CN109982383B - 数据发送方法、装置及设备 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种数据发送方法、装置及设备，属于通信技术领域。所述方法包括：接收UE发送的上行数据包；若上行数据包中携带了信令消息，则从上行数据包中剥离信令消息，信令消息用于请求建立PDU会话或者请求激活已建立的PDU会话；将信令消息转发给控制面设备；在存在可用的PDU会话之前，基于UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发UE发送的上行数据包中的数据。本公开在存在可用的PDU会话之前，UE除了在数据包中随路携带信令消息之外，还会再额外携带数据转发消息，这样在触发PDU会话建立或PDU会话激活过程的同时，还能够通过数据转发消息进行数据发送，实现了在没有可用的PDU会话时依然能够实时地发送数据包，满足了低时延业务的时延需求。

Description

数据发送方法、装置及设备
技术领域
本公开涉及通信技术领域，特别涉及一种数据发送方法、装置及设备。
背景技术
第五代移动通信技术(5th-Generation Mobile Communication，5G)，作为第四代移动通信技术(the 4th Generation Mobile Communication，4G)的延伸，时下已成为了一个研究热点。如图1所示，增强移动宽带业务(enhanced Mobile BroadBand，eMBB)、大容量机器通信(massive Machine-Type Communications，mMTC)、高可靠低时延通信(Ultra-Reliableand Low-Latency Communications，URLLC)，为5G网络中的三大业务。特别是URLLC业务，由于具备低时延以及高可靠性，目前广泛应用在车联网、工业控制、智能电网等场景中。
相关技术中，用户设备(User Equipment，UE)在发送数据包之前，需先建立包数据单元(Packet Data Unit，PDU)Session(会话)，即建立用于发送数据包的用户面通道，仅有在该通道建立完成以后，UE方可发送数据包。其中，PDU Session为UE与数据网络(DataNetwork，DN)之间的一个连接关联，用于为UE提供访问DN的连接服务，即PDU Session可以理解为UE与DN之间的一个虚拟链路。
目前UE仅支持基于PDU Session的数据发送方式，即仅在建立PDU Session后才能进行数据发送，而建立PDU Session的时延通常较长，一般在100ms以上，远远大于低时延业务的时延需求，为此，在低时延业务场景下，如何进行数据发送成为了本领域技术人员亟待解决的一个问题。
发明内容
本公开实施例提供了一种数据发送方法、装置及设备，解决了相关技术中无法满足低时延业务的时延需求的问题。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种数据发送方法，应用于基站设备，所述方法包括：
接收UE发送的上行数据包；
若所述上行数据包中携带了信令消息，则从所述上行数据包中剥离所述信令消息，所述信令消息用于请求建立PDU会话或者请求激活已建立的PDU会话；
将所述信令消息转发给控制面设备，以使所述控制面设备建立PDU会话或者激活已建立的PDU会话；
在存在可用的PDU会话之前，基于所述UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发所述UE发送的上行数据包中的数据。
其中，上述可用的PDU会话既可指代已经建立完成的PDU会话，也可指代已经激活完成的PDU会话。此外，如果基站设备接收到UE发送的下行数据包，则通过空口转发下行数据包。
在一种可能的实现方式中，所述基于所述UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发所述UE发送的上行数据包中的数据，包括：
判断所述数据转发消息中是否包括所述上行数据包的路径信息；
若包括所述路径信息，则根据所述数据转发消息中包括的业务质量(Quality ofService，QoS)类别号，确定所述基站设备与目标用户面网元(User Plane Function，UPF)之间的共享链路，所述目标UPF为所述路径信息指示的UPF；
通过所述共享链路向所述目标UPF转发所述上行数据包中的数据。
在一种可能的实现方式中，所述基于所述UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发所述UE发送的上行数据包中的数据，包括：
判断所述数据转发消息中是否包括所述上行数据包的路径信息；
若不包括所述路径信息，则根据所述数据转发消息中包括的网络切片选择辅助信息(Network Slice Selection Assistance Information，NSSAI)，进行目标路由表选择；
根据所述上行数据包中携带的通信对端的网络协议(Internet Protocol，IP)地址，在所述目标路由表中进行查找，得到目标UPF；
根据所述数据转发消息中包括的QoS类别号，确定所述基站设备与所述目标UPF之间的共享链路；
通过所述共享链路向所述目标UPF转发所述上行数据包中的数据。
在一种可能的实现方式中，所述通过所述共享链路向所述目标UPF转发所述上行数据包中的数据，包括：
判断所述上行数据包是否小于设置的最大比特速率(Maximum Bit Rate，MBR)值；
若所述上行数据包是否小于设置的MBR值，则通过所述共享链路向所述目标UPF转发所述上行数据包中的数据。
在一种可能的实现方式中，所述将所述信令消息转发给控制面设备，包括：
根据所述数据转发消息中包括的NSSAI，进行目标接入控制以及移动性管理功能(Access and Mobility Management Function，AMF)实体选择；
将所述信令消息转发给所述目标AMF实体。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
根据所述数据转发消息中包括的NSSAI，进行目标AMF实体选择；
将所述目标UPF的地址信息转发给所述目标AMF实体。
第二方面，提供了一种数据发送方法，应用于UE，所述方法包括：
判断PDU会话是否已建立；
若所述PDU会话未建立，则判断是否已发出第一信令消息，所述第一信令消息用于请求建立所述PDU会话；
若未发出所述第一信令信息，则将生成的第一信令消息插入到待发送的上行数据包中；
在所述待发送的上行数据包中插入数据转发消息；
将所述上行数据包发送给基站设备，所述基站设备用于将所述第一信令消息转发给控制面设备，并在所述PDU会话建立完成之前，基于所述UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发所述UE发送的上行数据包中的数据。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
若所述PDU会话已建立，则判断所述UE是否处于空闲态；
若所述UE处于空闲态，则将第二信令消息插入到待发送的上行数据包中，所述第二信令消息用于请求激活已建立的PDU会话；
在所述待发送的上行数据包中插入数据转发消息；
将所述上行数据包发送给基站设备，所述基站设备用于将所述第二信令消息转发给控制面设备，并在所述PDU会话激活完成之前，基于所述UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发所述UE发送的上行数据包中的数据。
在一种可能的实现方式中，所述在所述待发送的上行数据包中插入数据转发消息，包括：
判断是否已保存所述上行数据包的路径信息；
若已保存所述路径信息，则将所述路径信息插入到所述上行数据包中；
若未保存所述路径信息，则将NSSAI插入到所述上行数据包中；
在所述上行数据包中插入QoS信息，所述QoS信息包括QoS类别号、MBR值；
将所述上行数据包的源地址中的低N位设置为所述UE的标识信息；
将所述上行数据包的源地址中的高N位设置为预设值。
其中，N的取值可为64，本公开实施例对此不进行具体限定。
第三方面，提供了一种数据发送方法，应用于UPF，所述方法包括：
接收UE转发给基站设备的上行数据包中的数据，所述上行数据包中包括用于请求建立PDU会话的第一信令消息；
若所述上行数据包的源地址中的高N位为预设值，则根据所述源地址中的低N位，查找所述UE的IP前缀；
若查找到所述IP前缀，则将所述IP前缀插入到所述源地址中的高N位；
记录所述上行数据包的路径信息，并将所述上行数据包中的数据进行转发。
其中，预设值可为0，本公开实施例对此不进行具体限定。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
若未查找到所述IP前缀，则为UE分配一个N位的IP前缀；
将分配的IP前缀插入到所述源地址中的高N位；
记录所述分配的IP前缀与所述UE的标识信息之间的对应关系。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
接收所述UE转发给基站设备的上行数据包中的数据，所述上行数据包中包括用于请求激活已建立的PDU会话的第二信令消息；
根据所述上行数据包的路径信息中包括的指定地址信息，将所述上行数据包中的数据转发给所述初始UPF，以使所述初始UPF将所述上行数据包中的数据进行转发；
其中，所述指定地址信息为所述初始UPF的地址信息，所述初始UPF指代为所述UE分配IP前缀的UPF。
第四方面，提供了一种数据发送方法，应用于控制面设备中的会话管理功能(Session Management Function，SMF)实体，所述方法包括：
接收目标AMF实体转发的第一信令消息以及目标UPF的地址信息，所述目标AMF实体用于在接收到基站设备发送的所述地址信息后确定目标SMF实体，并向所述目标SMF实体发送所述第一信令消息以及所述地址信息；
根据所述地址信息，向所述目标UPF发送包括UE的标识信息的指定消息，以使所述目标UPF根据所述UE的标识信息，查找分配给所述UE的IP前缀，所述指定消息是根据所述第一信令消息生成的；
接收所述目标UPF返回的所述UE的IP前缀；
记录所述UE的IP前缀，并将所述IP前缀返回给所述UE。
第五方面，提供了一种数据发送装置，所述装置用于执行上述第一方面以及第一方面任一种可能的实现方式所述的数据发送方法。
第六方面，提供了一种数据发送装置，所述装置用于执行上述第二方面以及第二方面任一种可能的实现方式所述的数据发送方法。
第七方面，提供了一种数据发送装置，所述装置用于执行上述第三方面以及第三方面任一种可能的实现方式所述的数据发送方法。
第八方面，提供了一种数据发送装置，所述装置用于执行上述第四方面所述的数据发送方法。
第九方面，提供了一种基站设备，所述包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如上述第一方面以及第一方面任一种可能的实现方式所述的数据发送方法。
第十方面，提供了一种用户设备，所述用户设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如上述第二方面以及第二方面任一种可能的实现方式所述的数据发送方法。
第十一方面，提供了一种用户面网元，所述用户面网元包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如上述第三方面以及第三方面任一种可能的实现方式所述的数据发送方法。
第十二方面，提供了一种SMF实体，所述SMF实体包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如上述第四方面所述的数据发送方法。
第十三方面，提供了一种存储介质，所述可读存储介质上存储有指令，所述指令被处理器执行以完成上述第一方面至第四方面，以及第一方面至第四方面的任一种可能的实现方式所述的数据发送方法。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
在存在可用的PDU会话之前，UE除了在数据包中随路携带用于请求建立PDU会话或请求激活已建立的PDU会话的信令消息之外，还会再额外携带数据转发消息，这样在触发PDU会话建立过程或PDU会话激活过程的同时，还能够通过数据包携带的数据转发消息来进行数据发送，实现了在没有可用的PDU会话的情况下依然能够实时地发送数据包，极大地满足了低时延业务的时延需求。
附图说明
图1是本公开实施例提供的一种5G网络提供的各个业务的示意图；
图2是本公开实施例提供的一种5G网络的网络结构的示意图；
图3是相关技术提供的一种PDU会话的建立过程示意图；
图4是本公开实施例提供的一种数据包的组成示意图；
图5是本公开实施例提供的一种涉及多网络实体交互的交互流程示意图；
图6是本公开实施例提供的一种数据发送方法的流程图；
图7是本公开实施例提供的一种数据发送方法的流程图；
图8是本公开实施例提供的一种数据发送方法的流程图；
图9是本公开实施例提供的一种数据发送方法的流程图；
图10是本公开实施例提供的一种数据发送方法的流程图；
图11是本公开实施例提供的一种数据发送方法的流程图；
图12是本公开实施例提供的一种数据发送装置的结构示意图；
图13是本公开实施例提供的一种数据发送装置的结构示意图；
图14是本公开实施例提供的一种数据发送装置的结构示意图；
图15是本公开实施例提供的一种数据发送装置的结构示意图；
图16是本公开实施例提供的一种用户设备的结构示意图；
图17是本公开实施例提供的一种基站设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
在对本公开实施例提供的数据发送方法进行详细地解释说明之前，先对5G网络的网络结构进行介绍。
如图2所示，该网络结构中主要包括下述网络实体：UE、RAN、UPF、DN、AMF、SMF、接入鉴权功能(Authentication Server Function，AUSF)、网络能力开放功能(NetworkExposure Function，NEF)、网络功能发现功能(NF Repository Function，NRF)、策略控制功能(Policy Control function，PCF)、统一数据管理功能(Unified Data Management，UDM)、应用层接口功能(Application Function，AF)。
其中，UE可为手机，RAN即基站设备，UPF为网关设备，DN即UE所访问的网络资源所在的网络，UDM主要是对用户的签约信息进行管理，AF主要用于获取应用层的信息。
需要说明的是，PDU Sess ion在本公开实施例中又称之为PDU会话，其为UE与DN之间的一个连接关联，用于为UE提供访问DN的连接服务，即PDU Sess ion可以理解为UE与DN之间的一个虚拟链路。换一种表达方式，PDUSession用于确定数据包在5G网络中的转发路径，如图2中的黑色加粗部分所示，转发路径涉及到RAN，以及一个或多个UPF。
参见图3，其示出了相关技术中的PDU Session建立过程。结合图3，具体的建立过程可梳理如下：
(1)、UE分配PDU Session的Session ID，并向AMF实体发送PDU Session建立请求(Establishment Req)消息，以触发PDU Session的建立过程。
(2)、AMF实体选择SMF实体，并向选择的SMF实体转发PDU Session建立请求消息。
(3)、SMF实体选择UPF，同时分配UE IP，然后向UPF发送PDU Session建立请求消息，UPF配置用户面路径，并向SMF发送PDU Session建立响应消息。
(4)、SMF实体向AMF实体发送PDU Session建立响应消息，该响应消息中包括分配的UEIP。
(5)、AMF实体向RAN发送消息(N2PDU Session Req)，配置空口的用户面资源以及RAN与UPF之间的路径。
(6)、在配置路径的同时，配置相应的QoS信息。
其中，QoS信息中包含QoS类别号(QoS Class Identifier，QCI)和最大速率(Maximum BitRate，MBR)等，QCI用于指示业务的QoS级别(包括不同的优先级、时延值和丢包率)，MBR指代业务的最大带宽。
相关技术通过上述步骤完成了PDU Session的建立。在PDU Session建立完成后，UE到RAN再到UPF之间的用户面通道完全建立。
由上述描述可知，相关技术在PDU Session建立过程中，需要SMF实体进行UPF选择、UEIP分配，并需要配置QoS信息。另外，图3所示的PDU Session建立流程需要在数据发送之前进行，即在图2的5G网络架构下，数据发送流程需在PDU Session已建立的情况下实现，这无疑无法满足低时延要求，为此，本公开实施例提出了一种新的数据发送方法。即，本公开实施例可解决5G网络中的现有流程无法满足低时延业务的时延需求问题。
本公开实施例旨在提供一种低时延业务处理机制，在数据包中可以携带控制面信令。其中，控制面信令既可以用于指示建立PDU Session，也可以用于触发Service Request过程，以激活已建立的PDU Session。另外，本公开实施例无需等待PDU Session的建立过程结束即可进行发包，即在PDU Session未完成建立的情况下，UE可采用无Session的转发机制转发数据包。而在PDU Session建立完成后，UE再采用基于PDU Session的转发机制。
需要说明的是，本公开实施例所对应的网络实体主要包括图2中示出的UE、RAN、UPF、AMF实体以及SMF实体。其中，UE在本公开实施例中可称之为用户设备，RAN可称之为基站设备，UPF可称之为网关设备，AMF实体和SMF实体可称之为控制面设备。
针对这些网络实体来说，分别需要增加软件模块，增加的软件模块可对数据包携带的信令消息进行处理以及可实现无Sess ion的数据包转发。
下面结合以上内容，对本公开实施例的方法流程进行一下介绍。
本公开实施例定义了一种数据包携带控制面信令的机制和无Session(即Sessionless)的数据包转发机制。
第一点、本公开实施例扩展了数据包的格式，使其可以携带信令消息。
除了信令消息外，数据包中也可以携带执行Sessionless数据包转发时所需要的信息，在本公开实施例中将其称之为数据转发消息。其中，数据转发消息可包括切片信息、路径信息、QoS信息。即，数据包中可携带用于选择UPF的切片信息，还可携带用于上下行的路径记录和选择的路径信息，还可携带用于做数据转发中QoS确保的QoS信息。
还需要说明的一点是，在本公开实施例中数据包使用UE ID作为用户的IP地址。其中，UEID又可称之为UE的标识信息。参见图4，IP头部扩展了下述内容：
S/F:Signaling message Flag,可称之为信令消息标识，用于标识是否数据包中是否携带信令消息；
D/F:Data forwarding info Flag,可称之为数据转发信息标识，用于标识数据包是否携带用于进行Sessionless数据转发所需要的数据转发消息。
Signaling type:可称之为信令类型，其携带的信令类型可为用于请求建立PDUSession的PDU Session Request，还可为Service Request，本公开实施例对此不进行具体限定。
NSSAI：Network Slice Selection Assistance Information，可称之为网络切片选择辅助信息，即上述提及到的切片信息；
MBR以及QCI：QoS信息；
RAN IP以及UPF IP:指定或记录数据包的路径。
UE ID：为UE的标识信息，可以为用户的移动用户号码(Mobile SubscriberISDN，MSISDN)。
IP Pref：指代网络为用户分配的IP前缀。
此外，图4所示的IP有效载荷部分则包括了具体的数据和信令消息。
第二点、基于扩展的数据包携带的信令消息，基站设备能够触发PDU Session的建立流程或触发激活已建立的PDU Session的流程。而在PDU Session建立或激活的过程中，通过Sessionless的方法即可进行数据包的发送。
比如，基站设备基于接收到的数据包中携带的切片信息选择UPF，并基于携带的QoS信息进行数据转发过程中的QoS控制，同时记录该数据包的路径。其中，更为具体的处理流程请参见下述具体实施方式。
图5是本公开实施例提供的一种涉及多网络实体交互的交互流程示意图。其中，交互的主体为UE、RAN、AMF实体、SMF实体以及UPF。以触发PDU Session建立流程为例，参见图5，各个网络实体之间的交互流程如下：
501、UE发起低时延业务，向RAN发送首个数据包。
其中，这里发送的数据包具体为上行数据包。UE在发送数据包之前，由于PDUSession尚未建立，因此UE需要在发送数据包的同时触发PDU Session的建立过程。即，UE发送的数据包中还需携带用于请求建立PDU Session的信令消息。需要说明的是，用于请求建立PDU Session的信令消息，在本公开实施例将其统一称之为第一信令消息。
此外，数据包中还会携带在Sessionless时数据包转发所需要的数据转发消息，比如NSSAI以及QoS信息。其中，UE还会在该数据包的源地址中的低64位填写UE ID，并将高64位设置为0。
502、RAN在接收到UE发送的数据包后，从该数据包中剥离数据和信令消息，并通过Sessionless的方式转发该数据包，同时将剥离出来的信令消息转发到AMF实体，并携带选定的UPF信息。
其中，选定的UPF在本公开实施例中又可称之为目标UPF。
503、选定的UPF在接收到UE发送的数据包后，为UE分配IP前缀，并将为UE分配的IP前缀添加在该数据包的源地址中的高64位，之后，UPF将该数据包发出。
其中，UPF具体将该数据包发送给DN。以上步骤501至步骤503为首包处理过程。
504、AMF实体和SMF实体触发PDU Session的建立过程。
505、在PDU Session的建立过程中，UE继续通过Sessionless的方式发送数据包。
在PDU Session建立完成后，AMF实体会将PDU Session建立响应返回给RAN，进而由RAN再转发给UE。
506、在PDU Session建立完毕后，UE发出来的数据包通过PDU Session方式转发。
需要说明的是，上述图5中标粗部分为信令处理步骤，未标粗部分为数据处理步骤。
在另一个实施例中，以UE角度为例，参见图6，本公开实施例提供的数据发送方法的具体流程如下：
601、UE发送上行数据包，判断PDU Session是否已经建立；如果是，则执行步骤602；如果否，则执行步骤605。
其中，UE发送上行数据包时执行步骤601至步骤611，UE接收到下行数据包时执行步骤612。
602、如果PDU Session已经建立，则判断UE状态；
其中，UE状态可分为连接态和空闲态。
603、如果UE处于空闲状态，则UE触发执行Service Request过程。
详细描述请参见后续的图10所对应的实施例。
604、如果UE处于连接态，则通过建立的PDU Session进行数据包转发。
605、如果PDU Session未建立，则UE判断是否已经发出用于请求建立PDU Session的第一信令消息；如果否，则执行步骤606；如果是，则执行步骤607。
606、如果未发出，则UE生成用于请求建立PDU Session的第一信令消息，并将该第一信令消息插入到上行数据包中。
607、UE判断是否已经保存了路径信息；如果否，则执行步骤608；如果是，则执行步骤609。
608、如果已经保存路径信息，则UE将该路径信息插入到上行数据包中。
609、如果未保存路径信息，则UE将NSSAI信息插入到上行数据包中。
610、UE在上行数据包中插入QoS信息，并将上行数据包中源地址的低64位设置为UE ID，高64位置为0。
611、UE通过空口将上行数据包发送给RAN。
612、当接收到下行数据包时，UE记录下行数据包中携带的路径信息。
以上站在UE角度对本公开实施例提供的数据发送方法进行了描述。
在另一个实施例中，以RAN角度为例，参见图7，本公开实施例提供的数据发送方法流程如下：
701、RAN在接收到UE发送的上行数据包后，判断该上行数据包中的第一信令消息标识S/F是否置位。
其中，RAN接收到上行数据包时执行步骤701至步骤712，RAN接收到下行数据包时执行步骤713。
702、如果置位，则确定该上行数据包中携带了第一信令消息，RAN从该上行数据包中剥离数据和该第一信令消息。
703、判断该上行数据包中的数据转发信息标识D/F是否置位；如果否，则执行步骤704；如果是，则执行步骤705。
704、如果未置位，则表明PDU Session已建立，根据建立的PDU Session进行数据转发。
705、如果置位，则表明PDU Session未建立，RAN继续判断该上行数据包中是否携带了路径信息。
706、如果未携带路径信息，则RAN根据该上行数据包中携带的NSSAI信息选择相应的路由表，并根据该上行数据包中携带的Peer IP在该路由表中进行查找，得到目标UPF的UPF地址。
其中，上述选择的路由表在本公开实施例中还可称之为目标路由表。此外，如果数据转发消息中携带了路径信息，则直接使用路径信息指示的UPF。
707、RAN将查找到的UPF地址记录在该上行数据包的路径信息中。
708、RAN根据该上行数据包中携带的QCI信息，选择到目标UPF的预建的共享链路。
需要说明的是，RAN与UPF之间会提前预建一些共享链路，比如GPRS隧道协议(GPRSTunnel ling Protocol，GTP)隧道。其中，这些共享链路对应不同的QCI值，并根据业务模型设置链路带宽。此外，共享链路还可保证用户在PDU Session建立的短时间内进行有QoS保障的数据发送。
709、RAN根据MBR值进行带宽控制，判断转发的上行数据包是否大于MBR值；如果是，则执行步骤710；如果否，则执行步骤711。
710、如果是，则RAN将该上行数据包丢弃。
711、如果否，则RAN通过选择的共享链路转发该上行数据包。
712、RAN根据NSSAI信息选择AMF实体，并将该上行数据包中携带的第一信令消息以及目标UPF的地址信息转发给选中的AMF实体，发起PDU Session建立过程。
其中，选中的AMF实体在本公开实施例中又称之为目标AMF实体。
713、RAN在接收到下行数据包后，通过空口转发该下行数据包。
以上站在RAN角度对本公开实施例提供的数据发送方法进行了描述。
在另一个实施例中，以UPF角度为例，参见图8，本公开实施例提供的数据发送方法流程如下：
801、UPF在接收到RAN转发的上行数据包后，判断该上行数据包的源地址的高64位是否为0；如果是，则执行步骤802；如果否，则执行步骤805。
802、如果高64位为0，则UPF通过低64位的UE ID查找UE IP前缀；如果未查找到，则执行步骤803；如果查找到，则执行步骤804。
803、如果未查找到，则UPF为UE分配一个64位的UE IP前缀，保存该UE IP前缀与UEID之间的对应关系，并将该UE IP前缀插入到源地址中的高64位。
804、如果查找到，则UPF将UE IP前缀插入到源地址中的高64位，并记录该上行数据包的路径信息。
805、UPF通过N6接口将上行数据包转发出去。
进一步地，如果UPF接收到下行数据包，则执行下述步骤806至步骤808。
806、UPF在接收到下行数据包后，根据该下行数据包的5元组信息查找对应的路径信息，得到RAN地址。
807、UPF在该下行数据包中插入查找到的路径信息。
808、UPF根据查找到的RAN地址，向相应的RAN发送该下行数据包。
以上站在UPF角度对本公开实施例提供的数据发送方法进行了描述。
在另一个实施例中，结合上述图5至图8实施例，参见图9，本公开实施例提供的PDUSession建立流程如下：
901、RAN向选中的AMF实体发送用于请求建立PDU Session的第一信令消息以及在Sessionless数据发送过程中选择的目标UPF的地址信息。
902、选中的AMF实体根据目标UPF的地址信息选择SMF实体，并向选择的SMF实体转发用于建立PDU Session的第一信令消息。
903、选中的SMF实体根据目标UPF的地址信息向目标UPF发送包含UE ID的指定消息。
其中，上述指定消息是根据上述第一信令消息生成的。
904、目标UPF根据UE ID查找为UE分配的UE IP前缀，并将查找到的UE IP前缀返回给选中的SMF实体。
905、选中的SMF实体记录为UE分配的UE IP前缀，并将其返回给UE。
需要说明的第一点是，PDU Session建立的后续流程与图3所示的流程相同。
需要说明的第二点是，本公开实施例提供的PDU Session建立过程与图3的区别在于：RAN已经选择了UPF，且UPF也已经分配了UE IP，所以控制面设备无需再进行一次UPF和UEIP的分配工作。
综上所述，图5至图9所示的实施例提出了一种在数据包中随路携带用于请求建立PDUSession的信令消息的方法以及在Sessionless时发送数据包的新方法。其中，UE发送的数据包中携带了上述信令消息以及在Sessionless时进行数据转发所需要的信息。
另外，本公开实施例由RAN选择UPF并由UPF分配UE IP前缀，最终实现通过共享链路转发数据包。
另外，本公开实施例还改进了控制面的PDU Session建立流程。
在本公开实施例中，针对图5至图9所示的实施例，由于在数据包中随路携带了用于请求建立PDU Session的信令消息，且在触发PDU Session建立的同时，还能够通过Sessionless的方式发送数据包，使得在没有建立PDU Session的情况下依然能够实时地发送数据包，所以满足了低时延业务的时延需求。
总结来说，本公开实施例提供了一种低时延业务的实现机制，使得UE在发送数据包之前无需等待PDU Session建立，能够更好地满足用户的低时延业务需求。
另外，通过在数据包中携带的额外信息，使得在PDU Session的建立过程中，数据包的发送也能保证相应的QoS，确保了用户的业务体验。
另外，UE在发送数据包之前无需提前与网络设备进行信令交互以建立PDUSession，可以减少网络设备(比如RAN、UPF、AMF实体、SMF实体)的会话上下文存储需求。
另外，UE在发送数据包的同时还会发送信令消息，减少了对空口资源的抢占次数，节省了空口资源并降低了网络设备的处理开销。
另外，在实现数据发送时还可以同时触发PDU Session的建立过程，使得数据发送无需等待PDU Session的建立，降低了数据发送的时延，提高了用户的业务体验。
在另一个实施例中，UE在发送上行数据包之前，若已经建立PDU Session，但是UE却处于空闲态，则UE在发送上行数据包的同时，还需要触发Service Request过程，以激活已建立的PDU Session。
其中，相比于上述图5至9所示的实施例，由于此时已经分配了UE IP，所以无需再重新进行分配。且由于UE是处于移动状态下的，所以还可能触发UPF重选。对此，本公开实施例包括新选定的UPF和初始UPF。其中，初始UPF，即指代分配UE IP的UPF，也可称作为AnchorUPF。
在本公开实施例中，对于上述图6中提及的步骤603，当UE处于空闲态时，本公开实施例还包括图10所示的激活已建立的PDU Session的过程，具体过程如下：
1001、在PDU Session已建立且UE处于空闲态的情况下，UE发送首个上行数据包，该上行数据包中携带了用于激活已建立的PDU Session的第二信令消息以及在Sessionless时数据包转发所需要的数据转发消息。
其中，上述第二信令消息中包括要激活的PDU Session的Session ID，上述在Sessionless时数据包转发所需要的数据转发消息可包括路径信息(Anchor UPF的地址)、QoS信息等，本公实施例对此不进行具体限定。
1002、RAN在接收到首个上行数据包后，从该数据包中剥离数据和第二信令消息，并通过Sessionless的方法转发数据包，同时将该第二信令消息转发到控制面设备，并携带新选定的UPF信息。
针对该步骤，由于此时RAN无Session的上下文，因此仅能通过Sessionless的方法转发首个上行数据包，同时RAN将上述第二信令消息转发到控制面。
而之所以携带新选定的UPF信息是因为：RAN与Anchor UPF此时可能无法直达，因此需要通过新的UPF进行首个上行数据包的转发。
1003、新选定的UPF在接收到首个上行数据包后，根据该上行数据包中携带的路径信息将其转发给Anchor UPF，再由Anchor UPF将首个上行数据包转发出去。
其中，Anchor UPF具体是将首个上行数据包转发给DN。路径信息中包括指定地址信息，该指定地址信息即为初始UPF的地址信息。
1004、控制面设备触发Service Request的建立过程，在Service Request的建立过程中，通过Sess ion less的方法转发上行数据包。
需要说明的是，该过程中不再重选UPF。
1005、RAN在接收控制面设备发送的建立响应后将其转发给UE,此时UE处于连接态，基于已建立的PDU Session进行数据发送。
综上所述，图10所示的实施例提出了一种在数据包中随路携带Service Request的第二信令消息的方法和通过Sessionless进行数据包发送的新方法。
针对图10所示的实施例，通过在数据包中随路携带Service Request的第二信令消息，使得在触发Service Request过程的同时，还能够通过Sessionless的方式发送数据包，实现了在已建立PDU Session但UE处于空闲态时，能够通过Service Request过程激活建立的PDU Session,同时还能保证实时发送数据，满足了低时延需求。
图11是本公开实施例提供的一种数据发送方法的流程图。参见图11，本公开实施例提供的方法流程如下：
1101、接收UE发送的上行数据包。
1102、若上行数据包中携带了信令消息，则从上行数据包中剥离该信令消息，该信令消息用于请求建立PDU会话或者请求激活已建立的PDU会话。
1103、将该信令消息转发给控制面设备，以使控制面设备建立PDU会话或者激活已建立的PDU会话。
1104、在存在可用的PDU会话之前，基于UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发UE发送的上行数据包中的数据。
本公开实施例提供的方法，在存在可用的PDU会话之前，UE除了在数据包中随路携带用于请求建立PDU会话或请求激活已建立的PDU会话的信令消息之外，还会再额外携带数据转发消息，这样在触发PDU会话建立过程或PDU会话激活过程的同时，还能够通过数据包携带的数据转发消息来进行数据发送，实现了在没有可用的PDU会话的情况下依然能够实时地发送数据包，极大地满足了低时延业务的时延需求。
图12是本公开实施例提供的一种数据发送装置的结构示意图，应用于基站设备，参见图12，该装置包括：
接收模块1201，用于接收UE发送的上行数据包；
处理模块1202，用于若所述上行数据包中携带了信令消息，则从所述上行数据包中剥离所述信令消息，所述信令消息用于请求建立PDU会话或者请求激活已建立的PDU会话；
第一发送模块1203，用于将所述信令消息转发给控制面设备，以使所述控制面设备建立PDU会话或者激活已建立的PDU会话；
第二发送模块1204，用于在存在可用的PDU会话之前，基于所述UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发所述UE发送的上行数据包中的数据。
本公开实施例提供的装置，在存在可用的PDU会话之前，UE除了在数据包中随路携带用于请求建立PDU会话或请求激活已建立的PDU会话的信令消息之外，还会再额外携带数据转发消息，这样在触发PDU会话建立过程或PDU会话激活过程的同时，还能够通过数据包携带的数据转发消息来进行数据发送，实现了在没有可用的PDU会话的情况下依然能够实时地发送数据包，极大地满足了低时延业务的时延需求。
在一种可能的实现方式中，第二发送模块，用于判断所述数据转发消息中是否包括所述上行数据包的路径信息；若包括所述路径信息，则根据所述数据转发消息中包括的业务质量QoS类别号，确定所述基站设备与目标UPF之间的共享链路，所述目标UPF为所述路径信息指示的UPF；通过所述共享链路向所述目标UPF转发所述上行数据包中的数据。
在一种可能的实现方式中，第二发送模块，用于判断所述数据转发消息中是否包括所述上行数据包的路径信息；若不包括所述路径信息，则根据所述数据转发消息中包括的NSSAI，进行目标路由表选择；根据所述上行数据包中携带的通信对端的IP地址，在所述目标路由表中进行查找，得到目标UPF；根据所述数据转发消息中包括的QoS类别号，确定所述基站设备与所述目标UPF之间的共享链路；通过所述共享链路向所述目标UPF转发所述上行数据包中的数据。
在一种可能的实现方式中，第二发送模块，用于判断所述上行数据包是否小于设置的MBR值；若所述上行数据包是否小于设置的MBR值，则通过所述共享链路向所述目标UPF转发所述上行数据包中的数据。
在一种可能的实现方式中，第一发送模块，用于根据所述数据转发消息中包括的NSSAI，进行目标AMF实体选择；将所述信令消息转发给所述目标AMF实体。
在一种可能的实现方式中，第一发送模块，还用于根据所述数据转发消息中包括的NSSAI，进行目标AMF实体选择；将所述目标UPF的地址信息转发给所述目标AMF实体。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。
图13是本公开实施例提供的一种数据发送装置的结构示意图，应用于UE，参见图13，该装置包括：
第一判断模块1301，用于判断PDU会话是否已建立；
第二判断模块1302，用于若所述PDU会话未建立，则判断是否已发出第一信令消息，所述第一信令消息用于请求建立所述PDU会话；
处理模块1303，用于若未发出所述第一信令信息，则将生成的第一信令消息插入到待发送的上行数据包中；
处理模块1303，还用于在所述待发送的上行数据包中插入数据转发消息；
发送模块1304，用于将所述上行数据包发送给基站设备，所述基站设备用于将所述第一信令消息转发给控制面设备，并在所述PDU会话建立完成之前，基于所述UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发所述UE发送的上行数据包中的数据。
本公开实施例提供的装置，在存在可用的PDU会话之前，UE除了在数据包中随路携带用于请求建立PDU会话的信令消息之外，还会再额外携带数据转发消息，这样在触发PDU会话建立过程的同时，还能够通过数据包携带的数据转发消息来进行数据发送，实现了在没有可用的PDU会话的情况下依然能够实时地发送数据包，极大地满足了低时延业务的时延需求。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第三判断模块，用于若所述PDU会话已建立，则判断所述UE是否处于空闲态；
处理模块，还用于若所述UE处于空闲态，则将第二信令消息插入到待发送的上行数据包中，所述第二信令消息用于请求激活已建立的PDU会话；
处理模块，还用于在所述待发送的上行数据包中插入数据转发消息；
发送模块，还用于将所述上行数据包发送给基站设备，所述基站设备用于将所述第二信令消息转发给控制面设备，并在所述PDU会话激活完成之前，基于所述UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发所述UE发送的上行数据包中的数据。
在一种可能的实现方式中，处理模块，还用于判断是否已保存所述上行数据包的路径信息；若已保存所述路径信息，则将所述路径信息插入到所述上行数据包中；若未保存所述路径信息，则将NSSAI插入到所述上行数据包中；在所述上行数据包中插入QoS信息，所述QoS信息包括QoS类别号、MBR值；将所述上行数据包的源地址中的低N位设置为所述UE的标识信息；将所述上行数据包的源地址中的高N位设置为预设值。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。
图14是本公开实施例提供的一种数据发送装置的结构示意图，应用于UPF，参见图14，该装置包括：
接收模块1401，用于接收UE转发给基站设备的上行数据包中的数据，所述上行数据包中包括用于请求建立PDU会话的第一信令消息；
查找模块1402，用于若所述上行数据包的源地址中的高N位为预设值，则根据所述源地址中的低N位，查找所述UE的网络协议IP前缀；
处理模块1403，用于若查找到所述IP前缀，则将所述IP前缀插入到所述源地址中的高N位；
处理模块1403，还用于记录所述上行数据包的路径信息；
发送模块1404，用于将所述上行数据包中的数据进行转发。
本公开实施例提供的装置，在存在可用的PDU会话之前，UE除了在数据包中随路携带用于请求建立PDU会话或请求激活已建立的PDU会话的信令消息之外，还会再额外携带数据转发消息，这样在触发PDU会话建立过程或PDU会话激活过程的同时，还能够通过数据包携带的数据转发消息来进行数据发送，实现了在没有可用的PDU会话的情况下依然能够实时地发送数据包，极大地满足了低时延业务的时延需求。
在一种可能的实现方式中，处理模块，还用于若未查找到所述IP前缀，则为UE分配一个N位的IP前缀；将分配的IP前缀插入到所述源地址中的高N位；记录所述分配的IP前缀与所述UE的标识信息之间的对应关系。
在一种可能的实现方式中，接收模块，还用于接收所述UE转发给基站设备的上行数据包中的数据，所述上行数据包中包括用于请求激活已建立的PDU会话的第二信令消息；
发送模块，还用于根据所述上行数据包的路径信息中包括的指定地址信息，将所述上行数据包中的数据转发给所述初始UPF，以使所述初始UPF将所述上行数据包中的数据进行转发；
其中，所述指定地址信息为所述初始UPF的地址信息，所述初始UPF指代为所述UE分配IP前缀的UPF。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。
图15是本公开实施例提供的一种数据发送装置的结构示意图，应用于控制面设备中的SMF实体，参见图15，该装置包括：
接收模块1501，用于接收目标AMF实体转发的第一信令消息以及目标UPF的地址信息，所述目标AMF实体用于在接收到基站设备发送的所述地址信息后确定目标SMF实体，并向所述目标SMF实体发送所述第一信令消息以及所述地址信息；
发送模块1502，用于根据所述地址信息，向所述目标UPF发送包括用户设备UE的标识信息的指定消息，以使所述目标UPF根据所述UE的标识信息，查找分配给所述UE的IP前缀，所述指定消息是根据所述第一信令消息生成的；
接收模块1501，还用于接收所述目标UPF返回的所述UE的IP前缀；
处理模块1503，用于记录所述UE的IP前缀；
发送模块1502，还用于将所述IP前缀返回给所述UE。
本公开实施例提供的装置，在存在可用的PDU会话之前，UE除了在数据包中随路携带用于请求建立PDU会话或请求激活已建立的PDU会话的信令消息之外，还会再额外携带数据转发消息，这样在触发PDU会话建立过程或PDU会话激活过程的同时，还能够通过数据包携带的数据转发消息来进行数据发送，实现了在没有可用的PDU会话的情况下依然能够实时地发送数据包，极大地满足了低时延业务的时延需求。
需要说明的是：上述实施例提供的数据发送装置在发送数据时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的数据发送装置与数据发送方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
本公开实施例提供了一种用户设备，该用户设备可以用于执行上述各个实施例中提供的数据发送方法。参见图16，该用户设备1600包括：
用户设备1600可以包括射频(Radio Frequency，RF)电路110、包括有一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器120、输入单元130、显示单元140、传感器150、音频电路160、无线保真(Wireless Fidelity，WiFi)模块170、包括有一个或者一个以上处理核心的处理器180、以及电源190等部件。本领域技术人员可以理解，图16中示出的用户设备结构并不构成对用户设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：
RF电路110可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将基站的下行信息接收后，交由一个或者一个以上处理器180处理；另外，将涉及上行的数据发送给基站。通常，RF电路110包括但不限于天线、至少一个放大器、调谐器、一个或多个振荡器、用户身份模块(SIM)卡、收发信机、耦合器、低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)、双工器等。此外，RF电路110还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。所述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于全球移动通讯系统(Global System of Mobilecommunication，GSM)、通用分组无线服务(General Packet Radio Service，GPRS)、码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)、宽带码分多址(Wideband Code DivisionMultiple Access,WCDMA)、长期演进(Long Term Evolution,LTE)、电子邮件、短消息服务(Short Messaging Service，SMS)等。
存储器120可用于存储软件程序以及模块，处理器180通过运行存储在存储器120的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器120可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据用户设备1600的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器120可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器120还可以包括存储器控制器，以提供处理器180和输入单元130对存储器120的访问。
输入单元130可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。具体地，输入单元130可包括触敏表面131以及其他输入设备132。触敏表面131，也称为触摸显示屏或者触控板，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触敏表面131上或在触敏表面131附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的，触敏表面131可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器180，并能接收处理器180发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触敏表面131。除了触敏表面131，输入单元130还可以包括其他输入设备132。具体地，其他输入设备132可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。
显示单元140可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及用户设备1600的各种图形用户接口，这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。显示单元140可包括显示面板141，可选的，可以采用液晶显示器(Liquid CrystalDisplay，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板141。进一步的，触敏表面131可覆盖显示面板141，当触敏表面131检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器180以确定触摸事件的类型，随后处理器180根据触摸事件的类型在显示面板141上提供相应的视觉输出。虽然在图16中，触敏表面131与显示面板141是作为两个独立的部件来实现输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触敏表面131与显示面板141集成而实现输入和输出功能。
用户设备1600还可包括至少一种传感器150，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板141的亮度，接近传感器可在用户设备1600移动到耳边时，关闭显示面板141和/或背光。作为运动传感器的一种，重力加速度传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；至于用户设备1600还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。
音频电路160、扬声器161，传声器162可提供用户与用户设备1600之间的音频接口。音频电路160可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器161，由扬声器161转换为声音信号输出；另一方面，传声器162将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路160接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器180处理后，经RF电路110以发送给比如另一用户设备，或者将音频数据输出至存储器120以便进一步处理。音频电路160还可能包括耳塞插孔，以提供外设耳机与用户设备1600的通信。
WiFi属于短距离无线传输技术，用户设备1600通过WiFi模块170可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图16示出了WiFi模块170，但是可以理解的是，其并不属于用户设备1600的必须构成，完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。
处理器180是用户设备1600的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器120内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器120内的数据，执行用户设备1600的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。可选的，处理器180可包括一个或多个处理核心；可选的，处理器180可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器180中。
用户设备1600还包括给各个部件供电的电源190(比如电池)，可选的，电源可以通过电源管理系统与处理器180逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源190还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。
尽管未示出，用户设备1600还可以包括摄像头、蓝牙模块等，在此不再赘述。具体在本实施例中，用户设备的显示单元是触摸屏显示器，用户设备还包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行。
在示例性实施例中，还提供了一种存储有计算机程序的存储介质，例如存储有计算机程序的存储器，上述计算机程序被处理器执行时实现下述实施例中UE所执行的数据发送方法。例如，该存储介质可以是只读内存(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光数据存储设备等。
图17是本公开实施例提供的一种基站设备的结构框图。该基站可包括发射机、接收机、存储器以及分别与发射机、接收机和存储器连接的处理器。当然，该基站设备还可以包括天线、基带处理部件、中射频处理部件、输入输出装置等通用部件，本公开实施例在此不再任何限制。
在示例性实施例中，还提供了一种存储有计算机程序的存储介质，例如存储有计算机程序的存储器，上述计算机程序被处理器执行时实现下述实施例中基站设备所执行的数据发送方法。例如，该存储介质可以是ROM、RAM、CD-ROM、光数据存储设备等。
在另一个示例性实施例中提供了一种用户面网元。该用户面网元可包括发射单元、接收单元、存储器以及分别与发射单元、接收单元和存储器连接的处理器。
另外，还提供了一种存储有计算机程序的存储介质，例如存储有计算机程序的存储器，上述计算机程序被处理器执行时实现下述实施例中用户面网元所执行的数据发送方法。例如，该存储介质可以是ROM、RAM、CD-ROM、光数据存储设备等。
在另一个示例性实施例中提供了一种SMF实体。该SMF实体可包括发射单元、接收单元、存储器以及分别与发射单元、接收单元和存储器连接的处理器。
另外，还提供了一种存储有计算机程序的存储介质，例如存储有计算机程序的存储器，上述计算机程序被处理器执行时实现下述实施例中SMF实体所执行的数据发送方法。例如，该存储介质可以是ROM、RAM、CD-ROM、光数据存储设备等。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (30)

1.一种数据发送方法，应用于基站设备，其特征在于，所述方法包括：
接收用户设备UE发送的上行数据包；
若所述上行数据包中携带了信令消息，则从所述上行数据包中剥离所述信令消息，所述信令消息用于请求建立包数据单元PDU会话或者请求激活已建立的PDU会话；
将所述信令消息转发给控制面设备，以使所述控制面设备建立PDU会话或者激活已建立的PDU会话；
在存在可用的PDU会话之前，基于所述UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发所述UE发送的上行数据包中的数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发所述UE发送的上行数据包中的数据，包括：
判断所述数据转发消息中是否包括所述上行数据包的路径信息；
若包括所述路径信息，则根据所述数据转发消息中包括的业务质量QoS类别号，确定所述基站设备与目标用户面网元UPF之间的共享链路，所述目标UPF为所述路径信息指示的UPF；
通过所述共享链路向所述目标UPF转发所述上行数据包中的数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发所述UE发送的上行数据包中的数据，包括：
判断所述数据转发消息中是否包括所述上行数据包的路径信息；
若不包括所述路径信息，则根据所述数据转发消息中包括的网络切片选择辅助信息NSSAI，进行目标路由表选择；
根据所述上行数据包中携带的通信对端的网络协议I P地址，在所述目标路由表中进行查找，得到目标UPF；
根据所述数据转发消息中包括的QoS类别号，确定所述基站设备与所述目标UPF之间的共享链路；
通过所述共享链路向所述目标UPF转发所述上行数据包中的数据。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述通过所述共享链路向所述目标UPF转发所述上行数据包中的数据，包括：
判断所述上行数据包是否小于设置的最大比特速率MBR值；
若所述上行数据包是否小于设置的MBR值，则通过所述共享链路向所述目标UPF转发所述上行数据包中的数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述信令消息转发给控制面设备，包括：
根据所述数据转发消息中包括的NSSAI，进行目标接入控制以及移动性管理功能AMF实体选择；
将所述信令消息转发给所述目标AMF实体。
6.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述数据转发消息中包括的NSSAI，进行目标AMF实体选择；
将所述目标UPF的地址信息转发给所述目标AMF实体。
7.一种数据发送方法，应用于用户设备UE，其特征在于，所述方法包括：
判断包数据单元PDU会话是否已建立；
若所述PDU会话未建立，则判断是否已发出第一信令消息，所述第一信令消息用于请求建立所述PDU会话；
若未发出所述第一信令信息，则将生成的第一信令消息插入到待发送的上行数据包中；
在所述待发送的上行数据包中插入数据转发消息；
将所述上行数据包发送给基站设备，所述基站设备用于将所述第一信令消息转发给控制面设备，并在所述PDU会话建立完成之前，基于所述UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发所述UE发送的上行数据包中的数据。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述PDU会话已建立，则判断所述UE是否处于空闲态；
若所述UE处于空闲态，则将第二信令消息插入到待发送的上行数据包中，所述第二信令消息用于请求激活已建立的PDU会话；
在所述待发送的上行数据包中插入数据转发消息；
将所述上行数据包发送给基站设备，所述基站设备用于将所述第二信令消息转发给控制面设备，并在所述PDU会话激活完成之前，基于所述UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发所述UE发送的上行数据包中的数据。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述在所述待发送的上行数据包中插入数据转发消息，包括：
判断是否已保存所述上行数据包的路径信息；
若已保存所述路径信息，则将所述路径信息插入到所述上行数据包中；
若未保存所述路径信息，则将网络切片选择辅助信息NSSAI插入到所述上行数据包中；
在所述上行数据包中插入业务质量QoS信息，所述QoS信息包括业务质量QoS类别号、最大比特速率MBR值；
将所述上行数据包的源地址中的低N位设置为所述UE的标识信息；
将所述上行数据包的源地址中的高N位设置为预设值。
10.一种数据发送方法，应用于用户面网元UPF，其特征在于，所述方法包括：
接收用户设备UE转发给基站设备的上行数据包中的数据，所述上行数据包中包括用于请求建立包数据单元PDU会话的第一信令消息；
若所述上行数据包的源地址中的高N位为预设值，则根据所述源地址中的低N位，查找所述UE的网络协议IP前缀；
若查找到所述IP前缀，则将所述IP前缀插入到所述源地址中的高N位；
记录所述上行数据包的路径信息，并将所述上行数据包中的数据进行转发。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若未查找到所述IP前缀，则为UE分配一个N位的IP前缀；
将分配的IP前缀插入到所述源地址中的高N位；
记录所述分配的IP前缀与所述UE的标识信息之间的对应关系。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收所述UE转发给基站设备的上行数据包中的数据，所述上行数据包中包括用于请求激活已建立的PDU会话的第二信令消息；
根据所述上行数据包的路径信息中包括的指定地址信息，将所述上行数据包中的数据转发给初始UPF，以使所述初始UPF将所述上行数据包中的数据进行转发；
其中，所述指定地址信息为所述初始UPF的地址信息，所述初始UPF指代为所述UE分配IP前缀的UPF。
13.一种数据发送方法，应用于控制面设备中的会话管理功能SMF实体，其特征在于，所述方法包括：
接收目标接入控制以及移动性管理功能AMF实体转发的第一信令消息以及目标UPF的地址信息，所述目标AMF实体用于在接收到基站设备发送的所述地址信息后确定目标SMF实体，并向所述目标SMF实体发送所述第一信令消息以及所述地址信息；
根据所述地址信息，向所述目标UPF发送包括用户设备UE的标识信息的指定消息，以使所述目标UPF根据所述UE的标识信息，查找分配给所述UE的网络协议IP前缀，所述指定消息是根据所述第一信令消息生成的；
接收所述目标UPF返回的所述UE的IP前缀；
记录所述UE的IP前缀，并将所述IP前缀返回给所述UE。
14.一种数据发送装置，应用于基站设备，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于接收用户设备UE发送的上行数据包；
处理模块，用于若所述上行数据包中携带了信令消息，则从所述上行数据包中剥离所述信令消息，所述信令消息用于请求建立包数据单元PDU会话或者请求激活已建立的PDU会话；
第一发送模块，用于将所述信令消息转发给控制面设备，以使所述控制面设备建立PDU会话或者激活已建立的PDU会话；
第二发送模块，用于在存在可用的PDU会话之前，基于所述UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发所述UE发送的上行数据包中的数据。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第二发送模块，用于判断所述数据转发消息中是否包括所述上行数据包的路径信息；若包括所述路径信息，则根据所述数据转发消息中包括的业务质量QoS类别号，确定所述基站设备与目标用户面网元UPF之间的共享链路，所述目标UPF为所述路径信息指示的UPF；通过所述共享链路向所述目标UPF转发所述上行数据包中的数据。
16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第二发送模块，用于判断所述数据转发消息中是否包括所述上行数据包的路径信息；若不包括所述路径信息，则根据所述数据转发消息中包括的网络切片选择辅助信息NSSAI，进行目标路由表选择；根据所述上行数据包中携带的通信对端的网络协议IP地址，在所述目标路由表中进行查找，得到目标UPF；根据所述数据转发消息中包括的QoS类别号，确定所述基站设备与所述目标UPF之间的共享链路；通过所述共享链路向所述目标UPF转发所述上行数据包中的数据。
17.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，所述第二发送模块，用于判断所述上行数据包是否小于设置的最大比特速率MBR值；若所述上行数据包是否小于设置的MBR值，则通过所述共享链路向所述目标UPF转发所述上行数据包中的数据。
18.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第一发送模块，用于根据所述数据转发消息中包括的NSSAI，进行目标接入控制以及移动性管理功能AMF实体选择；将所述信令消息转发给所述目标AMF实体。
19.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，所述第一发送模块，还用于根据所述数据转发消息中包括的NSSAI，进行目标AMF实体选择；将所述目标UPF的地址信息转发给所述目标AMF实体。
20.一种数据发送装置，应用于用户设备UE，其特征在于，所述装置包括：
第一判断模块，用于判断包数据单元PDU会话是否已建立；
第二判断模块，用于若所述PDU会话未建立，则判断是否已发出第一信令消息，所述第一信令消息用于请求建立所述PDU会话；
处理模块，用于若未发出所述第一信令信息，则将生成的第一信令消息插入到待发送的上行数据包中；
所述处理模块，还用于在所述待发送的上行数据包中插入数据转发消息；
发送模块，用于将所述上行数据包发送给基站设备，所述基站设备用于将所述第一信令消息转发给控制面设备，并在所述PDU会话建立完成之前，基于所述UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发所述UE发送的上行数据包中的数据。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第三判断模块，用于若所述PDU会话已建立，则判断所述UE是否处于空闲态；
所述处理模块，还用于若所述UE处于空闲态，则将第二信令消息插入到待发送的上行数据包中，所述第二信令消息用于请求激活已建立的PDU会话；
所述处理模块，还用于在所述待发送的上行数据包中插入数据转发消息；
所述发送模块，还用于将所述上行数据包发送给基站设备，所述基站设备用于将所述第二信令消息转发给控制面设备，并在所述PDU会话激活完成之前，基于所述UE发送的上行数据包中携带的数据转发消息，转发所述UE发送的上行数据包中的数据。
22.根据权利要求20或21所述的装置，其特征在于，所述处理模块，还用于判断是否已保存所述上行数据包的路径信息；若已保存所述路径信息，则将所述路径信息插入到所述上行数据包中；若未保存所述路径信息，则将网络切片选择辅助信息NSSAI插入到所述上行数据包中；在所述上行数据包中插入业务质量QoS信息，所述QoS信息包括业务质量QoS类别号、最大比特速率MBR值；将所述上行数据包的源地址中的低N位设置为所述UE的标识信息；将所述上行数据包的源地址中的高N位设置为预设值。
23.一种数据发送装置，应用于用户面网元UPF，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于接收用户设备UE转发给基站设备的上行数据包中的数据，所述上行数据包中包括用于请求建立包数据单元PDU会话的第一信令消息；
查找模块，用于若所述上行数据包的源地址中的高N位为预设值，则根据所述源地址中的低N位，查找所述UE的网络协议IP前缀；
处理模块，用于若查找到所述IP前缀，则将所述IP前缀插入到所述源地址中的高N位；
所述处理模块，还用于记录所述上行数据包的路径信息；
发送模块，用于将所述上行数据包中的数据进行转发。
24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述处理模块，还用于若未查找到所述IP前缀，则为UE分配一个N位的IP前缀；将分配的IP前缀插入到所述源地址中的高N位；记录所述分配的IP前缀与所述UE的标识信息之间的对应关系。
25.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述接收模块，还用于接收所述UE转发给基站设备的上行数据包中的数据，所述上行数据包中包括用于请求激活已建立的PDU会话的第二信令消息；
所述发送模块，还用于根据所述上行数据包的路径信息中包括的指定地址信息，将所述上行数据包中的数据转发给初始UPF，以使所述初始UPF将所述上行数据包中的数据进行转发；
其中，所述指定地址信息为所述初始UPF的地址信息，所述初始UPF指代为所述UE分配IP前缀的UPF。
26.一种数据发送装置，应用于控制面设备中的会话管理功能SMF实体，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于接收目标接入控制以及移动性管理功能AMF实体转发的第一信令消息以及目标UPF的地址信息，所述目标AMF实体用于在接收到基站设备发送的所述地址信息后确定目标SMF实体，并向所述目标SMF实体发送所述第一信令消息以及所述地址信息；
发送模块，用于根据所述地址信息，向所述目标UPF发送包括用户设备UE的标识信息的指定消息，以使所述目标UPF根据所述UE的标识信息，查找分配给所述UE的网络协议IP前缀，所述指定消息是根据所述第一信令消息生成的；
所述接收模块，还用于接收所述目标UPF返回的所述UE的IP前缀；
处理模块，用于记录所述UE的IP前缀；
所述发送模块，还用于将所述IP前缀返回给所述UE。
27.一种基站设备，其特征在于，所述基站设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至6中任一权利要求所述的数据发送方法。
28.一种用户设备，其特征在于，所述用户设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求7至9中任一权利要求所述的数据发送方法。
29.一种用户面网元，其特征在于，所述用户面网元包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求10至12中任一权利要求所述的数据发送方法。
30.一种会话管理功能SMF实体，其特征在于，所述SMF实体包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求13所述的数据发送方法。
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