CN117880829A

CN117880829A - 实现多snpn互连与切换的组网系统

Info

Publication number: CN117880829A
Application number: CN202410051846.1A
Authority: CN
Inventors: 高奕聪; 谢涵
Original assignee: Guangzhou Aipu Road Network Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Aipu Road Network Technology Co Ltd
Priority date: 2024-01-12
Filing date: 2024-01-12
Publication date: 2024-04-12

Abstract

本发明公开了一种实现多SNPN互连与切换的组网系统，包括多个主SNPN和一个组网SNPN；每一主SNPN包括覆盖自身范围的主基站、为所属的UE提供网络服务的内网服务器，以及连通主基站和内网服务器的主通信单元；组网SNPN包括覆盖所有主SNPN范围和通用区域的组网基站、与组网基站通信连接的组网通信单元，以及分别与组网基站和组网通信单元通信连接的组网管理单元；UE归属于一主SNPN，组网管理单元在组网基站接入一UE时，依据UE的归属地为UE打通组网通信单元和主通信单元之间的链路，在组网SNPN和主SNPN之间建立UE到内网服务器的通信链路，使得UE通过组网SNPN接入所属的主SNPN的内网服务器。本发明可使得多个SNPN在避免无线资源冲突的条件下，实现互连和切换。

Description

实现多SNPN互连与切换的组网系统

技术领域

本发明涉及一种通信领域，尤其涉及多个SNPN的互连和切换。

背景技术

在一个大型港口环境中有多个码头，每个码头都部署了SNPN，为其内部的移动终端提供专用网络服务，以支持每个码头内部的业务数字化操作，每个码头及其SNPN由不同的航运和班轮运营公司进行管理。

然而，由于不同运营商之间的SNPN独立使用，为其内部定制终端提供专网服务，一般不与其他运营商的SNPN互通。为了提高性价比，SNPN使用的单个基站覆盖范围不会太大，在大型工作环境中无法提供全范围有效的覆盖，在边缘区域或者区域外无法提供良好体验的网络服务。同一区域部署多个不同运营商的基站，由于无线频段资源稀缺，可能会造成无线信号的互相干扰，通过增加基站数量来扩大覆盖范围的方案也不太可行。

故，急需一种可解决上述问题的多SNPN互连与切换的组网系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现多SNPN互连与切换的组网系统，可使得多个SNPN在避免无线资源冲突的条件下，实现互连和切换。

为了实现上述目的，本发明公开了一种实现多SNPN互连与切换的组网系统，包括多个主SNPN和一个组网SNPN；每一所述主SNPN包括覆盖自身范围的主基站、为所属的UE提供网络服务的内网服务器，以及连通所述主基站和所述内网服务器的主通信单元；所述组网SNPN包括覆盖所有主SNPN范围和通用区域的组网基站、与所述组网基站通信连接的组网通信单元，以及分别与所述组网基站和组网通信单元通信连接的组网管理单元；所述UE归属于一所述主SNPN，所述组网管理单元在所述组网基站接入一所述UE时，依据所述UE的归属地为所述UE打通所述组网通信单元和所述主通信单元之间的链路，在所述组网SNPN和所述主SNPN之间建立所述UE到所述内网服务器的通信链路，使得所述UE通过所述组网SNPN接入所属的所述主SNPN的内网服务器。

较佳地，所述主SNPN还包括存储所述UE的用户信息的数据存储库；所述组网SNPN还包括可与每一所述数据存储库通信连接并进行信令转发的路由代理，所述组网管理单元还与所述路由代理连接；所述组网管理单元在所述组网基站接入一所述UE时，通过所述路由代理与所述UE归属的所述主SNPN的数据存储库进行信令转发并完成所述UE对所述主SNPN的网络的鉴权，并于鉴权后在所述UE、所述组网基站、所述组网通信单元、所述主通信单元处建立承载会话，以建立所述通信链路。

具体地，所述组网管理单元还在鉴权成功后更新所述UE的位置，并将更新的位置信息存储至所述数据存储库中。

具体地，所述路由代理为DRA网元，所述DRA网元转发的信令为Diameter信令，所述Diameter信令中包含UE的所属地信息。

较佳地，所述组网通信单元包括可与每一所述主通信单元通信连接并进行隧道协议转发的隧道协议路由器，所述组网管理单元通过所述隧道协议路由器与所述UE归属的所述主SNPN的主通信单元进行隧道协议转发，为所述UE打通所述隧道协议路由器和所述主通信单元之间的链路，在所述UE、所述组网基站、所述组网通信单元、所述主通信单元处建立承载会话，以建立所述UE依次从所述组网基站、组网通信单元、主通信单元通向所述内网服务器的通信链路，使得所述UE可通过所述组网SNPN接入所属的所述主SNPN的内网服务器。

具体地，所述组网通信单元包括组网SMF网元、组网UPF网元和所述隧道协议路由器，所述组网SNPN具有数据面和控制面，所述组网SNPN的数据面包括与所述组网基站连接的组网UPF网元、与所述组网UPF网元连接的隧道协议路由器，所述组网SNPN的控制面包括与所述组网基站连接的组网管理单元、与所述组网管理单元连接的组网SMF网元和路由代理，以及与所述组网SMF网元连接的隧道协议路由器；所述通信链路由所述UE依次从所述组网基站到所述组网UPF网元到所述隧道协议路由器到所述主通信单元直至到达所述内网服务器。

具体地，所述隧道协议路由器为GPRS隧道协议路由器，所述隧道协议为GPRS隧道协议，所述GPRS隧道协议包含所述UE的所属地信息。

较佳地，所述主SNPN采用4G/5G融合组网架构和/或LTE组网架构。所述主SNPN具有数据面和控制面，所述主SNPN还包括存储所述UE的用户信息的数据存储库，以及分别与所述主基站、数据存储库、主通信单元通信连接的主管理单元。

其中，所述主SNPN采用4G/5G融合组网架构时，所述主通信单元包括主SMF网元、主UPF网元和PCF网元，所述数据面包括与所述主基站连接的主UPF网元、与所述主UPF网元的另一端连接的内网服务器，所述控制面包括与所述主基站连接的主管理单元、与所述主管理单元连接的数据存储库和主SMF网元，以及与所述主SMF网元连接的PCF网元。所述组网管理单元在所述组网基站接入一所述UE时，依据所述UE的归属地为所述UE打通所述组网通信单元和所述主UPF网元之间的链路，所述通信链路由所述UE依次从所述组网基站到所述组网通信单元到主UPF网元直至到达所述内网服务器。

其中，所述主SNPN采用LTE组网架构时，所述主通信单元包括XGW网元和PCRF网元，所述XGW网元包括PGW网元和sGW网元，所述数据面包括与所述主基站连接的sGW网元、与所述sGW网元连接的PGW网元和与所述PGW网元连接的内网服务器，所述控制面包括与所述主基站连接的主管理单元、与主管理单元连接的数据存储库和sGW网元、与所述sGW网元连接的所述PGW网元，以及与所述PGW网元连接的PCRF网元，所述组网管理单元在所述组网基站接入一所述UE时，依据所述UE的归属地为所述UE打通所述组网通信单元和所述PGW网元之间的链路，所述通信链路由所述UE依次从所述组网基站到所述组网通信单元到PGW网元直至到达所述内网服务器。

较佳地，每一所述UE中均内置有所属的所述主SNPN的本地频段和所述组网SNPN的组网频段，所述UE优先使用本地频段并在所述本地频段的信号强度低于预设值时切换到所述组网频段，以接入所述组网SNPN的组网基站。

较佳地，所述主SNPN为码头的SNPN，所述组网SNPN为港口管理局的SNPN，所述通用区域为通用集装箱交换路线区域。

较佳地，所述组网管理单元为MME网元，所述数据存储库为HSS网元或UDM网元。

较佳地，所述组网管理单元在所述组网基站接入一所述UE时，还依据切换流程将所述UE的业务提供节点切换为所述组网SNPN的网元。

与现有技术相比，本发明提供一种组网方案，在不提高单个基站覆盖范围，且避免无线资源冲突的条件下，使用组网SNPN增加各SNPN的服务范围，提高无线频段利用效率，为用户在本SNPN的基站覆盖范围外，提供更好的服务体验。再者，本发明通过组网SNPN对非本地SNPN区域的基站进行统一管理，能更好地管理无线资源，提高其利用率，有效避免无线信号干扰；同时在服务区域使用本地的主SNPN和组网SNPN的基站进行双重覆盖，也在一定程度上提供容灾备份的作用，能够避免本地的主基站失能后，用户终端无法接入的局面。

附图说明

图1是本发明SNPN部署图。

图2是本发明各个主SNPN和组网SNPN的覆盖范围图。

图3是本发明4G/5G融合组网架构中主SNPN的内部组网的控制面结构图。

图4是本发明4G/5G融合组网架构中主SNPN的内部组网的数据面结构图。

图5是本发明4G/5G融合组网架构中主SNPN和组网SNPN的连接结构。

图6是本发明4G/5G融合组网架构中UE到所述内网服务器的通信链路。

图7是本发明所述UE通过所述SNPN0接入所属的所述SNPNi的内网服务器的部分流程图。

图8是本发明所述UE通过所述SNPN0接入所属的所述SNPNi的内网服务器的另一部分流程图。

图9是本发明LTE组网架构中主SNPN的内部组网的控制面结构图。

图10是本发明LTE组网架构中主SNPN的内部组网的数据面结构图。

图11是本发明LTE组网架构中主SNPN和组网SNPN的连接结构。

图12是本发明LTE组网架构中UE到所述内网服务器的通信链路。

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，本发明公开了一种实现多SNPN互连与切换的组网系统，可用于港口码头，其中每一码头具有自身的SNPNi，i＝1、2、3…n，n为港口码头的数目，港口管理局具有与所有码头的SNPN1－SNPNn连接的总的组网SNPN，也就是SNPN0。

参考图2，SNPN1－SNPNn的基站覆盖范围相对独立，SNPN0的基站覆盖所有SNPN1－SNPNn的基站覆盖范围和通用区域，该通用区域为通用集装箱交换路线区域(CER)。

参考图3至图5，每一所述SNPNi包括覆盖自身范围的主基站、为所属的UE提供网络服务的内网服务器，以及连通所述主基站和所述内网服务器的主通信单元11。

参考图5，所述SNPN0包括覆盖所有SNPNi范围和通用区域的组网基站、与所述组网基站通信连接的组网通信单元21，以及分别与所述组网基站和组网通信单元21通信连接的组网管理单元22；所述UE归属于一所述SNPNi，所述组网管理单元22在所述组网基站接入一所述UE时，依据所述UE的归属地为所述UE打通所述组网通信单元21和所述主通信单元11之间的链路，在所述SNPN0和所述SNPNi之间建立所述UE到所述内网服务器的通信链路，使得所述UE通过所述SNPN0接入所属的所述SNPNi的内网服务器。

其中，每一所述UE中均内置有所属的所述SNPNi的本地频段(本地的主SNPNi的无线频谱)和所述SNPN0的组网频段(SNPN0的无线频谱)，所述UE设置优先使用本地频段(SNPNi的无线频谱)并在所述本地频段的信号较弱(信号强度低于预设值)时切换到所述组网频段，以接入所述SNPN0。也就是说，UE的位置在本地SNPN基站的覆盖范围内，UE向本地SNPNi的主基站接入，当UE移动到其他位置(非本地SNPNi的主基站范围和CER区域)，UE向SNPN0的组网基站接入。

具体地，组网通信单元21在所述UE、所述组网基站、所述组网通信单元21、所述主通信单元11处建立承载会话，以建立所述UE依次从所述组网基站、组网通信单元21、主通信单元11通向所述内网服务器的通信链路，使得所述UE可通过所述SNPN0接入所属的所述SNPNi的内网服务器。

较佳者，所述SNPNi还包括存储所述UE的用户信息的数据存储库12，以及分别与所述主基站、数据存储库12、主通信单元11通信连接的主管理单元13。本实施例中，主管理单元13为MME网元，可称为主MME网元。组网管理单元22为MME网元，可称为组网MME网元。数据存储库12为HSS网元，当然该数据存储库12也可以选用UDM网元等其他数据存储的网元。

较佳者，所述SNPN0还包括可与每一所述数据存储库12通信连接并进行信令转发的路由代理，所述组网管理单元22还与所述路由代理连接。所述组网管理单元22在所述组网基站接入一所述UE时，通过所述路由代理与所述UE归属的所述SNPNi的数据存储库12进行信令转发并完成所述UE对所述SNPNi的网络的鉴权，并于鉴权后在所述UE、所述组网基站、所述组网通信单元21、所述主通信单元11处建立承载会话，以建立所述通信链路。

本实施例中，所述路由代理为DRA网元，所述DRA网元转发的信令为Diameter信令，所述Diameter信令中包含UE的所属地信息。

设不同运营商采用IMSI中的5位PLMN+3位运营商ID来标识自身的SNPN。如46099001标识SNPN1，46099002标识SNPN2，那么可以在DRA中设置对应的匹配规则，DRA网元检查Diameter信令中的IMSI，根据最大长度匹配原则，将信令路由的匹配规则所指示的目的SNPNi的HSS网元，其中HSS－i为SNPNi的HSS网元，i＝1、2、3…n。匹配过程如下表1：

Diameter信令中IMSI	DRA路由规则	目的HSS网元
			4609900101234567	46099001*->HSS-1	HSS-1
4609900201234567	46099002*->HSS-2	HSS-2
			...	...	...
4609900801234567	46099008*->HSS-8	HSS-8
			4609900901234567	46099009*->HSS-9	HSS-9

表1－DRA路由规则匹配示例(IMSI)

较佳者，所述组网管理单元22还在鉴权成功后更新所述UE的位置，并将更新的位置信息存储至所述数据存储库12中。

参考图5，所述组网通信单元21还包括组网SMF网元、组网UPF网元，所述SNPN0具有数据面和控制面，所述SNPN0的数据面包括与所述组网基站连接的组网UPF网元、与所述组网UPF网元连接的隧道协议路由器，所述SNPN0的控制面包括与所述组网基站连接的组网管理单元22、与所述组网管理单元22连接的组网SMF网元和路由代理，以及与所述组网SMF网元连接的隧道协议路由器；所述通信链路由所述UE依次从所述组网基站到所述组网UPF网元到所述隧道协议路由器到所述主通信单元11直至到达所述内网服务器。其中，组网SMF网元可以由SGW网元代替。

参考图5，所述组网通信单元21包括可与每一所述主通信单元11通信连接并进行隧道协议转发的隧道协议路由器(Router)，所述组网管理单元22通过所述隧道协议路由器与所述UE归属的所述SNPNi的主通信单元11进行隧道协议转发，为所述UE打通所述隧道协议路由器和所述主通信单元11之间的链路，在所述UE、所述组网基站、所述组网通信单元21、所述主通信单元11处建立承载会话，以建立所述UE依次从所述组网基站、组网通信单元21、主通信单元11通向所述内网服务器的通信链路，使得所述UE可通过所述SNPN0接入所属的所述SNPNi的内网服务器。

其中，所述隧道协议路由器为GPRS隧道协议路由器(GtpRouter)，所述隧道协议为GPRS隧道协议，所述GPRS隧道协议包含所述UE的所属地信息。

与DRA网元类似，GPRS隧道协议路由器也可以根据IMSI段，将GTP消息(隧道协议)转发到主通信单元11，具体见下表2。在另一实施例中，GPRS隧道协议路由器还可以支持基于GTP消息(隧道协议)中的APN(接入点名称)进行转发，具体见下表3。其中，GPRS隧道协议路由器将GTP消息转发到主通信单元11的SMF网元或者PGW网元，其中SMF/PGW－i为SNPNi的SMF网元或者PGW网元，i＝1、2、3…n。

GTP消息中IMSI	GtpRouter转发规则	目的SMF/PGW网元
			4609900101234567	46099001*->SMF/PGW-1	SMF/PGW-1
4609900201234567	46099002*->SMF/PGW-2	SMF/PGW-2
			...	...	...
4609900801234567	46099008*->SMF/PGW-8	SMF/PGW-8
			4609900901234567	46099009*->SMF/PGW-9	SMF/PGW-9

表1GtpRouter转发规则匹配示例(IMSI)

GTP消息中APN	GtpRouter转发规则	目的SMF/PGW网元
			APN-1	APN-1->SMF/PGW-1	SMF/PGW-1
APN-2	APN-2->SMF/PGW-2	SMF/PGW-2
			...	...	...
APN-3	APN-3->SMF/PGW-8	SMF/PGW-8
			APN-4	APN-4->SMF/PGW-9	SMF/PGW-9

表2GtpRouter转发规则匹配示例(APN)

其中，n个SNPNi中，可以采用4G/5G融合组网架构，也可以采用LTE组网架构。当然，也可以部分采用4G/5G融合组网架构，部分采用LTE组网架构。所述SNPNi具有数据面和控制面。

参考图3和图5，所述SNPNi采用4G/5G融合组网架构时，所述主通信单元11包括主SMF网元、主UPF网元和PCF网元，参考图4，所述数据面包括与所述主基站连接的主UPF网元、与所述主UPF网元的另一端连接的内网服务器，参考图3，所述控制面包括与所述主基站连接的主管理单元13、与所述主管理单元13连接的数据存储库12和主SMF网元，以及与所述主SMF网元连接的PCF网元。参考图6，组网管理单元22在所述UE、所述组网基站、所述组网通信单元21、所述主通信单元11处建立承载会话，以建立所述UE到所述内网服务器的通信链路后，该通信链路具体为UE－组网基站－组网UPF网元－隧道协议路由器－主UPF网元－内网服务器。

参考图11，所述SNPNi采用LTE组网架构时，所述主通信单元11包括xGW网元和PCRF网元，xGW网元包括PGW网元和sGW网元。参考图10，所述数据面包括与所述主基站连接的sGW、与所述sGW网元连接的PGW网元和与所述PGW网元连接的内网服务器，参考图9所述控制面包括与所述主基站连接的主管理单元13、与主管理单元13连接的数据存储库12和sGW、与所述sGW网元连接的PGW网元，以及与所述PGW网元连接的PCRF网元。参考图12，组网管理单元22在所述UE、所述组网基站、所述组网通信单元21、所述主通信单元11处建立承载会话，以建立所述UE到所述内网服务器的通信链路后，该通信链路具体为UE－组网基站－组网UPF网元－隧道协议路由器－PGW网元－内网服务器。

较佳者，所述组网管理单元22在所述组网基站接入一所述UE时，还依据切换流程(HandOver流程)将所述UE的业务提供节点切换为所述SNPN0的网元，具体的切换流程为现有技术，在此不予详述。

其中，SNPN：Stand－alone Non－Public Network，独立非公共网络。MME：Mobility Management Entity，移动管理实体。HSS：Home Subscriber Server，用户归属服务器。DRA：Diameter Route Agent，Diameter路由代理。SMF：SessionManagementFunction，会话管理功能。UPF：User Plane Function，用户面功能。SGW：Serving Gateway，服务网关。PGW：Packet Data Network GateWay，分组数据网网关。GtpRouter：GPRS TunnelProtocol Router，GPRS隧道协议路由器。PCF：Policy Control Function，策略控制功能。HandOver：切换。IMSI：International Mobile Subscriber Identity，国际移动用户识别码。APN：Access Point Name，接入点名称。

参考图7和图8，以某一UE归属到4G/5G融合组网架构的SNPNi中时，描述当所述UE切换到组网基站时，建立所述通信链路使得所述UE通过所述SNPN0接入所属的所述SNPNi的工作流程：

1、UE(归属SNPNi)向SNPN0的组网基站发送连接请求(Attach Request)的消息。

2、组网基站将连接请求(Attach Request)传送给组网MME网元(组网管理单元22)，同时携带UE的IMSI(国际移动用户识别码)、TAI(网络的跟踪区域码，TAI＝MCC+MNC+TAC)，以及S1接口相关ID信息用于创建S1接口信令连接。

3、组网MME网元(组网管理单元22)向DRA网元发送身份验证信息请求(Authentication Information Request)，请求鉴权数据，身份验证信息请求中携带用户的IMSI。

4、DRA网元根据身份验证信息请求中的IMSI，匹配到对应的路由规则，将身份验证信息请求(Authentication Information Request)转发到HSS网元(数据存储库12)。

5、HSS网元(数据存储库12)向DRA网元返回身份验证信息应答(AuthenticationInformation Answer)消息，该消息中携带用户的四元组鉴权向量。

6、DRA网元将身份验证信息应答(Authentication Information Answer)消息转发回组网MME网元(组网管理单元22)。

7、组网MME网元收到身份验证信息应答(Authentication InformationAnswer)消息后，向UE发送身份验证请求(Authentication Request)消息，对UE发起鉴权请求。

8、UE对SNPN0的网络进行鉴权，如果UE鉴权成功，则会根据RAND计算出RES并通过身份验证响应(Authentication Response)返回给组网MME网元。

9、组网MME网元向DRA网元发送更新位置请求(Update Location Request)消息获取用户信息。

10、DRA网元根据更新位置请求的消息中的IMSI，匹配到对应的路由规则，将更新位置请求(Update Location Request)的消息转发到HSS网元。

11、HSS网元向DRA网元发送Update Location Answer(更新位置应答)消息，插入签约数据。

12、DRA网元将更新位置应答(Update Location Answer)消息转发回组网MME网元。

13、组网MME网元向组网SMF网元发送创建会话请求(Create SessionRequest)消息请求建立承载。其中，如果UE发送的连接请求(Attach Request)消息中携带了APN，则组网MME网元根据UE发送的APN进行缺省承载激活，否则使用签约的缺省APN进行缺省承载激活。组网MME网元根据位置区标识(TAI)，通过DNS解析获得组网SMF网元(用作SGW－C的功能)。设置缺省PGW指向GtpRouter。组网MME网元为缺省承载分配一个EPS承载ID，然后向组网SMF网元发送创建会话请求(Create Session Request)消息请求建立缺省承载。

14、组网SMF网元向GPRS隧道协议路由(GtpRouter)发送创建会话请求(CreateSession Request)消息。

15、GPRS隧道协议路由(GtpRouter)根据GTP消息(GPRS隧道协议)中的IMSI或者APN，匹配到对应的规则，将创建会话请求(Create Session Request)消息转发到主SMF网元(用作PGW－C的功能)。其中，如果UE归属的SNPNi采用LTE组网架构时，该步骤具体为：GPRS隧道协议路由(GtpRouter)根据GTP消息(GPRS隧道协议)中的IMSI或者APN，匹配到对应的规则，将创建会话请求(Create Session Request)消息转发到主PGW网元。

16、主SMF网元向主PCF网元请求PCC规则。其中，如果UE归属的SNPNi采用LTE组网架构时，该步骤具体为：PGW网元向PCRF网元请求PCC规则。

17、主SMF网元成功获取主SMF网元发送的PCC规则。其中，如果UE归属的SNPNi采用LTE组网架构时，该步骤具体为：PGW网元获取PCRF网元发送的PCC规则。

18、主SMF网元向GPRS隧道协议路由(GtpRouter)返回创建会话响应(CreateSession Response)消息。其中，如果UE归属的SNPNi采用LTE组网架构时，该步骤具体为：PGW网元向GPRS隧道协议路由(GtpRouter)返回创建会话响应(Create Session Response)消息。

19、GPRS隧道协议路由(GtpRouter)将创建会话响应(Create SessionResponse)返回到组网SMF网元。

20、组网SMF网元向组网MME网元返回创建会话响应(Create SessionResponse)消息。

21、组网MME网元向SNPN0的组网基站发送连接接受(Attach Accept)消息，请求建立无线资源，消息携带APN等关键信息。

22、SNPN0的组网基站向UE发送连接重新配置(RRC ConnectionReconfiguration)消息请求分配空口资源，消息中携带EPS无线承载ID，同时连接接受(Attach Accept)的消息也通过本消息带给UE。

23、UE向SNPN0基站发送连接重新配置完成(RRC ConnectionReconfigurationComplete)消息

24、SNPN0的组网基站向组网MME网元发送初始上下文设置响应(InitialContextSetup Response)消息，消息携带SNPN0的组网基站的TEID以及用于S1－U下行传输的地址。

25、UE向SNPN0的组网基站发送直接传送消息(Direct Transfer消息)，消息携带连接完成(Attach Complete)消息。

26、SNPN0的组网基站向组网MME网元转发连接完成(Attach Complete)消息。

27、组网MME网元向组网SMF网元发送修改承载请求(Modify BearerRequest)消息。

28、组网SMF网元向组网MME网元回复修改承载请求(Modify BearerResponse)消息，收到组网基站的TEID。

以上，使得UE落入本地外或者本地的主SNPN(SNPNi)的主基站信号弱时，可以通过组网SNPN(SNPN0)重新接入主SNPN(SNPNi)，以实现UE的SNPN切换，以及主SNPN(SNPNi)和组网SNPN(SNPN0)的互连。

与现有技术相比，本发明通过路由代理和隧道协议路由器实现各个主SNPN(SNPNi)在不同网络拓扑的互通与切换，且组网SNPN(SNPN0)无需维护数据库，用户的数据依然由归属的主SNPN(SNPNi)的数据存储库(HSS网元)存储，降低了运维成本。

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

1.一种实现多SNPN互连与切换的组网系统，其特征在于：包括多个主SNPN和一个组网SNPN；

每一所述主SNPN包括覆盖自身范围的主基站、为所属的UE提供网络服务的内网服务器，以及连通所述主基站和所述内网服务器的主通信单元；

所述组网SNPN包括覆盖所有主SNPN范围和通用区域的组网基站、与所述组网基站通信连接的组网通信单元，以及分别与所述组网基站和组网通信单元通信连接的组网管理单元；

所述UE归属于一所述主SNPN，所述组网管理单元在所述组网基站接入一所述UE时，依据所述UE的归属地为所述UE打通所述组网通信单元和所述主通信单元之间的链路，在所述组网SNPN和所述主SNPN之间建立所述UE到所述内网服务器的通信链路，使得所述UE通过所述组网SNPN接入所属的所述主SNPN的内网服务器。

2.如权利要求1所述的实现多SNPN互连与切换的组网系统，其特征在于：所述主SNPN还包括存储所述UE的用户信息的数据存储库；

所述组网SNPN还包括可与每一所述数据存储库通信连接并进行信令转发的路由代理，所述组网管理单元还与所述路由代理连接；

所述组网管理单元在所述组网基站接入一所述UE时，通过所述路由代理与所述UE归属的所述主SNPN的数据存储库进行信令转发并完成所述UE对所述主SNPN的网络的鉴权，并于鉴权后在所述UE、所述组网基站、所述组网通信单元、所述主通信单元处建立承载会话，以建立所述通信链路。

3.如权利要求2所述的实现多SNPN互连与切换的组网系统，其特征在于：所述组网管理单元还在鉴权成功后更新所述UE的位置，并将更新的位置信息存储至所述数据存储库中。

4.如权利要求2所述的实现多SNPN互连与切换的组网系统，其特征在于：所述路由代理为DRA网元，所述DRA网元转发的信令为Diameter信令，所述Diameter信令中包含UE的所属地信息。

5.如权利要求1所述的实现多SNPN互连与切换的组网系统，其特征在于：所述组网通信单元包括可与每一所述主通信单元通信连接并进行隧道协议转发的隧道协议路由器，所述组网管理单元通过所述隧道协议路由器与所述UE归属的所述主SNPN的主通信单元进行隧道协议转发，为所述UE打通所述隧道协议路由器和所述主通信单元之间的链路，在所述UE、所述组网基站、所述组网通信单元、所述主通信单元处建立承载会话，以建立所述UE依次从所述组网基站、组网通信单元、主通信单元通向所述内网服务器的通信链路，使得所述UE可通过所述组网SNPN接入所属的所述主SNPN的内网服务器。

6.如权利要求5所述的实现多SNPN互连与切换的组网系统，其特征在于：所述组网通信单元包括组网SMF网元、组网UPF网元和所述隧道协议路由器，所述组网SNPN具有数据面和控制面，所述组网SNPN的数据面包括与所述组网基站连接的组网UPF网元、与所述组网UPF网元连接的隧道协议路由器，所述组网SNPN的控制面包括与所述组网基站连接的组网管理单元、与所述组网管理单元连接的组网SMF网元和路由代理，以及与所述组网SMF网元连接的隧道协议路由器；

所述通信链路由所述UE依次从所述组网基站到所述组网UPF网元到所述隧道协议路由器到所述主通信单元直至到达所述内网服务器。

7.如权利要求5所述的实现多SNPN互连与切换的组网系统，其特征在于：所述隧道协议路由器为GPRS隧道协议路由器，所述隧道协议为GPRS隧道协议，所述GPRS隧道协议包含所述UE的所属地信息。

8.如权利要求1所述的实现多SNPN互连与切换的组网系统，其特征在于：所述主SNPN采用4G/5G融合组网架构和/或LTE组网架构，所述主SNPN具有数据面和控制面，所述主SNPN还包括存储所述UE的用户信息的数据存储库，以及分别与所述主基站、数据存储库、主通信单元通信连接的主管理单元；

所述主SNPN采用4G/5G融合组网架构时，所述主通信单元包括主SMF网元、主UPF网元和PCF网元，所述数据面包括与所述主基站连接的主UPF网元、与所述主UPF网元的另一端连接的内网服务器，所述控制面包括与所述主基站连接的主管理单元、与所述主管理单元连接的数据存储库和主SMF网元，以及与所述主SMF网元连接的PCF网元，所述组网管理单元在所述组网基站接入一所述UE时，依据所述UE的归属地为所述UE打通所述组网通信单元和所述主UPF网元之间的链路，所述通信链路由所述UE依次从所述组网基站到所述组网通信单元到主UPF网元直至到达所述内网服务器；

所述主SNPN采用LTE组网架构时，所述主通信单元包括XGW网元和PCRF网元，所述XGW网元包括PGW网元和sGW网元，所述数据面包括与所述主基站连接的sGW网元、与所述sGW网元连接的PGW网元和与所述PGW网元连接的内网服务器，所述控制面包括与所述主基站连接的主管理单元、与主管理单元连接的数据存储库和sGW网元、与所述sGW网元连接的所述PGW网元，以及与所述PGW网元连接的PCRF网元，所述组网管理单元在所述组网基站接入一所述UE时，依据所述UE的归属地为所述UE打通所述组网通信单元和所述PGW网元之间的链路，所述通信链路由所述UE依次从所述组网基站到所述组网通信单元到PGW网元直至到达所述内网服务器。

9.如权利要求1所述的实现多SNPN互连与切换的组网系统，其特征在于：每一所述UE中均内置有所属的所述主SNPN的本地频段和所述组网SNPN的组网频段，所述UE优先使用本地频段并在所述本地频段的信号强度低于预设值时切换到所述组网频段，以接入所述组网SNPN的组网基站。

10.如权利要求1所述的实现多SNPN互连与切换的组网系统，其特征在于：所述主SNPN为码头的SNPN，所述组网SNPN为港口管理局的SNPN，所述通用区域为通用集装箱交换路线区域。