CN116233966B - 应急通讯场景下5gc用户接入系统 - Google Patents

应急通讯场景下5gc用户接入系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应急通讯场景下5GC用户接入系统，包括UE终端、地基网络、天基网络、5GC核心网元和NWDAF网元，所述UE终端在失去地基网络信号时通过所述天基网络向所述5GC核心网元发出上线请求；所述NWDAF网元通过所述5GC核心网元获取订阅所述天基网络的UE用户清单并判断是否处于处于应急场景，对处于应急场景的UE用户清单设置UE限制接入策略，以相应的UE终端分成若干个UE终端组，所述NWDAF网元将所述UE限制接入策略发送至所述5GC核心网元；所述5GC核心网元依据所述UE限制接入策略以预设周期切换下线或上线所述UE终端组，以防止所述天基网络过载堵塞。本发明可在应急场景下，控制UE终端周期性的通过天基网络注册到5GC上，解决应急通讯中部分用户无法上线问题。

Description

应急通讯场景下5GC用户接入系统
技术领域
本发明涉及5G领域，尤其涉及应急通讯场景下5GC用户接入系统。
背景技术
5G核心网，许多新的业务场景提出了对SLA的差异化需求，带来了网络运营的复杂性。依托5G网络能力和丰富的业务发展，业务体验也将呈现出多元化、个性化发展态势。面对5G典型场景、业务需求的多样化、业务体验的个性化，目前的5G网络仍缺乏足够的智能来提供按需服务和更高的网络资源利用效率。因此，3GPP拟将AI(人工智能)引入5G网络，新增了一个NF(Network Function)：NWDAF(Network Data Analytics Function，网络数据分析功能)
NWDAF工作机制通过收集特定NF的数据，然后进行数据分析，再提供数据分析结果给其他NF，让其他NF根据数据分析结果做出更合理的决策，实现更精准的按需服务和更改的网络资源利用效率，或者把数据分析结果提供给核心网外部的应用，为企业决策提供数据依据。
根据现在的TS 29520－g10协议，NWDAF具体工作方式是通过NF、AF、OAM订阅和数据通知的方式来收集原始数据，每次NF、AF、OAM采集到NWDAD订阅的网络数据，就把对应的数据通知到NWDAD，NWDAF会对原始数据进行智能分析，并把分析的结果通知给已经订阅的NF、AF、OAM，NF、AF、OAM在决策时会考虑这些信息。
根据现在的TS 3GPP 29520－g10协议，NWDAF采集数据的方式是通过向NF、OAM和AF发送数据订阅消息，然后当NF、OAM或者AF采集到对应的数据后，将会把该数据通过通知消息提交到NWDAF，然后NWDAF每次收集到数据后，将数据加入到原来数据中一起分析和运行，得出数据分析报告。这种分析和得到的分析报告是比较普遍和简单的，没办法针对特定场景进行更好的优化。
而在中国专利CN112351445A中，公开了一种通信方法，终端将接入请求信息广播至低轨道卫星，并由所述低轨道卫星发送给信关站，所述信关站将所述接入请求信息提供给主控中心，主控中心根据接入请求信息规划该终端的通信时间。其中，主控中心对所接收的接入请求信息后，根据用户的优先级及当前通信资源的运行状态(如拥堵情况，剩余资源等)，根据预设的策略及算法统筹规划，为该终端分配通信时间，生成对应的确认信息，以避免通信拥堵，提高通信效率。然而，这种通信方法只能解决短时间内的信息拥堵问题，如果发生地震等灾害导致地基网络长时间无法工作，需要天基网络长时间在高负荷条件下工作时，仅仅会依据当前通信资源的运行状态和UE端的优先级进行当时的时间分配，而无法综合考虑当前情况，极有可能使得繁忙情况下，优先级较低的用户等待时间无限延长，登录时间极短，使得灾难来临后部分用户无法有效上线，造成用户恐慌。
故，急需一种可解决上述问题的应急通讯场景下5GC用户接入系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种应急通讯场景下5GC用户接入系统，用于应急场景下，UE终端从地基网络切换到天基网络后，NWDAF网元分析相应注册的用户给出分组限制接入策略，周期性的通过天基网络注册到5GC上，解决应急通讯中部分用户无法上线问题。
为了实现上述目的，本发明公开了一种应急通讯场景下5GC用户接入系统，包括UE终端、地基网络、天基网络、5GC核心网元和NWDAF网元，所述UE终端在失去地基网络信号时通过所述天基网络向所述5GC核心网元发出上线请求；所述NWDAF网元通过所述5GC核心网元获取订阅所述天基网络的UE用户清单并判断是否处于处于应急场景，若是则对处于应急场景的UE用户清单设置UE限制接入策略，所述UE限制接入策略将处于应急场景的所述UE用户清单中的UE终端分成若干个UE终端组，所述NWDAF网元将所述UE限制接入策略发送至所述5GC核心网元；所述5GC核心网元依据所述UE限制接入策略以预设周期切换下线或上线所述UE终端组，以防止所述天基网络过载堵塞。
较佳地，所述UE终端在失去地基网络信号时通过所述天基网络向所述5GC核心网元发出上线请求包括：所述UE终端在失去地基网络信号时向所述天基网络发起上线请求，所述天基网络将所述UE终端发出的上线请求转发至所述5GC核心网元，所述5GC核心网元对所述UE终端的上线请求进行处理并通过所述天基网络向所述UE终端反馈处理结果；所述NWDAF网元通过所述5GC核心网元获取订阅所述天基网络的UE用户清单具体包括：所述NWDAF网元向所述5GC核心网元发起订阅所述天基网络的UE用户清单请求，所述5GC核心网元响应所述UE用户清单请求以向所述NWDAF网元发送订阅所述天基网络的UE用户清单。
较佳地，所述地基网络正常工作时，所述UE终端通过所述地基网络向所述5GC核心网元发出上线请求，所述5GC核心网元处理所述地基网络发送过来的上线请求并通过所述地基网络向所述UE终端反馈UE上线成功消息；所述UE终端在未收到所述地基网络的UE成功上线消息时判断地基网络失去工作并通过所述天基网络向所述5GC核心网元发出上线请求。
较佳地，所述5GC核心网元包括NF网元、OAM网元或AF网元。
较佳地，所述NWDAF网元将处于应急场景的所述UE用户清单中的UE终端分成若干个UE终端组，并向所述5GC核心网元以预设周期切换发送需要执行限制接入的UE终端组的UE用户清单，以使所述5GC核心网元以预设周期分批切换登录所述天基网络。
具体地，所述5GC核心网元依据所述UE限制接入策略控制若干组所述UE终端以预设周期分批切换限制上线包括：所述5GC核心网元依据所述NWDAF网元发送过来的需要执行限制接入的UE终端组的UE用户清单修改配置，判断当前上线的UE终端是否属于需要执行限制接入的UE用户清单，若是则通过所述天基网络向所述UE终端发出下线请求，所述UE终端通过所述天基网络向所述5GC核心网元反馈完成下线消息。
更具体地，所述5GC核心网元依据所述UE限制接入策略控制若干组所述UE终端以预设周期分批切换限制上线中，所述5GC核心网元还判断当前请求上线的UE终端是否属于需要执行限制接入的UE用户清单，若是则通过所述天基网络向所述UE终端发出限制上线消息，若否则处理所述天基网络发送过来的上线请求并通过所述天基网络将上线成功消息发送至所述UE终端。
较佳地，所述NWDAF网元判断是否处于处于应急场景，若是对处于应急场景的UE用户清单设置UE限制接入策略包括：所述NWDAF网元分析所述天基网络的UE用户清单，获取所述用户清单中UE终端的原地基网络对应的基站标识，依据所述UE终端的基站标识判断所述UE终端所在区域是否处于应急场景，对处于应急场景的区域中的UE终端设置UE限制接入策略，将处于应急场景的区域中的UE终端UE终端分成两组或两组以上，并将所述UE限制接入策略转发至所述5GC核心网元。
具体地，所述NWDAF网元在任一区域在所述天基网络中登记的UE终端数量超出预设值时，判断对应区域处于应景场景。
具体地，所述NWDAF通过地基网络的注册信息获取所述UE终端的用户信息与地基网络所覆盖的基站的基站标识，从而获得并记录UE终端信息与地基网络的地基标识的对应关系，依据所述UE终端信息原基地网络的地基标识获得所述天基网络中注册的UE终端的区域信息。
较佳地，所述5GC核心网元依据所述UE限制接入策略控制若干组所述UE终端以预设时长分批切换登录所述天基网络时，还通过所述天基网络将所述UE终端上线时间和下线时间转发至所述UE终端。
附图说明
图1是本发明应急通讯场景下5GC用户接入系统的结构框图。
图2和图3是应急通讯场景下5GC用户接入系统各模块的工作状态图。
图4是本发明应急通讯场景下5GC用户接入系统的工作流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
参考图1和图4，本发明公开了一种应急通讯场景下5GC用户接入系统，包括UE终端10、地基网络20、天基网络30、5GC核心网元50和NWDAF网元40，工作时执行步骤S11至步骤S15。S11，所述UE终端10在失去地基网络20信号时通过所述天基网络30向所述5GC核心网元50发出上线请求；S12，所述NWDAF网元40通过所述5GC核心网元50获取订阅所述天基网络30的UE用户清单并判断是否处于处于应急场景，S13，对处于应急场景的UE用户清单设置UE限制接入策略，所述UE限制接入策略将处于应急场景的所述UE用户清单中的UE终端10分成若干个UE终端组，S14，所述NWDAF网元40将所述UE限制接入策略发送至所述5GC核心网元50；S15，所述5GC核心网元50依据所述UE限制接入策略以预设周期切换下线或上线所述UE终端组，以防止所述天基网络30过载堵塞。本实施例中，订阅所述天基网络30的UE用户清单为通过所述天基网络30向所述5GC核心网元50发出上线请求的UE终端10的用户信息的表单。
参考图2，所述地基网络20正常工作时，所述UE终端10通过所述地基网络20向所述5GC核心网元50发出上线请求，所述5GC核心网元50处理所述地基网络20发送过来的上线请求并通过所述地基网络20向所述UE终端10反馈UE上线成功消息；所述UE终端10在未收到所述地基网络20的UE成功上线消息时判断地基网络20失去工作并通过所述天基网络30向所述5GC核心网元50发出上线请求。其中，具体包括以下步骤1－5。1、所述UE终端10向所述地基网络20发出上线请求S1，2、所述地基网络20将所述上线请求S1转发至所述5GC核心网元50；3、5GC核心网元50处理所述上线请求S1；4、5GC核心网元50向所述地基网络20发出上线成功消息L1，5、地基网络20将所述上线成功消息L1转发至UE终端10。其中，还包括：所述NWDAF网元40向所述5GC核心网元50发起订阅所述地基网络20的UE用户清单请求，所述5GC核心网元50响应所述UE用户清单请求以向所述NWDAF网元40发送订阅所述地基网络20的UE用户清单。UE终端10在未收到所述地基网络20的UE成功上线消息时判断地基网络20失去工作，并通过所述天基网络30向所述5GC核心网元50发出上线请求。订阅所述地基网络20的UE用户清单包括通过地基网络20对5GC核心网元50发起上线请求S1的所有UE终端10的信息和地基网络20基站标识。
参考图2，所述UE终端10在失去地基网络20信号时通过所述天基网络30向所述5GC核心网元50发出上线请求包括：6、所述UE终端10在失去地基网络20信号时向所述天基网络30发起上线请求S2，7、所述天基网络30将所述UE终端10发出的上线请求S2转发至所述5GC核心网元50，所述5GC核心网元50对所述UE终端10的上线请求S2进行内部网元处理并通过所述天基网络30向所述UE终端10反馈处理结果(具体参考图2中的步骤8－10)。
本实施例中步骤8－10具体为：8、所述5GC核心网元50依据UE终端10通过天基网络发送的上线请求进行内部网元处理，9、5GC核心网元50向天基网络响应上线成功消息L2，10、天基网络30向所述UE终端反馈上线成功消息L2，以完成UE终端10的登录。
继续参考图2，所述NWDAF网元40通过所述5GC核心网元50获取订阅所述天基网络30的UE用户清单具体包括：11、所述NWDAF网元40向所述5GC核心网元50发起订阅所述天基网络30的UE用户清单请求，12、所述5GC核心网元50响应所述UE用户清单请求以向所述NWDAF网元40发送订阅所述天基网络30的UE用户清单。
本实施例中，所述5GC核心网元50包括NF网元、OAM网元或AF网元。
参考图2，所述NWDAF网元40执行13，对处于应急场景的UE用户清单设置UE限制接入策略包括：所述NWDAF网元40将处于应急场景的所述UE用户清单中的UE终端10分成若干个UE终端组，执行14、21：向所述5GC核心网元50以预设周期切换发送需要执行限制接入的UE终端组的UE用户清单。
本实施例中，所述NWDAF网元40将处于应急场景的所述UE用户清单中的UE终端10分成两个UE终端组，分别为第一UE终端组和第二UE终端组。预设周期为2分钟。当然，也可以将处于应急场景的所述UE用户清单中的UE终端10分为3个、4个等数目，不限于2个。预设周期也不限制在2分钟，还可以为3分钟、五分钟等时长。其中，向所述5GC核心网元50以预设周期切换发送需要执行限制接入的UE终端组的UE用户清单包括：14、向所述5GC核心网元50发送第一UE终端组的用户清单作为需要执行限制接入的UE用户清单。等待两分钟，21、向所述5GC核心网元50发送第二UE终端组的用户清单作为需要执行限制接入的UE用户清单。
参考图3，所述5GC核心网元50依据所述UE限制接入策略控制若干组所述UE终端10以预设周期分批切换限制上线包括：所述5GC核心网元50在收到步骤14的第一UE终端组的用户清单后执行：15、所述5GC核心网元50依据所述NWDAF网元40发送过来的需要执行限制接入的第一UE终端组的UE用户清单修改配置，判断当前上线的UE终端10是否属于需要执行限制接入的UE用户清单，若是则执行16、向所述天基网络30发出下线请求S3，17、天基网络30向UE终端10转发下线请求S3，18、所述UE终端10向天基网络30反馈完成下线消息L3，19、所述天基网络30向所述5GC核心网元50反馈完成下线消息。所述5GC核心网元50在收到步骤20的第二UE终端组的用户清单后执行：21、所述5GC核心网元50依据所述NWDAF网元40发送过来的需要执行限制接入的第二UE终端组的UE用户清单修改配置，由于当前UE终端10属于第一UE终端组不属于第二UE终端组，故在步骤22：UE终端11向所述天基网络30发起上线请求S2，23、所述天基网络30将所述UE终端10发出的上线请求S2转发至所述5GC核心网元50，24、所述5GC核心网元50对所述UE终端10的上线请求S2进行内部网元处理；25、所述5GC核心网元50响应UE终端10的上线成功消息L2并转发至天基网络30；26、天基网络30向所述UE终端10反馈上线成功消息L2。
其中，本实施例中，限制接入策略将需要响应的UE终端10分成两组UE终端组，以预设周期轮流进行限制下线操作，以使两组UE终端组以预设周期实现轮流上线。当然，限制接入策略将需要响应的UE终端10分成三组以上UE终端组，此时限制接入策略可以将每一UE终端组以预设周期轮流设置限制下线，也可以将每一终端组以预设周期轮流设置允许上线。其中，限制接入策略将需要响应的UE终端10均分为多组UE终端组。
较佳者，所述NWDAF网元40判断是否处于处于应急场景，若是对处于应急场景的UE用户清单设置UE限制接入策略包括：所述NWDAF网元40分析所述天基网络30的UE用户清单，获取所述用户清单中UE终端10的原地基网络20对应的基站标识，依据所述UE终端10的基站标识判断所述UE终端10所在区域是否处于应急场景，对处于应急场景的区域中的UE终端10设置UE限制接入策略，将处于应急场景的区域中的UE终端10UE终端10分成两组或两组以上，并将所述UE限制接入策略转发至所述5GC核心网元50。具体地，所述NWDAF网元40在任一区域在所述天基网络30中登记的UE终端10数量超出预设值时，判断对应区域处于应景场景。
为了更进一步确定需要设置限制接入策略的UE用户清单，也可以将一个预设时长内由地基网络20转为天基网络30的UE用户识别为需要进行限制接入策略的UE用户，该方案可以有效识别处于地震灾害中的灾民用户和救援人员的UE终端。
其中，识别UE终端10所在区域的方法为：NWDAF核心网元40通过地基网络20的注册信息(订阅信息)获取所述UE终端10的用户信息与地基网络20所覆盖的基站的基站标识，从而获得并记录UE终端10信息与地基网络20的地基标识的对应关系，依据所述UE终端10信息原基地网络的地基标识获得所述天基网络30中注册的UE终端10的区域信息。
其中，所述5GC核心网元50依据所述UE限制接入策略控制若干组所述UE终端10以预设时长分批切换登录所述天基网络30时，还通过所述天基网络30将所述UE终端10上线时间和下线时间转发至所述UE终端10。也就是说，5GC核心网元40反馈至UE终端的上线成功消息L2一般包括上线结束时间或者下线开始时间，5GC核心网元40反馈至UE终端的发出下线请求S3一般包括上线开始时间或者说下线状态的等待时间。
本发明仅在应急场景下启动，直接将处于应急场景下且在5GC核心网元50登记的所有UE终端10纳入限制接入策略中，确保纳入应急管理的UE终端10保留一定的天基网络30通道，对其进行周期性地限制接入，例如每隔N时长控制其上线M时长，N和M的时长可以相等也可以不等，不但确保应急场景下在5GC核心网元50上线的UE终端10数目基本均等地保持在一定比值内，而且确保每一个处于应急场景下的UE终端10均会保证一定时长的上线率和上线时间。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种应急通讯场景下5GC用户接入系统，其特征在于：包括UE终端、地基网络、天基网络、5GC核心网元和NWDAF网元，所述UE终端在失去地基网络信号时通过所述天基网络向所述5GC核心网元发出上线请求；所述NWDAF网元通过所述5GC核心网元获取订阅所述天基网络的UE用户清单并判断是否处于应急场景，若是则对处于应急场景的UE用户清单设置UE限制接入策略，所述UE限制接入策略将处于应急场景的所述UE用户清单中的UE终端分成若干个UE终端组，所述NWDAF网元将所述UE限制接入策略发送至所述5GC核心网元；所述5GC核心网元依据所述UE限制接入策略以预设周期切换下线或上线所述UE终端组，以防止所述天基网络过载堵塞。
2.如权利要求1所述的应急通讯场景下5GC用户接入系统，其特征在于：所述UE终端在失去地基网络信号时通过所述天基网络向所述5GC核心网元发出上线请求包括：所述UE终端在失去地基网络信号时向所述天基网络发起上线请求，所述天基网络将所述UE终端发出的上线请求转发至所述5GC核心网元，所述5GC核心网元对所述UE终端的上线请求进行处理并通过所述天基网络向所述UE终端反馈处理结果；所述NWDAF网元通过所述5GC核心网元获取订阅所述天基网络的UE用户清单具体包括：所述NWDAF网元向所述5GC核心网元发起订阅所述天基网络的UE用户清单请求，所述5GC核心网元响应所述UE用户清单请求以向所述NWDAF网元发送订阅所述天基网络的UE用户清单。
3.如权利要求1所述的应急通讯场景下5GC用户接入系统，其特征在于：所述地基网络正常工作时，所述UE终端通过所述地基网络向所述5GC核心网元发出上线请求，所述5GC核心网元处理所述地基网络发送过来的上线请求并通过所述地基网络向所述UE终端反馈UE上线成功消息；所述UE终端在未收到所述地基网络的UE成功上线消息时判断地基网络失去工作并通过所述天基网络向所述5GC核心网元发出上线请求。
4.如权利要求1所述的应急通讯场景下5GC用户接入系统，其特征在于：所述5GC核心网元包括NF网元、OAM网元或AF网元。
5.如权利要求1所述的应急通讯场景下5GC用户接入系统，其特征在于：所述NWDAF网元将处于应急场景的所述UE用户清单中的UE终端分成若干个UE终端组，并向所述5GC核心网元以预设周期切换发送需要执行限制接入的UE终端组的UE用户清单，以使所述5GC核心网元以预设周期分批切换登录所述天基网络。
6.如权利要求5所述的应急通讯场景下5GC用户接入系统，其特征在于：所述5GC核心网元依据所述UE限制接入策略控制若干组所述UE终端以预设周期分批切换限制上线包括：所述5GC核心网元依据所述NWDAF网元发送过来的需要执行限制接入的UE终端组的UE用户清单修改配置，判断当前上线的UE终端是否属于需要执行限制接入的UE用户清单，若是则通过所述天基网络向所述UE终端发出下线请求，所述UE终端通过所述天基网络向所述5GC核心网元反馈完成下线消息。
7.如权利要求6所述的应急通讯场景下5GC用户接入系统，其特征在于：所述5GC核心网元依据所述UE限制接入策略控制若干组所述UE终端以预设周期分批切换限制上线中，所述5GC核心网元还判断当前请求上线的UE终端是否属于需要执行限制接入的UE用户清单，若是则通过所述天基网络向所述UE终端发出限制上线消息，若否则处理所述天基网络发送过来的上线请求并通过所述天基网络将上线成功消息发送至所述UE终端。
8.如权利要求1所述的应急通讯场景下5GC用户接入系统，其特征在于：所述NWDAF网元判断是否处于应急场景，若是对处于应急场景的UE用户清单设置UE限制接入策略包括：所述NWDAF网元分析所述天基网络的UE用户清单，获取所述用户清单中UE终端的原地基网络对应的基站标识，依据所述UE终端的基站标识判断所述UE终端所在区域是否处于应急场景，对处于应急场景的区域中的UE终端设置UE限制接入策略，将处于应急场景的区域中的UE终端UE终端分成两组或两组以上，并将所述UE限制接入策略转发至所述5GC核心网元。
9.如权利要求8所述的应急通讯场景下5GC用户接入系统，其特征在于：所述NWDAF网元在任一区域在所述天基网络中登记的UE终端数量超出预设值时，判断对应区域处于应景场景。
10.如权利要求1所述的应急通讯场景下5GC用户接入系统，其特征在于：所述5GC核心网元依据所述UE限制接入策略控制若干组所述UE终端以预设时长分批切换登录所述天基网络时，还通过所述天基网络将所述UE终端上线时间和下线时间转发至所述UE终端。
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