CN110049547A - 用户设备连接第五代网络的分层注册方法及其基站及装置 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种用户设备连接第五代网络的分层注册方法及其基站及电子装置。在一方面中，该方法将包含：注册到第五代通信网络；在注册到第五代通信网络之后，建立与用户设备的连接；在建立与用户设备的连接之后，接收用户设备的用以注册到第五代通信网络的服务请求消息；将承载用户设备的服务请求消息的第一用户平面消息传输到第五代通信网络；从第五代通信网络接收对应于用户设备的服务请求消息的认证响应讯息，且将认证响应讯息转发到用户设备；以及在认证响应讯息指示用户设备由第五代通信网络授权之后，将包含用户设备的用户数据的第二用户平面消息传输到第五代通信网络。

Description

用户设备连接第五代网络的分层注册方法及其基站及装置

技术领域

本发明涉及一种用于将用户设备连接到第五代网络的分层注册方法以及使用其的基站及电子装置。

相关申请案交叉申请

本申请要求2018年1月15日申请的美国临时申请第62/617，314号的优先权权益以及2018年12月20日申请的台湾申请第107146053号的优先权权益。上文所提到的专利申请的全部内容由此以引用的方式并入本文中并成为本说明书的一部分。

背景技术

图1绘示目前众所周知且记载在3GPP TS 23.501中的现有5G通信网络架构的概述。值得注意的是，本公开所使用的术语和对应于所述术语的概念与3GPP TS 23.501一致。如图1中所绘示的现有5G通信网络在许多方面类似于LTE通信网络，但也存在很少的不同点。核心网络控制平面(control plane；CP)目前已拆分成接入管理功能(AccessManagement Functions；AMF)和会话管理功能(Session Management Functions；SMF)，且通过用户平面功能(User Plane Function；UPF)节点来处理用户平面(user plane；UP)。无线接入网络(radio access network；RAN)用于控制平面的N2接口和用于用户平面的N3接口连同N1接口一起将用户设备(user equipment；UE)连接到核心网络。

除先前描述的AMF和SMF外，图1的现有5G通信网络架构还可含有各种功能，所述各种功能包含但不限于：认证服务器功能(Authentication Server Function；AUSF)、数据网络(Data network；DN)(例如运营者业务、互联网接入或协力厂商业务)、结构化数据存储网络功能(Structured Data Storage network function；SDSF)、网络切片选取功能(Network Slice Selection Funtion；NSSF)、非结构化数据存储网络功能(UnstructuredData Storage network function；UDSF)、网络曝光功能(Network Exposure Function；NEF)、NF存储库功能(NF Repository Function；NRF)、策略控制功能(Policy Controlfunction；PCF)、通用数据管理(Unified Data Management；UDM)、用户平面功能(Userplane Function；UPF)、应用功能(Application Function；AF)等。

为了将UE连接到5G网络，UE通常将进行已在本公开的图2或图3中的注册程序。假定UE连接到用户驻地设备或住宅网关(customer-premises equipment or residentialgateway；CPE/RG)，那么UE可进行如图3中所绘示的注册程序来连接到核心网络。注册程序的细节是目前众所周知的且可在3GPP TS 23.502中(尤其在“4.2.2注册管理程序(4.2.2Registration Management procedures)”下)找到，且将不重复图2的细节。举例来说，如果UE通过下一代无线接入网络(next generation radio access network；NG-RAN)连接到核心网络，那么UE将很可能进行图2的注册程序。

另外，UE还可进行如图3中所绘示的注册程序以通过不可信非移动接入网络(untrusted non-mobile access network)连接到核心网络。基本上，UE将经由不可信非移动接入技术(例如WiFi)在UE到非第三代合作伙伴计划交互操作功能(Non-3GPPInterworking Function；N3IWF)之间设置隧道(tunnel)，且所述程序已在TS 23.501和TS23.502中更详细地描述。UE与N3IWF之间的隧道可通过交换由UE生成的具体控制消息来产生，所述具体控制消息例如在TS 23.501中定义的订制隐藏识别符(SubscriptionConcealed Identifier；SUCI)。在从不可信非移动接入类型(例如WiFi接入类型)为UE指定IP地址之后，UE可经历寻找适当N3IWF的过程以获得用于后续消息(例如，非接入层(NonAccess Stratum；NAS)消息)交换的安全隧道。此外，在完成对用于UE的N3IWF的选择之后，选定的N3IWF将在N3IWF与AMF之间安设N2接口。N3IWF与AMF之间的N2接口将几乎相同地充当图2的(R)AN与AMF之间的N2接口。举例来说，如果UE通过Wi-Fi接入点连接到核心网络，那么UE将很可能进行图3的注册程序。

基于如先前所描述的图2和图3的目前注册程序，将由UE触发图2或图3的注册程序以直接连接到核心网络。然而，连接到核心网络的不同接入节点后面的UE的分层级接入还不为人所知。推行用于连接到核心网络的不同接入节点后面的UE的分层级接入可以是有帮助的。

发明内容

基于上述，本公开涉及一种将UE连接到5G网络的分层注册方法以及使用相同方法的相关装置。

在示例性实施例中的一个中，本公开涉及一种藉由电子装置用以通过移动接入网络(mobile access network)或非移动接入网络将用户设备(UE)连接到5G通信网络的分层注册方法。所述方法将包含但不限于：注册到5G通信网络；在注册到5G通信网络之后，建立与UE的连接；在建立与UE的连接之后，接收UE的用以注册到5G通信网络的服务请求消息；将承载UE的服务请求消息的第一用户平面消息传输到5G通信网络；从5G通信网络接收对应于UE的服务请求消息的认证响应讯息，且将认证响应讯息转发到UE；以及在认证响应讯息指示UE由5G通信网络授权之后，将包含UE的用户数据的第二用户平面消息传输到5G通信网络。

在示例性实施例中的一个中，本公开涉及一种电子装置，所述电子装置将包含但不限于：无线收发器；以及处理器，连接到所述无线收发器。所述处理器配置成至少：经由无线收发器注册到5G通信网络；在注册到5G通信网络之后，经由无线收发器建立与UE的连接；在建立与UE的连接之后，经由无线收发器接收UE的用以注册到5G通信网络的服务请求消息；经由无线收发器将承载UE的服务请求消息的第一用户平面消息传输到5G通信网络；经由无线收发器从5G通信网络接收对应于UE的注册请求的认证响应讯息，且将认证响应讯息转发到UE；以及在认证响应讯息指示UE由5G通信网络授权之后，经由无线收发器将包含UE的用户数据的第二用户平面消息传输到5G通信网络。

在示例性实施例中的一个中，本公开涉及一种藉由基站用以将用户设备(UE)连接到5G通信网络的分层注册方法，所述方法将包含但不限于：从电子装置接收注册消息；在已由5G通信网络认证电子装置之后，从电子装置接收第一用户平面消息，所述第一用户平面消息包含UE的用以向5G通信网络认证UE的服务请求消息；从5G通信网络接收对应于UE的服务请求消息的认证响应讯息，且将认证响应讯息转发到电子装置；在认证响应讯息指示UE由5G通信网络授权之后从电子装置接收包含UE的用户数据的第二用户平面消息；从第二用户平面消息提取用户数据，且根据用户数据确定是否代表UE建立N2连接和N3连接；以及将用户数据传输到5G通信网络。

在示例性实施例中的一个中，本公开涉及一种基站，所述基站包含但不限于：无线收发器；以及处理器，连接到所述收发器且配置成至少：经由无线收发器从电子装置接收注册消息；在已由5G通信网络认证电子装置之后，经由无线收发器从电子装置接收第一用户平面消息，所述第一用户平面消息包含UE的用以向5G通信网络认证UE的服务请求消息；经由无线收发器从5G通信网络接收对应于UE的服务请求消息的认证响应讯息，且将认证响应讯息转发到电子装置；在认证响应讯息指示UE由5G通信网络授权之后，经由无线收发器从电子装置接收包含UE的用户数据的第二用户平面消息；从第二用户平面消息提取用户数据，且确定UE是否已在代理模式或正常模式下连接到电子装置；响应于UE已在代理模式下连接到电子装置而建立N2连接和N3连接；以及响应于UE已在代理模式下连接到电子装置而经由无线收发器将用户数据传输到5G通信网络。

为了使得本公开的前述特征和优点便于理解，下文详细描述带有附图的示例性实施例。应理解，前文总体描述和以下详细描述都是示例性的，并且希望提供对如所要求的本公开的进一步阐释。

然而，应理解，此概述可能不含有本公开的所有方面和实施例，且因此并不意味以任何方式为限制性或限定性的。此外，本公开将包含对本领域的技术人员显而易见的改进和修改。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

包含附图以提供对本公开的进一步理解，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出本公开的实施例，且与描述一起用于解释本公开的原理。

图1示出已知的5G通信系统架构。

图2示出UE通过移动接入网络连接到核心网络的注册程序。

图3示出UE通过不可信非移动接入网络连接到核心网络的注册程序。

图4示出根据本公开的示例性实施例中的一个的实施所提出的经由移动接入网络将UE连接到5G通信系统架构的分层注册方法的5G通信系统架构。

图5A示出根据本公开的示例性实施例中的一个的允许CPE/RG后面的UE在正常模式下经由移动接入技术连接到5G通信系统的注册程序的控制平面。

图5B示出根据本公开的示例性实施例中的一个的允许CPE/RG后面的UE在正常模式下经由移动接入网络连接到5G通信系统的注册程序的用户平面。

图6A示出根据本公开的示例性实施例中的一个的允许CPE/RG后面的UE在正常模式下经由非移动接入技术连接到5G通信系统的注册程序的控制平面。

图6B示出根据本公开的示例性实施例中的一个的允许CPE/RG后面的UE在正常模式下经由非移动接入网络连接到5G通信系统的注册程序的用户平面。

图7示出根据本公开的示例性实施例中的一个的实施所提出的经由非移动接入网络将UE连接到5G通信系统架构的分层注册方法的5G通信系统架构。

图8示出根据本公开的示例性实施例中的一个的实施所提出的经由移动接入网络在CPE/RG不作为中继节点支持N1的情况下将UE连接到5G通信系统架构的分层注册方法的5G通信系统架构。

图9示出根据本公开的示例性实施例中的一个的实施所提出的经由非移动接入网络在CPE/RG不作为中继节点支持N1的情况下将UE连接到5G通信系统架构的分层注册方法的5G通信系统架构。

图10示出根据本公开的示例性实施例中的一个的适用于将UE连接到5G网络的电子装置的分层注册方法。

图11示出根据本公开的示例性实施例中的一个的图10的电子装置。

图12示出根据本公开的示例性实施例中的一个的适用于将UE连接到5G网络的基站的分层注册方法。

图13示出根据本公开的示例性实施例中的一个的图12的基站。

图14示出根据本公开的示例性实施例中的一个的允许CPE/RG后面的UE在代理模式下经由移动接入技术连接到5G通信系统的注册程序的控制平面。

图15示出根据本公开的示例性实施例中的一个的允许CPE/RG后面的UE在代理模式下经由移动接入网络连接到5G通信系统的注册程序的用户平面。

图16示出根据本公开的示例性实施例中的一个的允许CPE/RG后面的UE在代理模式下经由非移动接入技术连接到5G通信系统的注册程序的控制平面。

图17示出根据本公开的示例性实施例中的一个的允许CPE/RG后面的UE在代理模式下经由非移动接入网络连接到5G通信系统的注册程序的用户平面。

【符号说明】

401：用户设备；

402：用户驻地设备/住宅网关；

403：下一代无线接入网络；

1101、1301：处理器；

1102、1302：收发器；

1103：非暂时性存储介质；

N1、N2、N3：接口；

S501、S502、S503、S504、S505、S511、S512、S513、S514、S601、S602、S603、S604、S611、S612、S613、S1001、S1002、S1003、S1004、S1005、S1006、S1201、S1202、S1203、S1204、S1205、S1206、S1401、S1402、S1403、S1404、S1405、S1406、S1501、S1502、S1503、S1504、S1505、S1601、S1602、S1603、S1604、S1605、S1606、S1701、S1702、S1703、S1704、S1705：步骤。

具体实施方式

现在将详细参考本公开的当前示例性实施例，附图中示出了所述示例性实施例的实例。只要可能，相同附图标号在附图和描述中用以指代相同或相似部件。

本公开提出一种分层注册方法和相关装置以将UE连接到5G通信系统。如先前所描述，目前UE将利用图2或图3的注册程序来连接到5G通信系统。由UE触发注册程序以通过移动接入网络或非移动接入网络直接连接到5G通信系统的核心网络。然而，还不支持接入节点后面的UE藉以通过接入节点的协助间接连接到5G通信系统的核心网络的分层注册方法。所提出的分层注册方法和相关装置将使得不同接入节点后面的UE能够注册到5G通信系统且注册到与本地网络设备的通信。UE的硬件将需要与5G通信系统相容，且UE需要已订用5G通信系统。本公开将进一步详细地公开相关装置的注册程序和特征以允许UE通过分层级接入网络架构中的移动接入网络和非移动接入网络注册到5G通信系统。

图4绘示分层级接入网络架构，UE可通过所述分层级接入网络架构通过CPE或RG连接到5G通信系统，所述CPE或RG通过NG-RAN或非移动接入宽带有线(wireline)将UE连接到5G通信系统。NG-RAN和非移动接入宽带有线的术语和功能性分别与由3GPP和宽带论坛(Broadband Forum；BFF)提供的定义一致。在图4的分层级接入网络架构之下，假定UE 401能够支持N1信令且所述UE在可通过NG-RAN/宽带有线403将UE 401连接到5G核心网络的CPE/RG 402后面。CPE/RG 402可以是移动接入网络的一部分或非移动接入网络的一部分。

UE 401通过使用CPE/RG 402连接到5G核心网络的情形来说，各种装置将实施如下描述的各种功能。CPE/RG 402可广播其已在先前由5G网络指定的公共身份，且因此UE 401将根据来自CPE/RG 402的广播消息知道CPE/RG 402是否在同一公共陆地移动网络(publicland mobile network；PLMN)中，且因此确定是在代理模式(agent mode)还是正常模式(normal mode)下连接到CPE/RG 402。

NG-RAN 403可确定来自UE 401或CPE/RG 402的传入数据业务是在代理模式还是正常模式下。由NG-RAN 403接收的传入数据业务可仅含有来自CPE/RG 402的数据、仅含有来自UE 401的数据，或含有在CPE/RG 402与UE 401之间混合的数据。如果在正常模式下，那么NG-RAN 403将通过在不考虑传入数据业务包含谁的数据的情况下将传入数据业务转发到核心网络来正常处理传入数据业务。换句话说，NG-RAN 403将在不知道UE 401的身份的情况下将传入数据业务仅作为数据流程来处理。而在代理模式下，NG-RAN403将会知道UE的身份。如果在UE 401与NG-RAN 403之间的代理模式下，那么NG-RAN 403可提取传入数据业务且将所述传入数据业务重构成UE 401或CPE/RG 402的N2消息和/或N3消息。NG-RAN 403可重构将从多个UE通过N2接口和N3接口发送到5G通信系统的传入数据业务。NG-RAN 403将允许5G通信系统通过N2接口检测UE 401的存在。

举例来说，如果UE 401仅用以接入互联网，那么UE 401可不必向核心网络注册且可在利用CPE/RG 402完成图3的注册程序之后通过将CPE/RG402作为接入点来获取互联网分组。值得注意的是，可将CPE/RG 402视为类似Wi-Fi但具有SIM卡的装置/设备。另一方面，如果UE 401用以例如进行移动电话呼叫，那么UE 401将需要注册到5G核心网络且使5G核心网络知道所述UE 401的身份。接着，NG-RAN 403将需要检测UE 401的存在且通过建立UE401的独立N2/N3连接以在代理模式下处理传入数据业务。5G核心网络将能够通过N2/N3连接接口的存在来检测CPE/RG 402后面的UE 401的存在。

对UE 401藉由使用非移动接入网络通过CPE/RG 402连接到5G核心网络的情形来说，各种装置将实施如下描述的各种功能。CPE/RG 402可广播其已在先前由5G通信系统指定的公共身份(public identity)。在从CPE/RG 402接收广播消息后，UE 401就可知道CPE/RG 402是否与UE 401在同一PLMN中且将确定是在代理模式还是正常模式下连接到CPE/RG402。非移动接入网络可确定来自UE 401或CPE/RG 402的传入数据业务是在正常模式还是代理模式下。举例来说，Wi-Fi接入点可以是非移动接入网络的一部分。如果非移动接入网络已确定传入数据业务是在正常模式下，那么非移动接入网络可正常处理传入数据业务。如果非移动接入网络已确定传入数据业务是在代理模式下，那么非移动接入网络可提取传入数据业务且将所述传入数据业务重构成UE 401或CPE/RG 402的N2消息和/或N3消息。NG-RAN 403可重构将从多个UE通过N2接口和N3接口发送到5G通信系统的传入数据业务。NG-RAN 403将允许5G通信系统通过N2接口检测UE 401的存在。

进一步详细阐述与上文所描述的由图4的分层级接入网络架构实施的功能相关的程序。图5A和图5B分别示出允许CPE/RG后面的UE在正常模式下经由移动接入技术连接到5G通信系统的注册程序的控制平面和用户平面。能够支持N1接口的CPE/RG将充当中继节点，UE将能够通过所述中继节点通过移动或非移动接入网络连接到5G通信系统。从5G通信系统的视角来说，可将CPE/RG视为另一具有SIM卡的UE。因此，CPE/RG将需要应用如在图2中所描述的移动注册或如在图3中所描述的非移动注册程序以注册到5G通信系统。另外，CPE/RG可能需要将其中继能力告知5G通信系统，因为UE可利用CPE/RG的中继能力连接到5G通信系统。

参考图4，UE 401可通过一个或多个中间节点(例如，CPE/RG 402和NG-RAN 403中的一个或多个)连接到5G通信系统。概念中的一个是，CPE/RG 402可通过经由NG-RAN 403连接到5G通信系统以表现得像正常UE一样，且因此CPE/RG 402可应用图2的注册程序以便将其本身或另一UE(例如UE 401)连接到5G通信系统。正常位于CPE/RG(例如CPE/RG 402)后面的任何UE(例如UE 401)都无法由NG-RAN(例如NG-RAN 403)检测到，但UE(例如UE 401)将正常检测作为网络节点(例如，UE(例如UE 401)的接入点(Access Point；AP))的CPE/RG(例如CPE/RG 402)以获取互联网接入，且随后UE(例如UE 401)可决定预占(camp on)CPE/RG(例如CPE/RG 402)，UE(例如UE 401)可通过所述CPE/RG连接到5G通信系统。如果UE(例如UE401)支持N1接口，那么UE(例如UE 401)可通过触发图2或图3的注册程序来注册到5G通信系统以由5G通信系统认证和授权。由于UE(例如UE 401)可将CPE/RG(例如CPE/RG 402)视为不可信非移动接入网络，所以UE(例如UE 401)可使用如图3中所绘示的在TS 23.502中进一步描述的注册程序来触发注册程序。随后，注册程序将使用选定的N3IWF建立安全隧道以建立非移动接入。

通过遵从上文所描述的原理，如下实施图5A的注册程序的控制平面。在步骤S501中，CPE/RG可应用图2的移动接入注册程序来寻找充当对5G核心网络的入口点的N3IWF。在步骤S502中，UE可连接到CPE/RG且随后应用图3的不可信非移动接入注册程序来寻找作为对5G核心网络的入口点的N3IWF。在步骤S503中，CPE/RG可通过将UE的注册消息嵌入在CPE/RG的用户平面中来转发所述注册消息，且根据由UE提供的注册消息来选择适当的N3IWF。在步骤S504中，选定的N3IWF将使用此UE的对应AMF来设立N2接口。在步骤S505中，UE由5G核心网络认证和授权。

图5B示出允许CPE/RG后面的UE经由移动接入网络连接到5G通信系统的注册程序的用户平面。在步骤S511中，UE附接到CPE/RG且通过CPE/RG应用图3的不可信非移动接入注册程序来寻找作为对5G核心网络的入口点的N3IWF。在步骤S512中，CPE/RG将把嵌入在CPE/RG的用户平面中的UE的服务请求消息转发到选定的N3IWF。在步骤S513中，选定的N3IWF将根据由UE提供的服务请求消息来设立此UE的用户平面。在步骤S514中，UE将传输用户平面中的用户数据。

对图5A和图5B中所描述的注册程序来说，UE的控制平面业务和用户平面流量被隐藏与嵌入在CPE/RG的用户平面业务内。且因此NG-RAN和5G网络都因CPE/RG的数据业务而不能直接检测UE的存在。在可以知道UE的存在之前，5G核心网络将需要处理由CPE/RG传输的数据业务且随后检测CPE/RG后面的UE的存在。因此，以下机制可应用于5G核心网络以检测CPE/RG后面的UE的存在。

CPE/RG可对一个或多个UE广播其由5G网络指定的公共身份(例如，5G-GUTI、PLMNID)。当UE接收公共身份消息且附接到CPE/RG时，UE可通过由此CPE/RG提供的中继能力连接到5G网络。在处理CPE/RG的5G-GUTI之后，UE将知道目前的CPE/RG是否与UE在同一PLMN中。如果CPE/RG和UE具有同一PLMN或CPE/RG的PLMN在UE的PLMN列表中，那么UE可决定在代理模式下连接到CPE/RG。如果CPE/RG不具有同一PLMN或不在UE的PLMN列表中，那么UE可在正常模式下连接到CPE/RG。5G核心网络将由于由NG-RAN设立的N2接口而检测CPE/RG后面的UE的存在。

一旦UE已注册到5G核心网络且由5G核心网络认证，那么将由CPE/RG记录UE的公共身份(例如5G-GUTI)以供移动性管理。举例来说，如果UE将切换到另一CPE/RG，那么可将公共身份(例如5G-GUTI)传送到另一CPE/RG。

根据以上公开的那些内容，所述机制将能够减少从CPE/RG的数据业务提取隧道信息的延迟时间和工作量。

图6A示出根据本公开的示例性实施例中的一个的允许CPE/RG后面的UE在正常模式下经由非移动接入技术连接到5G通信系统的注册程序的控制平面。在步骤S602中，CPE/RG将应用广播有线网络注册程序来注册到5G核心网络。在步骤S601中，UE将应用图3的不可信非移动接入注册程序以便附接和预占CPE/RG。随后，UE将应用接入注册程序来寻找作为对5G核心网络的入口点的适当的N3IWF。在步骤S603中，UE的注册消息将嵌入在CPE/RG的用户平面中，且可根据由UE提供的注册消息选择适当的N3IWF。在步骤S604中，假定UE由5G核心网络认证和授权。

图6B示出根据本公开的示例性实施例中的一个的允许CPE/RG后面的UE在正常模式下经由非移动接入网络连接到5G通信系统的注册程序的用户平面。在步骤S611中，UE将应用图3的不可信非移动接入注册程序来附接和预占CPE/RG。随后，UE将应用接入注册程序来寻找作为对5G核心网络的入口点的适当的N3IWF。在步骤S612中，UE的注册消息将嵌入在CPE/RG的用户平面中且可根据由UE提供的注册消息选定适当的N3IWF。在步骤S613中，假定由5G核心网络认证和授权，UE将利用其用户平面以供业务传输。

针对非移动接入，图7示出实施所提出的用于非移动接入的分层注册方法的经修改的5G通信系统架构。CPE/RG将对一个或多个UE广播其由5G网络指定的公共身份(例如，5G-GUTI、PLMN ID)。当UE预占CPE/RG且接收公共身份消息(例如5G-GUTI)时，UE可经由此CPE/RG的中继功能连接到5G网络。在接收CPE/RG的5G-GUTI后，UE就将确定目前的CPE/RG是否在同一PLMN中。如果CPE/RG和UE在同一PLMN中或CPE/RG在UE的PLMN列表中，那么UE可确定是在代理模式还是正常模式下连接到CPE/RG。在代理模式下，非移动接入网络(例如Wi-Fi)将代表UE设立N2/N3连接。假定UE已成功通过非移动接入网络(例如Wi-Fi)对5G核心网络完成图14和图16的注册程序，在代理模式下，5G网络的非移动网络(例如Wi-Fi)将能够因已由非移动接入网络安设的N2接口来通过非移动网络检测CPE/RG后面的UE的存在。一旦UE注册到5G网络，那么UE的公共身份(例如5G-GUTI)将记录在CPE/RG中以供移动性管理用途。

图14示出根据本公开的示例性实施例中的一个的允许CPE/RG后面的UE在代理模式下经由移动接入技术连接到5G通信系统的注册程序的控制平面。在步骤S1401中，UE可应用图2的移动接入注册程序来寻找作为进入5G核心网络的入口点的N3IWF。在步骤S1402中，UE将确定CPE/RG是否位于同一PLMN中。如果UE已确定CPE/RG位于同一PLMN中，那么UE将在代理模式下与CPE/RG连接。在步骤S1403中，CPE/RG将把UE的连接请求转发到5G核心网络，且可将所述请求嵌入在用户平面传输中。在步骤S1404中，NG-RAN将从用户平面传输提取UE数据且重构UE的N2接口和N3接口。在步骤S1405中，NG-RAN将使用此UE的对应AMF来设立N2接口。在步骤S1406中，UE由5G核心网络认证和授权。

图15示出根据本公开的示例性实施例中的一个的允许CPE/RG后面的UE在代理模式下经由移动接入网络连接到5G通信系统的注册程序的用户平面。在步骤S1501中，UE将确定CPE/RG是否与UE位于同一PLMN中。如果是，那么UE可在代理模式下与CPE/RG连接。在步骤S1502中，CPE/RG将UE的连接请求转发到5G核心网络。连接请求可嵌入在用户平面传输中。在步骤S1503中，NG-RAN可从用户平面传输提取UE数据且重构UE的N2接口和N3接口。在步骤S1504中，NG-RAN将使用此UE的对应UPF来设立N3接口。在步骤S1505中，UE将进行用户平面传输。

图16示出根据本公开的示例性实施例中的一个的允许CPE/RG后面的UE在代理模式下经由非移动接入技术连接到5G通信系统的注册程序的控制平面。在步骤S1601中，UE可将宽带有线注册程序应用于5G核心网络。在步骤S1602中，UE可确定CPE/RG是否与UE位于同一PLMN中。如果是，那么UE可在代理模式下与CPE/RG连接。在步骤S1603中，CPE/RG可将UE的连接请求转发到5G核心网络。UE的连接请求可嵌入在用户平面传输中。在步骤S1604中，非移动接入网络可从用户平面传输提取UE的数据且重构UE的N2接口和N3接口。在步骤S1605中，非移动接入网络可使用此UE的对应AMF来设立N2接口。在步骤S1606中，UE可由5G核心网络(即AMF)认证和授权。

图17示出根据本公开的示例性实施例中的一个的允许CPE/RG后面的UE在代理模式下经由非移动接入网络连接到5G通信系统的注册程序的用户平面。在步骤S1701中，UE将确定CPE/RG是否与UE位于同一PLMN中。如果是，那么UE可在代理模式下与CPE/RG连接。在步骤S1702中，CPE/RG可将UE的连接请求转发到5G核心网络。UE的连接请求可嵌入在用户平面传输中。在步骤S1703中，非移动接入从用户平面传输提取UE的数据且重构UE的N2接口和N3接口。在步骤S1704中，非移动接入网络将使用此UE的对应UPF来设立N3接口。在步骤S1705中，UE将进行用户平面传输。

图8示出实施所提出的经由移动接入网络在CPE/RG不作为中继节点支持N1的情况下将UE连接到5G通信系统架构的分层注册方法的5G通信系统架构。对此情形来说，UE可经由移动接入网络连接到5G核心网络，且CPE/RG将充当中继器。因此CPE/RG将充当UE与NG-RAN之间的透明节点。作为中继器的CPE/RG可将来自NG-RAN信息的信息广播或传输/接收到UE且因此充当中间方。UE与移动接入网络之间所使用的接入网络可以是任何非第三层网络通信技术或非IP层网络通信技术，例如蓝牙(Bluetooth)、紫蜂(Zigbee)等。

图9示出实施所提出的经由非移动接入网络在CPE/RG不作为中继节点支持N1的情况下将UE连接到5G通信系统架构的分层注册方法的5G通信系统架构。对此情形来说，UE可经由使用非移动接入网络通过CPE/RG连接到5G核心网络。CPE/RG可充当UE与宽带有线网络之间的透明节点或中继器。因此，UE与宽带有线网络之间的消息将通过充当中间节点的CPE/RG进行中继。类似地，UE与移动接入网络之间所使用的接入网络可以是任何非第三层网络通信技术或非IP层网络通信技术，例如蓝牙、紫蜂等。

图10示出从将UE连接到5G通信网络的电子装置的视角的分层注册方法。假定UE在电子装置(例如，CPE/RG)后面，且CPE/RG尝试将UE连接到5G通信网络。在步骤S1001中，电子装置将注册到5G通信网络。在步骤S1002中，电子装置在注册到5G通信网络之后建立与UE的连接。在步骤S1003中，电子装置在建立与UE的连接之后接收UE的用以注册到5G通信网络的服务请求消息。在步骤S1004中，电子装置将把承载UE的服务请求消息的第一用户平面消息传输到5G通信网络。在步骤S1005中，电子装置从5G通信网络接收对应于UE的服务请求消息的认证响应讯息，且电子装置将把认证响应讯息转发到UE。在步骤S1006中，电子装置在认证响应讯息指示UE由5G通信网络授权之后把包含UE的用户数据的第二用户平面消息传输到5G通信网络。可将UE和电子装置的用户数据都嵌入在传输到5G通信网络的同一第二用户平面消息中。

建立与UE的连接的步骤可包含广播电子装置的公共网络身份(ID)以及在广播电子装置的公共网络ID之后建立与UE的连接。电子装置的公共网络ID可由5G通信网络的接入管理功能(AMF)指定以指示电子装置的位置。

注册到5G通信网络的步骤可包含通过与5G通信网络介接的移动接入网络的控制平面来传输注册消息。传输具有UE的服务请求消息的第一用户平面消息的步骤可包含将承载UE的服务请求消息的第一用户平面消息传输到已由UE选定的N3IWF。移动接入网络可包含下一代无线接入网络(NG-RAN)。

替代性地，注册到5G通信网络的步骤可包含通过与5G通信网络介接的非移动接入网络的控制平面来传输注册消息。非移动接入网络的控制平面可以是宽带有线网络。

传输承载UE的服务请求消息的第一用户平面消息的步骤可包含通过非移动接入网络将UE的服务请求消息转发到已由UE选定的N3IWF。

图11示出根据本公开的示例性实施例中的一个的图10的电子装置。电子装置可以是CPE/RG或具有SIM卡的任何其他类型的UE。电子装置还可以是基站或在无线接入网络或核心网络中的任何通信装置。电子装置可包含但不限于处理器1101、收发器1102以及非暂时性存储介质1103。处理器1101电性连接到收发器1102和非暂时性存储介质1203且配置成至少用于实施由电子装置使用的分层注册方法的方法以及所述方法的示例性实施例和替代性变化，且所述方法可包含但不限于：注册到5G通信网络；在注册到5G通信网络之后，建立与UE的连接；在建立与UE的连接之后，接收UE的用以注册到5G通信网络的服务请求消息；将承载UE的服务请求消息的第一用户平面消息传输到5G通信网络；从5G通信网络接收对应于UE的服务请求消息的认证响应讯息，且将认证响应讯息转发到UE；以及在认证响应讯息指示UE由5G通信网络授权之后，将包含UE的用户数据的第二用户平面消息传输到5G通信网络。

收发器1102可包含配置成分别在射频中或在毫米波频率中传输和接收信号的一个或多个传输器和接收器。收发器1102还可进行例如低噪声放大、阻抗匹配、频率混合、上变频或下变频、滤波、放大等的操作。收发器1102可各自包含配置成在上行链路信号处理期间从模拟信号格式转换成数字信号格式且在下行链路信号处理期间从数字信号格式转换成模拟信号格式的一个或多个模/数(analog-to-digital；A/D)转换器和数/模(digital-to-analog；D/A)转换器。收发器1102可进一步包含天线阵列，所述天线阵列可包含传输和接收全向天线波束或定向天线波束的一个或多个天线。

处理器1101配置成处理数字信号且根据本公开的所提出的示例性实施例来进行所提出的分层注册方法的程序。此外，处理器1101可接入存储由处理器1101指定的程序设计码、码本配置、经缓冲数据以及记录配置的非暂时性存储介质1103。处理器1101可通过使用例如微处理器、微控制器、DSP芯片、FPGA等的可编程设计单元来实施。也可用单独的电子装置或IC来实施处理器1101的功能。应注意，可用硬件或软件来实施处理器1101的功能。

图12示出根据本公开的示例性实施例中的一个的适用于将UE连接到5G网络的基站的分层注册方法。在步骤S1201中，基站将从电子装置接收注册消息。在步骤S1202中，基站在已由5G通信网络认证电子装置之后，基站从电子装置接收第一用户平面消息，所述第一用户平面消息包括UE的用以向5G通信网络认证UE的服务请求消息。在步骤S1203中，基站将从5G通信网络接收对应于UE的服务请求消息的认证响应讯息，且基站将把认证响应讯息转发到电子装置。在步骤S1204中，基站在认证响应讯息指示UE由5G通信网络授权之后，从电子装置接收含有UE的用户数据的第二用户平面消息。在步骤S1205中，基站将从第二用户平面消息提取用户数据，且根据用户数据确定是否代表UE建立N2连接和N3连接。在步骤S1206中，基站将把用户数据传输到5G通信网络。上文所描述的用户数据可包含与用户设备的用户数据组合的电子装置的用户数据。上文所描述的电子装置可以是CPE/RG，且上文所描述的基站可以是NG-RAN的gNB。

基站从第二用户平面消息提取用户数据且根据用户数据确定是否代表UE建立N2连接和N3连接的步骤可包含：基站确定用户设备是否正与5G网络建立独立连接，且基站可响应于UE与5G网络建立独立连接而代表UE建立N2连接和N3连接。替代性地，基站从第二用户平面消息提取用户数据且根据用户数据确定是否代表UE建立N2连接和N3连接的步骤可包含：确定用户设备是否正与5G网络建立独立连接，且基站响应于用户设备未与5G网络建立独立连接而在不建立N2连接和N3连接的情况下将用户数据转发到5G网络。

基站可响应于用户数据具有额外UE的用户数据而建立另一组N2连接和N3连接。可针对多个UE建立多组N2/N3连接，且每一N2/N3连接可由核心网络使用以识别UE。

图13示出根据本公开的示例性实施例中的一个的图12的基站。基站可包含但不限于处理器1301和收发器1302。处理器1301电性连接到收发器1302且配置成至少用于实施适用于基站的分层注册方法以及所述方法的示例性实施例和替代性变化，且所述方法可包含但不限于：从电子装置接收注册消息；在已由5G通信网络认证电子装置之后，从电子装置接收第一用户平面消息，所述第一用户平面消息包含UE的用以向5G通信网络认证UE的服务请求消息；从5G通信网络接收对应于UE的服务请求消息的认证响应讯息，且将认证响应讯息转发到电子装置；在认证响应讯息指示UE由5G通信网络授权之后，从电子装置接收包含UE的用户数据的第二用户平面消息；从第二用户平面消息提取用户数据，且根据用户数据确定是否代表UE建立N2连接和N3连接；以及将用户数据传输到5G通信网络。

收发器1302可包含配置成分别在射频中或在毫米波频率中传输和接收信号的一个或多个传输器和接收器。收发器1302还可进行例如低噪声放大、阻抗匹配、频率混合、上变频或下变频、滤波、放大等的操作。收发器1302可各自包含配置成在上行链路信号处理期间从模拟信号格式转换成数字信号格式且在下行链路信号处理期间从数字信号格式转换成模拟信号格式的一个或多个模/数(A/D)转换器和数/模(D/A)转换器。收发器1302可进一步包含天线阵列，所述天线阵列可包含传输和接收全向天线波束或定向天线波束的一个或多个天线。

处理器1301配置成处理数字信号且根据本公开的所提出的示例性实施例来进行所提出的分层注册方法的程序。处理器1301可通过使用例如微处理器、微控制器、DSP芯片、FPGA等的可编程设计单元来实施。也可用单独的电子装置或IC来实施处理器1301的功能。应注意，可用硬件或软件来实施处理器1301的功能。

鉴于是前述描述，本公开适合于用于5G无线通信系统且能够允许UE通过分层级接入网络架构中的移动接入网络和非移动接入网络注册到5G通信系统，以使得UE将对5G通信系统可见，所述5G通信系统将通过满足UE的QoS要求来为UE服务。

本申请的所公开实施例的详细描述中使用的元件、动作或指令不应解释为对本公开来说为绝对关键或必要的，除非明确地如此描述。此外，如本文中所使用，不定冠词“一(a/an)”中的每一个可包含大于一个项目。如果希望表示只有一个专案，那么将使用术语“单个”或类似语言。此外，如本文中所使用，在多个项目和/或多个项目类别的列表之前的术语“中的任一个”希望包含所述项目和/或项目类别分别地或结合其它项目和/或其它项目类别“中的任一个”、“中的任何组合”、“中的任何多个”和/或“中的多个的任何组合”。另外，如本文中所使用，术语“组(set)”希望包含任何数目的专案，包含零个。另外，如本文中所使用，术语“数目”希望包含任何数目个，包含零个。

将对本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可对所公开实施例的结构作出各种修改和变化。鉴于前述，希望本公开涵盖本公开的修改和变化，前提是所述修改和变化落入所附权利要求书和其等效物的范围内。

Claims (20)

1.一种藉由电子装置用以通过移动接入网络或非移动接入网络将用户设备连接到第五代通信网络的分层注册方法，所述方法包括：

注册到所述第五代通信网络；

在注册到所述第五代通信网络之后，建立与所述用户设备的连接；

在建立与所述用户设备的所述连接之后，接收所述用户设备的用以注册到所述第五代通信网络的服务请求消息；

将承载所述用户设备的所述服务请求消息的第一用户平面消息传输到所述第五代通信网络；

从所述第五代通信网络接收对应于所述用户设备的所述服务请求消息的认证响应讯息，以及将所述认证响应讯息转发到所述用户设备；以及

在所述认证响应讯息指示所述用户设备由所述第五代通信网络授权之后，将包括所述用户设备的用户数据的第二用户平面消息传输到所述第五代通信网络。

2.如权利要求1所述的方法，其中建立与所述用户设备的所述连接包括：

广播所述电子装置的公共网络身份；以及

在广播所述电子装置的所述公共网络身份之后，建立与所述用户设备的所述连接，其中由所述第五代通信网络的接入管理功能指定所述电子装置的所述公共网络身份以指示所述电子装置的位置。

3.如权利要求1所述的方法，其中注册到所述第五代通信网络包括：

通过与所述第五代通信网络介接的所述移动接入网络的控制平面来传输注册消息。

4.如权利要求3所述的方法，其中传输承载所述用户设备的所述服务请求消息的所述第一用户平面消息包括：

将承载所述用户设备的所述服务请求消息的所述第一用户平面消息传输到已由所述用户设备选定的非第三代合作伙伴计划交互操作功能。

5.如权利要求3所述的方法，其中所述移动接入网络的所述控制平面包括下一代无线接入网络。

6.如权利要求1所述的方法，其中注册到所述第五代通信网络包括：

通过与所述第五代通信网络介接的所述非移动接入网络的控制平面来传输注册消息。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述非移动接入网络的控制平面包括宽带有线网络。

8.如权利要求6所述的方法，传输承载所述用户设备的所述服务请求消息的所述第一用户平面消息包括：

通过所述非移动接入网络将所述用户设备的所述服务请求消息转发到已由所述用户设备选定的非第三代合作伙伴计划交互操作功能。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述电子装置是用户驻地设备或住宅网关。

10.如权利要求8所述的方法，其中所述用户驻地设备或住宅网关是一种移动装置且具有订户识别模块卡，所述电子装置通过所述订户识别模块卡订用所述第五代通信网络。

11.如权利要求1所述的方法，其中建立与所述用户设备的所述连接进一步包括：

接收以及记录所述用户设备的身份；以及

在切换过程期间将所述用户设备的所述身份传输到另一电子装置。

12.一种电子装置，包括：

无线收发器；以及

处理器，连接到所述无线收发器以及配置成至少：

经由所述无线收发器注册到第五代通信网络；

在注册到所述第五代通信网络之后，经由所述无线收发器建立与用户设备的连接；

在建立与所述用户设备的所述连接之后，经由所述无线收发器接收所述用户设备的用以注册到所述第五代通信网络的服务请求消息；

经由所述无线收发器将承载所述用户设备的所述服务请求消息的第一用户平面消息传输到所述第五代通信网络；

经由所述无线收发器从所述第五代通信网络接收对应于所述用户设备的注册请求的认证响应讯息，以及将所述认证响应讯息转发到所述用户设备；以及

在所述认证响应讯息指示所述用户设备由所述第五代通信网络授权之后，经由所述无线收发器将包括所述用户设备的用户数据的第二用户平面消息传输到所述第五代通信网络。

13.一种藉由基站用以将用户设备连接到第五代通信网络的分层注册方法，所述方法包括：

从电子装置接收注册消息；

在已由所述第五代通信网络认证所述电子装置之后，从所述电子装置接收第一用户平面消息，所述第一用户平面消息包括所述用户设备的用以向所述第五代通信网络认证所述用户设备的服务请求消息；

从所述第五代通信网络接收对应于所述用户设备的所述服务请求消息的认证响应讯息，以及将所述认证响应讯息转发到所述电子装置；

在所述认证响应讯息指示所述用户设备由所述第五代通信网络授权之后，从所述电子装置接收包括所述用户设备的用户数据的第二用户平面消息；

从所述第二用户平面消息提取所述用户数据，以及根据所述用户数据确定是否代表所述用户设备建立N2连接以及N3连接；以及

将所述用户数据传输到所述第五代通信网络。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述用户数据包括所述电子装置的用户数据以及所述用户设备的用户数据。

15.如权利要求14所述的方法，其中从所述第二用户平面消息提取所述用户数据以及根据所述用户数据确定是否代表所述用户设备建立N2连接以及N3连接包括：

确定所述用户设备是否正建立与所述第五代网络的独立连接；以及

响应于所述用户设备建立与所述第五代网络的所述独立连接而代表所述用户设备建立所述N2连接以及所述N3连接。

16.如权利要求14所述的方法，其中从所述第二用户平面消息提取所述用户数据以及根据所述用户数据确定是否代表所述用户设备建立N2连接以及N3连接包括：

确定所述用户设备是否正建立与所述第五代网络的独立连接；以及

响应于所述用户设备未建立与所述第五代网络的所述独立连接而在不建立所述N2连接以及所述N3连接的情况下将所述用户数据转发到所述第五代网络。

17.如权利要求15所述的方法，其中进一步包括：

响应于所述用户数据具有额外用户设备的用户数据而建立另一组N2连接以及N3连接。

18.如权利要求13所述的方法，其中所述电子装置是用户驻地设备或住宅网关。

19.如权利要求13所述的方法，其中所述基站是下一代无线接入网络的gNB。

20.一种基站，包括：

无线收发器；以及

处理器，连接到所述无线收发器以及配置成至少：

经由所述无线收发器从电子装置接收注册消息；

在已由第五代通信网络认证所述电子装置之后，经由所述无线收发器从所述电子装置接收第一用户平面消息，所述第一用户平面消息包括所述用户设备的用以向所述第五代通信网络认证所述用户设备的服务请求消息；

经由所述无线收发器从所述第五代通信网络接收对应于所述用户设备的所述服务请求消息的认证响应讯息，以及将所述认证响应讯息转发到所述电子装置；

在所述认证响应讯息指示所述用户设备由所述第五代通信网络授权之后，经由所述无线收发器从所述电子装置接收包括所述用户设备的用户数据的第二用户平面消息；

从所述第二用户平面消息提取所述用户数据以及确定所述用户设备是否已在代理模式下连接到所述电子装置；

响应于所述用户设备已在所述代理模式下连接到所述电子装置而建立N2连接以及N3连接；以及

响应于所述用户设备已在所述代理模式下连接到所述电子装置而经由所述无线收发器将所述用户数据传输到所述第五代通信网络。