CN112367713A - 一种会话建立方法、会话释放方法及会话处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种会话建立方法、会话释放方法及会话处理系统，其中会话处理系统包括接收模块、处理模块和发送模块，所述接收模块负责接收用户设备UE所发送的5G会话请求消息，将接收到会话请求消息传递给所述处理模块；所述处理模块将5G的会话请求消息映射成4G会话请求数据之后交给所述发送模块；所述发送模块将映射为4G数据后的会话请求消息发送至4G核心网中的GW进行对应会话处理。本发明利用现有4G核心网的GW代替5G核心网中的SMF/UPF网元功能，让5G网络的搭建是以原有的4G核心网作为基础，减少5G网络搭建成本；将4G核心网中的GW作为5G网络中的切片，实现5G会话转换为4G会话，从而为用户提供5G数据服务。

Description

一种会话建立方法、会话释放方法及会话处理系统

技术领域

本发明涉及5G会话处理技术领域，尤其涉及一种会话建立方法、会话释放方法及会话处理系统。

背景技术

目前，在完整的5G(第五代移动通信网络)核心网架构中，用户接入5G网络并获得5G数据服务必须先在AMF(Access and Mobile Management Function，接入和移动管理功能设备)网元上进行注册，其注册过程只需AMF、AUSF(Authentication Server Function，鉴权服务功能)、UDM(Unified Data Management，统一数据管理)等少数几个网元参与即可，但是，获得5G数据服务由于需要建立会话，因此在5G核心网中必须要有SMF(SessionManagement Function,会话管理功能)、UPF(User Port Function,用户端口功能)网元等具有会话管理功能的单元才行。

由于5G网络相对于4G(第四代移动通信网络)网络的改进相对较大，因此重新搭建一个全新且完整的5G核心网需要投入大量的人力物力，若要实现5G全面覆盖，其投入成本将会是一个庞大的数字；若实现了5G核心网大规模覆盖，现有的4G核心网则只能在5G网络无覆盖的场景下用户使用LTE网络才提供服务，则会导致5G和4G重复覆盖区域4G网络资源浪费；因此，在目前4G网络搭建及覆盖相对完善，5G的发展成为趋势的情况下，如何充分利用现有资源来完成5G网络搭建与覆盖成为当前亟待解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种会话处理系统，在4G核心网的基础上利用4G核心网中的GW(GateWay，网关)来提供5G数据服务，充分利用先有资源，减少5G网络搭建成本。

本发明的目的之二在于提供一种会话建立方法，通过用户签约数据实现4G数据和5G数据之间的转换，充分利用现有资源，减少5G网络搭建成本。

本发明的目的之三在于提供一种会话释放方法。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种会话处理系统，包括接收模块、处理模块和发送模块，所述接收模块负责接收用户设备UE(User Equipment)所发送的5G会话请求消息，将接收到会话请求消息传递给所述处理模块；所述处理模块将5G的会话请求消息映射成4G会话请求数据之后交给所述发送模块；所述发送模块将映射为4G数据后的会话请求消息发送至4G核心网中的GW进行对应会话处理。

进一步地，所述处理模块设为AMF网元，所述AMF网元与UDM网元相连，负责从UDM网元中获取5G会话数据与4G会话数据间的映射关系。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种会话建立方法，应用在如上述的会话处理系统中，包括：

AMF网元接收用户设备UE发送的PDU会话建立请求，将所述PDU会话建立请求映射成4G会话连接数据并发送至4G核心网的GW上进行会话创建；

所述AMF网元根据所述GW发送的响应消息构造N2 PDU会话请求，并将其反馈至所述UE中进行交互。

进一步地，当所述AMF网元接收到所述用户设备UE发送的会话建立请求后，还包括：判断将要建立的会话的切片标识与DNN值是否与预设的值相等，若相等，才执行步骤S3，实现将该会话创建在所述GW上；若不相等，切片将进行标准处理，即通过原始的SMF网元来建立会话。

进一步地，所述PDU会话建立请求映射成4G会话连接数据的方法为：

调用UDM的Numd服务化接口获取用户签约数据，根据所述用户签约数据获得5G会话建立请求与4G会话连接数据间的映射关系，根据映射关系将5G的所述PDU会话建立请求转换为4G会话连接数据。

进一步地，所述AMF网元构造所述N2 PDU会话请求的方法为：

根据所述用户签约数据将所述GW发出的响应消息映射为5G N2 PDU会话请求数据；其中所述响应消息包括有NAS端的PDU会话建立接收命令。

进一步地，还包括：所述AMF网元接收到所述UE发送的N2 PDU会话回复消息后构造修改承载请求，并将其发送至所述GW进行会话修改，所述GW完成承载修改后向所述AMF网元回复信息。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：

一种会话释放方法，应用在如上述的会话处理系统中，包括：

AMF网元接收用户设备UE发送的PDU会话释放请求，将所述PDU会话释放请求映射成4G会话数据并发送至所述GW上进行会话删除；

所述AMF网元根据所述GW发送的响应消息构造N2 PDU会话请求，并将其反馈至所述UE中进行交互。

进一步地，所述AMF网元接收用户设备UE发送的PDU会话释放请求后，还包括：判断要求释放的会话是否已创建在4G核心网的GW上，若是，才将所述PDU会话释放请求映射成4G会话数据。

进一步地，所述AMF网元构造所述N2 PDU会话请求的方法为：

调用UDM的Numd服务化接口获取用户签约数据，根据所述用户签约数据将所述GW发出的响应消息映射为5G N2 PDU会话请求数据；其中所述响应消息包括有NAS端的PDU会话释放命令。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

利用现有4G核心网的GW代替5G核心网中的SMF/UPF网元功能，让5G网络的搭建是以原有的4G核心网作为基础，减少5G网络搭建成本；将4G核心网中的GW作为5G网络中的切片，实现5G会话转换为4G会话，从而为用户提供5G数据服务。

附图说明

图1为本发明会话建立方法的流程示意图；

图2为本发明会话释放方法的流程示意图；

图3为本发明AMF网元与GW的连接示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。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。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例一

本实施例提供一种会话处理系统，该系统是利用4G核心网中的GW来代替5G核心网中SMF/UPF网元功能，即在4G核心网的基础上增加若干个5G网元来实现5G会话与4G会话之间的转换，完成会话建立、会话释放和会话修改等过程，用户可直接通过用户设备UE来体验5G通信服务，从而减少5G网络建设的投资，同时充分利用现有4G核心网资源的目的。

本实施例提供一种会话处理系统包括接收模块、处理模块和发送模块，所述接收模块负责接收用户设备UE所发送的5G会话请求消息，将接收到会话请求消息传递给所述处理模块；所述处理模块将5G的会话请求消息映射成4G会话请求数据之后交给所述发送模块；所述发送模块将映射为4G数据后的会话请求消息发送至4G核心网中的GW进行对应会话处理。

其中，会话处理系统中的接收模块和处理模块的数据处理过程主要由所述AMF网元(Access and Mobile Management Function，接入和移动管理功能设备)来执行，当用户利用所述UE来使用5G数据服务时，所述UE生成5G会话请求消息，所述AMF网元即可接收所述UE发送的5G会话请求消息，并对5G会话请求消息进行分析处理。

所述AMF网元与所述UE之间通过接口实现信令连接，所述AMF网元接收所述UE发送的会话请求后，通过所述AMF网元新增的MMESF会话处理功能将5G会话请求映射成4G会话请求；具体为，所述AMF网元通过接口与所述UDM网元相连，所述UDM网元中存储有用户签约数据，提供签约数据的设置、提供、订阅/解除订阅、通知等业务。所述AMF网元接收到会话请求后，调用Numd-SDM服务化接口来获取所述UDM网元(Unified Data Management，统一数据管理设备)中的用户签约sm-data，所述AMF网元即可根据用户签约数据获取5G数据与4G数据间的映射关系，再根据映射关系将5G的会话请求映射成4G的会话请求。

而本实施例中，会话处理系统中的发送模块的数据转发功能主要由所述GW(GateWay，网关设备)完成；所述GW是4G核心网中的网关设备，如图3所示，所述AMF网元与所述GW的S11接口相连，此时，所述AMF网元可根据映射后的4G数据转发至所述GW上进行创建、释放或修改等会话处理。

实施例二

本实施例提供一种会话处理方法，其中会话处理方法具体可以包括会话建立、会话释放、会话修改、会话更新等，在本实施例中详细描述会话建立方法，而该会话建立方法应用在实施例一所述的会话处理系统中，如图1所示，主要包括如下步骤：

步骤S1：所述AMF网元接收所述UE发送的5G的PDU会话建立请求。

步骤S2：判断将要建立的会话的切片标识与DNN值是否与预设的值相等，若相等，才执行步骤S3，实现将该会话创建在所述GW上；若不相等，切片将进行标准处理，即通过原始的SMF网元来建立会话。

步骤S3：通过调用Nudm-SDM服务接口从所述UDM网元中获取用户签约数据sm-data。由于所述AMF上缺少签约的APN配置数据，再加上，由于5G数据和4G数据之间存在着一定的参数范围变化，例如TAC在5G中有3个字节，当在4G中只有2个字节，因此需要通过规划规避或使用默认值的方式来统一，例如配置5G中TAC的时候第一个字节不使用。而在本实施例中，使用sm-data作为用户签约数据，其用户签约数据中包含有4G数据和5G数据转换间的映射关系，利用该用户签约数据作为4G数据和5G数据统一的标准，即可实现将5G会话与4G会话转换的动作。

步骤S4：所述AMF网元根据步骤S3中获得的用户签约数据将所述PDU会话建立请求映射成4G的PDN连接请求，而该步骤由AMF网元新增的会话处理功能(MMESF)进行处理；其中，建立4G会话数据与5G会话数据在功能上的字段的映射如下表所示：

CreateSessionRequest	5G中相关参数或默认值
		Tai(TAC2byte)	Tai(TAC3byte)
APN	DNN
		QCI	5QI(直接使用或使用对应配置值)
EPS Bearer Id	PDU SessionID

表1 4G创建会话请求数据来源

步骤S5：所述AMF网元将映射成4G的会话建立请求发送至4G核心网的所述GW上进行会话创建。

步骤S6：所述GW在会话创建完成后作出回复，并将响应消息传送至所述AMF网元中。

步骤S7：所述AMF网元根据所述GW回复的响应消息，利用用户签约数据构造出N2PDU会话请求；其中所述AMF网元生成的所述N2 PDU会话请求中包含有NAS端的PDU会话建立接收命令；而消息构造所用数据按功能映射如下表所示：

表二 5G N2 PDU会话请求数据来源

步骤S8：所述AMF将映射后的N2 PDU会话创建请求发送至接入网络RAN；

步骤S9：所述UE接收所述RAN发送的PDU会话创建请求，用户通过所述UE对N2 PDU会话请求行为进行回复；

步骤S10：所述RAN将回复反馈至所述AMF网元中，所述AMF网元接收到所述UE发送的5G的会话回复信息后通过用户签约数据的映射关系构造出4G的修改承载请求，从N2 PDU会话回复中得到修改会话所需数据映射如下表所示：

Modify Bearer Request请求	N2 PDU会话回复相关参数
		EPS Bearer ID	PduSsessionId
S1-U eNodeB GTP-U	UPTransportLayerInfo(gTPTunnel)

表三 修改承载请求数据来源

步骤S12：所述AMF网元将修改承载请求发送至所述GW进行会话修改处理，所述GW完成承载修改后向所述AMF网元回复信息。

本实施例通过将5G会话通过映射的方式转换为4G会话，使得用户侧体验依然是5G会话服务，从而实现利用现有4G资源来提供5G数据服务的目的，减少了重新搭建全新5G核心网的成本。

实施例三

本实施例提供一种会话释放方法，该会话释放方法应用在实施例二所述的会话处理系统中，本实施例的删除会话只能在已创建的会话中进行删除；如图2所示，主要包括如下步骤：

步骤S1：所述AMF网元接收所述UE发送的5G的PDU会话释放请求。

步骤S2：判断要求释放的会话是否已创建在4G核心网的GW上，若是，才将所述PDU会话释放请求映射成4G会话数据。

其中，将5G的PDU会话释放请求映射成4G会话数据的方法与实施例二中将5G的PDU会话建立请求映射成4G会话数据的方法相同，均通过调用Nudm-SDM服务接口从所述UDM网元中获取用户签约数据sm-data，利用该用户签约数据对5G会话数据和4G会话数据进行转化，具体参考实施例二中的表一所示，由于该方法在实施例二中已经清楚描述，因此在此不再重复描述。

步骤S3：所述AMF网元将映射成4G的会话释放请求发送至所述GW中进行会话删除，而所述GW在完成会话删除后作出删除会话回复。

步骤S4：所述AMF网元接收所述GW回复的响应消息后，根据所述用户签约数据将所述GW发出的响应消息映射为5G N2 PDU会话删除数据；其中所述响应消息包括有NAS端的PDU会话释放命令。其中，消息构造所用部分数据映射如实施例二中的表二所示，在此不再重复描述。

步骤S5：所述AMF网元将映射成5G的N2 PDU会话删除数据发送至RAN。

步骤S6：所述RAN与所述UE实现交互并在所述UE端释放PDU会话相关资源。

步骤S7：会话释放完成后所述RAN向所述AMF网元作出N2资源释放应答，同时所述UE也向所述AMF网元发送PDU会话释放确认消息。

本实施例通过在5G网络中对所述AMF网元增加会话处理功能，该会话处理功能将5G会话转换为4G会话，对所述UE来说用户所体验到的是5G会话服务，对所述GW来说则是4G会话，相当于将4G GW作为5G中的一个特殊切片，其过程复用了现有的4G核心网设备，实现少量设备投入即可支持5G网络，减少投资成本的同时，保护运营商现有投资。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种会话处理系统，其特征在于，包括接收模块、处理模块和发送模块，所述接收模块负责接收用户设备UE所发送的5G会话请求消息，将接收到会话请求消息传递给所述处理模块；所述处理模块将5G的会话请求消息映射成4G会话请求数据之后交给所述发送模块；所述发送模块将映射为4G数据后的会话请求消息发送至4G核心网中的GW进行对应会话处理。

2.根据权利要求1所述的会话处理系统，其特征在于，所述处理模块设为AMF网元，所述AMF网元与UDM网元相连，负责从UDM网元中获取5G会话数据与4G会话数据间的映射关系。

3.一种会话建立方法，其特征在于，应用在如权利要求1～2任意一项所述的会话处理系统中，包括：

AMF网元接收用户设备UE发送的PDU会话建立请求，将所述PDU会话建立请求映射成4G会话连接数据并发送至4G核心网的GW上进行会话创建；

所述AMF网元根据所述GW发送的响应消息构造N2 PDU会话请求，并将其反馈至所述UE中进行交互。

4.根据权利要求3所述的会话建立方法，其特征在于，当所述AMF网元接收到所述用户设备UE发送的会话建立请求后，还包括：判断将要建立的会话的切片标识与DNN值是否与预设的值相等，若相等，才执行步骤S3，实现将该会话创建在所述GW上；若不相等，切片将进行标准处理，即通过原始的SMF网元来建立会话。

5.根据权利要求3所述的会话建立方法，其特征在于，所述PDU会话建立请求映射成4G会话连接数据的方法为：

调用UDM的Numd服务化接口获取用户签约数据，根据所述用户签约数据获得5G会话建立请求与4G会话连接数据间的映射关系，根据映射关系将5G的所述PDU会话建立请求转换为4G会话连接数据。

6.根据权利要求5所述的会话建立方法，其特征在于，所述AMF网元构造所述N2 PDU会话请求的方法为：

根据所述用户签约数据将所述GW发出的响应消息映射为5G N2 PDU会话请求数据；其中所述响应消息包括有NAS端的PDU会话建立接收命令。

7.根据权利要求3所述的会话建立方法，其特征在于，还包括：所述AMF网元接收到所述UE发送的N2 PDU会话回复消息后构造修改承载请求，并将其发送至所述GW进行会话修改，所述GW完成承载修改后向所述AMF网元回复信息。

8.一种会话释放方法，其特征在于，应用在如权利要求1～2任意一项所述的会话处理系统中，包括：

AMF网元接收用户设备UE发送的PDU会话释放请求，将所述PDU会话释放请求映射成4G会话数据并发送至所述GW上进行会话删除；

所述AMF网元根据所述GW发送的响应消息构造N2 PDU会话请求，并将其反馈至所述UE中进行交互。

9.根据权利要求8所述的会话释放方法，其特征在于，所述AMF网元接收用户设备UE发送的PDU会话释放请求后，还包括：判断要求释放的会话是否已创建在4G核心网的GW上，若是，才将所述PDU会话释放请求映射成4G会话数据。

10.根据权利要求9所述的会话释放方法，其特征在于，所述AMF网元构造所述N2 PDU会话请求的方法为：

调用UDM的Numd服务化接口获取用户签约数据，根据所述用户签约数据将所述GW发出的响应消息映射为5G N2 PDU会话请求数据；其中所述响应消息包括有NAS端的PDU会话释放命令。

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