CN111512653A - 通过桥接实体路由漫游用户设备的注册请求的技术 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种通信系统(200)，特别地涉及5G通信系统，该通信系统包括：至少一个受访网络切片(240)，该至少一个受访网络切片(240)包括受访网络接入实体(251)，特别地包括受访无线接入网(RAN)实体；归属网络切片(210)，该归属网络切片(210)包括归属网络接入实体(221)，特别地包括归属AMF实体；以及桥接实体(260)，该桥接实体(260)耦合在受访网络接入实体(251)和归属网络接入实体(221)之间，其中，桥接实体(260)被配置成将从受访网络接入实体(251)接收的漫游用户设备(UE)(202)的注册请求消息(203)路由到归属网络接入实体(221)。

Description

通过桥接实体路由漫游用户设备的注册请求的技术
技术领域
本发明涉及通过使用桥接实体，特别地通过中间或中央桥接实体，将漫游用户设备的注册请求消息从受访网络切片路由到归属网络(home network)切片的技术。本发明还涉及通信系统，特别地涉及5G通信系统，且涉及使用这种路由机制的方法。
背景
全球运营商目前正准备向5G网络转换。为了支持被计划用于5G的广泛服务，计划建立一个新的核心网络，其被称为下一代核心或NG核心。其结构在例如3GPP的技术规范TS23.501(版本1.5.0)中得到了描述。它规定了设计和运行5G面向服务的核心网络的要求。
面向服务的5G核心网络是基于以下前提：5G应该支持具有非常不同的性能要求的非常不同的服务。5G有三种不同的服务类别：1)增强型移动宽带(eMBB)，2)大规模机器类型通信(mMTC，也称为IoT、物联网)，以及3)超低延迟(UR-LLC)通信。
这包括用例或应用场景，诸如工业控制、增强现实(AR)或增强现实/虚拟现实(VR)和联网汽车。目标是使用端到端网络切片来映射和支持在物理网络基础架构上的这些不同服务和技术。通过这种方式，运营商可以在外部网络扇区(foreign network sectors)中运行新的服务，并将其网络插入到新的产业价值链。
当开始通信终端(即移动终端、机器终端(诸如自动驾驶汽车或无人驾驶飞机的机器终端，在本文中也称为用户设备(UE)))的运行时，当前，当UE位于受访网络或位于外部通信网络中时，复杂的过程是必要的。该过程是必要的，以便从归属通信网络(也被称为归属PLMN(公共陆地移动网络))取得UE的用户特定的数据并通知UE。UE的这些用户特定的数据可以例如包括UE在受访PLMN的注册和/或认证数据，诸如标识和电话号码，例如IMSI(国际移动用户识别码)或IMEI(国际移动设备识别码)或SIM ID(用户标识模块识别码)。此外，为了登录到受访网络(也被称为受访PLMN)，允许受访PLMN的能力和/或策略(例如网络技术、对某些服务的支持等)是必需的。
发明概述
本发明的目的是提供解决上述问题的构思，特别地是加速、简化在受访PLMN中的UE的连接过程并且增加其安全性，从而增加通信的性能和灵活性，特别是在上述5G通信网络中漫游时。
本发明的另一个目的是引入新的系统架构，以用于简化5G漫游架构。
前述目的和其他目的通过独立权利要求的主题来实现。从从属权利要求、说明书和附图中，另外的实现形式是明显的。
本发明基于使用将受访PLMN与归属PLMN耦合的桥接实体或桥接网络实例的思想。在本公开中描述了这种桥接实体的功能。
下面呈现的方法和系统可以是各种类型的。所描述的各个元素可以通过硬件或软件组件(例如可以通过各种技术制造的电子组件(并且包括例如半导体芯片、ASIC、微处理器、数字信号处理器、集成电路、电光电路和/或无源组件))来实现。
下面呈现的装置、系统和方法能够通过通信网络传输信息。术语通信网络(communication network)或通信网络(communication network)是指在其上进行信号传输的技术基础设施。通信网络基本上包括交换网络以及接入网络，在交换网络中信号的传输和交换发生在移动无线电网络或固定网络的固定装置和平台之间，在接入网络中信号的传输发生在网络接入装置和通信终端之间。通信网络可以包括移动无线电网络的组件以及固定网络的组件。在移动网络中，接入网络也被称为空中接口并且包括例如具有移动天线的基站(NodeB、eNodeB、无线电小区)，以建立到如上所述的通信终端(例如移动电话或具有移动适配器的移动装置或机器终端)的通信。在固定网络中，接入网络包括例如DSLAM(数字用户线接入复用器)，以基于线路连接多个参与者的通信终端。经由交换网络，通信可以被传送到其他网络，例如其他网络运营商，例如外国网络(foreign networks)。
下面呈现的通信网络可以包括各种技术和网络标准，例如根据5G系统架构的各种技术和网络标准。这包括网络切片的构思。网络切片是虚拟网络架构的一种形式，它使用与固定网络中的软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)相同的原理。SDN和NFV通过将传统的网络架构划分成虚拟单元来提供更大的网络灵活性，这些虚拟单元可以链接在一起，甚至通过软件链接在一起。
网络切片允许在公共物理基础设施上创建多个虚拟网络。然后，虚拟网络适应应用、服务、装置、客户或运营商的特定需求。
每个虚拟网络(网络切片)包括一组独立的逻辑网络功能，其支持特定用例的需求，其中术语“逻辑”指的是软件。
这些虚拟网络或网络切片中的每一个都经过优化，以使用对应的部分为特定服务和通信量业务(traffic)提供资源和网络拓扑。特征(诸如速度、容量、连接性、和覆盖范围)被分配，以满足每个用例的特定需求，但是功能组件也可以在不同的网络切片之间共享。
每个网络切片可以完全隔离，使得任何网络切片都不能干扰另一个网络切片中的通信量业务。这降低了引入和运行新服务的风险，并且还支持迁移，因为新技术或架构可以在隔离的切片上启动。它还影响安全性，因为如果网络攻击破坏了切片，那么攻击就被遏制住了，并且不能扩散到这个切片之外。
每个网络切片都配置有自己的网络架构、工程机制、和网络部署。为此，每个网络切片可以接收可以由网络运营商或客户根据应用进行控制的管理能力。网络切片可以被独立管理和组织。
根据第一方面，本发明涉及一种通信系统，特别地涉及5G通信系统，该通信系统包括：至少一个受访网络切片，其包括受访网络接入实体，其特别地包括受访无线接入网(RAN)实体；归属网络切片，其包括归属网络接入实体，特别地包括归属AMF实体；以及桥接实体，其被耦合在受访网络接入实体和归属网络接入实体之间，其中，桥接实体被配置成将从受访网络接入实体接收的漫游用户设备(UE)的注册请求消息路由到归属网络接入实体。
通过在通信系统中使用这种桥接实体，可以加速UE在受访PLMN中的连接过程，因为UE可以通过桥接实体从归属网络切片获得所有相关数据，以通过受访网络建立漫游通信。因此，UE不再需要使用各种不同的接口来查询各种网元，所述各种不同的接口甚至可能不存在于受访网络中并且可能使漫游连接的构建失败。这提高了通信(特别是在5G通信网络中漫游时)的性能和灵活性。特别地，对于5G通信网络来说，可以简化漫游场景的系统架构，因为新的桥接实体可以缓存所有需要的数据，例如用户数据等，从而替换获得漫游数据所需的所有其他通信。
在通信系统的示例性实现形式中，桥接实体是位于通信系统的中央位置处的中央实体；或者桥接实体是位于至少一个受访网络切片和归属网络切片之间的中间实体。
这提供了以下优点：桥接实体在受访网络切片和归属网络切片之外，并且可以用作中央数据库或中央服务器，以提供必要的路由信息。
在通信系统的示例性实现形式中，受访网络接入实体包括路由表，其被配置成基于在注册请求消息中所包括的UE的标识(UE ID)和/或从UE ID得出的公共陆地移动网络标识(PLMN ID)转发注册请求消息。
这提供了以下优点：路由表可以用于存储关于位于受访网络切片内的多个UE的必要信息，以及哪些UE位于它们的归属网络中，以及哪些UE是漫游的UE。通过使用路由表中的这一信息，可以加速漫游过程，因为漫游的UE可以被有效地路由到受访网络切片的外部。
在通信系统的示例性实现形式中，路由表包括外部路线(route)和至少一个内部路线，所述至少一个内部路线用于路由来自UE的被配置用于至少一个受访网络切片的消息，所述外部路线用于路由来自UE的并非被配置用于至少一个受访网络切片的消息。
这提供了以下优点：可以促进在属于受访网络的UE和属于归属网络的(漫游)UE之间的区分。
在通信系统的示例性实现形式中，内部路线包括在至少一个受访网络切片内的路线，特别地包括到至少一个受访网络切片的受访AMF实体的路线；并且外部路线包括到桥接实体的路线。
这提供了以下优点：受访网络切片的AMF实体可以处理来自属于受访网络的UE的所有请求，而来自属于归属网络的UE的请求可以由桥接实体将这些请求路由到的归属网络的AMF实体高效地处理。
在通信系统的示例性实现形式中，路由表包括第一内部路线和第二内部路线，第一内部路线用于路由来自UE的被配置用于至少一个受访网络切片中的第一受访网络切片的消息，第二内部路线用于路由来自UE的被配置用于至少一个受访网络切片中的第二受访网络切片的消息，其中，第一内部路线既不同于第二内部路线也不同于外部路线。
这提供了以下优点：可以实现对针对受访网络的不同网络切片的请求的快速处理。
在通信系统的示例性实现形式中，桥接实体包括路由表，该路由表被配置成基于UE的标识(UE ID)和/或基于PLMN ID，将注册请求消息转发到归属网络切片。
这提供了以下优点：来自漫游的UE的注册请求可以被高效且快速地转发或路由到它们的归属网络切片。因此，可以减少漫游过程的反应时间，并增进整个路由过程。
在通信系统的示例性实现形式中，桥接实体被配置成基于网络地址，特别地基于漫游用户设备(UE)的IP地址或MAC地址，路由注册请求消息。
这提供了以下优点：桥接实体可以被实现为路由IP地址或MAC地址的公共路由器。这降低了路由解决方案的计算复杂度。
在通信系统的示例性实现形式中，桥接实体提供数据库服务，特别地提供域名服务(DNS)或动态主机配置协议(DHCP)服务，该数据库服务被配置成解析漫游用户设备(UE)的注册请求消息，以提供对应的归属网络切片的地址。
这提供了以下优点：通过使用标准DNS服务器或DHCP服务器，可以高效地实现桥接实体的桥接任务。
在通信系统的示例性实现形式中，桥接实体被配置成提供耦合到桥接实体的至少一个归属网络切片和至少一个受访网络切片的可路由地址的映射。
这提供了以下优点：对于每个受访网络切片，可以指定到对应的归属网络切片的路线。这促进了漫游过程。
在通信系统的示例性实现形式中，桥接实体包括至少一个受访网络切片的受访AMF实体的功能和/或与受访AMF实体并置。
这提供了以下优点：桥接实体可以与AMF实体一起实现，这简化了实现并减少了延时。
在通信系统的示例性实现形式中，桥接实体包括数据缓存功能，特别地包括用于缓存从归属网络切片接收的用户数据的数据缓存功能。
这提供了以下优点：在数据缓存中存储的用户数据在需要时是可用的。因此可以减少访问用户数据的延时。
根据第二方面，本发明涉及一种可连接在多个受访网络切片和多个归属网络切片之间的桥接实体，该桥接实体包括：路由表，其被配置成在受访网络切片和归属网络切片之间提供多个路线；以及处理器，其被配置成基于路由表，将从多个受访网络切片中的受访网络切片接收的漫游用户设备(UE)的注册请求消息路由到多个归属网络切片中的对应归属网络切片。
这种桥接实体可以加速UE在受访PLM中的连接过程，因为UE可以通过桥接实体从归属网络切片获得所有相关数据，以通过受访网络建立漫游通信。因此，UE不再需要使用各种不同的接口来查询各种网元，所述各种不同的接口甚至可能不存在于受访网络中并且可能使漫游连接的构建失败。这提高了通信(特别是在5G通信网络中漫游时)的性能和灵活性。特别地，对于5G通信网络来说，可以简化漫游场景的系统架构，因为新的桥接实体可以缓存所有需要的数据，例如用户数据等，从而替换获得漫游数据所需的所有其他通信。
在桥接实体的示例性实现形式中，处理器被配置成：基于在注册请求消息中所包括的UE的标识(UE ID)(特别是UE的网络地址)和/或从UE ID得出的公共陆地移动网络标识(PLMN ID)，确定对应的归属网络切片。
这提供了以下优点：处理器可以高效地确定对应的归属网络切片，因为所有需要的信息都可以通过注册请求消息获得。
根据第三方面，本发明涉及一种受访网络接入实体，特别地是受访网络切片的无线接入网(RAN)实体，该受访网络接入实体包括：路由表，其包括用于将来自非漫游UE的消息路由到受访网络切片的网络实体的至少一个内部路线，以及用于将来自漫游UE的消息路由到桥接实体的外部路线；以及处理器，其被配置成基于参考在注册请求消息中所包括的UE的标识(UE ID)和/或从UE ID得出的公共陆地移动网络标识(PLMN ID)来查找路由表，转发来自UE的输入注册请求消息。
这种受访网络接入实体可以加速UE在受访PLM中的连接过程，因为UE可以通过受访网络接入实体和桥接实体从归属网络切片获得所有相关数据，以通过受访网络建立漫游通信。因此，UE不再需要使用各种不同的接口来查询各种网元，所述各种不同的接口甚至可能不存在于受访网络中并且可能使漫游连接的构建失败。这提高了通信(特别是在5G通信网络中漫游时)的性能和灵活性。
根据第四方面，本发明涉及一种通信系统，特别地是5G通信系统，该通信系统包括：至少一个访问网络切片，其包括根据第三方面所述的受访网络接入实体；至少一个归属网络切片；以及根据第二方面所述的桥接实体，其被配置成根据路由表将漫游用户设备(UE)的从至少一个受访网络切片接收的注册请求消息路由到至少一个归属网络切片。
这种通信系统可以加速UE在受访PLM中的连接过程，因为UE可以通过受访网络接入实体和桥接实体从归属网络切片获得所有相关数据，以通过受访网络建立漫游通信。因此，UE不再需要使用各种不同的接口来查询各种网元，所述各种不同的接口甚至可能不存在于受访网络中并且可能使漫游连接的构建失败。这提高了通信(特别是在5G通信网络中漫游时)的性能和灵活性。
根据第五方面，本发明涉及一种用于路由来自漫游用户设备(UE)的注册请求消息的方法，该方法包括：通过受访网络接入实体，特别地通过受访无线接入网(RAN)实体将来自漫游用户设备(UE)的注册请求消息转发到桥接实体；以及，通过桥接实体将注册请求消息路由到漫游UE的归属网络切片的归属网络接入实体。
这种方法可以加速UE在受访PLM中的连接过程，因为UE可以通过受访网络接入实体和桥接实体从归属网络切片获得所有相关数据，以通过受访网络建立漫游通信。因此，UE不再需要使用各种不同的接口来查询各种网元，所述各种不同的接口甚至可能不存在于受访网络中并且可能使漫游连接的构建失败。这提高了通信(特别是在5G通信网络中漫游时)的性能和灵活性。
根据第六方面，本发明涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括用于在计算机或处理器上执行时执行根据本发明第一方面的方法的程序代码。
本发明的实施例可以以硬件和/或软件的方式被实现。
附图简述
现在将参考以下附图描述本发明的进一步的实施例，其中：
图1示出了图示5G通信网络100的系统架构的示意图；
图2示出了图示具有受访通信网络切片240和归属通信网络切片210以及桥接实体260的5G通信网络200的示例性漫游场景的示意图；
图3示出了根据本公开的示例性桥接实体260的框图；以及
图4示出了图示根据本公开的用于路由来自漫游用户设备(UE)的注册请求消息的示例性方法400的示意图。
具体实施方式
在以下的详细描述中，参照形成本公开一部分的附图，并且在附图中以实例说明的方式示出了本发明可在其中实践的特定方面。应当理解的是，可使用其他方面并且可在不脱离本发明的范围的情况下做出结构或逻辑的改变。因此，以下详细描述不被认为是限制性意义的，因为本发明的范围由所附权利要求限定。
例如，应当理解的是，结合所描述的方法的公开内容也可以适用于被配置成执行该方法的对应的装置或系统，反之亦然。例如，如果描述了特定的方法步骤，则对应的装置可以包括执行所描述的方法步骤的单元(即使这种单元没有在附图中明确描述或图示)。此外，应当理解的是，除非另外特别指出，否则本文描述的各种示例性方面的特征可以彼此组合。
下面描述网络实体(诸如网络接入实体)以及这种网络接入实体或无线接入网(RAN)实体的功能。网络接入实体实现通信网络中的接入和移动性管理。通过网络接入实体，具有其标识(UE ID)的通信终端可以在通信网络中注册，并接收建立通信连接的许可。例如，在5G通信网络中，网络接入实体可以是代表接入和移动性管理功能的AMF(接入和移动性管理功能)。这管理接入和移动性控制。AMF还可以包括网络切片选择功能。对于无线接入，不需要移动性管理。网络接入实体可以是例如4G通信网络中的MME(移动性管理实体)。MME是LTE(长期演进)移动无线电标准的网络组件，其执行寻呼功能以建立呼叫和一般通信链路，以及用于控制目的的信令。MME形成核心网和接入网之间的链路。MME管理在无线小区中连接到它的所有移动通信终端的位置。在LTE系统中，通常将若干小区组合起来形成跟踪区域。MME的管理区域可以划分成若干跟踪区域。如下所述的无线接入网(RAN)实体(例如基站、接入点或另一种无线小区)也可以被表示为网络接入实体。
无线接入网(RAN)是移动电信系统的一部分。它实现了无线接入技术(RAT)。从概念上讲，它位于装置(诸如，移动电话、计算机、或任何远程控制机器)之间，并且提供与其核心网络(CN)的连接。根据不同的标准，移动电话和其他无线连接的装置不同地被称为用户设备(UE)、终端设备、移动台(MS)等。RAN功能通常由位于核心网络和用户设备中的RAN实体(例如硅芯片)提供。无线接入网络类型的示例有GERAN、包括EDGE分组无线业务的GSM无线接入网、UTRAN、UMTS无线接入网、E-UTRAN、LTE无线接入网和5G RAN。RAN实体可以例如包括基站，例如NodeB或eNodeB或具有5G能力的无线小区。
网络接入实体还提供以下技术功能：首先与先前未知的安全装置建立安全关系，以便随后能够在装置本身中和在具有网络接入功能的网络应用功能(NAF)中安装安全元件(密钥)。例如，可以使用Diameter协议和超文本传输协议(http)协议。例如，在BSF和NAF之间可以用SOAP来代替diameter。
维护这种通用安全关系涉及以下功能元件：终端(例如移动电话)(即用户设备(UE))，其想要使用特定服务；应用服务器，其提供服务(例如用于移动TV、VoLTE、VoIP、FTP数据传送、媒体流、互联网浏览等)；网络应用功能(NAF)；网络接入实体本身，其建立了在UE和NAF之间的安全关系；以及归属网络(例如HSS归属用户服务器(HSS))的数据库或(移动)网络提供商的UDR(统一数据存储库)，其管理其终端用户的相应的用户特定的配置文件。
在终端已从其开始请求服务接入之后，由应用服务器(NAF)查看(consult)网络接入实体网络接入特征。由于应用服务器此时尚不知道终端，因此它首先将此称为网络接入功能。终端和网络接入功能现在相互认证；这可以通过例如AKA协议(认证和密钥协商)以及通过向归属用户服务器(HSS)或归属网络的UDR数据库查询网络接入功能来实现。随后，网络接入功能和终端(UE)商定将要用于与应用服务器(NAF)的加密数据交换的会话密钥。如果终端现在再次转向应用服务器，那么它可以从网络接入功能获得会话密钥和用户特定数据，并开始与终端(UE)的数据交换。适当的会话密钥用于加密保护。
在终端和网络接入实体之间的安全关系本身从不脱离(移动)网络运营商的主权(sovereignty)，只有从该安全关系(密钥)得出的数据才能被应用查询到和使用。
具体而言，如在本公开中下文所述的，本公开中描述的网络实体旨在促进通信终端的漫游连接的建立。
图1示出了图示5G通信网络100的系统架构的示意图。5G系统架构100包括图1的各个框中所示的网络功能。
UE(用户设备)框130代表用户设备或客户终端或移动通信设备，其可以由用户操作来发起5G网络中的通信，即开始通信(移动始发，MO)或接受(移动终止，MT)。UE还可以在没有用户交互的情况下发起通信，例如，它可以是机器终端(例如用于汽车或机器人或其他装置的机器终端)。
框(R)AN((无线)接入网)131代表(无线)接入网，通过该(无线)接入网，UE 130获得对5G通信网络的接入。当接入网131是无线网络时，在UE 130和(R)AN之间的接口是空中接口，或者当接入网是有线网络时，在UE 130和(R)AN之间的接口是有线接口。
接入和移动性管理功能(AMF)框140代表接入和移动性管理功能。它管理UE的接入和移动性功能。AMF还可以包括网络切片选择功能。对于无线接入，不需要移动性管理。
会话管理功能(SMF)框141代表会话管理功能。它根据网络策略建立会话并管理它们。
用户面功能(UPF)框132代表用户面功能。根据服务类型，UPF可以应用于各种配置和位置。
策略控制功能(PCF)框142代表策略控制功能。它提供了包括网络切片、漫游和移动性管理的策略框架。这对应于4G系统中PCRF的功能。
框UDM(统一数据管理)152提供共享数据管理。这保存了用户数据和配置文件。这相当于4G系统中的HSS功能，但在NG核心网络中用于移动和有线接入。
框DN(数据网络)133提供数据网络，在该数据网络上，数据进行传输，例如从一个UE到另一个UE。
框AUSF(认证服务器功能)151提供认证功能，用户或UE可以利用该功能登录到网络。
AF(应用功能)框151提供实现某些服务被执行的应用功能。
NSSF框(网络切片选择功能)150提供选择特定网络切片的功能。
图1所示的5G系统架构代表了NG(下一代)网络的结构，其由网络功能(NF)和连接NF的参考点组成。UE 130连接到无线接入网(RAN)131或接入网(AN)131。另外，UE 130连接到接入和移动性功能(AMF)140。RAN 131代表使用新的RAT和先进的LTE技术的基站，而AN131是具有非3GPP接入(例如WiFi接入点)的通用基站。下一代核心网络100由各种网络功能(NF)组成。在图1中，有七个下一代核心NF，即(1)AMF 140、(2)会话管理功能(SMF)141、(3)策略控制功能(PCF)142、(4)应用功能(AF)143、(5)认证服务器功能(AUSF)151、(6)用户面功能(UPF)132、以及(7)用户数据管理(UDM)152。
网络功能(NF)代表在下一代(NextGen)或NG中从3GPP继承的处理功能。它既有功能行为，又充当接口。NF可以在专用硬件上实现为网元(或网络实体)，在专用硬件上实现为软件实例，或者在合适的平台(例如云基础设施)上实现为虚拟化的功能。
AMF 140提供基于UE的认证、授权、移动性管理等。因为AMF 140独立于接入技术，所以UE 130基本上连接到单个AMF 140。这意味着，具有多址技术的UE 130也仅连接到单个AMF 140。
SMF 141负责会话管理，并向UE 130分配IP地址。另外，SMF 141选择UPF 132并控制UPF 132进行数据传送。如果UE 130有多个会话，则不同的SMF 141可以与每个会话相关联，以单独控制它们，并且可能在每个会话中提供多个功能。
AF 143提供关于分组流的信息，并将其提供给负责策略控制以确保服务质量(QoS)的PCF 142。基于该信息，PCF 142将确定AMF 140和SMF 141的移动性和会话管理策略正常运行。
AUSF 151存储用于认证UE 130的数据，而UDM 152存储UE 130的订阅数据。数据网络DN 133(它并非是NG核心网络100的一部分)提供互联网接入和运营商服务。
架构参考点视图可用于代表下一代(NG)标准化中的详细消息流。参考点下一代NG1 101被定义为在UE 130和AMF 140之间的传输信令。用于在AN 131和AMF 140之间的连接的参考点被称为NG 2 102，以及用于在AN 131和UPF 132之间的连接的参考点被称为NG3103。在AN 131和SMF 141之间没有参考点，但是在AMF 140和SMF 141之间有参考点NG11111。这意味着SMF 141由AMF 140控制。由SMF 141和UPF 132使用NG4 104，以允许UPF 132采用来自SMF 141的生成控制信号进行设置，并且UPF 132可以向SMF 141报告其状态。NG9109是用于不同的UPF 132之间连接的参考点，以及NG14 114是不同AMF 140之间的参考点。NG15 115和NG7 107被定义，以便让PCF 142将其策略分别应用于AMF 140和SMF 141。AMF140需要NG12 112来执行对UE 130的认证。因为AMF 140和SMF 141需要UE 130的订阅数据，所以NG8 108和NG10 110被定义。
下一代网络100旨在实现用户和控制或控制级的分离。用户级传输用户流量，而控制级在网络上传输信令。在图1中，UPF 132在用户面中，而所有其他网络功能(即AMF 140、SMF 141、PCF 142、AF 143、AUS 151和UDM 152)在控制面中。用户面和控制面的分离保证了在每个网络级处资源的独立扩展(scaling)。该分离还允许以与控制面的功能分离的分布式方式提供UPF 132。
NG架构100由模块化功能组成。例如，AMF 140和SMF 141是控制面中的独立功能。分离的AMF 140和SMF 141允许独立开发和扩展。其他控制面功能(诸如PCF 142和AUSF151)可以分离，如图1所示。图1所示的模块化功能设计还使下一代网络100能够灵活地支持各种服务。
每个网络功能都直接与另一个NF交互。在控制层，两个NF之间的一系列交互被定义为服务，因此它们可以被重用。该服务允许支持模块化。用户级支持交互，诸如不同UPF132之间的转发操作。
下一代网络100支持类似于EPS(增强型分组交换)的漫游。有两种类型的应用场景，归属路由(HR)和本地突破(LBO)。下面将更详细地描述根据这里提出的构思的支持漫游和对应的会话管理的结构。
图2示出了图示根据本公开的具有受访通信网络切片240和归属通信网络切片210以及桥接实体260的5G通信网络200的示例性漫游场景的示意图。
5G通信网络200被划分成归属网络切片210(例如归属PLMN(公共陆地移动网络)的网络切片)和受访网络切片240(例如受访PLMN的网络切片)。两个网络210、240具有与以上对图1中总体描述的结构相同的结构，为了清楚起见，没有详细示出所有的网元。特别地，受访网络切片240包括AMF网元251(在本文中也称为(V)AMF)，其具有与上面参考图1描述的AMF 140相同的功能和接口。受访网络切片240还包括无线接入网(RAN)元件252(在本文中也称为(V)RAN)，具有与上面参考图1描述的RAN 131相同的功能和接口。
相同的网元(具有相同的功能和接口)还包括归属网络切片210，即AMF网元221、SMF网元222和数据库UDR 230，数据库UDR 230具有网元AUSF 231、UDM 232和PCF 233。归属网络切片210是归属PLMN的网络切片，通信终端或通信终端的用户在归属PLMN中进行注册，即他与网络运营商订立契约。受访网络切片240是受访PLMN的网络切片，通信终端或其用户当前驻留在该网络切片的网络覆盖范围内，并且用户通过该网络切片进行通信(即想要建立漫游连接)。受访PLMN和归属PLMN都可以包括多个网络切片。为了简单起见，在图2中，对于受访PLMN和归属PLMN，仅描绘了一个网络切片。
图2中描绘的通信系统200可以是例如5G通信系统。通信系统200包括至少一个受访网络切片240，该至少一个受访网络切片240包括受访网络接入实体251，例如受访无线接入网(RAN)实体(例如上面参考图1描述的RAN实体131)。通信系统200还包括归属网络切片210，其包括归属网络接入实体221，例如归属AMF实体(例如上面参考图1描述的AMF实体140)。通信系统200还包括桥接实体260，桥接实体260耦合在受访网络接入实体251和归属网络接入实体221之间。桥接实体260被配置成将从受访网络接入实体251接收的漫游UE202的注册请求消息203路由到归属网络接入实体221。
桥接实体260可以是位于通信系统200的中央位置的中央实体。可替代地，桥接实体260可以是位于至少一个受访网络切片240和归属网络切片210之间的中间实体。
受访网络接入实体252可以包括路由表，该路由表被配置成基于UE 202的标识(UEID)转发注册请求消息203。这种UE ID可以被包括在注册请求消息203中，和/或可以是从UEID得出的公共陆地移动网络标识(PLMN ID)。
路由表可以包括：一个或更多个内部路线253和外部路线254，该一个或更多个内部路线253用于路由来自UE 202的被配置用于至少一个受访网络切片240(即UE 202的归属网络或归属网络切片是受访网络切片240)的消息，该外部路线254用于路由来自UE 202的并非被配置用于至少一个受访网络切片240的消息。
内部路线253可以包括在至少一个受访网络切片240内的路线，例如，到至少一个受访网络切片240的受访AMF实体251的路线。外部路线254可以包括到桥接实体260的路线。
路由表可以包括第一内部路线和第二内部路线，第一内部路线用于路由来自UE202的被配置用于至少一个受访网络切片240中的第一受访网络切片240的消息，第二内部路线用于路由来自UE 202的被配置用于至少一个受访网络切片240中的第二受访网络切片的消息。第一内部路线可以不同于第二内部路线和外部路线254。这意味着，受访网络接入实体252可以路由或转发来自受访网络的不同切片的UE的请求消息，并且可以另外路由来自漫游UE的指向归属网络切片的请求消息。
注册请求203还可以包括通信终端202从受访网络切片240请求的特定服务的标识。如果受访PLMN支持特定服务，则特定服务可以通过受访PLMN基于特定服务的标识来被提供。否则，如果受访PLMN不支持特定服务，则网络实体(251或252)可以向支持特定服务的UE传输另一个通信网络的PLMN ID。
注册请求203还可以包括用于认证通信终端202的密钥。网络实体(251和/或252)可以基于密钥通过归属通信网络210的认证实体231来认证通信终端202。
桥接实体260可以包括路由表，该路由表被配置成基于UE 202的标识(UE ID)和/或基于PLMN ID，将注册请求消息203转发到归属网络切片210。
桥接实体260可以被配置成基于网络地址，特别地基于漫游用户设备(UE)202的IP地址或MAC地址，路由注册请求消息203。
桥接实体260可以提供数据库服务(例如域名服务(DNS)或动态主机配置协议(DHCP)服务)，其被配置成解析漫游用户设备(UE)202的注册请求消息203，以提供对应的归属网络切片210的地址。
桥接实体260还可以被配置成提供耦合到桥接实体260的至少一个归属网络切片210和至少一个受访网络切片240的可路由地址的映射。
桥接实体260可以包括至少一个受访网络切片240的受访AMF实体251的功能，和/或可以与受访AMF实体251并置。
桥接实体260可以包括数据缓存功能，特别是用于缓存从归属网络切片210接收的UE的用户数据。
通信系统200包括受访网络接入实体300，例如受访网络切片240的无线接入网(RAN)实体。受访网络接入实体300可以包括路由表301，路由表301包括用于将来自非漫游UE 202的消息路由到受访网络切片240的网络实体251的至少一个内部路线253以及用于将来自漫游UE 202的消息路由到桥接实体260的外部路线254。受访网络接入实体300还可以包括处理器302，该处理器302被配置成基于参考在注册请求消息203中所包括的UE 202的标识(UE ID)和/或从UE ID得出的公共陆地移动网络标识(PLMN ID)来查找路由表301，转发来自UE 202的输入注册请求消息203。
这种可以是5G通信系统的通信系统200包括至少一个受访网络切片240，该受访网络切片240包括如以上参考图2描述的受访网络接入实体252。如以上参考图2所述，通信系统200还包括至少一个归属网络切片210。通信系统200还包括如以上参考图2所描述的桥接实体260，其被配置成：根据路由表，将从至少一个受访网络切片240接收的漫游用户设备(UE)202的注册请求消息203路由到至少一个归属网络切片210。
下面，描述通信系统200的示例性功能。
1)V RAN 252路由到中央实例(网桥)260。
2)中央实例260是一种数据库(例如，域名服务器(DNS))，其读出所有PLMN ID，并指定要路由的地址。
3)中央实例260可以是桥接AMF，并且可以接管VAMF 251的任务。
4)中央实例260为所有网络提供信息。
5)中央实例260可以通过使用用户ID(例如用户的IP地址)来路由。
6)中央实例260使用该IP地址来识别哪个归属网元(例如，UDR 230)需要被路由或漫游。
7)中央实体260提供数据缓存功能(例如用户数据的数据缓存功能)。
该功能提供了以下优势：中央实例260使得能够在漫游情况下更快地获取用户数据以及更容易地维护或更新实体。例如，桥接实例260可以在任何时候被更新，例如添加额外的切片ID。
图3示出了根据本公开的示例性桥接实体260的框图。桥接实体260可以连接在多个受访网络切片240和多个归属网络切片210之间。桥接实体260包括路由表301和处理器302。
路由表301被配置成提供在受访网络切片240和归属网络切片210之间的多条路线。处理器302被配置成基于路由表，将从多个受访网络切片中的受访网络切片240接收的漫游用户设备(UE)202的注册请求消息203路由到多个归属网络切片中的对应的归属网络切片210。
处理器302可以被配置成：基于在注册请求消息203中所包括的UE202的标识(UEID)(特别地是UE 202的网络地址)和/或从UE ID得出的公共陆地移动网络标识(PLMN ID)，确定对应的归属网络切片210。
桥接实体260可以以硬件或软件的方式实现，例如作为被设计用于实现上述功能的硅芯片，或者作为软件实现方式中的数据库功能，例如如上所述。
图4示出了图示根据本公开的用于路由来自漫游用户设备(UE)的注册请求消息的示例性方法400的示意图。
在第一步骤401中，方法400包括：通过受访网络接入实体251，特别地通过受访无线接入网(RAN)实体，将来自漫游用户设备(UE)(202的注册请求消息203转发到桥接实体260，例如，如以上参考图2和图3所述。
在第二步骤402中，方法400包括：通过桥接实体260将注册请求消息203路由到漫游UE 202的归属网络切片210的归属网络接入实体221。
方法400可以包括另外的步骤，诸如根据上面参考图2和图3描述的方法步骤。
本发明的另一方面涉及计算机程序产品，其包括当在计算机或处理器上执行时用于执行上述方法400或功能的程序代码。方法400可以被实现为可以存储在非暂时性计算机介质上的程序代码。计算机程序产品可以实现上面参考图2至图4描述的技术。
尽管可以参考几个实现方式或实施例中的仅仅一个来公开本公开的特定特征或方面，然而这种特征或方面可以如可能对任何给定的或特定的应用期望的和有利的那样与其他实现方式或实施例的一个或更多个其他特征或方面组合。此外，在术语“包括(include)”、“具有(have)”、“带有(with)”、或它们的变化形式在详细描述和/或权利要求中使用的情况下，这类术语旨在以类似于术语“包括(comprise)”的方式为包含性的。此外，术语“示例性的(exemplary)”、“例如(for example)”和“例如(e.g.)”仅仅意为示例，而不是最佳的或最优的。可能已经使用了术语“耦合(coupled)”和“连接(connected)”以及派生词。应当理解的是，这些术语可以用来指示两个元件协作或相互作用，而不管它们是直接物理接触还是电接触，或者它们不是直接相互接触。
虽然在本文中已经图示并且描述了特定方面，但是本领域的普通技术人员将会理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以用各种替代和/或等效实现方式来替代所示出和描述的特定方面。本申请旨在覆盖本文讨论的特定方面任何更改或变型。
虽然随附的权利要求中的元素是以特定的顺序陈述的，但是除非权利要求陈述另外暗示了用于实现这些元素中的一些或全部的特定顺序，否则这些元素不一定旨在被限制为以该特定顺序被实现。
根据上述教导，许多替换、修改、和变型对于本领域技术人员来说是明显的。当然，本领域的技术人员容易认识到，除了本文描述的那些之外，本发明还有许多应用。虽然已经参考一个或更多个特定实施例描述了本发明，但是本领域技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行许多改变。因此，应当理解的是，在所附权利要求及其等同物的范围内，本发明可以以与本文具体描述不同的方式被实践。

Claims (15)

1.一种通信系统(200)，特别是5G通信系统，所述通信系统包括：
至少一个受访网络切片(240)，所述至少一个受访网络切片(240)包括受访网络接入实体(251)，特别地包括受访无线接入网(RAN)实体；
归属网络切片(210)，所述归属网络切片(210)包括归属网络接入实体(221)，特别地包括归属AMF实体；和
桥接实体(260)，所述桥接实体(260)耦合在所述受访网络接入实体(251)和所述归属网络接入实体(221)之间，其中，所述桥接实体(260)被配置成将从所述受访网络接入实体(251)接收的漫游用户设备(UE)(202)的注册请求消息(203)路由到所述归属网络接入实体(221)。
2.根据权利要求1所述的通信系统，
其中，所述桥接实体(260)是位于所述通信系统(200)的中央位置处的中央实体；或者
其中，所述桥接实体(260)是位于所述至少一个受访网络切片(240)和所述归属网络切片(210)之间的中间实体。
3.根据权利要求1或2所述的通信系统，
其中，所述受访网络接入实体(252)包括路由表，所述路由表被配置成基于在所述注册请求消息(203)中所包括的UE(202)的标识(UE ID)和/或从所述UE ID得出的公共陆地移动网络标识(PLMN ID)转发所述注册请求消息(203)。
4.根据权利要求3所述的通信系统，
其中，所述路由表包括外部路线(254)和至少一个内部路线(253)，所述内部路线(253)用于路由来自UE(202)的被配置用于所述至少一个受访网络切片(240)的消息，所述外部路线(254)用于路由来自UE(202)的并非被配置用于所述至少一个受访网络切片(240)的消息。
5.根据权利要求4所述的通信系统，
其中，所述内部路线(253)包括在所述至少一个受访网络切片(240)内的路线，特别地包括到所述至少一个受访网络切片(240)的受访AMF实体(251)的路线；以及
其中，所述外部路线(254)包括到所述桥接实体(260)的路线。
6.根据权利要求4或5所述的通信系统，
其中，所述路由表包括第一内部路线和第二内部路线，所述第一内部路线用于路由来自UE(202)的被配置用于所述至少一个受访网络切片(240)中的第一受访网络切片(240)的消息，所述第二内部路线用于路由来自UE(202)的被配置用于所述至少一个受访网络切片(240)中的第二受访网络切片的消息，
其中，所述第一内部路线既不同于所述第二内部路线也不同于所述外部路线(254)。
7.根据权利要求3至6中的一项所述的通信系统，
其中，所述桥接实体(260)包括路由表，所述路由表被配置成基于所述UE(202)的标识(UE ID)和/或基于所述PLMN ID将所述注册请求消息(203)路由到所述归属网络切片(210)，和/或基于网络地址、特别地基于所述UE(202)的IP地址或MAC地址路由所述注册请求消息(203)。
8.根据前述权利要求中的一项所述的通信系统，
其中，所述桥接实体(260)提供数据库服务，特别地提供域名服务(DNS)或动态主机配置协议(DHCP)服务，所述数据库服务被配置成解析所述漫游用户设备(UE)(202)的所述注册请求消息(203)，这提供了对应的归属网络切片(210)的地址。
9.根据前述权利要求中的一项所述的通信系统，
其中，所述桥接实体(260)被配置成提供耦合到所述桥接实体(260)的至少一个归属网络切片(210)和至少一个受访网络切片(240)的可路由地址的映射。
10.根据前述权利要求中的一项所述的通信系统，
其中，所述桥接实体(260)包括所述至少一个受访网络切片(240)的受访AMF实体(251)的功能和/或与所述受访AMF实体(251)并置。
11.根据前述权利要求中的一项所述的通信系统，
其中，所述桥接实体(260)包括数据缓存功能，特别地包括用于缓存从所述归属网络切片(210)接收的用户数据的数据缓存功能。
12.一种桥接实体(260)，其能够连接在多个受访网络切片(240)和多个归属网络切片(210)之间，所述桥接实体(260)包括：
路由表(301)，所述路由表(301)被配置成提供在所述受访网络切片(240)和所述归属网络切片(210)之间的多条路线；以及
处理器(302)，所述处理器(302)被配置成基于所述路由表，将从所述多个受访网络切片中的受访网络切片(240)接收的漫游用户设备(UE)(202)的注册请求消息(203)路由到所述多个归属网络切片中的对应的归属网络切片(210)。
13.根据权利要求12所述的桥接实体，
其中，所述处理器被配置成：基于在所述注册请求消息(203)中所包括的UE(202)的标识(UE ID)，特别地基于所述UE(202)的网络地址，和/或基于从所述UE ID得出的公共陆地移动网络标识(PLMN ID)，确定所述对应的归属网络切片(210)。
14.一种受访网络接入实体，特别是受访网络切片(240)的无线接入网(RAN)实体，所述受访网络接入实体(300)包括：
路由表，所述路由表包括用于将来自非漫游UE(202)的消息路由到所述受访网络切片(240)的网络实体(251)的至少一个内部路线(253)和用于将来自漫游UE(202)的消息路由到桥接实体(260)的外部路线(254)；以及
处理器，所述处理器被配置成：基于参考在来自UE(202)的输入注册请求消息(203)中所包括的所述UE(202)的标识(UE ID)和/或从所述UE ID得出的公共陆地移动网络标识(PLMN ID)来查找所述路由表，转发来自所述UE(202)的所述注册请求消息(203)。
15.一种用于路由来自漫游用户设备(UE)的注册请求消息的方法，所述方法包括：
通过受访网络接入实体(251)，特别地通过受访无线接入网(RAN)实体，将来自漫游用户设备(UE)(202)的注册请求消息(203)转发到桥接实体(260)；以及
通过所述桥接实体(260)将所述注册请求消息(203)路由到所述漫游UE(202)的归属网络切片(210)的归属网络接入实体(221)。
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