4G与5G网络互操作的方法、装置、系统及设备与流程

本公开涉及移动通信技术领域，特别涉及一种4g与5g网络互操作的方法、装置、系统、设备及存储介质。

背景技术：

相关技术4g与5g网络互操作的过程，存在较多的切换时延和路由迂回，不但导致用户体验降低，还增加了网络部署投资。该问题在漫游情况下尤其明显。

技术实现要素：

本公开提供了一种4g与5g网络互操作的方法、装置、系统、设备及存储介质。

根据本公开的一个方面，提供了一种4g与5g网络互操作的方法，应用于ue(userequipment，用户设备)从4g网络移动到5g网络的情形下，所述方法包括：

amf(acessandmobilitymanagementfunction，认证管理功能)从mme(mobilitymanagemententity，移动管理实体)获得ue的第一信息，所述第一信息携带有sgw(servinggateway，服务网关)地址；

根据所述sgw地址，从第一网络设备获得amf与第二网络设备之间的接口地址，所述第二网络设备包括合设的smf(sessionmanagementfunction，会话管理功能)和sgw；

根据所述amf与第二网络设备之间的接口地址，与所述第二网络设备的smf连接。

根据本公开的一个方面，提供了一种4g与5g网络互操作的装置，应用于ue从4g网络移动到5g网络的情形下，所述装置包括：

第一获得单元，用于从mme获得ue的第一信息，所述第一信息携带有sgw地址；

第二获得单元，用于根据所述sgw地址，从第一网络设备获得amf与第二网络设备之间的接口地址，所述第二网络设备包括合设的smf和sgw；

连接单元，用于根据所述amf与第二网络设备之间的接口地址，与所述第二网络设备的smf连接。

根据本公开的另一个方面，提供了一种4g与5g网络互操作的方法，应用于ue从5g网络移动到4g网络的情形下，所述方法包括：

amf向第二网络设备的smf发送pdu(protocoldataunit，协议数据单元)会话信息的获取请求，所述第二网络设备除smf还包括sgw，sgw与smf合设；

接收第二网络设备的smf返回的pdu会话信息，所述pdu会话信息携带有sgw地址；

向mme发送携带有sgw地址的第二信息。

根据本公开的另一个方面，提供了一种4g与5g网络互操作的装置，应用于ue从5g网络移动到4g网络的情形下，所述装置包括：

请求单元，用于向第二网络设备的smf发送pdu会话信息的获取请求，所述第二网络设备除smf还包括sgw，sgw与smf合设；

接收单元，用于接收第二网络设备的smf返回的pdu会话信息，所述pdu会话信息携带有sgw地址；

发送单元，用于向mme发送携带有sgw地址的第二信息。

根据本公开的又一个方面，提供了一种4g与5g网络互操作的系统，包括mme、amf、第一网络设备和第二网络设备，其中：

所述第二网络设备包括合设的smf和sgw；

所述amf，用于从mme获得ue的携带有sgw地址的第一信息；根据sgw地址，从第一网络设备获得amf与第二网络设备之间的接口地址；根据amf与第二网络设备之间的接口地址，与smf连接；及，用于向smf发送pdu会话信息的获取请求；接收smf返回的携带有sgw地址的pdu会话信息；向mme发送携带有sgw地址的第二信息。

根据本公开的再一个方面，提供了一种4g与5g网络互操作设备，包括：

存储器；和耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行前述任一技术方案的4g与5g网络互操作的方法。

根据本公开的再一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述任一技术方案的4g与5g网络互操作的方法。

根据本公开上述的技术方案，可以减少4g与5g网络互操作时的切换时延和路由迂回，改善用户体验，降低网络部署成本。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1为本公开一些实施例4g与5g网络互操作的方法的流程图；

图2为本公开另一些实施例4g与5g网络互操作的方法的流程图；

图3为本公开又一些实施例4g与5g网络互操作的方法的流程图；

图4为本公开一些实施例4g与5g网络互操作的装置的框图；

图5为本公开一些实施例4g与5g网络互操作的方法的流程图；

图6为本公开另一些实施例4g与5g网络互操作的方法的流程图；

图7为本公开又一些实施例4g与5g网络互操作的方法的流程图；

图8为本公开一些实施例4g与5g网络互操作的装置的框图；

图9为本公开一些实施例4g与5g网络互操作的系统的框图；

图10为本公开一些实施例4g与5g网络互操作设备的框图；

图11为本公开一些实施例计算机系统的框图。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

本申请的发明人在实现本公开实施例的过程中发现，相关技术4g与5g网络互操作时，amf、smf以及sgw之间存在较多的切换时延和路由迂回，不但导致用户体验降低，还增加了网络部署投资。该问题在漫游情况下尤其明显。

为解决该问题，本公开实施例提供了一种4g与5g网络互操作的方法、装置、系统、设备及存储介质。

其中，4g与5g网络互操作包括ue从4g网络移动到5g网络以及从5g网络移动到4g网络的漫游和非漫游情形。在每种情形下，互操作内容包括了位置更新和切换。

当ue从一个位置区移动到另一个位置区时，需要在新的位置区进行登记，一旦ue出于某种需要或发现其存储器中的lai(locationareaidentity，位置区标识)与接收到的当前小区的lal发生了变化，就会发起位置更新流程，通知网络来更改它所存储的位置信息。

当正在使用网络服务的ue从一个小区移动到另一个小区时，为保证通信的连续性，ue需要发起切换流程，以进行信道切换。

在4g与5g互通的网络架构中，mme负责移动性管理、承载管理、用户鉴权认证、sgw和pgw(pdngateway，分组数据网关)选择等功能。sgw负责用户面处理，包括数据包路由和转发，作为3gpp不同接入网络的切换锚点。pgw作为3gpp(thirdgenerationpartnershipproject，第三代合作伙伴计划)接入和非3gpp接入pdn(packetdatanetwork，公用数据网)的锚点，与sgw进行交互，提供用户的会话管理和承载控制、数据转发、ip地址分配以及非3gpp用户接入等功能。amf负责ue的接入权限和切换等。smf负责会话管理，提供服务连续性，服务的不间断用户体验。

图1是示出本公开一些实施例4g与5g网络互操作的方法的流程图。

如图1所示，4g与5g网络互操作的方法，应用于ue从4g网络移动到5g网络的情形下，包括了以下步骤s101-步骤s103。

在步骤s101，amf从mme获得ue的第一信息，该第一信息携带有sgw地址。

其中，第一信息除携带有sgw地址外，还可携带有teid(tunnelendpointidentifier，隧道端点标识)和sm(sessionmanagement，会话管理)上下文。

当ue从4g网络移动到5g网络发起位置更新时，前述第一信息为ue的上下文，步骤s101可以包括以下子步骤：

子步骤一、amf在收到ue从4g网络移动到5g网络的位置更新请求时，向mme发送ue上下文获取请求；

子步骤二、接收mme返回的ue的上下文。

当ue从4g网络移动到5g网络发起切换时，前述第一信息为前向重定位请求，步骤s101可以包括：

amf接收mme在收到ue从4g网络移动到5g网络的切换请求时发送的前向重定位请求。

在步骤s102，amf根据sgw地址，从第一网络设备获得amf与第二网络设备之间的接口地址，第二网络设备包括合设的smf和sgw。

合设是相对分设而言。smf和sgw合设，使得第二网络设备作为单个网元既可实现smf功能，又可实现sgw功能，从而简化了amf、smf以及sgw之间的交互。

在步骤s103，amf根据获得的amf与第二网络设备之间的接口地址，与第二网络设备的smf连接。建立连接后，smf能够与sgw在第二网络设备内部直接进行资源映射。

在步骤s103之后，继续完成后续的位置更新或切换流程。

在本公开上述实施例中，smf和sgw合设于第二网络设备，第二网络设备作为单个网元既可实现smf功能，又可实现sgw功能，从而简化了amf、smf以及sgw之间的交互，减少了切换时延和路由迂回，改善了用户体验，降低了网络部署成本。该实施例方案尤其适用于ue采用归属路由方式漫游，能够有效减少smf和用户面功能之间的切换时延和路由迂回。

在一些实施例中，第一网络设备包括分设的dns(domainnamesystem，域名系统)和nrf(nfrepositoryfunction，网络存储功能)。其中，dns作为将域名和sgw地址相互映射的一个分布式数据库。nrf负责网络功能服务注册登记、状态监测等，从而实现网络功能服务自动化管理、选择和可扩展。

在这些实施例中，上述步骤s102，可包括以下子步骤：

子步骤一、向dns发送携带有sgw地址的域名查询请求；

子步骤二、接收dns返回的sgw地址对应的域名；

子步骤三、向nrf发送携带有该域名的接口地址查询请求；

子步骤四、接收nrf返回的amf与第二网络设备之间的接口地址。

在另一些实施例中，第一网络设备包括合设的dns和nrf。上述步骤s102，可包括以下子步骤：

子步骤一、向dns发送携带有sgw地址的域名查询请求；

子步骤二、接收来自nrf的amf与第二网络设备之间的接口地址，amf与第二网络设备之间的接口地址为nrf根据dns发送的sgw地址对应的域名查询得到。

dns和nrf合设，可以简化获取接口地址的流程，从而为4g与5g网络互操作的信令优化、路由优化提供基础。

在上述实施例中，域名优选为全限定域名(fullyqualifieddomainname，fqdn)，包括主机名和主机所在的域名，从而可以从逻辑上准确获知主机在域名树中的位置。

图2是示出本公开另一些实施例4g与5g网络互操作的方法的流程图。该实施例4g与5g网络互操作的方法，应用于ue从4g网络移动到5g网络的位置更新过程，包括了以下步骤s201-步骤s205。

在步骤s201，amf在收到ue从4g网络移动到5g网络的位置更新请求时，向mme发送ue上下文获取请求。

在步骤s202，amf接收mme返回的ue的上下文，该ue的上下文中携带有sgw地址、teid和sm上下文。

在步骤s203，amf向第一网络设备的dns发送携带有sgw地址的域名查询请求。

第一网络设备包括合设的dns和nrf。dns根据sgw地址查询得到对应的fqdn，nrf根据该fqdn查询得到amf与第二网络设备之间的n11接口地址。在一些实施例中，第二网络设备可以包括合设的拜访地smf和控制面sgw。

在步骤s204，amf接收第一网络设备返回的n11接口地址。

在步骤s205，amf根据n11接口地址，与第二网络设备的smf连接。

在步骤s205之后，amf与第二网络设备，第二网络设备与控制面pgw及归属地smf进行交互，继续完成后续的位置更新流程。

图3是示出本公开又一些实施例4g与5g网络互操作的方法的流程图。该实施例4g与5g网络互操作的方法，应用于ue从4g网络移动到5g网络的切换过程，包括了以下步骤s301-步骤s304。

在步骤s301，amf接收mme在收到ue从4g网络移动到5g网络的切换请求时发送的前向重定位请求，该前向重定位请求中携带有sgw地址、teid和sm上下文。

在步骤s302，amf向第一网络设备的dns发送携带有sgw地址的域名查询请求。

第一网络设备包括合设的dns和nrf。dns根据sgw地址查询得到对应的fqdn，nrf根据该fqdn查询得到amf与第二网络设备之间的n11接口地址。在一些实施例中，第二网络设备可以包括合设的拜访地smf和控制面sgw。

在步骤s303，amf接收第一网络设备返回的n11接口地址。

在步骤s304，amf根据n11接口地址，与第二网络设备的smf连接。

在步骤s304之后，amf与第二网络设备，第二网络设备与控制面pgw及归属地smf进行交互，继续完成后续的切换流程。

如图4所示，本公开一些实施例还提供一种4g与5g网络互操作的装置，应用于ue从4g网络移动到5g网络的情形下，该装置包括：

第一获得单元41，用于从mme获得ue的第一信息，第一信息携带有sgw地址；

第二获得单元42，用于根据sgw地址，从第一网络设备获得amf与第二网络设备之间的接口地址，第二网络设备包括合设的smf和sgw；

连接单元43，用于根据amf与第二网络设备之间的接口地址，与第二网络设备的smf连接。

同理，上述4g与5g网络互操作的装置，由于简化了amf、smf以及sgw之间的交互，从而减少了切换时延和路由迂回，改善了用户体验，降低了网络部署成本，尤其适用于漫游情形下。

图5是示出本公开一些实施例4g与5g网络互操作的方法的流程图。

如图5所示，4g与5g网络互操作的方法，应用于ue从5g网络移动到4g网络的情形下，包括了以下步骤s501-步骤s503。

在步骤s501，amf向第二网络设备的smf发送pdu会话信息的获取请求，第二网络设备除smf还包括sgw，sgw与smf合设。

在步骤s502，amf接收第二网络设备的smf返回的pdu会话信息，pdu会话信息携带有sgw地址。

在步骤s503，amf向mme发送携带有sgw地址的第二信息。

其中，pdu会话信息和第二信息除携带有sgw地址外，还可携带有teid和sm上下文。

在一些实施例中，当ue从5g网络移动到4g网络发起位置更新时，步骤s501包括：

amf在收到mme发送的ue上下文获取请求时，向第二网络设备的smf发送pdu会话信息的获取请求。

其中，ue上下文获取请求是由mme在收到ue从5g网络移动到4g网络的位置更新请求时发送。

相应的，在步骤s503中，第二信息为ue的上下文。

在一些实施例中，当ue从5g网络移动到4g网络发起切换时，步骤s501包括：

afm在收到ue从5g网络移动到4g网络的切换请求时，向第二网络设备的smf发送pdu会话信息的获取请求。

相应的，在步骤s503中，第二信息为重定位请求。

在本公开上述实施例中，smf和sgw合设于第二网络设备，第二网络设备作为单个网元既可实现smf功能，又可实现sgw功能，从而简化了amf、smf以及sgw之间的交互，进而减少了切换时延和路由迂回，改善了用户体验，降低了网络部署成本，尤其适用于漫游情形下。

图6是示出本公开另一些实施例4g与5g网络互操作的方法的流程图。

如图6所示，该实施例4g与5g网络互操作的方法，应用于ue从5g网络移动到4g网络的位置更新过程，包括了以下步骤s601-步骤s604。

在步骤s601，amf接收mme发送的ue上下文获取请求。

在步骤s602，amf向第二网络设备的smf发送pdu会话信息的获取请求，例如发送信令nsmf_pdusession_contextrequest。该第二网络设备除smf还包括sgw，sgw与smf合设。

在步骤s603，amf接收第二网络设备的smf返回的pdu会话信息，例如接收信令nsmf_pdusession_contextresponse，其中携带了sgw地址、teid和sm上下文。

在步骤s604，amf向mme发送携带有sgw地址、teid和sm上下文的ue的上下文。

在步骤s604之后，mme与第二网络设备，第二网络设备与控制面pgw及归属地smf之间进行交互，继续完成后续位置更新流程。

图7是示出本公开又一些实施例4g与5g网络互操作的方法的流程图。

如图7所示，该实施例4g与5g网络互操作的方法，应用于ue从5g网络移动到4g网络的切换过程，包括了以下步骤s701-步骤s703。

在步骤s701，afm在收到ue从5g网络移动到4g网络的切换请求时，向第二网络设备的smf发送pdu会话信息的获取请求，例如发送信令nsmf_pdusession_contextrequest。该第二网络设备除smf还包括sgw，sgw与smf合设。

在步骤s702，amf接收第二网络设备的smf返回的pdu会话信息，例如接收信令nsmf_pdusession_contextresponse，其中携带了sgw地址、teid和sm上下文。

在步骤s703，amf向mme发送携带有sgw地址、teid和sm上下文的重定位请求。

在步骤s703之后，mme与第二网络设备，第二网络设备与控制面pgw及归属地smf之间进行交互，继续完成后续切换流程。

如图8所示，本公开一些实施例还提供一种4g与5g网络互操作的装置，应用于ue从5g网络移动到4g网络的情形下，该装置包括：

请求单元81，用于向第二网络设备的smf发送pdu会话信息的获取请求，第二网络设备除smf还包括sgw，sgw与smf合设；

接收单元82，用于接收第二网络设备的smf返回的pdu会话信息，pdu会话信息携带有sgw地址；

发送单元83，用于向mme发送携带有sgw地址的第二信息。

同理，上述4g与5g网络互操作的装置，由于简化了amf、smf以及sgw之间的交互，进而减少了切换时延和路由迂回，改善了用户体验，降低了网络部署成本。

如图9所示，本公开一些实施例还提供一种4g与5g网络互操作的系统，包括mme91、amf92、第一网络设备93和第二网络设备94，其中：

第二网络设备包括合设的smf和sgw；

amf用于从mme获得ue的携带有sgw地址的第一信息；根据sgw地址，从第一网络设备获得amf与第二网络设备之间的接口地址；根据amf与第二网络设备之间的接口地址，与smf连接；及，用于向smf发送pdu会话信息的获取请求；接收smf返回的携带有sgw地址的pdu会话信息；向mme发送携带有sgw地址的第二信息。

在一些实施例中，第一网络设备93包括合设的dns和nrf；amf用于向dns发送携带有sgw地址的域名查询请求；接收来自nrf的amf与第二网络设备之间的接口地址，amf与第二网络设备之间的接口地址为nrf根据dns发送的sgw地址对应的dn查询得到。

上述4g与5g网络互操作的系统，对5g核心网进行了增强处理，对4g核心网不造成影响。在进行位置更新或切换时，切换时延和路由迂回较少，从而改善了用户体验，降低了网络部署成本。

如图10所示，本公开至少一实施例还提供了一种4g与5g网络互操作设备，包括：存储器101和耦接至存储器101的处理器102，处理器102被配置为基于存储在存储器101中的指令，执行如前述任一实施例的4g与5g网络互操作的方法。

应当理解，前述4g与5g网络互操作的方法中的各个步骤都可以通过处理器来实现，并且可以通过软件、硬件、固件或其结合的任一种方式实现。

除了上述4g与5g网络互操作的方法、装置之外，本公开实施例还可采用在一个或多个包含有计算机程序指令的非易失性存储介质上实施的计算机程序产品的形式。因此，本公开至少一实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如前述任一技术方案的4g与5g网络互操作的方法。

图11示出了本公开至少一实施例的计算机系统的示意图。

如图11所示，计算机系统可以用通用计算设备的形式表现，该计算机系统可以用来实现上述实施例的4g与5g网络互操作的装置。计算机系统包括存储器111、处理器112和连接不同系统组件的总线110。

存储器111例如可以包括系统存储器、非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(bootloader)以及其他程序等。系统存储器可以包括易失性存储介质，例如随机存取存储器(ram)和/或高速缓存存储器。非易失性存储介质例如存储有执行显示方法的对应实施例的指令。非易失性存储介质包括但不限于磁盘存储器、光学存储器、闪存等。

处理器112可以用通用处理器、数字信号处理器(dsp)、应用专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑设备、分立门或晶体管等分立硬件组件方式来实现。相应地，诸如判断模块和确定模块的每个模块，可以通过中央处理器(cpu)运行存储器中执行相应步骤的指令来实现，也可以通过执行相应步骤的专用电路来实现。

总线110可以使用多种总线结构中的任意总线结构。例如，总线结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线、微通道体系结构(mca)总线、外围组件互连(pci)总线。

计算机系统还可以包括输入输出接口113、网络接口114、存储接口115等。输入输出接口113、网络接口114、存储接口115以及存储器111和处理器112之间可以通过总线110连接。输入输出接口113可以为显示器、鼠标、键盘等输入输出设备提供连接接口。网络接口114为各种联网设备提供连接接口。存储接口115为软盘、u盘、sd卡等外部存储设备提供连接接口。

至此，已经详细描述了本公开的各种实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。