CN110913508A - 一种部署了upf的5g基站及其数据报文处理方法 - Google Patents

Abstract

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，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。

Description

一种部署了UPF的5G基站及其数据报文处理方法

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；

用户面功能单元，部署在5G基站上，分别与硬件平台和逻辑单元进行数据交互；

逻辑单元，用于无线资源管理以及无线资源管理的算法实现，以及无线资源的控制和PDCP用户数据的处理；

功能单元，包括但不限于对数据报文进行分类处理、边缘计算处理、应用服务平台处理和计费CDR接口处理。

进一步的，所述的逻辑单元包括PDCP模块，所述PDCP模块根据PDCP协议对接收到的数据报文进行处理。

进一步的，所述的逻辑单元还包括基站GTP-U编码解码器，所述的基站GTP-U编码解码器对数据报文进行GTP-U的隧道编码或解封装处理。

进一步的，所述的用户面功能单元包括核心网GTP编码解码器，所述的核心网GTP编码解码器对报文数据进行封装或解码处理。

进一步的，所述的功能单元包括分类处理模块、分类规则生成器、MEC边缘计算模块和计费CDR统计处理模块，其中：

分类规则生成器：用于编辑和生成数据报文的分类规则；

分类处理模块：接收来自PDCP模块或用户面功能单元的数据报文，并根据分类规则生成器生成的分类规则对该数据报文进行分类；

MEC边缘计算模块：对数据报文进行边缘计算处理；

计费CDR统计处理模块：对数据报文进行计费CDR接口处理。

第二方面，本发明提供一种部署了UPF的5G基站的数据报文处理方法，包括上行数据报文处理的步骤和下行数据报文处理的步骤：

所述上行数据报文处理的步骤包括：

步骤S101、硬件平台的L2物理层收到来自无线空口用户终端的数据报文，经过处理后发给PDCP模块；

步骤S102、PDCP模块接收到数据报文，根据PDCP协议对该数据报文进行处理后交给基站GTP编码解码器；

步骤S103、基站GTP编码解码器接收到的数据报文进行GTP-U的隧道编码处理后发送给核心网GTP编码解码器，交给N3接口模块完成网络接口协议处理，发送5G核心网的N3网络接口单元；

步骤S104、5G核心网N3网络接口单元，收到来自5G基站的GTP-U数据报文，5G核心网GTP编码解码器对接收到的数据报文进行解码处理，获得内层IP的数据报文，再将该内层IP的数据报文发送给用户面功能单元；

步骤S105、用户面功能单元做该数据报文的QoS、常规计费、PFCP节点管理，将由该数据报文产生的管理信息和状态新信息通过N4接口上报给5GC核心网SMF网元；用户面功能单元的接口模块按照N6接口将数据报文发送到硬件平台；

步骤S106、硬件平台按照N6接口的要求进行网络层处理，通过以太网网络接口将数据报文发送网络侧。

所述的下行数据报文处理步骤包括：

步骤S201、硬件平台接收到网络侧的数据报文，交给5G核心网N6网络接口单元完成网络协议的处理，交给5G核心网的UPF的用户面功能单元；

步骤S202、用户面功能单元接收到数据报文，做QoS、常规计费、PFCP节点管理，将由该数据报文产生的管理信息和状态新信息通过N4接口上报给5GC核心网SMF网元；并将该数据报文交给核心网GTP编码解码器；

步骤S203、核心网GTP编码解码器对接收到的数据报文进行GTP-U封装处理，再交给用户面功能单元的接口模块，由所述接口模块按照N3接口将该数据报文发送到基站GTP编码解码器；

步骤S204、基站GTP编码解码器通过N3接口接收数据报文，对接收到数据报文进行GTP-U的解封装处理，获得独立的IP数据报文，再将该独立的IP数据报文交给PDCP模块；

步骤S205、PDCP模块收到IP数据报文，根据PDCP协议进行处理后发送硬件平台的物理层L2处理；

步骤S206、硬件平台的物理层L2处理完成后，将该数据报文通过空中接口发送用户终端。

第三方面，本发明提供一种部署了UPF的5G基站的数据报文处理方法，包括上行数据报文处理的步骤和下行数据报文处理的步骤：

所述上行数据报文处理的步骤包括：

步骤S101’、硬件平台的L2物理层收到来自无线空口用户终端的数据报文，经过处理后发给PDCP模块；

步骤S102’、PDCP模块接收到数据报文，根据PDCP协议对该数据报文进行处理后交给用户面功能单元；

步骤S103’、用户面功能单元对接收到的数据报文做QoS、常规计费、PFCP节点管理，将由该数据报文产生的管理信息和状态新信息通过N4接口上报给5GC核心网SMF网元；用户面功能单元的接口模块按照N6接口将数据报文发送到硬件平台；

步骤S104’、硬件平台按照N6接口的要求进行网络层处理，通过以太网网络接口将数据报文发送网络侧。

所述的下行数据报文处理的步骤包括：

步骤S201’、硬件平台接收到网络侧的数据报文，交给用户面功能单元；

步骤S202’、用户面功能单元接收到数据报文，做QoS、常规计费、PFCP节点管理，将由该数据报文产生的管理信息和状态新信息通过N4接口上报给5GC核心网SMF网元；并将该数据报文交给PDCP模块；

步骤S203’、PDCP模块通过N3接口接收数据报文，并根据PDCP协议进行处理后发送给硬件平台的物理层L2进行处理；

步骤S204’、硬件平台的物理层L2处理完成后，将该数据报文通过空中接口发送到用户终端。

第三方面，上述一种部署了UPF的5G基站的数据报文处理方法，还包括分类的步骤、计算和计费处理的步骤，其中：

所述的分类的步骤包括：分类处理模块收到来自PDCP模块的上行数据报文或者用户面功能单元的下行数据报文，并根据分类规则生成器生成的分类规则对接收到的数据报文进行分类处理后返回给对应的PDCP模块或用户面功能单元；

所述的计算和计费处理的步骤包括：计算和计费处理模块接受来自PDCP模块、用户面功能单元、分类处理模块中的一个以上的数据报文，进行MEC边缘计算处理或者计费CDR接口处理后返回给对应的PDCP模块、用户面功能单元或分类处理模块。

进一步的，分类规则生成器编辑和生成分类规则后发送给分类处理模块。

本发明通过在5G基站中部署UPF网元：

一是利用5G基站ngNB的硬件平台，充分利用了5G基站的富余硬件资源，加大了硬件资源利用，也间接充分利用基站电力使用，降低了5GC核心网的耗电量。

二是通过该部署，可以将N3接口的GTP-U数据面隧道处理模块去掉，将大大加快用户数据模块的处理速度，减少UPF网元现有硬件平台的开销，节省硬件资源。同时，减少了GTP-U的隧道处理，IP报文不用进行GTP-U的封装和解封装处理，节省了用户数据的时延和抖动。

三是通过该方法部署的UPF网元到5G基站ngNB的硬件平台上，本地卸载的用户面数据，非常友好和丰富的提供了MEC边缘计算等所需要的接口,在5G基站ngNB部署的地方，部署了5G核心网UPF网元，具备了MEC等应用的能力。用户可以根据应用的实际情况，启动MEC边缘计算和服务应用。

四是通过该方法部署的5GC核心网用户面UPF网元到5G基站ngNB的硬件平台上，5GC核心网UPF的部署模型，从集中方式，完全转变为分布式部署。

同时，本发明的部署了UPF的5G基站同样具备现有技术中提到的用户面数据卸载功能和MEC边缘计算用户面卸载功能。

附图说明

图1为现有技术的5G基站和5G核心网部署的硬件结构示意图；

图2为无线网络架构示意图；

图3为本发明的实施例一的5G核心网UPF部署在基站硬件平台的结构示意图；

图4为本发明的实施例一的数据报文处理流程示意图；

图5为本发明优化后的数据报文处理流程示意图。

具体实施例

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

在3G时期，SGSN/GGSN都是专用网络设备，对于3G基站，也是定制专用硬件，各家供应商都是自己的硬件系统，在实际部署中3G基站与3G核心网时分开采购，没有3G基站与3G核心网数据面SGSN/GGSN融合的解决方法。

在4G时期，网络扁平化/IP化的设计，4G核心网半虚拟化的设计，在4G的基站中涉及到部分GTP-U数据面卸载的功能，类似中国专利申请公开号为CN105634980A所描述的方案。

本发明是将5GC核心网网元UPF整体部署在5G基站ngNB的硬件平台上，从而实现CN105634980A的所有功能，但是却具有其不具有的众多优点与特性。

实施例一

5G核心网主要包含如图2所示的网元：网络切片选择功能NSSF、身份验证服务器功能AUSF、统一数据管理UDM、接入和移动管理功能AMF、会话管理功能SMF、用户面功能单元UPF、策略控制功能PCF、5G基站ngNB(NR)、5G终端UE。

本实施例提供一种部署了用户面功能单元UPF的5G基站，将5G核心网5GC的用户面功能单元UPF网元部署到到5G基站ngNB上，充分利用5G基站ngNB的X86/FPGA专用计算平台资源来承载5GC核心网用户面功能单元UPF。

如图3所示，包括硬件平台101、用户面功能单元UPF102、逻辑单元103、功能单元104。

101部件是本发明的5G基站的基础硬件平台X86/FPGA，对外通过空中接口与5G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103的PDCP/RRC协议层模块和用户面功能UPF网元连接，X86用来加载基站ngNB的PDCP/RRC协议层模块和5GC核心网的UPF网元，FPGA主要是用来加载ngNB的物理层算法，负责无线资源分配的基本算法实现。

102部件，是5GC核心网的用户面功能UPF网元，是本发明的关键，将该部件部署在5GC基站上，分别与硬件平台101和逻辑单元103进行数据交互。UPF网元，其功能与部署在独立硬件X86平台的功能一样，其主要的差别是在UPF的性能。

UPF主要功能包括：

本端通信系列号SEID的分配和释放、N3接口GTP-U协议处理、GTP-U错误指示处理、N6接口数据包路由和转发、包缓存通知与会话监测、Redis数据交互接口、UPF与控制面接口的包转发功能、UPC OAM配置、UPC-UPU消息传输控制、PFCP消息收发接口/编码解码/传输控制/会话管理、N4接口PFD管理/关联管理/心跳/负载/过载等管理/支持N3/N4/N9/N6/Nnrf接口、RAT内和RAT间移动性的锚点、外部PDU和数据网络互连的会话点、数据包路由和转发、用户面QoS处理、上行链路流量验证、上下行链路传输级数据包标记。

103部件，是5G基站ngNB的逻辑单元，运行在基站X86/FPGA硬件平台上，实现了与普通5G基站一样的功能和性能。其功能包括二层L2的RLC/MAC，基本的无线资源管理以及无线资源管理的算法实现，以及第三层的RRC/PDCP，无线资源的控制和PDCP用户数据的处理。

104部件，是在101基础部署了102之后具备了的功能单元，包括IP报文分类处理、边缘计算MEC平台、应用服务平台、计费系统接口定制CDR等能力开放平台接口。

与本实施例的5G基站对应的数据报文处理流程如图4所示，数据报文的处理主要依靠5G基站的以下部件：硬件平台101、PDCP(Packet Data Convergence Protocol分组数据汇聚协议层)模块203、基站GTP编码解码器201、核心网GTP编码解码器202和5GC核心网的用户面功能UPF204。201部件在实际部署是203部件的一部分，201和203是图3中103的一部分；202部件是204部件的一部分，202和204合在一起就是图3中的102，为了方便描述分开来表示。

本实施例的数据报文处理方法包括上行数据报文处理的步骤和下行数据报文处理的步骤：

上行数据报文处理的步骤包括：

步骤S101、101部件的L2物理层收到来自无线空口手机用户终端UE的数据报文，经过处理后发给部件203；

步骤S102、203的PDCP模块部件收到数据报文，根据PDCP协议对该数据报文进行处理并将处理后的数据报文交给201部件；

步骤S103、201部件对处理后的数据报文进行GTP-U的隧道编码处理，将GTP-U数据报文发送给202部件，交给N3接口模块完成网络接口协议处理，发送5G核心网的N3网络接口单元；

步骤S104、5G核心网N3网络接口单元，收到来自5G基站的GTP-U数据报文，202部件收到GTP-U报文数据后，对GTP-U报文数据进行解码处理，获得内层IP的数据报文，再将该内层IP的数据报文发送给204部件；

步骤S105、204部件做该数据报文的QoS(Quality of Service，服务质量)、常规计费、PFCP(PacketForwardingControlProtocol,报文转发控制协议)节点管理(状态/负载/心跳等)，将由该数据报文产生的管理信息和状态新信息通过N4接口上报给5GC核心网SMF网元；UPF网元的接口模块，按照N6接口，将数据报文发送到101部件；

步骤S106、101部件按照N6接口的要求进行网络层处理，通过以太网网络接口将数据报文发送网络侧。

下行数据报文处理步骤包括：

步骤S201、101部件收到底层网络侧的数据报文，该数据报文是一个来自N6接口的IP数据报文，将该数据报文交给5GC核心网的UPF网元204部件；

步骤S202、204部件收到数据报文，做QoS、常规计费、PFCP节点管理(状态/负载/心跳等)，将由该数据报文产生的管理信息和状态新信息通过N4接口上报给5GC核心网SMF网元；并将该数据报文交给202部件；

步骤S203、202部件收到该数据报文，进行GTP-U封装处理，再交给5GC核心网网元UPF的接口模块，按照N3接口,将该数据报文发送到201部件；

步骤S204、201部件通过N3接口接收数据报文，对接收到数据报文进行GTP-U的解封装处理，获得独立的IP数据报文，再将该独立的IP数据报文交给203部件；

步骤S205、203部件收到IP数据报文，根据PDCP协议进行处理后发送5G基站ngNB的硬件平台101的物理层L2处理；

步骤S206、硬件平台101的物理层L2处理完成后，即完成5G无线资源管理等处理后，将该数据报文通过空中接口发送手机用户。

实施例二

与实施例一不同的是，数据报文的处理方法中去掉了201部件和202部件及其处理数据报文的步骤，即去掉了基站GTP-U编码解码器和核心网GTP-U编码解码器的编码和解码的过程，简化了5G基站ngNB和5GC核心网UPF网元之间的N3接口。

本实施例中，其数据报文的处理流程如图5的虚线①所示，其上行数据报文步骤如下：

步骤S101’、101部件的L2物理层收到来自无线空口手机用户终端UE的数据报文，经过处理后发给部件203；

步骤S102’、203的PDCP模块部件收到数据报文，根据PDCP协议对该数据报文进行处理并将处理后的数据报文交给204部件；

步骤S103’、204部件做该数据报文的QoS、常规计费、PFCP节点管理(状态/负载/心跳等)，将由该数据报文产生的管理信息和状态新信息通过N4接口上报给5GC核心网SMF网元；UPF网元的接口模块，按照N6接口，将数据报文发送到101部件；

步骤S104’、101部件按照N6接口的要求进行网络层处理，通过以太网网络接口将数据报文发送网络侧。

其下行数据报文步骤如下：

步骤S201’、101部件收到底层网络侧的数据报文，该报文是一个来自N6接口的IP数据报文，将该数据报文交给5GC核心网的UPF网元204部件；

步骤S202’、204部件收到数据报文，做QoS、常规计费、PFCP节点管理(状态/负载/心跳等)，将由该数据报文产生的管理信息和状态新信息通过N4接口上报给5GC核心网SMF网元；并将该数据报文交给203部件；

步骤S203’、203部件通过N3接口接收来自204部件的数据报文，并根据PDCP协议进行处理后发送5G基站ngNB的硬件平台101的物理层L2处理；

步骤S204’、硬件平台101的物理层L2处理完成后，即完成5G无线资源管理等处理后，将该数据报文通过空中接口发送手机用户。

在5G网络，除去ngNB和UPF之间N3接口的GTP数据解封装功能，大大提升5G数据面的处理速度，降低数据面处理时延和数据传输抖动等。

实施例三

在实施例二的基础上，增加了功能单元的处理流程，功能单元包括分类处理模块301、分类规则生成器304、由MEC边缘计算模块和计费CDR统计处理模块组成的计算和计费处理模块302，这是3GPP协议与规范所不具有的特性。

分类规则生成器304：用于编辑和生成数据报文的分类规则；

分类处理模块301：接收来自203或204的数据报文，并根据304生成的分类规则对该数据报文进行分类；

MEC边缘计算模块：对数据报文进行边缘计算处理；

计费CDR统计处理模块：对数据报文进行计费CDR接口处理。

根据图5的虚线②的流程处理，包括分类的步骤、计算和计费处理的步骤。

其中，分类的步骤包括：301部件收到来自203部件的上行数据报文或者204部件下行数据报文，根据304生成的分类规则对接收到的数据报文进行分类处理后返回给相应的部件。

其中，304部件是对301部件的分类规则进行编辑，完成后发送给301部件，301部件执行304部件下发的规则；304部件，产生的规则，基于5G基站ngNB和5GC核心网UPF以及SMF/AMF所需求的应用以及当前互联应用OTT所具有的特殊性质所呈现。

计算和计费处理的步骤包括：302部件接受来自203部件、204部件、301部件中的一个以上的IP数据报文，进行MEC边缘计算处理或者计费CDR接口处理后返回给相应部件，满足当前边缘计算/特殊计算/专用数据报文分类识别处理等。

以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种部署了UPF的5G基站，其特征在于：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；

用户面功能单元，部署在5G基站上，分别与硬件平台和逻辑单元进行数据交互；

逻辑单元，用于无线资源管理以及无线资源管理的算法实现，以及无线资源的控制和PDCP用户数据的处理；

功能单元，包括但不限于对数据报文进行分类处理、边缘计算处理、应用服务平台处理和计费CDR接口处理。

2.根据权利要求1所述的一种部署了UPF的5G基站，其特征在于：所述的逻辑单元包括PDCP模块，所述PDCP模块根据PDCP协议对接收到的数据报文进行处理。

3.根据权利要求2所述的一种部署了UPF的5G基站，其特征在于：所述的逻辑单元还包括基站GTP-U编码解码器，所述的基站GTP-U编码解码器对数据报文进行GTP-U的隧道编码或解封装处理。

4.根据权利要求3所述的一种部署了UPF的5G基站，其特征在于：所述的用户面功能单元包括核心网GTP编码解码器，所述的核心网GTP编码解码器对报文数据进行封装或解码处理。

5.根据权利要求2所述的一种部署了UPF的5G基站，其特征在于：所述的功能单元包括分类处理模块、分类规则生成器、MEC边缘计算模块和计费CDR统计处理模块，其中：

分类规则生成器：用于编辑和生成数据报文的分类规则；

分类处理模块：接收来自PDCP模块或用户面功能单元的数据报文，并根据分类规则生成器生成的分类规则对该数据报文进行分类；

MEC边缘计算模块：对数据报文进行边缘计算处理；

计费CDR统计处理模块：对数据报文进行计费CDR接口处理。

6.一种部署了UPF的5G基站的数据报文处理方法，其特征在于：包括上行数据报文处理的步骤和下行数据报文处理的步骤：

所述上行数据报文处理的步骤包括：

步骤S101、硬件平台的L2物理层收到来自无线空口用户终端的数据报文，经过处理后发给PDCP模块；

步骤S102、PDCP模块接收到数据报文，根据PDCP协议对该数据报文进行处理后交给基站GTP编码解码器；

步骤S103、基站GTP编码解码器接收到的数据报文进行GTP-U的隧道编码处理后发送给核心网GTP编码解码器，交给N3接口模块完成网络接口协议处理，发送5G核心网的N3网络接口单元；

步骤S104、5G核心网N3网络接口单元，收到来自5G基站的GTP-U数据报文，核心网GTP编码解码器对接收到的数据报文进行解码处理，获得内层IP的数据报文，再将该内层IP的数据报文发送给用户面功能单元；

步骤S105、用户面功能单元做该数据报文的QoS、常规计费、PFCP节点管理，将由该数据报文产生的管理信息和状态新信息通过N4接口上报给5GC核心网SMF网元；用户面功能单元的接口模块按照N6接口将数据报文发送到硬件平台；

步骤S106、硬件平台按照N6接口的要求进行网络层处理，通过以太网网络接口将数据报文发送网络侧。

所述的下行数据报文处理步骤包括：

步骤S201、硬件平台接收到网络侧的数据报文，交给用户面功能单元；

步骤S202、用户面功能单元接收到数据报文，做QoS、常规计费、PFCP节点管理，将由该数据报文产生的管理信息和状态新信息通过N4接口上报给5GC核心网SMF网元；并将该数据报文交给核心网GTP编码解码器；

步骤S203、核心网GTP编码解码器对接收到的数据报文进行GTP-U封装处理，再交给用户面功能单元的接口模块，由所述接口模块按照N3接口将该数据报文发送到基站GTP编码解码器；

步骤S204、基站GTP编码解码器通过N3接口接收数据报文，对接收到数据报文进行GTP-U的解封装处理，获得独立的IP数据报文，再将该独立的IP数据报文交给PDCP模块；

步骤S205、PDCP模块收到IP数据报文，根据PDCP协议进行处理后发送硬件平台的物理层L2处理；

步骤S206、硬件平台的物理层L2处理完成后，将该数据报文通过空中接口发送用户终端。

7.一种部署了UPF的5G基站的数据报文处理方法，其特征在于：包括上行数据报文处理的步骤和下行数据报文处理的步骤：

所述上行数据报文处理的步骤包括：

步骤S101’、硬件平台的L2物理层收到来自无线空口用户终端的数据报文，经过处理后发给PDCP模块；

步骤S102’、PDCP模块接收到数据报文，根据PDCP协议对该数据报文进行处理后交给用户面功能单元；

步骤S103’、用户面功能单元对接收到的数据报文做QoS、常规计费、PFCP节点管理，将由该数据报文产生的管理信息和状态新信息通过N4接口上报给5GC核心网SMF网元；用户面功能单元的接口模块按照N6接口将数据报文发送到硬件平台；

步骤S104’、硬件平台按照N6接口的要求进行网络层处理，通过以太网网络接口将数据报文发送网络侧。

所述的下行数据报文处理的步骤包括：

步骤S201’、硬件平台接收到网络侧的数据报文，交给用户面功能单元；

步骤S202’、用户面功能单元接收到数据报文，做QoS、常规计费、PFCP节点管理，将由该数据报文产生的管理信息和状态新信息通过N4接口上报给5GC核心网SMF网元；并将该数据报文交给PDCP模块；

步骤S203’、PDCP模块通过N3接口接收数据报文，并根据PDCP协议进行处理后发送给硬件平台的物理层L2进行处理；

步骤S204’、硬件平台的物理层L2处理完成后，将该数据报文通过空中接口发送到用户终端。

8.根据权利要求6或7所述的一种部署了UPF的5G基站的数据报文处理方法，其特征在于：还包括分类的步骤、计算和计费处理的步骤，其中：

所述的分类的步骤包括：分类处理模块收到来自PDCP模块的上行数据报文或者用户面功能单元的下行数据报文，并根据分类规则生成器生成的分类规则对接收到的数据报文进行分类处理后返回给对应的PDCP模块或用户面功能单元；

所述的计算和计费处理的步骤包括：计算和计费处理模块接受来自PDCP模块、用户面功能单元、分类处理模块中的一个以上的数据报文，进行MEC边缘计算处理或者计费CDR接口处理后返回给对应的PDCP模块、用户面功能单元或分类处理模块。

9.根据权利要求8所述的一种部署了UPF的5G基站的数据报文处理方法，其特征在于：分类规则生成器编辑和生成分类规则后发送给分类处理模块。

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