5G会话SSCmode2实现方法与流程

5g会话ssc mode2实现方法
技术领域
1.本发明涉及移动通信技术领域，具体是一种5g会话ssc mode2实现方法。


背景技术：

2.5g会话ssc mode2，即会话与业务连续性模式二，是5g核心网提供的一项基本会话功能，在3gpp的23.502业务流程规范中，对ssc mode2的实现过程、触发条件该标准规范仅做了概要的示意性说明，其功能的实现步骤有赖于产品的具体设计。
3.实践中，无线小区切换是ssc mode2最常见的触发条件和业务场景；但切换是无线业务过程中比较复杂的一个操作，与ssc mode2的锚点释放、重建叠加在一起，是无线核心网smf的会话管理中非常复杂、实现难度很高的一个功能。
4.现有技术存在的问题和缺点：无线小区切换涉及到源基站、目标基站、终端和核心网之间的协同，需要在较短的时间内完成才不影响体验，在用户驻留的新小区归属的upf与原小区不同时，smf需要选择新的upf，分配新的cn侧隧道，才能向目标基站回复响应；同时由于需要切换新的锚点psa，smf需要尽快发起到原upf的会话释放，此过程涉及的操作多、衔接复杂、耗时较长，非常容易导致用户切换不成功，业务短链。


技术实现要素：

5.本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种5g会话ssc mode2实现方法，通过提供5g核心网会话管理的两阶段、便携式捎带消息处理机制，可以更快地完成ue的无线切换过程，快速完成ssc mode2连续性模式二新的会话锚点的重建。所有操作都是3gpp定义的标准操作，互通性好。
6.本发明提供了一种5g会话ssc mode2实现方法，包括以下步骤：1）ssc mode2型会话的初始建立：当ue发起pdu会话建立时，携带会话类型是ssc mode2；smf为用户分配地址、选择具有会话锚点能力的upf，建立会话；2）切换过程及ssc mode2的触发：2.1）在收到基站的切换请求，核心网判断新小区归属新的upf服务区，smf为目标小区选择新的upf，并建立会话上下文、分配n3、n9隧道，先建立当前upf与现有锚点psa的通道，以完成切换过程；同时smf判断服务upf变化涉及到ssc mode2变更，需要释放原作为psa的upf的会话，重建会话；2.2）smf进行切换处理，根据用户信息为目标小区的选择upf，smf同时判断sscmode2需要释放现有会话psa，重建psa，smf释放会话的信息；2.3）smf将会话的信息通过服务化接口发给amf，amf通过n2口将消息发给基站；2.4）目标基站即发起ue的会话资源释放，向amf返回pduresourcereleaseresponse ngap消息；
2.5）随后ue完成会话释放后，通过基站向核心网返回会话释放完成，smf释放与原psa之间的n4会话，原psa被释放；同时smf释放中间upf的n4会话；3）重建过程：核心网在释放命令消息中指示ue完成释放后，立即发起一个新的会话请求，使用与刚释放的会话相同的dnn和切片信息；ue会根据指示在释放原有会话后，生成新的会话id，发起新的会话建立；新的会话按照步骤2）触发相同的步骤。如果smf在切换过程中选择的是具有锚点能力的upf，smf没有变更，smf的用户会话上下文还存有相关的upf信息，可以更快地完成会话建立，减少切换psa的时间。
7.进一步改进，步骤2.2）中所述smf切换处理过程具体如下：smf首先处理切换，smf向选定的upf发送n4会话建立，将切换请求中无线侧的隧道信息带给upf，指示upf创建n9隧道；smf向会话的原有upf，即psa发起n4会话更改，将创建的n9隧道信息带给它替换掉其n4会话上下文的接入侧隧道，此时psa会向源基站发送gtp-u endmarker；smf构造切换响应消息，通过服务化接口发给amf和基站。
8.进一步改进，步骤2.2）中所述smf释放会话的信息过程具体如下：smf构建pduresourcerelease消息，释放基站的会话资源；smf构建给ue的pdusession rleasecommand消息，指示ue释放当前会话，立即重建一个新的会话，新会话使用相同的dnn和切片。
9.进一步改进，步骤2.2）中所述选择upf过程中，如果有多个可用的upf，优选选择具有锚点功能psa的upf。
10.进一步改进，步骤2.3）中所述amf将消息发给基站过程具体如下：amf会将上述的释放操作与切换响应消息一起，通过两个sctp data chunk传输消息，第一个data chunk包含切换响应的ngap消息，第二个data chunk包含释放会话资源的ngap以及nas消息，一次性下发给目标基站。
11.进一步改进，所述步骤2.5）中，如果此中间upf是具有锚点功能的upf，smf在用户会话上下文缓存其相关信息。
12.本发明有益效果在于：提出了一个5g核心网会话管理的两阶段、便携式捎带消息处理机制，可以更快地完成ue的无线切换过程，快速完成ssc mode2连续性模式二新的会话锚点的重建。所有操作都是3gpp定义的标准操作，互通性好。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
14.图1为产品核心网结构图；图2为具体实施方式示意图。
实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
16.本发明涉及到5g核心网和5g基站的交互，主要的实现在核心网一侧。涉及的5g核心网主要包括smf、upf、amf、pcf、udm等。核心网结构如图1所示。
17.本发明具体工作方法如下：1、ssc mode2型会话的初始建立当ue发起pdu会话建立时，携带会话类型是ssc mode2；smf根据用户签约、所在小区等信息为用户分配地址、选择具有会话锚点能力（psa，pdu session anchor）的upf，建立会话；2、切换过程及ssc mode2的触发在收到基站的切换请求，如xn方式时路径切换请求后pathswitchrequest后，核心网（amf、smf）判断新小区归属新的upf服务区，smf为目标小区选择新的upf、并建立会话上下文、分配n3、n9隧道，先建立当前upf与现有锚点psa的通道，以完成切换过程；同时smf判断服务upf变化涉及到ssc mode2变更，需要释放原作为psa的upf的会话、重建会话；smf根据用户上下文、用户签约等信息为目标小区的选择upf，如果有多个可用的upf，优选具有锚点功能psa的upf；a、smf首先处理切换，smf向选定的upf发送n4会话建立，将切换请求中无线侧的隧道信息带给upf，指示upf创建n9隧道；b、smf向会话的原有upf，即psa发起n4会话更改，将创建的n9隧道信息带给它替换掉其n4会话上下文的接入侧隧道。此时psa会向源基站发送gtp-u endmarker；c、smf构造切换响应消息如xn切换时pathswitchacknowledge，通过服务化接口发给amf和基站；如上是切换的处理步骤；smf同时判断sscmode2需要释放现有会话psa，重建psa，smf会紧接着发出释放会话的信息：i、smf构建pduresourcerelease消息，释放基站的会话资源；ii、smf构建给ue的pdusession rleasecommand消息，指示ue释放当前会话，立即重建一个新的会话，新会话使用相同的dnn和切片等信息；smf将上述信息通过服务化接口发给amf，amf通过n2口消息发给基站；smf做出上述处理决策的时间，几乎是同时的，smf 将以上信息传递给amf，amf会将上述的释放操作与切换响应消息一起，通过两个sctp data chunk传输消息，第一个data chunk包含切换响应的ngap消息，第二个data chunk包含释放会话资源的ngap以及nas消息，一次性下发给目标基站。
18.目标基站侧会一次收取到两条ngap消息，收到切换响应如pathswitchacknowledge后，基站会更新用户上下文中的上行隧道信息，在收到源基站侧的end marker后，目标基站即成功完成ue无线小区的切换，此后ue会发起移动性注册更新。
19.上述操作后，目标基站即发起会话资源释放，向amf返回
pduresourcereleaseresponsengap消息。
20.随后ue完成会话释放后，通过基站向核心网返回会话释放完成（pdusessionreleasecomplete），smf释放与原psa之间的n4会话，原psa被释放；同时smf释放中间upf的n4会话；如果此中间upf是具有锚点功能的upf，smf会在用户会话上下文缓存其相关信息。
21.至此，通过上述的中间upf分配，切换和释放消息的一次性下发，整个过程在使用了最少的操作步骤，在较短的时间内完成了ue的无线切换过程和到原psa会话的释放等一系列复杂过程。
22.3、重建过程在上面的ue释放会话时，核心网在释放命令消息中指示ue完成释放后，立即发起一个新的会话请求，使用与刚释放的会话相同的dnn和切片信息；ue会根据指示在释放原有会话后，生成新的会话id，发起新的会话建立。
23.核心网会按照上面sscmode2会话的触发相同的步骤，为ue选择与当前位置信息相关的具有锚点功能的upf，如果smf在切换过程中选择的是具有锚点能力的upf，smf没有变更，smf的用户会话上下文还存有相关的upf信息，可以更快地完成会话建立，减少切换psa的时间。
24.本发明一种具体实施方式如图2所示，用户在小区2建立了初始的会话（sscmode2）。当ue在小区2、小区3之间切换时（假定是xn类型的切换），小区2和小区3都归属于初始会话的锚点upf，此时不涉及到锚点的重建，切换过程是普通的切换过程。
25.当用户从小区2切换到小区1时，由于小区归属的upf不同，此时将触发sscmode2实现过程，按照本发明，smf核心网会按照上述原理中说明的业务流程完成小区切换、psa重建的全过程。
26.本技术中常用简称说明如下：所有简写都要提供明确的中文定义，需要补充定义的都在文中标红，请在下方全部简称定义补充完整。
27.smf：sessionmanagementfunction会话管理功能；upf：userplanefunction用户面功能；amf：accessandmobilitymanagementfunction接入与移动性管理功能；pcf：policycontrolfunction策略控制功能；udm：userdatamanagement用户数据管理功能；ue:userequipment用户终端设备；pdu:packetdataunit数据包单元；n3隧道:5g网络中基站与upf之间传输用户数据的逻辑通道；n9隧道:5g网络中upf与upf之间传输用户数据的逻辑通道；psa:pdusessionanchor会话锚点；ngap:ngapplicationprotocolng口应用协议；n4会话:smf与upf之间的信令交互逻辑链路；dnn:datanetworkname数据网络名称；nas:non-accessstratum与接入无关的、上层的消息；pduresourcerelease:核心网与基站之间的一种资源释放操作；sctpdatachunk:流控传输协议的载荷。
28.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，以上所述仅是本发明的优选实施方式，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对于本技术领域的普通技术人员来说，可轻易想到的变化或替换，在不脱离本发明原理的前提下，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种5g会话ssc mode2实现方法，其特征在于：包括以下步骤：1）ssc mode2型会话的初始建立：当ue发起pdu会话建立时，携带会话类型是ssc mode2；smf为用户分配地址、选择具有会话锚点能力的upf，建立会话；2）切换过程及ssc mode2的触发：2.1）在收到基站的切换请求，核心网判断新小区归属新的upf服务区，smf为目标小区选择新的upf，并建立会话上下文、分配n3、n9隧道，先建立当前upf与现有锚点psa的通道，以完成切换过程；同时smf判断服务upf变化涉及到ssc mode2变更，需要释放原作为psa的upf的会话，重建会话；2.2）smf进行切换处理，根据用户信息为目标小区的选择upf，smf同时判断sscmode2需要释放现有会话psa，重建psa，smf释放会话的信息；2.3）smf将会话的信息通过服务化接口发给amf，amf通过n2口将消息发给基站；2.4）目标基站即发起ue的会话资源释放，向amf返回pduresourcereleaseresponse ngap消息；2.5）随后ue完成会话释放后，通过基站向核心网返回会话释放完成，smf释放与原psa之间的n4会话，原psa被释放；同时smf释放中间upf的n4会话；3）重建过程：核心网在释放命令消息中指示ue完成释放后，立即发起一个新的会话请求，使用与刚释放的会话相同的dnn和切片信息；ue会根据指示在释放原有会话后，生成新的会话id，发起新的会话建立；新的会话按照步骤2）触发相同的步骤。2.根据权利要求1所述的5g会话ssc mode2实现方法，其特征在于：步骤2.2）中所述smf切换处理过程具体如下：smf首先处理切换，smf向选定的upf发送n4会话建立，将切换请求中无线侧的隧道信息带给upf，指示upf创建n9隧道；smf向会话的原有upf，即psa发起n4会话更改，将创建的n9隧道信息带给它替换掉其n4会话上下文的接入侧隧道，此时psa会向源基站发送gtp-u endmarker；smf构造切换响应消息，通过服务化接口发给amf和基站。3.根据权利要求1所述的5g会话ssc mode2实现方法，其特征在于：步骤2.2）中所述smf释放会话的信息过程具体如下：smf构建pduresourcerelease消息，释放基站的会话资源；smf构建给ue的pdusession rleasecommand消息，指示ue释放当前会话，立即重建一个新的会话，新会话使用相同的dnn和切片。4.根据权利要求1所述的5g会话ssc mode2实现方法，其特征在于：步骤2.2）中所述选择upf过程中，如果有多个可用的upf，优选选择具有锚点功能psa的upf。5.根据权利要求1所述的5g会话ssc mode2实现方法，其特征在于：步骤2.3）中所述amf将消息发给基站过程具体如下：amf会将上述的释放操作与切换响应消息一起，通过两个sctp data chunk传输消息，第一个data chunk包含切换响应的ngap消息，第二个data chunk包含释放会话资源的ngap以及nas消息，一次性下发给目标基站。6.根据权利要求1所述的5g会话ssc mode2实现方法，其特征在于：所述步骤2.5）中，如
果此中间upf是具有锚点功能的upf，smf在用户会话上下文缓存其相关信息。

技术总结
本发明提供了一种5G会话SSC mode2实现方法，提出了一个5G核心网会话管理的两阶段、便携式捎带消息处理机制，可以更快地完成UE的无线切换过程，快速完成SSC mode2连续性模式二新的会话锚点的重建。所有操作都是3GPP定义的标准操作，互通性好。互通性好。互通性好。


技术研发人员：张宜群 余小宇 陈建平 刘瑜 王海龙 吉鹏程 陈巧英
受保护的技术使用者：南京泰通科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/8/5