非3GPP接入网络的组网方法、系统、装置和存储介质与流程

非3gpp接入网络的组网方法、系统、装置和存储介质
技术领域
1.本发明涉及5g通信技术领域，尤其是一种非3gpp接入网络的组网方法、系统、装置和存储介质。


背景技术：

2.相关技术中，3gpp接入网络的方式是通过基站与核心网进行交互，因此，用户数据可以通过基站直接到达核心网的amf或者upf；非3gpp接入网络的方式是通过现有的私人接入设备与核心网进行交互，无法使用基站接入核心网，因此，用户数据无法直接到达核心网的amf或者upf。而目前的用户数据主要还是使用3gpp接入网络的方式传输到核心网，3gpp接入网络的方式需要涉及较多的基站建设，从而导致组网成本高，而非3gpp接入网络的方式应用较少，导致私人接入设备的利用率较低。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种非3gpp接入网络的组网方法、系统、装置和存储介质，能够有效提高私人设备的利用率。
4.一方面，本发明实施例提供了一种非3gpp接入网络的组网方法，包括以下步骤：
5.当部署支持非3gpp接入的核心网后，判断用户设备是否通过非3gpp接入设备接入核心网；
6.确定用户设备通过非3gpp接入设备接入核心网，获取所述非3gpp接入设备收集的网络使用状态数据，所述非3gpp接入设备连接一个或多个所述用户设备，所述网络使用状态数据包括网络流量、网络质量和用户反馈数据；
7.根据所述网络使用状态数据、预设单位奖励和权重计算所述非3gpp接入设备的总奖励；
8.将所述总奖励以预设形式发送到所述非3gpp接入设备。
9.在一些实施例中，在所述部署支持非3gpp接入的核心网这一步骤后，所述方法还包括以下步骤：
10.响应所述非3gpp接入设备的注册账号请求，向所述非3gpp接入设备返回注册页面链接信息；
11.接收注册页面链接信息对应页面上传的注册账号时的ip地址；
12.确定完成注册后，所述非3gpp接入设备获得向所述用户设备提供非3gpp接入服务的能力或获得奖励的能力。
13.在一些实施例中，所述确定用户设备通过非3gpp接入设备接入核心网，包括：
14.判断所述用户设备的目标类型；
15.根据所述目标类型确定所述用户设备通过非3gpp接入设备接入核心网。
16.在一些实施例中，在所述非3gpp接入设备进行注册时，所述方法包括：
17.当所述目标类型为未信任非3gpp接入，确定所述用户设备通过非3gpp接入设备接
入核心网的n3iwf网元；
18.当所述目标类型为信任非3gpp接入，确定所述用户设备通过非3gpp接入设备接入核心网的tngf网元。
19.在一些实施例中，所述根据所述网络使用状态数据、预设单位奖励和权重计算所述非3gpp接入设备的总奖励，包括：
20.计算所述用户设备的总网络流量；
21.根据所述网络质量确定所述用户设备的网络质量得分；
22.根据所述用户反馈数据确定所述用户设备的用户反馈得分；
23.根据所述总网络流量、所述网络质量得分、所述用户反馈得分、预设单位奖励和权重计算所述非3gpp接入设备的总奖励。
24.在一些实施例中，所述根据所述总网络流量、所述网络质量得分、所述用户反馈得分、预设单位奖励和权重计算所述非3gpp接入设备的总奖励，包括：
25.根据网络质量权重和所述网络质量得分计算网络质量实际得分；
26.根据用户反馈权重和所述用户反馈得分计算用户反馈实际得分，所述网络质量权重和所述用户反馈权重之和为1；
27.根据所述总网络流量、所述网络质量实际得分、所述用户反馈实际得分和权重计算所述非3gpp接入设备的总奖励。
28.在一些实施例中，所述确定用户设备通过非3gpp接入设备接入核心网，所述核心网对传输的数据进行加密或解密。
29.另一方面，本发明实施例提供了一种非3gpp接入网络的组网系统，包括：
30.第一模块，用于当部署支持非3gpp接入的核心网后，判断用户设备是否通过非3gpp接入设备接入核心网；
31.第二模块，用于确定用户设备通过非3gpp接入设备接入核心网，获取所述非3gpp接入设备收集的网络使用状态数据，所述非3gpp接入设备连接一个或多个所述用户设备，所述网络使用状态数据包括网络流量、网络质量和用户反馈数据；
32.第三模块，用于根据所述网络使用状态数据、预设单位奖励和权重计算所述非3gpp接入设备的总奖励；
33.第四模块，用于将所述总奖励以预设形式发送到所述非3gpp接入设备。
34.另一方面，本发明实施例提供了一种非3gpp接入网络的组网装置，包括：
35.至少一个存储器，用于存储程序；
36.至少一个处理器，用于加载所述程序以执行前述的非3gpp接入网络的组网方法。
37.另一方面，本发明实施例提供了一种存储介质，其中存储有计算机可执行的程序，所述计算机可执行的程序被处理器执行时用于实现前述的非3gpp接入网络的组网方法。
38.本发明实施例提供的一种非3gpp接入网络的组网方法，具有如下有益效果：
39.本实施例通过在部署支持非3gpp接入的核心网后，判断用户设备是否通过非3gpp接入设备接入核心网，然后在用户设备通过非3gpp接入设备接入核心网，获取非3gpp接入设备收集的网络使用状态数据，并根据网络使用状态数据、预设单位奖励和权重计算所述非3gpp接入设备的总奖励，再将总奖励以预设形式发送到所述非3gpp接入设备，从而可以使更多的用户设备使用非3gpp接入网络的方式，减少3gpp接入网络的使用量，从而减少组
网成本，并有效利用非3gpp接入网络的方式的功能，进而提高非3gpp接入网络的方式中的私人设备利用率。
40.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
41.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
42.图1为本发明实施例一种非3gpp接入网络的组网方法的流程图；
43.图2为本发明实施例3gpp和non-3gpp接入网方式的示意图；
44.图3为本发明实施例用户设备、运营商和设备提供者的交互示意图。
具体实施方式
45.下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
46.在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
47.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
48.本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
49.在进行具体实施例阐述之前，对本技术应用到的术语进行解释：
50.5gc：5g核心网，是5g移动网络的核心。它为最终用户建立可靠、安全的网络连接，并提供对其服务的访问。核心域处理移动网络中的各种基本功能，例如连接性和移动性管理、身份验证和授权、用户数据管理和策略管理等。5g核心网络功能完全基于软件并设计为云原生，这意味着它们与底层云基础设施无关，从而实现更高的部署敏捷性和灵活性。
51.amf：英文全称为access and mobility managementfunction，中文解释为接入和移动性管理功能网元，其功能包括连接管理、可达性管理、流动性管理、接入授权等。
52.upf：英文全称为user plane function，中文解释为用户平面功能网元，其功能包括外部pdu与数据网络互连的会话点、分组路由和转发，例如支持上行链路分类器以将业务流路由到数据网络的实例。
53.3gpp：英文解释为3rd generation partnership project，第三代合作伙伴计划。3gpp的目标是实现由2g网络到3g网络的平滑过渡，保证未来技术的后向兼容性，支持轻松建网及系统间的漫游和兼容性。其功能是制订以gsm核心网为基础，utra为无线接口的第三代技术规范。其中，utra是以fdd为w-cdma技术、tdd为td-scdma技术的规范。
54.non-3gpp：非3gpp接入，5g中提出的新的终端接入方式，区别于一般的通过基站的接入方式。
55.n3iwf：英文解释为non-3gpp interworking function，中文解释为非3gpp互通网元，主要负责未信任的非3gpp接入。
56.tngf：英文解释为trusted non-3gpp gateway function，主要负责信任的非3gpp接入。
57.参照图1，本发明实施例提供了一种非3gpp接入网络的组网方法，本实施例包括但不限于以下步骤：
58.步骤s110、当部署支持非3gpp接入的核心网后，判断用户设备是否通过非3gpp接入设备接入核心网；
59.步骤s120、确定用户设备通过非3gpp接入设备接入核心网，获取所述非3gpp接入设备收集的网络使用状态数据，所述非3gpp接入设备连接一个或多个所述用户设备，所述网络使用状态数据包括网络流量、网络质量和用户反馈数据；
60.步骤s130、根据所述网络使用状态数据、预设单位奖励和权重计算所述非3gpp接入设备的总奖励；
61.步骤s140、将所述总奖励以预设形式发送到所述非3gpp接入设备。
62.在本技术实施例中，3gpp在5g的架构参考模型中为核心网(相比4g)定义添加了允许用户设备通过non-3gpp方式接入网络的能力。non-3gpp接入区别于一般的3gpp使用通讯基站接入网络的方式，在无线网络类型上消除了限制，使用户拥有了通过wifi、zigbee、蓝牙等多种无线设备接入核心网的能力。在3gpp和non-3gpp接入网的方式中，如图2所示，在使用基站接入网络的方式中，用户数据通过基站能够直接到达核心网的amf或upf。而在non-3gpp接入方式中，用户数据需先经过non-3gpp接入设备，再到non-3gpp接入网元(n3iwf或tngf)，最后到核心网的amf或upf，这是因为当用户通过如wifi传输数据的过程中，核心网需要对数据进行一次独立的加解密过程以保证传输数据的安全性，同时要对数据格式进行一定的转换，所以除了non-3gpp接入设备外，核心网支持non-3gpp接入的网元也是必不可少的。而在3gpp接入方式中，基站承担了数据加解密与转换的过程。因此，本实施例确定用户设备通过非3gpp接入设备接入核心网后，通过核心网对传输的数据进行加密或解密，以及数据格式的转换。
63.在non-3gpp接入方式中，3gpp定义了未信任的non-3gpp接入与信任的non-3gpp接入两种类型，主要区别在于整个non-3gpp接入网络拓扑中，网络接入设备是否是可信的。对于未信任的网络设备(由私人管理)，接入类型为untrusted non-3gpp access，核心网使用n3iwf网元进行处理，对于信任的网络设备，接入类型为trusted non-3gpp access，核心网使用tngf网元进行处理。显而易见的是，未信任的网络接入设备传输的数据有被攻击者监听的风险，所以untrusted non-3gpp access需要更严格的加密解密过程，以保证用户数据的安全性。因此，在本实施例中，在确定用户设备通过非3gpp接入设备接入核心网时，可以先判断用户设备的目标类型，然后根据目标类型确定所述用户设备通过非3gpp接入设备接入核心网。具体地，在非3gpp注册过程中，当目标类型为未信任非3gpp接入，确定用户设备通过非3gpp接入设备接入核心网的n3iwf网元；当目标类型为信任非3gpp接入，确定用户设备通过非3gpp接入设备接入核心网的tngf网元，使得使用过程中，可以直接根据用户设备
的目标类型确定接入核心的目标网元。
64.可以理解的是，一般情况下私人网络接入设备默认为未信任的，但网络设备提供者可以向运营商申请网络设备信任认证，获得信任认证后该网络设备可以使用trusted non-3gpp access方式与核心网连接，从而为移动用户提供接入服务并获取运营商的奖赏，所以trusted non-3gpp access与本实施例提出的悬赏式部署并不冲突。
65.示例性地，在图3所示的场景中，non-3gpp接入网络由三种角色组成，分别为用户设备、运营商、设备提供者，其中用户作为网络服务使用者，运营商作为网络服务提供者，设备提供者作为提供non-3gpp接入设备的第三方个体。与基站不同，设备提供者的设备由其私人维护和管理。在本实施例中，用户设备是可以支持non-3gpp接入的设备。在用户设备想通过非3gpp接入方式接入网络时，非3gpp接入设备可以向核心网进行注册，从而获取向用户设备提供非3gpp接入服务的能力或获得奖励的能力。
66.在图2的场景中，运营商首先部署支持non-3gpp接入的核心网，并将负责non-3gpp接入的网元的接口对外暴露，让私人设备能连接这些网元。至此便可等待其他non-3gpp网络接入设备提供者的参与。non-3gpp网络接入设备提供者可以是个人、一个家庭、民间组织或企业、运营商本身等。在现有家庭网中，家庭的网络设备如wifi路由器等是通过光纤或网线连接运营商网络，所以作为non-3gpp接入设备也能够以此方式连接到运营商提供的non-3gpp接入网元，亦或由运营商单独部署网线，以完成non-3gpp接入设备的联网，即non-3gpp接入设备可以包括wifi路由器、光猫等设备。
67.在non-3gpp接入设备联网后，需要执行一个non-3gpp接入设备向运营商核心网注册的过程，用于启动该设备的non-3gpp接入服务权限，并开始对该设备执行对non-3gpp接入的网络流量、网络质量等数据的监控。若non-3gpp接入设备未向运行商核心网注册，当有用户设备通过该non-3gpp接入设备执行non-3gpp接入，核心网将拒绝接入。可以理解的是，在注册过程中，通过响应non-3gpp接入设备的注册账号请求后，向non-3gpp接入设备返回注册页面链接信息；并接收注册页面链接信息对应页面上传的注册账号时的ip地址；然后确定完成注册后，非3gpp接入设备获得向用户设备提供非3gpp接入服务的能力或获得奖励的能力。
68.示例性地，在用户设备、运营商和核心网的交互场景中，非3gpp接入设备首先向运营商的核心网申请non-3gpp设备注册账号，并且，用户设备连接运营商网络；非3gpp接入设备在接收到注册页面链接信息后，显示特定页面，使非3gpp接入设备登录运营商提供的特定网页，使用申请的账号进行设备注册。核心网记录注册设备的账号的ip地址，以ip地址来分辨该设备，由此，一个账号可以同时为多个设备进行注册，核心网只需记录设备的ip地址即可。在用户设备注册成功后，开始向non-3gpp用户设备提供接入服务。当一个用户使用了某设备提供的non-3gpp接入服务后，可以通过短信等方式对该设备的服务质量进行评价反馈。
69.示例性地，在一基站布设不完善的区域，当需要在该区域进行组网布设时，若以3gpp接入网络的方式进行组网，则运营商需要在该区域重新布设基站，增加了组网成本。当以非3gpp接入网络的方式进行组网时，则运营商只需要在该区域部署支持non-3gpp接入的核心网，并将负责non-3gpp接入的网元的接口对外暴露后，私人接入设备通过连接这些暴露接口的网元并完成注册后，即能完成组网过程。例如，以wifi路由器作为私人接入设备，
通过wifi路由器连接核心网对应接口并完成注册过程，即能完成non-3gpp接入网络的组网过程，从而无需布设基站，有效降低组网成本。
70.在本技术实施例中，步骤根据所述网络使用状态数据、预设单位奖励和权重计算所述非3gpp接入设备的总奖励，可以包括但不限于以下步骤：
71.计算所述用户设备的总网络流量；
72.根据所述网络质量确定所述用户设备的网络质量得分；
73.根据所述用户反馈数据确定所述用户设备的用户反馈得分；
74.根据所述总网络流量、所述网络质量得分、所述用户反馈得分、预设单位奖励和权重计算所述非3gpp接入设备的总奖励。
75.在本实施例中，可以由non-3gpp网元统计设备使用non-3gpp接入的总流量total，由运营商设定每单位流量的奖励basic，由non-3gpp网元计算设备的网络质量为quality∈[0，1]，由用户反馈该设备的得分为score∈[0，1]；然后根据网络质量权重t1和网络质量得分计算网络质量实际得分；并根据用户反馈权重t2和用户反馈得分计算用户反馈实际得分。其中，网络质量权重和用户反馈权重之和为1，即t1 t2＝00％；最后根据总网络流量、网络质量实际得分、用户反馈实际得分和权重计算所述非3gpp接入设备的总奖励。其中，总奖励encourage可以表示如下公式：
[0076]
encourage＝total*basic*(quality*t1 score*t2)
[0077]
在本实施例中，网络质量quality∈[0，1]，即网络质量＝(100-设备掉线扣分-设备延迟扣分-设备带宽扣分)/100，直至扣除到最低分。其中各扣分项可按照分级的形式打分，例如设备掉线1次到10次扣除5分，掉线11次到20次扣除20分，
……
以此类推，各扣分项按照运营商自行按照需要进行设定。用户反馈得分score∈[0，1]，即用户反馈得分＝所有反馈用户总分/反馈用户数/满分值。
[0078]
综上可知，本实施例通过使网络部署与区块链概念结合，形成一种non-3gpp接入网络悬赏式部署的方式，运营商开放允许私人部署网络设备，用户设备使用该网络接入设备通过non-3gpp的方式接入网络，从而获得运营商提供的网络服务，同时运营商根据该网络接入设备的使用情况，给与网络接入设备提供者一定的综合奖励，例如，以流量赠送的奖励形式、抵扣话费的奖励形式来鼓励更多用户使用non-3gpp接入方式，减少3gpp接入网络的使用量，从而减少组网成本，并有效利用非3gpp接入网络的方式的功能，进而提高非3gpp接入网络的方式中的私人设备利用率。
[0079]
本发明实施例提供了一种非3gpp接入网络的组网系统，包括：
[0080]
第一模块，用于当部署支持非3gpp接入的核心网后，判断用户设备是否通过非3gpp接入设备接入核心网；
[0081]
第二模块，用于确定用户设备通过非3gpp接入设备接入核心网，获取所述非3gpp接入设备收集的网络使用状态数据，所述非3gpp接入设备连接一个或多个所述用户设备，所述网络使用状态数据包括网络流量、网络质量和用户反馈数据；
[0082]
第三模块，用于根据所述网络使用状态数据、预设单位奖励和权重计算所述非3gpp接入设备的总奖励；
[0083]
第四模块，用于将所述总奖励以预设形式发送到所述非3gpp接入设备。
[0084]
可以理解的是，本发明方法实施例的内容均适用于本系统实施例，本系统实施例
所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法达到的有益效果也相同。
[0085]
本发明实施例提供了一种非3gpp接入网络的组网装置，包括：
[0086]
至少一个存储器，用于存储程序；
[0087]
至少一个处理器，用于加载所述程序以执行图1所示的非3gpp接入网络的组网方法。
[0088]
可以理解的是，本发明方法实施例的内容均适用于本装置实施例，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法达到的有益效果也相同。
[0089]
本发明实施例提供了一种存储介质，其中存储有计算机可执行的程序，所述计算机可执行的程序被处理器执行时用于实现图1所示的非3gpp接入网络的组网方法。
[0090]
可以理解的是，本发明方法实施例的内容均适用于本存储介质实施例，本存储介质实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法达到的有益效果也相同。
[0091]
在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本技术的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
[0092]
此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本技术，但应当理解的是，除非另有相反说明，功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本技术是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本技术。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本技术的范围，本技术的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
[0093]
功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0094]
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执
行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
[0095]
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0096]
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。