[发明专利]一种部署了UPF的5G基站的数据报文处理方法

说明书

本发明提供一种部署了UPF的5G基站的数据报文处理方法，其中5G基站包括硬件平台、用户面功能、逻辑单元和功能单元。本发明将5G核心网的用户面功能网元UPF下沉部署到5G基站ngNB上，网络更加片扁平化，去中心化，基站与核心网设备的部署安装更加简单，同时给5G核心网的运维带来极大的便利和安全性。

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种部署了UPF的5G基站及其数据报文处理方法。

背景技术

在5G无线网络架构中，5G基站ngNB和5G核心网5GC的用户面功能网元UPF采用不同的硬件平台来承载，使用不同技术演进，5G基站ngNB采用X86+FPGA的模式演进，x86+FPGA平台是以通用x86处理器为CPU，以FPGA作为核心器件实现扩展和接口功能的通用硬件平台。5GC采用NFV(网络功能虚拟化)/SDN(软件定义网络)的模式演进。

特别是5G定义的应用场景中，实现高速数据转发、海量链接以及低时延，对5G基站ngNB和5GC的用户面功能网元UPF，提出了极大的挑战。

在5G的应用中，垂直行业和专网行业，是重大的应用方向，将MEC边缘计算与本地用户的数据中心相结合的，大大加速无线通信在垂直行业的应用。

中国专利申请公开号为CN102640525A，发明名称为“用于根据用户位置来管理选定的IP业务卸载以进行移动通信的方法和装置”，描述了在根据用户的IP在基站和核心网进行应用层报文的卸载方法。

中国专利申请公开号为CN105634980A，发明名称为“数据报文处理方法及基站”，在基站上增加一种数据报文处理方法，识别到需要处理的报文，直接在基站卸载，剥离外层的隧道报文，直接将用户数据转发到公共网络的一种方法。

中国专利申请公开号为CN107333267A，发明名称为“一种用于5G超密集组网场景的边缘计算方法”，在超密集5G的小基站附近部署MEC服务器，提供边缘服务器。

以上现有技术的缺点在于：

(1)现有的5G无线通信网络架构，5G基站ngNB与核心网5GC是独立部署，而5G基站ngNB采用专用硬件，部署在靠近用户的区域，5GC核心网采用NFV/SDN平台，5GC核心网部署的硬件，一般是X86处理器平台。根据3GPP定义的Release15版本，5GC核心网是基于独立的硬件体系架构，5G基站ngNB也是基于独立的专用硬件架构，两个大的系统之间，采用N1/N2/N3接口完成互联，相对独立。部署的硬件资源/网络资源等采用独立分配。

(2)5G无线通信网络的MEC边缘计算，目前5G边缘计算中，并没有很好的将无线与核心网UPF的功能很好结合起来，在物理部署距离，或者是逻辑部署距离方面，都很大的隔离，影响MEC在实际的网络中的实施，将影响后续的5G在MEC功能上，在垂直行业的应用。

(3)特别是5G边缘计算MEC的方法中，更多的考虑是功能，比如用户面数据的卸载，用户面的计费等基本功能，没有实际考虑在卸载/计费/转发的高性能，以及基站与5GC核心网GTP-U(GTP-U是GTP协议的一种，用于在GPRS核心网内，无线接入网与核心网之间传送用户数据)数据面模块的合并处理等。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术的问题，本发明提供一种部署了UPF的5G基站及其数据报文处理方法，将5G核心网的用户面功能网元UPF下沉部署到5G基站ngNB上，网络更加片扁平化，去中心化，基站与核心网设备的部署安装更加简单，同时给5G核心网的运维带来极大的便利和安全性。

第一方面，本发明提供一种部署了UPF的5G基站，包括硬件平台、用户面功能单元、逻辑单元和功能单元，其中：

硬件平台是X86/FPGA平台，对外通过空中接口与用户终端进行数据交互，通过网络端口与互联网进行数据交互；对内与逻辑单元和用户面功能单元连接；