
‑
SPMF来设置新会话。
[0019]进一步的，新的终端通过该核心网的接入信令进行通信并进行注册具体包括以下步骤：
[0020]Step1：用户发起注册请求，携带自身身份标识；
[0021]Step2：M
‑
AMF通过RAN接受到用户注册请求后，M
‑
AMF向M
‑
DAMF请求认证，M
‑
DAMF通过自身集成AUSF子模块执行用户的身份认证请求，请求相关的身份认证向量以及算法信息，并从UDM子模块中获取用户身份验证数据；
[0022]Step3：一旦用户被认证，M
‑
DAMF将向M
‑
AMF提供相关的安全相关信息和身份验证数据；如果M
‑
AMF向M
‑
DAMF中的AUSF模块提供了SUCI，则只有在认证成功后，AUSF才应将SUPI给M
‑
AMF；
[0023]Step4：M
‑
AMF向M
‑
DAMF检索访问、获取用户签约策略获取移动订阅数据；
[0024]Step5：M
‑
DAMF回复M
‑
AMF请求数据，并返回AMF响应码；
[0025]Step6：M
‑
AMF联系M
‑
SPMF下的P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种资源受限场景下的轻量化核心网的方法，其特征在于，构建轻量化核心网，新的终端通过该核心网的接入信令进行通信并进行注册，加入核心网的终端根据核心网的数据同步模型进行数据同步，加入核心网的终端进行数据同步包括以下步骤：用户设备向本地域内轻量化核心网MCN发送数据并请求反馈，如果本地MCN缓存内有目标资源，直接将内容发送回终端，并更新本地MCN缓存；否则本地MCN向地面控制中心GCN上报用户设备请求，如果GCN缓存了目标资源，则地面控制中心经过本地MCN向用户设备回复所请求资源，同时本地MCN更新缓存；若地面控制中心GCN没有目标资源，GCN则向远端轻量化核心网MCN发送请求查看相关内容存在哪一个MCN缓存当中，将相关资源发送回本地MCN；本地MCN向用户回复所请求数据，并跟新本地MCN缓存，完成数据同步。2.根据权利要求1所述的一种资源受限场景下的轻量化核心网的方法，其特征在于，轻量化核心网中的网元表示为：X2＝{M
‑
AMF、M
‑
SPMF、M
‑
DAMF、M
‑
UPF}；其中，网元M
‑
AMF包括接入管理和移动性管理功能；网元M
‑
SPMF为将PCF以模块的方式集成到SMF中形成的网元，至少包括管理用户的会话功能、用户IP地址分配和本地策略数据的维护的功能；网元M
‑
DAMF为将AUSF以模块方式集成到UDM中形成的网元，包括用户鉴权管理、签约数据管理以及认证管理；网元M
‑
UPF包括分组路由、转发功能以及GTP
‑
U协议的封装和解封装。3.根据权利要求1所述的一种资源受限场景下的轻量化核心网的方法，其特征在于，轻量化核心网下终端的接入信令包括：信令Nuamf_UEAuthenticate Request，其目的是由M
‑
AMF向M
‑
DAMF请求认证，M
‑
DAMF通过自身集成AUSF子模块执行用户的认证请求，请求相关的认证向量以及算法信息，并从M
‑
DAMF模块中获取用户身份验证数据；信令Nuamf_UEAuthenticate Response，其目的是M
‑
DAMF收到M
‑
AMF的用户认证请求后，一旦用户被认证，M
‑
DAMF将向M
‑
AMF提供相关的安全相关信息；如果M
‑
AMF向M
‑
DAMF中的AUSF子模块提供了SUCI则只有在认证成功后，AUSF才应将SUPI给M
‑
AMF；信令Nuamf_UECM_SDM Request，其目的是用户将注册到M
‑
DAMF下，M
‑
AMF向M
‑
DAMF获取用户的接入和移动订阅数据、M
‑
SPMF选择订阅数据、用户在M
‑
SPMF的上下文信息；信令Nuamf_UECM_SDM_Response，其目的是M
‑
DAMF回复M
‑
AMF由信令Nuamf_UEC...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐川，刘坤，孙南彬，韩珍珍，余乐，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：