[发明专利]一种资源受限场景下的轻量化核心网的方法

说明书

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。

技术领域

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

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。

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。

发明内容

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：

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。

进一步的，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。

进一步的，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