一种共享5G天地一体化网络信令交互架构的方法技术

本发明专利技术公开了一种共享5G天地一体化网络信令交互架构的方法。基于5G核心网功能框架，使得用于可信卫星发现的可公开数据通过本发明专利技术提出的交互架构及方法可被注册到5G核心网中，地面基站对卫星搜星及选择时，利用可信卫星注册在5G核心网的可信信息加快搜星速度，提高卫星链路服务，并对可疑卫星进行过滤。本发明专利技术提出的异系统网络共享可公开信息的数据管道架构及交互方法，有效提升5G在天地一体化架构下卫星搜星速度，提升卫星链路可用性，降低卫星在异构系统地面网络鉴权复杂度，通过重用5G系统已有网络功能进一步降低网络部署成本并保证效率。其实现方法简单，手段灵活，在与5G组网的异构系统架构下服务质量能够得到保障。组网的异构系统架构下服务质量能够得到保障。组网的异构系统架构下服务质量能够得到保障。

【技术实现步骤摘要】
一种共享5G天地一体化网络信令交互架构的方法


[0001]本专利技术涉及计算机网络和通信
，尤其涉及一种共享5G天地一体化网络信令交互架构的方法。

技术介绍

[0002]目前3GPP第五代通信系统（5G）将空间通信网络（NTN non
‑
terrestrial networks）集成到全球标准化无线体系来给无法使用地面网络区域提供服务连续性以及通过卫星大覆盖区域特性来拓展服务的可扩展性。
[0003]用户通过空口连接到5G基站（gNB），5G基站的回传网络由卫星中继提供连接到远端5G核心网，用户最终通过由卫星中继的5G数据管道连接到数据网络（DN）。需要注意的是，5G系统和作为5G回传网络中继节点的卫星系统是完全独立的，由各自的核心网进行控制。两套系统间目前并没有信令交互的架构和方法。5G地面基站寻找中继卫星的方式往往取决于预配置文件，该配置信息属于节点信息，只能由5G网管系统手动更改。
[0004]因此，现有与5G组网构成空地一体化的卫星系统存在以下几点问题：（1）与5G组网的异系统间可公开数据无法共享，跨系统间已有功能无法重用，无数据共享架构及系统流程。
[0005]（2）5G地面基站搜星采用卫星预配置方式，任意卫星信息变动都需要对该gNB配置文件进行更改，无法融入基于5G eSBA（enhanced Service
‑
based Architecture）架构的网元管理体系。
[0006]（3）5G地面站以网元节点角度搜索卫星时，无法重用NRF功能，对配置表外卫星及卫星连接鉴权无法采用5G已有安全体系。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种共享5G天地一体化网络信令交互架构的方法，用于解决现有与5G组网的异系统架构上无法实现信息以及功能共享的问题。
[0008]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种共享5G天地一体化网络信令交互架构的方法，包含以下步骤：S1：卫星将自身可用于卫星发现的信息通过5G核心网络的网络暴露功NEF注册到网络数据仓库网元NRF中；S2：5G地面基站在与卫星端建立连接及更新时对所需连接的卫星进行搜星，获取网络数据仓库网元NRF中卫星的的注册信息；S3：5G地面基站用从网络数据仓库网元NRF注册信息中发现并选择卫星或卫星实例，通过网络数据仓库网元NRF获取当前选择的卫星或卫星实例的连接令牌，通过连接令牌验证在卫星端的5G地面基站的连接请求的合法性；验证通过则放行当前5G地面基站连接请求，继续连接建立或更新流程；验证不通过则拒绝该5G地面站连接请求，连接失败。
[0009]所述卫星实例是指在卫星支持网络功能虚拟化情况下功能关联的虚拟化标识。
[0010]作为优选，所述步骤S1包含以下步骤：S1.1：卫星把自己作为5G核心网网元，通过自身的可被用于网络数据仓库NRF发现服务的参数集合为5G核心网网络数据仓库网元NRF提供搜星流程所需的服务信息；S1.2：5G核心网网络数据仓库网元NEF将卫星提供的可被用于网络数据仓库NRF发现服务的参数集合通过网络数据仓库网元NRF的网元管理服务中的网元注册服务流程注册到5G核心网网络数据仓库网元NRF中，并在网络数据仓库网元NRF上生成与卫星标识或卫星实例对应的授权连接令牌。
[0011]作为优选，所述可被用于网络数据仓库NRF发现服务的参数集合包括卫星提供的服务类型、卫星身份标识、卫星在融合网络中的网络标识信息、支持的网络切片信息、在卫星支持网络功能虚拟化情况下功能关联的虚拟化标识。
[0012]所述卫星提供的服务信息包括接入角度、时间、地理位置、卫星支持的地面站接入方式、卫星的负载状态、卫星能提供的回传网络核心网连接信息、卫星可中继连接的数据网络名字。
[0013]作为优选，所述步骤S2包含以下步骤：S2.1：5G地面基站建立或修改卫星中继管道并进行卫星搜星流程，网络数据仓库网元NRF根据卫星的发现参数注册信息返回对应的卫星节点配置文件；S2.2：5G地面基站根据算法选择卫星。
[0014]作为优选，所述卫星节点配置文件包含至少一个卫星信息或卫星实例信息。
[0015]作为优选，所述算法包括round
‑
robin算法。
[0016]作为优选，所述步骤S3包含以下步骤：S3.1：5G地面基站通过网络数据仓库网元NRF的连接令牌服务对选择的卫星发起令牌连接请求，所述令牌连接请求中携带对应的访问令牌；S3.2：5G地面基站与所选择卫星建立连接后，如果访问令牌功能开启但5G地面基站并未从网络数据仓库网元NRF获取与访问令牌对应的连接令牌，此时非法；5G地面基站将发起新的卫星搜星流程，并用从网络数据仓库网元NRF新获得的卫星发现参数注册信息去获取对应的连接令牌。
[0017]本专利技术的有益效果是，提出了与5G组网的异构系统间信息共享架构以及重用5G已有功能的方法，使得新加入节点（卫星）作为5G网元功能融入5G eSBA架构，重用已有5G功能及流程，这有效降低了整体网络设备硬件及运维成本。
[0018]同时对比目前卫星与5G组网传统方案，本专利技术有效减少5G天地一体化系统搜星配置文件操作复杂度，把异构系统可共享数据关联部分卫星网元管理功能融入到5G现有系统中，缩短5G地面基站搜星时间，提高基站和卫星连接管道安全性，提升整体异构服务系统的稳定性和可靠性。
附图说明
[0019]图1为天地一体化网络系统架构图；
图2为本专利技术实施例1的具体步骤流程图；图3为本专利技术实施例1的网元搜星流程图；图4为本专利技术实施例1的NEF功能概况图；图5为本专利技术实施例1的网元间令牌通信流程图；图6为本专利技术实施例1的卫星注册可被发现信息到5G核心网的流程图；图7为本专利技术实施例1的卫星搜星流程图；图8为本专利技术实施例1的连接令牌获取流程图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0021]如图1所示，为天地一体化网络系统架构图，由多颗卫星组成卫星核心网，用户通过空口连接到5G基站（gNB），5G基站的回传网络由卫星中继提供并连接到远端5GC核心网，用户最终通过由卫星中继的5G数据管道连接到数据网络（DN）。
[0022]基于上述架构，本专利技术提出一种共享5G天地一体化网络信令交互架构的方法，包含以下步骤：S1：卫星将自身可用于卫星发现的信息通过5G核心网络的网络暴露功NEF注册到网络数据仓库网元NRF中；S2：5G地面基站在与卫星端建立连接及更新时对所需连接的卫星进行搜星，获取网络数据仓库网元NRF中卫星的的注册信息；S3：5G地面基站用从网络数据仓库网元NRF注册信息中发现并选择卫星或卫星实例，通过网络数据仓库网元NRF获取当前选择的卫星或卫星实例的连接令牌，通过连接令牌验证在卫星端的5G地面基站的连接请求的合法性；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共享5G天地一体化网络信令交互架构的方法，其特征在于，包含以下步骤：S1：卫星将自身可用于卫星发现的信息通过5G核心网络的网络暴露功NEF注册到网络数据仓库网元NRF中；S2：5G地面基站在与卫星端建立连接及更新时对所需连接的卫星进行搜星，获取网络数据仓库网元NRF中卫星的的注册信息；S3：5G地面基站用从网络数据仓库网元NRF注册信息中发现并选择卫星或卫星实例，通过网络数据仓库网元NRF获取当前选择的卫星或卫星实例的连接令牌，通过连接令牌验证在卫星端的5G地面基站的连接请求的合法性；验证通过则放行当前5G地面基站连接请求，继续连接建立或更新流程；验证不通过则拒绝该5G地面站连接请求，连接失败；所述卫星实例是指在卫星支持网络功能虚拟化情况下功能关联的虚拟化标识。2.根据权利要求1所述的一种共享5G天地一体化网络信令交互架构的方法，其特征在于，所述步骤S1包含以下步骤：S1.1：卫星把自己作为5G核心网网元，通过自身的可被用于网络数据仓库NRF发现服务的参数集合为5G核心网网络数据仓库网元NRF提供搜星流程所需的服务信息；S1.2：5G核心网网络数据仓库网元NEF将卫星提供的可被用于网络数据仓库NRF发现服务的参数集合通过网络数据仓库网元NRF的网元管理服务中的网元注册服务流程注册到5G核心网网络数据仓库网元NRF中，并在网络数据仓库网元NRF上生成与卫星标识或卫星实例对应的授权连接令牌。3.根据权利要求2所述的一种共享5G天地一体化网络信令交互架构的方法，其特征在于，所述可被用于网络数据仓库NRF发现服务的参数集合包括卫星提供的服务类型、卫星身份标识、卫星在融合网络中的网络标识信息、...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝楠，张兴明，张宏，朱俊，朱向明，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：