一种资源受限场景下的轻量化核心网的方法与流程

1.本发明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。


背景技术：

2.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。
3.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。


技术实现要素：

4.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，本发明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：
5.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；
6.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；
7.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；
8.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。
9.进一步的，轻量化核心网中的网元表示为：
10.x2＝{m
‑
amf、m
‑
spmf、m
‑
damf、m
‑
upf}；
11.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。
12.进一步的，轻量化核心网下终端的接入信令包括：
13.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
14.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；
15.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；
16.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；
17.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；
18.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。
19.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：
20.step1：用户发起注册请求，携带自身身份标识；
21.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；
22.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；
23.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；
24.step5：m
‑
damf回复m
‑
amf请求数据，并返回amf响应码；
25.step6：m
‑
amf联系m
‑
spmf下的pcf模块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；同时更新amf
‑
spmf关联以支持pdu会话，该消息还向m
‑
spmf提供从用户或an接收的n1/n2 sm信息；
26.step7：m
‑
spmf响应策略关联信息回复m
‑
amf；
27.step8：m
‑
spmf向m
‑
upf发起会话修改请求，m
‑
spmf控制平面和m
‑
upf数据平面之间采用了报文转发控制协议pfcp；
28.step9：m
‑
upf回复会话请求信息给m
‑
spmf，完成后，m
‑
upf数据平面开始响应m
‑
spmf控制平面；
29.step10：m
‑
spmf向m
‑
amf通知会话管理上下文已更新，包含会话建立结果、用户的ip地址、pdu会话id、n2 sm信息等；
30.step11：m
‑
amf通过ran向用户回复注册接受消息；
31.step12：用户注册完成。
32.本发明的有益效果：
33.1.本发明参照5g标准核心网架构，重新设计轻量化核心网网元与内部网络功能，有效减少核心网体积，能够实现在资源受限场景中的快速上线部署。
34.2.本发明对终端在5g轻量化核心网下的注册流程进行设计，能够有效减少接入业务流程，提高对业务的处理能力，减少在高动态场景下终端频繁接入带来的控制面高时延。
35.3.本发明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。
附图说明
36.图1为本发明实施例提供的一种轻量化核心网方法的流程图；
37.图2为本发明实施例提供的模块m
‑
amf功能示意图；
38.图3为本发明实施例提供的模块m
‑
spmf功能示意图；
39.图4为本发明实施例提供的模块m
‑
damf功能示意图；
40.图5为本发明实施例提供的模块m
‑
upf功能示意图；
41.图6为本发明实施例提供的轻量化核心网系统架构示意图；
42.图7为本发明实施例提供的轻量化核心网下用户注册流程示意图；
43.图8为本发明实施例提供的轻量化核心网数据同步架构示意图；
44.图9为本发明实施例提供的轻量化核心网数据同步流程示意图。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.图1所示，为本发明实施例的一种轻量化核心网方法的流程图，该方法可以保障核心网快速部署于资源受限的机动式节点，同时有效提升终端的接入时效性，在节点资源受限的通信场景下更好的保障核心网对整个网络的管控，本发明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：
47.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；
48.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；
49.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；
50.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。
51.本发明重新设计并构建轻量化核心网元，对构建的核心网元的功能进行轻量化设
计，重新设计轻量化核心网下终端的接入信令和接入流程以及轻量化核心网间数据同步流程。
52.基于终端能够快速完成用户接入为目的设计轻量化核心网网元模块。对于5g协议标准中核心网流程，终端在接入和切换过程中所需要的功能网元包含集合为x1：
53.x1＝{amf、smf、upf、ausf、udm、pcf}；
54.本发明保留集合x1网元，删除5g核心网多余冗余网元，包括nef、nrf、n3iwf和nssf等；对剩下的功能网元，再根据功能类似和流程紧密联系的原则进行网元融合，具体包括：
55.对于网元smf，它负责与分离的数据面交互，根据自身配置或与pcf交互来指定策略和流模板，为会话选择和控制upf和ssc模式，而网元pcf仅负责对用户的策略进行管理和实施，包括会话的策略和移动性策略等；因此将pcf以模块的方式集成到smf中，通过功能的融合使其外部接口交互变成单一的网络功能内部通信，最终形成核心网内新网元m
‑
spmf(mobile
‑
session and policy management function，会话和策略管理功能)，负责实现原核心网中smf与pcf的全部功能；
56.对于网元udm，它负责存储和管理用户数据和配置文件，而网元ausf的责任是用于接收amf对ue进行身份认证的请求，通过向udm请求秘钥，再将udm下发的秘钥发送给amf进行鉴权。因此对于网元之间流程密切关联的ausf和udm进行内部功能与接口上的融合，将ausf以模块方式集成到udm中，使其外部接口交互变成单一的网络功能内部通信，形成新的核心网网元m
‑
damf(mobile
‑
data and authentication management function，数据和鉴权管理功能)，负责原核心网中udm和ausf的完整功能。
57.最终轻量化的核心网内部网元集合为x2的主要4个网元，表示为：
58.x2＝{m
‑
amf、m
‑
spmf、m
‑
damf、m
‑
upf}。
59.对上述核心网内网元m
‑
amf、m
‑
spmf、m
‑
damf和m
‑
upf进行内部功能的二次设计，以终端能够在核心网下完成快速接入管理为目标，对内部冗余网络功能进行裁剪，有效节省系统内部存储资源与计算资源的开销，最大程度的实现核心网网络功能的代码重用，降低了核心网体积。
60.对接入和移动性管理模块amf进行网络功能设计，设计后形成新网元m
‑
amf(mobile
‑
access and mobility management function，接入和移动性管理)，m
‑
amf内部功能示意图如图2示。其主要负责核心网和终端之间的控制信令、用户数据的安全性、鉴权、移动性和可达性管理，在用户和m
‑
spmf之间提供sm(session management，会话管理)消息的传输。因此裁掉多余功能保留如图所示三个基本功能，构成轻量化的m
‑
amf网元。
61.会话和策略管理模块m
‑
spmf内部功能示意图如图3示，其主要功能包含会话管理功能、提供服务连续性、用户的ip地址分配，具备dhcp、arp代理或ipv6邻居请求代理功能。因此，m
‑
spmf在集成原pcf的用户策略控制功能后，对现有冗余子功能进行裁剪，最终由m
‑
smpf来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。
62.数据和鉴权管理功能m
‑
damf内部功能示意图如图4示。裁剪冗余网络功能，最终由m
‑
damf负责用户的签约和鉴权数据的维护和管理，使得用户认证功能可在其单一网元内部快速进行处理。
63.对用户面功能管理模块upf进行网络功能设计，设计后形成新网元m
‑
upf(user plane function，用户面功能)，用户面管理功能m
‑
upf内部功能示意图如图5示。作为移动
基础设施ran和外部网络之间的互连点，负责处理数据包路由和转发，数据包检测、过滤等功能。但现阶段m
‑
upf承担工作任务相对厚重，因此裁剪掉m
‑
upf中的dpi、内容计费、支持接入ims等功能，保留用户平面上gtp
‑
u协议的封装和解封装、分组路由和转发功能。
64.通过上述设计，最终形成的轻量化核心网系统架构如图6所示。
65.在轻量化核心网结构下，参照标准核心网注册流程信令，对终端注册流程中的信令进行设计。
66.对3gpp中5g协议标准接入流程信令nausf_ueauthenticate_authenticate request与nudm_ueauthenticate_get request进行重新合并设计，新的信令名称为nuamf_ueauthenticate request，信令具体目的是由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。原标准信令与本发明的新信令如表1所示。
67.表1
68.原标准信令nausf_ueauthenticate_authenticate requestnudm_ueauthenticate_get request新信令nuamf_ueauthenticate request
69.对3gpp中5g协议标准接入流程信令nudm_ueauthenticate_get response与nausf_ueauthenticate_authenticate response进行重新合并设计，新信令名称为nuamf_ueauthenticate response，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(subscription concealed identifier，用户隐藏标识符)，则只有在认证成功后，ausf才应将supi(subscriber permanent identifier，用户永久标识符)给m
‑
amf。原标准信令与本发明的新信令如表2所示。
70.表2
71.原标准信令nudm_ueauthenticate_get responsenausf_ueauthenticate_authenticate response新信令nuamf_ueauthenticate response
72.相比于原有信令，以上两条新信令减少了核心网内网元交互次数，能够通过一次信令交互往返完成ue认证与安全流程，有效节省了控制面数据处理时延。
73.对3gpp中5g协议标准接入流程信令进行重新设计，见表3中原标准信令与本发明的新信令区别，即对信令nudm_uecontextmanagement_registration request与信令nudm_subscriberdatamanagement_get request进行重新合并设计，新的信令名称为nuamf_uecm_sdm request，信令具体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的上下文信息等。
74.表3
75.原标准信令nudm_uecontextmanagement_registration requestnudm_subscriberdatamanagement_get request新信令nuamf_uecm_sdm request
76.对3gpp中5g协议标准接入流程信令进行重新合并设计，见表4中原标准信令与本发明的新信令区别，即将nudm_uecontextmanagement_registration response与nudm_subscriberdatamanagement_get response进行重新合并设计，新的信令名称为nuamf_uecm_sdm_response，信令具体目的是m
‑
damf回复m
‑
amf由信令nuamf_uecm_sdm request所请求的数据。
77.表4
78.原标准信令nudm_uecontextmanagement_registration responsenudm_subscriberdatamanagement_get response新信令nuamf_uecm_sdm_response
79.见表5，对3gpp中5g协议标准接入流程信令npcf_ampolicycontrol_create request与nsmf_pdusession_updatesmcontext request进行重新合并设计，新的信令名称为nsmf_ampolicycontrol_pdusession_update_request，信令具体目的是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。该消息还向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。
80.表5
81.原标准信令npcf_ampolicycontrol_create requestnsmf_pdusession_updatesmcontext request新信令nsmf_ampolicycontrol_pdusession_update_request
82.相比于原有信令，通过以上三条新信令能够在核心网内减少网元交互次数，在ue位置更新与策略请求流程中有效减少了控制面数据处理时延。
83.结合上述重新设计的终端注册信令，终端在轻量化5g核心网下的注册流程如图7所示，由于核心网网络功能深度融合在一起，在系统加载时只需启动四个网络功能模块就能够同时提供主要的核心网功能为用户提供服务以及快速接入处理。5g轻量化核心网使不同的逻辑网元共享了系统资源管理、会话控制功能和用户面逻辑处理，节省系统内存资源和计算资源的开销，使得核心网功能在资源受限的场景中得到最大发挥，基本的终端注册流程概述如下：
84.step 1：用户发起注册请求，携带自身身份标识；
85.step 2：m
‑
amf通过ran接受到ue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；
86.step 3：一旦用户被认证，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(subscription concealed identifier，用户隐藏标识符)，则只有在认证成功后，ausf才应将supi(subscriber permanent identifier，用户永久标识符)给m
‑
amf；
87.step 4：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；
88.step 5：m
‑
damf回复m
‑
amf请求数据，并返回amf响应码；
89.step 6：m
‑
amf联系m
‑
spmf下的pcf模块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；
90.同时更新amf
‑
spmf关联以支持pdu会话。该消息还向m
‑
spmf提供从用户或an接收的n1/n2 sm信息；
91.step 7：m
‑
spmf响应策略关联信息回复m
‑
amf；
92.step 8：m
‑
spmf向m
‑
upf发起会话修改请求，m
‑
spmf控制平面和m
‑
upf数据平面之间采用了报文转发控制协议pfcp；
93.step 9：m
‑
upf回复会话请求信息给m
‑
spmf，完成后，m
‑
upf数据平面开始响应m
‑
spmf控制平面；
94.step 10：m
‑
spmf向m
‑
amf通知会话管理上下文已更新，包含会话建立结果、用户的ip地址、pdu会话id、n2 sm信息等；
95.step 11：m
‑
amf通过ran向用户回复注册接受消息；
96.step 12：用户注册完成。
97.在新的注册流程中，绝大部分控制信令只需要经过一次处理，不用分别经过多个功能网元的处理，从而大大降低了会话建立时延和数据处理时延。
98.本发明轻量化核心网间数据同步的流程，即
99.轻量化核心网mcn与地面控制中心gcn之间协同工作流程，实现整体网络数据同步，如图8所示为其架构示意图。轻量化核心网之间的数据协作对于实现核心网对终端高效的网络管控技术至关重要，因此设计数据同步流程，保证整个网络信息的动态同步，实现在数据业务服务层面上的融合，能够更好保障在资源受限场景下，核心网对整体网络架构的统一管控。流程设计示意图如图9所示，基本流程概述如下：
100.step 1
‑
2：用户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，可以直接将内容发送回终端，并更新本地mcn缓存。否则，将继续执行以下步骤；
101.step 3
‑
4：本地mcn向地面控制中心gcn上报用户请求，如果gcn缓存了目标资源，它就会经过本地mcn向用户回复所请求资源，同时本地mcn更新缓存；
102.step 5
‑
6：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；
103.step 7：本地mcn向用户回复所请求数据，并跟新本地mcn缓存。
104.通过上述流程设计能够有效完成内容传递，实现5g的轻量化核心网对资源受限场景下网络的整体管控与终端接入任务的低时延和网络可靠性。
105.本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：rom、ram、磁盘或光盘等。
106.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
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_uecm_sdm request所请求的数据；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。4.根据权利要求3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，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：step1：用户发起注册请求，携带自身身份标识；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；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；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；step5：m
‑
damf回复m
‑
amf请求数据，并返回amf响应码；step6：m
‑
amf联系m
‑
spmf下的pcf模块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；同时更新amf
‑
spmf关联以支持pdu会话，该消息还向m
‑
spmf提供从用户或an接收的n1/n2 sm信息；step7：m
‑
spmf响应策略关联信息回复m
‑
amf；step8：m
‑
spmf向m
‑
upf发起会话修改请求，m
‑
spmf控制平面和m
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upf数据平面之间采用了报文转发控制协议pfcp；step9：m
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upf回复会话请求信息给m
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spmf，完成后，m
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upf数据平面开始响应m
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spmf控制平面；step10：m
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spmf向m
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amf通知会话管理上下文已更新，包含会话建立结果、用户的ip地址、pdu会话id、n2 sm信息等；step11：m
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amf通过ran向用户回复注册接受消息；step12：用户注册完成。
技术总结
本发明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。


技术研发人员：徐川 刘坤 孙南彬 韩珍珍 余乐
受保护的技术使用者：重庆邮电大学
技术研发日：2021.02.24
技术公布日：2021/6/29