CN111405572B - 一种映射关系建立方法、装置、用户面功能及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种映射关系建立方法、装置、用户面功能及介质，包括：用户面功能发起与一个或者多个会话管理功能建立N4关联，并发送用户面功能的标识；每在用户面功能接收到会话管理功能发送的建立N4会话请求后，将该会话的会话标识与该会话管理功能归属的运营商建立映射关系，其中，N4会话请求中包括该会话的会话标识；用户面功能分配第一隧道端点标识并发送给该会话管理功能；在接收该会话管理功能发送的第二隧道端点标识后，建立第一隧道端点标识、第二隧道端点标识与该会话管理功能归属的运营商的映射关系。采用本发明，实现了各营运商对用户面功能的共享，可以节省用户面功能硬件资源以及部署成本，还可以提高硬件资源利用率。

Description

一种映射关系建立方法、装置、用户面功能及介质

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种映射关系建立方法、装置、用户面功能及介质。

背景技术

5G网络建设机遇和挑战并存，目前的一个问题是，5G初期建设和运维方面的成本投入较大。第一，从频率以及覆盖场景深化等因素看，5G基站数量会大幅增加。第二，5G的大带宽也将使成本增加，比如基站成本和耗电问题。初期，5G耗电会是4G的两到三倍左右。但是，随着规模化生产，成本和耗电会有进一步改善的空间。

为了节约成本，网络共享成为一些企业的应对措施之一。目前，网络共享基本上采用两种方式：一类是基础设施共享；另一类是无线通信设备共享。

现有技术的不足在于，现有共享技术中仅有接入网共享，三家运营商可以使用同一个物理设备提供三家运营商的无线覆盖，降低5G网络部署的硬件与站点成本。但是没有共享UPF(用户面功能，User Plane Function)的方案。

发明内容

本发明提供了一种映射关系建立方法、装置、用户面功能及介质，用以解决UPF不能共享的问题。

本发明实施例中提供了一种映射关系建立方法，包括：

UPF发起与一个或者多个SMF建立N4关联，并向SMF发送所述UPF的标识；

每在UPF接收到SMF发送的建立N4会话请求后，UPF将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商建立映射关系，其中，N4会话请求中包括该会话的会话标识；

UPF分配第一TEID并发送给该SMF；

UPF接收该SMF发送的第二TEID，并建立第一TEID、第二TEID与该SMF归属的运营商的映射关系。

实施中，进一步包括：

UPF对每个SMF都使用同一个IP地址；或，

UPF对每个SMF使用不同的IP地址。

实施中，UPF将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商建立映射关系，是将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商的PLMN ID建立映射关系；或，是将该会话的会话标识与该会话对应的UE IP或者UE ID建立映射关系。

实施中，进一步包括：

UPF与SMF协商，使SMF使用UPF为UE分配的IP地址。

实施中，UPF建立第二TEID与该SMF归属的运营商的映射关系，

包括按以下方式建立映射关系：

将第二TEID与根据第二TEID对应的会话或gNB的标识确定出的第二TEID归属的运营商关联的会话标识或运营商的PLMN ID关联。

实施中，进一步包括：

在确定传输数据的隧道所对应的运营商后，将上行的数据传输的UE IP地址转换到该运营商对应的IP地址段后进行传输；和/或，

在确定下行数据目的地址对应的运营商后，将下行的数据传输的目的地址转换到对应的UE IP地址，以及找到对应的隧道，将下行的数据按根据该UE的IP地址在对应的传输隧道进行传输。

本发明实施例中提供了一种UPF，UPF中包括：

处理器，用于读取存储器中的程序，执行下列过程：

发起与一个或者多个SMF建立N4关联，并向SMF发送所述UPF的标识；

每在UPF接收到SMF发送的建立N4会话请求后，将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商建立映射关系，其中，N4会话请求中包括该会话的会话标识；

分配第一TEID并发送给该SMF；

接收该SMF发送的第二TEID，并建立第一TEID、第二TEID与该SMF归属的运营商的映射关系；

收发机，用于在处理器的控制下接收和发送数据。

实施中，进一步包括：

对每个SMF都使用同一个IP地址；或，

对每个SMF使用不同的IP地址。

实施中，将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商建立映射关系，是将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商的PLMN ID建立映射关系；或，是将该会话的会话标识与该会话对应的UE IP或者UE ID建立映射关系。

实施中，进一步包括：

与SMF协商，使SMF使用UPF为UE分配的IP地址。

实施中，建立第二TEID与该SMF归属的运营商的映射关系，

包括按以下方式建立映射关系：

将第二TEID与根据第二TEID对应的会话或gNB的标识确定出的第二TEID归属的运营商关联的会话标识或运营商的PLMN ID关联。

实施中，进一步包括：

在确定传输数据的隧道所对应的运营商后，将上行的数据传输的UE IP地址转换到该运营商对应的IP地址段后进行传输；和/或，

在确定下行数据目的地址对应的运营商后，将下行的数据传输的目的地址转换到对应的UE IP地址，以及找到对应的隧道，将下行的数据按根据该UE的IP地址在对应的传输隧道进行传输。

本发明实施例中提供了一种映射关系建立装置，包括：

关联模块，用于发起与一个或者多个SMF建立N4关联，并向SMF发送所述UPF的标识；

映射模块，用于每在UPF接收到SMF发送的建立N4会话请求后，将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商建立映射关系，其中，N4会话请求中包括该会话的会话标识；

分配模块，用于分配第一TEID并发送给该SMF；

映射模块进一步用于接收该SMF发送的第二TEID，并建立第一TEID、第二TEID与该SMF归属的运营商的映射关系。

本发明实施例中提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述映射关系建立方法的计算机程序。

本发明有益效果如下：

在本发明实施例提供的技术方案中，由于UPF能够在与各运营商的非共享的SMF在建立用于用户面数据传输的隧道过程中，将会话标识、TEID与该SMF归属的运营商建立映射关系，因此在隧道建立好后，UPF可以针对数据归属的营运商网络进行传输，从而实现了各营运商对UPF的共享。

进一步的，由于使用了共享的UPF，因此可以节省UPF硬件资源以及部署成本，还可以提高硬件资源利用率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中UPF的映射关系建立方法实施流程示意图；

图2为本发明实施例中含有UPF的网络架构示意图；

图3为本发明实施例中UPF与SMF之间在N4-C接口上的协议栈示意图；

图4为本发明实施例中UPF与SMF之间在N4-U接口上的协议栈示意图；

图5为本发明实施例中含UPF的网络各实体之间的协议栈示意图；

图6为本发明实施例中UPF相对SMF的IP地址对应关系1示意图；

图7为本发明实施例中UPF相对SMF的IP地址对应关系2示意图；

图8为本发明实施例中UPF结构示意图。

具体实施方式

发明人在发明过程中注意到：

在5G时代，本地数据卸载需要UPF的部署，因此5G时代UPF的部署将会比4G时代用户面的网关部署增多。

然而，目前还没有共享UPF的方案，从而降低部署的成本。

基于此，本发明实施例中提供了一种共享UPF的方案，用以降低5G网络部署的成本。下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

在说明过程中，将会涉及UPF、SMF、gNB、UE(用户设备，User Equipment)等，也会给出它们配合实施的实例以更好地理解本发明实施例中给出的方案的实施。但这样的说明方式并不意味着它们必须配合实施、或者必须单独实施，实际上，当它们分开实施时，其也各自一侧的问题，而它们结合使用时，会获得更好的技术效果。

图1为UPF的映射关系建立方法实施流程示意图，如图所示，可以包括：

步骤101、UPF发起与一个或者多个SMF建立N4关联，并向SMF发送所述UPF的标识；

步骤102、每在UPF接收到SMF发送的建立N4会话请求后，UPF将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商建立映射关系，其中，N4会话请求中包括该会话的会话标识；

步骤103、UPF分配第一TEID并发送给该SMF；

步骤104、UPF接收该SMF发送的第二TEID，并建立第一TEID、第二TEID与该SMF归属的运营商的映射关系。

其中，步骤101中，UPF向SMF发送UPF的标识，可以是如IP地址和/或UPF的域名等。

实施中，还可以进一步包括：

在确定传输数据的隧道所对应的运营商后，将上行的数据传输的UE IP地址转换到该运营商对应的IP地址段后进行传输；和/或，

在确定下行数据目的地址对应的运营商后，将下行的数据传输的目的地址转换到对应的UE IP地址，以及找到对应的隧道，将下行的数据按根据该UE的IP地址在对应的传输隧道进行传输。

具体的，当共享UPF与非共享的SMF建立用于用户面数据传输的隧道，相当于控制面信令的传输后，当这些隧道建立好了，数据自然而然便可以通过建立好的隧道传输了。

具体实施说明过程中，为了更好地理解以及与现有的UPF进行区别，也会采用“共享UPF”来进行描述，但这“共享”应视为实施本发明实施例中提供的技术方案后的结果：各运营商实现了对UPF的共享，但不意味着存在一个功能实体或者设备叫共享UPF。

下面首先对UPF这一功能实体进行说明。

5G时代业务处理功能依托边缘计算下沉到本地，可降低数据传输时延，同时大流量业务本地卸载也可以减轻回传压力，有效降低成本。将UPF下沉到本地，使数据可以卸载到本地，进而使用本地边缘计算，实现低时延，低成本的网络传输。

图2为含有UPF的网络架构示意图，图3为UPF与SMF之间在N4-C接口上的协议栈示意图，图4为UPF与SMF之间在N4-U接口上的协议栈示意图，图5为含UPF的网络各实体之间的协议栈示意图，如图所示，有如下关系以及流程：

1、建立N4关联；具体的，由SMF(会话管理功能，Session Management Function)或UPF发起请求，UPF或SMF应答。

(1)N4 Association Setup(N4关联建立)请求阶段。

1)控制面SMF需要获取到用户面UPF的IP地址；

2)SMF发送N4 Association Setup请求给UPF；

3)在N4 Association Setup请求中携带SMF的信息，如IP地址或者FQDN(全域名，Fully Qualified Domain Name)。

(2)N4 Association Setup应答阶段。

1)UPF存储SMF的信息，如IP地址或者FQDN，同时作为此关联的标识；

2)UPF发送N4 Association Setup应答给SMF，携带成功的指示；

3)在应答的消息中，还携带UPF的信息，如IP地址或者FQDN，以及UPF可支持的特性，以及可用的用户面资源，如F-TEID(全量TEID，Full Qualified TEID；TEID：隧道端点标识，Tunnel Endpoint Identifier)。

2、N4 Session Establishment(N4会话建立)请求阶段。

(1)SMF发送N4 Session Establishment请求给UPF，建立UPF中的N4session上下文，在请求中携带如下信息：

1)SMF的Node ID(节点标识)，如IP或FQDN；

2)SMF的F-SEID(全量SE标识；SE：Session Endpoint，会话端点)，如IP+SEID；

3)for PDU session(用于PDU任务；PDU：协议数据单元，Protocol Data Unit)的PDR(数据包检测规则，Packet Detection Rule)、FAR(转发操作规则，Forward ActionRule)、MAR(多接入规则，Multi-Access Rule)等。

(2)UPF发送N4 Session Establishment应答给SMF，应答成功，在应答中携带如下信息：

1)UPF的Node ID；

2)UPF的F-SEID；

3)创建的PDR(包括F-TEID，用于gNB(演进基站)与UPF间GTP-U(用户面GTP，GTPUser Plane；GTP：GPRS Tunneling Protocol，GPRS隧道协议；GPRS：通用分组无线业务，General Packet Radio Service)使用)。例中是以gNB为例进行说明，但5G基站以及有相同处理流程的基站均可实施。

在本发明实施例提供的技术方案中，UPF与所属于不同运营商的SMF之间建立关联时可以使用同一个IP地址，也可以使用不同的IP地址；在建立N4接口会话、PDU会话时，除了会话ID进行标识外，还使用能标识出对应运营商的信息；

共享UPF包含有每个运营商的公网IP资源池，通过会话中的标识，可以判断数据所属的运营商，然后使用NAT功能将此数据映射到对应的IP池中分配公网IP，向公网发送数据。

共享UPF在收到下行数据时，通过使用端口将目的地址转换到对应的UE IP，然后根据UE的IP以及其他如Port端口等数据，比对对应的PDR等，找到对应的Session，以及隧道，然后使用对应的IP地址将数据发送给对应的gNB和UE。

下面进行具体说明。

实施中，还可以进一步包括：

在UPF对每个SMF都使用同一个IP地址；或，

UPF对每个SMF使用不同的IP地址。

对于UPF对不同的SMF呈现相同的IP地址的具体实施还将在实施例一中进行说明，并且将在实施例二中对UPF对不同的SMF呈现不同的IP地址的实施方式进行说明。

实施中，UPF将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商建立映射关系，是将该会话的会话标识与该SMF所属的运营商的PLMN(陆上公用移动通信网，Public Land MobileNetwork)ID建立映射关系；或，是将该会话的会话标识与该会话对应的UE IP或者UE ID建立映射关系。

实施中，还可以进一步包括：

UPF与SMF协商，使SMF使用UPF为UE分配的IP地址。

具体的，UPF与SMF协商，使用UPF为UE进行IP地址的分配，用以保证UE IP地址的不重复。

实施中，UPF建立第二TEID与该SMF归属的运营商的映射关系，包括按以下方式建立映射关系：

将第二TEID与根据第二TEID对应的会话或gNB的标识确定出的第二TEID归属的运营商关联的会话标识或运营商的PLMN ID关联。

具体的，基站标识可以是基站的IP地址，或者基站的域名或者基站的ID等。

例如，可以按以下方式之一或者其组合建立映射关系：

将第二TEID与根据第二TEID对应的Session确定出的第二TEID归属的运营商关联；或，

将第二TEID与Session ID关联；或，

将第二TEID与PLMN ID关联；或，

将第二TEID与根据第二TEID对应的gNB的IP地址确定出的第二TEID归属的运营商关联；或，

将第二TEID与根据第二TEID中的运营商网络的标识确定出的第二TEID归属的运营商关联。

具体的，UPF在接收到F-TEID后，还可以：

将F-TEID与根据F-TEID对应的Session确定出的F-TEID归属的运营商关联；或，

将F-TEID与Session ID关联；或，

将F-TEID与PLMN ID关联；或，

将F-TEID与根据F-TEID对应的gNB的IP地址确定出的F-TEID归属的运营商关联；或，

将F-TEID与根据F-TEID中的运营商网络的标识确定出的F-TEID归属的运营商关联。

实施中，可以进一步包括：

在确定传输数据的隧道所对应的运营商后，将上行的数据传输的UE IP地址转换到该运营商对应的IP地址段后进行传输；和/或，

在确定下行数据目的地址对应的运营商后，将下行的数据传输的目的地址转换到对应的UE IP地址，以及找到对应的隧道，将下行的数据按根据该UE的IP地址在对应的传输隧道进行传输。

下面通过实例来进行说明。

实施例一：

本例中，对UPF对不同的SMF呈现相同的IP地址的方式进行说明。

图6为UPF相对SMF的IP地址对应关系1示意图，如图所示，在该关系可以按如下方式实施：

1、UPF向SMF1、SMF2、SMF3...等SMF发起关联(Association)的建立，UPF将其IP地址告知SMF。

其中，SMF1、SMF2、SMF3...等是共享此UPF的归属不同运营商的SMF。

2、UE发起建立PDU Session时，UE所在的运营商的SMF与共享UPF建立N4接口的N4Session。

(1)SMF与UPF建立的N4 Session除了使用Session ID进行Session标识外，同时使用SMF所在的运营商的PLMN ID对此Session进行标识；或，

(2)SMF与UPF建立的N4 Session除了使用Session ID进行Session标识外，同时使用此会话对应的UE IP或者UE ID对此会话进行标识。

3、UPF与SMF协商，使用UPF为UE进行IP地址的分配，保证UE IP地址的不重复。

本步骤是可选的。

4、UPF为自己分配与各个运营商的gNB间的GTPU隧道标识F-TEID，并分别告知相应的SMF。

具体的，UPF为自己分配与各个运营商的gNB间的GTPU隧道标识F-TEID，此时的F-TEID可以是完全相同，也可以使用不同的TEID与相同的IP组成不同的F-TEID。

5、SMF将UPF的F-TEID告知各自对应的gNB。

6、gNB分配自己的F-TEID，通过对应的SMF告知给UPF。

(1)在UPF是根据F-TEID对应的Session确定出F-TEID归属的运营商时，可进行如下关联：

1)可以将F-TEID与Session ID关联；或，

2)可以将F-TEID与PLMN ID关联。

(2)在UPF是根据F-TEID对应的gNB的IP地址确定出F-TEID归属的运营商时，可进行如下关联：

1)可以将F-TEID与Session ID关联；或，

2)可以将F-TEID与PLMN ID关联。

(3)将F-TEID与根据F-TEID中的运营商网络的标识确定出的F-TEID归属的运营商关联。

具体的，F-TEID除了包含TEID和IP地址之外，还可以包括标识该运营商网络的标识，比如PLMN ID。

7、UPF中包含NAT(网络地址转换，Network Address Translation)功能，根据不同运营商对应的Tunnel(隧道)来的数据，转换到对应的IP段。

(1)使用F-TEID中的标识运营商网络的标识进行数据区分；或者，

(2)使用UE IP地址(如果IP地址不重复)或者UE ID进行数据区分；或者，

(3)或者使用标识各自Session的PLMN ID进行数据区分。

8、UPF收到下行数据后，通过NAT转换，将目的地址转换到对应的UE IP，然后根据UE的IP以及其他如Port(端口)等数据，比对对应的PDR等，找到对应的Session，以及隧道，将数据发送给对应的gNB和UE。

实施例二：

本例中，对UPF对不同的SMF呈现不同的IP地址的方式进行说明，此IP地址可以是虚拟化出来的，也可以是真实的分配的IP地址。

图7为UPF相对SMF的IP地址对应关系2示意图，如图所示，在该关系可以按如下方式实施：

1、共享UPF与不同运营商的SMF建立关联(Association)，SMF各自存储对应的UPF的IP地址，如SMF1存储UPF的IP1地址、SMF2存储UPF的IP2地址等。

2、UE发起建立PDU Session时，UE所在的运营商的SMF与共享UPF建立N4接口的N4Session。

(1)SMF与UPF建立的N4 Session除了使用Session ID进行Session标识外，同时使用SMF所在的运营商的PLMN ID对此Session进行标识；或，

(2)SMF与UPF建立的N4 Session除了使用Session ID进行Session标识外，同时使用此会话对应的UE IP或者UE ID对此会话进行标识。

3、UPF与SMF协商，使用UPF为UE进行IP地址的分配，保证UE IP地址的不重复。

本步骤是可选的。

4、UPF为自己分配与各个运营商的gNB间的GTPU隧道标识F-TEID(此F-TEID包括对应的IP地址和TEID)，并分别告知相应的SMF。

5、SMF将UPF的F-TEID告知各自对应的gNB。

6、gNB分配自己的F-TEID，通过对应的SMF告知给UPF。

(1)在UPF是根据F-TEID对应的Session确定出F-TEID归属的运营商时，可进行如下关联：

1)可以将F-TEID与Session ID关联；或，

2)可以将F-TEID与PLMN ID关联。

(2)在UPF是根据F-TEID对应的gNB的IP地址确定出F-TEID归属的运营商时，可进行如下关联：

1)可以将F-TEID与Session ID关联；或，

2)可以将F-TEID与PLMN ID关联。

(3)将F-TEID与根据F-TEID中的运营商网络的标识确定出的F-TEID归属的运营商关联。

具体的，F-TEID除了包含TEID和IP地址之外，还可以包括标识该运营商网络的标识，比如PLMN ID。

7、UPF中包含NAT功能，根据不同运营商对应的Tunnel来的数据，转换到对应的IP段。

(1)使用F-TEID中的标识运营商网络的标识进行数据区分；或者，

(2)或者使用UE IP地址或者UE ID进行数据区分；或者，

(3)或者使用标识各自Session的PLMN ID进行数据区分。

8、UPF收到下行数据后，将目的地址转换到对应的UE IP，然后根据UE的IP以及其他如Port端口等数据，比对对应的PDR等，找到对应的Session，以及隧道，使用对应的IP地址将数据发送给对应的gNB和UE。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种UPF、一种映射关系建立装置、一种计算机可读存储介质，由于这些设备解决问题的原理与方法相似，因此这些设备的实施可以参见映射关系建立方法的实施，重复之处不再赘述。

在实施本发明实施例提供的技术方案时，可以按如下方式实施。

图8为UPF结构示意图，如图所示，UPF中包括：

处理器800，用于读取存储器820中的程序，执行下列过程：

发起与一个或者多个SMF建立N4关联，并向SMF发送所述UPF的标识；

每在UPF接收到SMF发送的建立N4会话请求后，将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商建立映射关系，其中，N4会话请求中包括该会话的会话标识；

分配第一TEID并发送给该SMF；

接收该SMF发送的第二TEID，并建立第一TEID、第二TEID与该SMF归属的运营商的映射关系；

收发机810，用于在处理器800的控制下接收和发送数据。

实施中，进一步包括：

对每个SMF都使用同一个IP地址；或，

对每个SMF使用不同的IP地址。

实施中，将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商建立映射关系，是将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商的PLMN ID建立映射关系；或，是将该会话的会话标识与该会话对应的UE IP或者UE ID建立映射关系。

实施中，进一步包括：

与SMF协商，使SMF使用UPF为UE分配的IP地址。

实施中，建立第二TEID与该SMF归属的运营商的映射关系，

包括按以下方式建立映射关系：

将第二TEID与根据第二TEID对应的会话或gNB的标识确定出的第二TEID归属的运营商关联的会话标识或运营商的PLMN ID关联。

实施中，进一步包括：

在确定传输数据的隧道所对应的运营商后，将上行的数据传输的UE IP地址转换到该运营商对应的IP地址段后进行传输；和/或，

在确定下行数据目的地址对应的运营商后，将下行的数据传输的目的地址转换到对应的UE IP地址，以及找到对应的隧道，将下行的数据按根据该UE的IP地址在对应的传输隧道进行传输。

其中，在图8中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器800代表的一个或多个处理器和存储器820代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机810可以是多个元件，即包括发送机和接收机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器800负责管理总线架构和通常的处理，存储器820可以存储处理器800在执行操作时所使用的数据。

本发明实施例中还提供了一种映射关系建立装置，包括：

关联模块，用于发起与一个或者多个SMF建立N4关联，并向SMF发送所述UPF的标识；

映射模块，用于每在UPF接收到SMF发送的建立N4会话请求后，将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商建立映射关系，其中，N4会话请求中包括该会话的会话标识；

分配模块，用于分配第一TEID并发送给该SMF；

映射模块进一步用于接收该SMF发送的第二TEID，并建立第一TEID、第二TEID与该SMF归属的运营商的映射关系。

实施中，关联模块进一步用于对每个SMF都使用同一个IP地址；或，对每个SMF使用不同的IP地址。

实施中，映射模块进一步用于在将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商建立映射关系时，是将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商的PLMN ID建立映射关系；或，是将该会话的会话标识与该会话对应的UE IP或者UE ID建立映射关系。

实施中，进一步包括：

协商模块，用于与SMF协商，使SMF使用UPF为UE分配的IP地址。

实施中，映射模块进一步用于在建立第二TEID与该SMF归属的运营商的映射关系时，

包括按以下方式建立映射关系：

将第二TEID与根据第二TEID对应的会话或gNB的标识确定出的第二TEID归属的运营商关联的会话标识或运营商的PLMN ID关联。

实施中，进一步包括：

传输模块，用于在确定传输数据的隧道所对应的运营商后，将上行的数据传输的UE IP地址转换到该运营商对应的IP地址段后进行传输；和/或，

在确定下行数据目的地址对应的运营商后，将下行的数据传输的目的地址转换到对应的UE IP地址，以及找到对应的隧道，将下行的数据按根据该UE的IP地址在对应的传输隧道进行传输。

为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。

本发明实施例中提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述映射关系建立方法的计算机程序。

具体可以参见上述映射关系建立方法的实施方式。

综上所述，在本发明实施例提供的技术方案中，UPF与SMF在建立N4会话、PDU会话时，除了会话ID进行标识外，还使用能标识出对应运营商的信息；

共享UPF包含每个运营商的公网IP资源池，并通过会话中的标识，判断数据所述的运营商，然后使用NAT功能将此数据映射到对应的IP池中分配公网IP，向公网发送数据；

共享UPF收到的下行数据，通过使用端口将目的地址转换到对应的UE IP，然后根据UE的IP以及其他如Port端口等数据，比对对应的PDR等，找到对应的Session，以及隧道，使用对应的IP地址将数据发送给对应的gNB和UE。

进一步的，UPF与所属于不同运营商的SMF之间建立关联时可以使用同一个IP地址，也可以使用不同的IP地址。

由于使用了共享的UPF，因此可以节省UPF硬件资源以及部署成本。同时还可以提高硬件资源利用率。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种映射关系建立方法，其特征在于，包括：

用户面功能UPF发起与一个或者多个会话管理功能SMF建立N4关联，并向SMF发送所述UPF的标识；

每在UPF接收到SMF发送的建立N4会话请求后，UPF将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商建立映射关系，其中，N4会话请求中包括该会话的会话标识；

UPF分配第一隧道端点标识TEID并发送给该SMF；

UPF接收该SMF发送的第二TEID，并建立第一TEID、第二TEID与该SMF归属的运营商的映射关系；

其中，共享UPF包含有每个运营商的公网IP资源池，通过会话中的标识判断数据所属的运营商，然后使用NAT功能将此数据映射到对应的IP池中分配公网IP，向公网发送数据。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

UPF对每个SMF都使用同一个IP地址；或，

UPF对每个SMF使用不同的IP地址。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，UPF将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商建立映射关系，是将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商的陆上公用移动通信网标识PLMN ID建立映射关系；或，是将该会话的会话标识与该会话对应的用户设备IP地址UEIP或者用户设备标识UE ID建立映射关系。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

UPF与SMF协商，使SMF使用UPF为UE分配的IP地址。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，UPF建立第二TEID与该SMF归属的运营商的映射关系，包括按以下方式建立映射关系：

将第二TEID与根据第二TEID对应的会话或基站gNB的标识确定出的第二TEID归属的运营商关联的会话标识或运营商的PLMN ID关联。

6.如权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在确定传输数据的隧道所对应的运营商后，将上行的数据传输的UE IP地址转换到该运营商对应的IP地址段后进行传输；和/或，

在确定下行数据目的地址对应的运营商后，将下行的数据传输的目的地址转换到对应的UE IP地址，以及找到对应的隧道，将下行的数据按根据该UE的IP地址在对应的传输隧道进行传输。

7.一种UPF，其特征在于，UPF中包括：

处理器，用于读取存储器中的程序，执行下列过程：

发起与一个或者多个SMF建立N4关联，并向SMF发送所述UPF的标识；

每在UPF接收到SMF发送的建立N4会话请求后，将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商建立映射关系，其中，N4会话请求中包括该会话的会话标识；

分配第一TEID并发送给该SMF；

接收该SMF发送的第二TEID，并建立第一TEID、第二TEID与该SMF归属的运营商的映射关系；

收发机，用于在处理器的控制下接收和发送数据；

其中，共享UPF包含有每个运营商的公网IP资源池，通过会话中的标识判断数据所属的运营商，然后使用NAT功能将此数据映射到对应的IP池中分配公网IP，向公网发送数据。

8.如权利要求7所述的UPF，其特征在于，进一步包括：

对每个SMF都使用同一个IP地址；或，

对每个SMF使用不同的IP地址。

9.如权利要求7所述的UPF，其特征在于，将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商建立映射关系，是将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商的PLMN ID建立映射关系；或，是将该会话的会话标识与该会话对应的UE IP或者UE ID建立映射关系。

10.如权利要求7所述的UPF，其特征在于，进一步包括：

与SMF协商，使SMF使用UPF为UE分配的IP地址。

11.如权利要求7所述的UPF，其特征在于，建立第二TEID与该SMF归属的运营商的映射关系，包括按以下方式建立映射关系：

将第二TEID与根据第二TEID对应的会话或gNB的标识确定出的第二TEID归属的运营商关联的会话标识或运营商的PLMN ID关联。

12.如权利要求7至11任一所述的UPF，其特征在于，进一步包括：

在确定传输数据的隧道所对应的运营商后，将上行的数据传输的UE IP地址转换到该运营商对应的IP地址段后进行传输；和/或，

在确定下行数据目的地址对应的运营商后，将下行的数据传输的目的地址转换到对应的UE IP地址，以及找到对应的隧道，将下行的数据按根据该UE的IP地址在对应的传输隧道进行传输。

13.一种映射关系建立装置，其特征在于，包括：

关联模块，用于发起与一个或者多个SMF建立N4关联，并向SMF发送UPF的标识；

映射模块，用于每在UPF接收到SMF发送的建立N4会话请求后，将该会话的会话标识与该SMF归属的运营商建立映射关系，其中，N4会话请求中包括该会话的会话标识；

分配模块，用于分配第一TEID并发送给该SMF；

映射模块进一步用于接收该SMF发送的第二TEID，并建立第一TEID、第二TEID与该SMF归属的运营商的映射关系；

其中，共享UPF包含有每个运营商的公网IP资源池，通过会话中的标识判断数据所属的运营商，然后使用NAT功能将此数据映射到对应的IP池中分配公网IP，向公网发送数据。

14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至6任一所述方法的计算机程序。

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