CN112752303A - 面向垂直行业的本地分流方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于通信技术领域，提供了一种面向垂直行业的本地分流方法、装置及设备，该方法包括：接收SMF通过AMF转发的下行信息，该下行信息由UPF根据获取到的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成，根据预设的地址映射关系查找与PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC，使用MEC的地址对N3口的上行GTP隧道的目的地址进行覆盖，通过N3口的该上行GTP隧道将本地数据分流至MEC，通过N3口的下行GTP隧道接收MEC发送的数据，该上行GTP隧道和下行GTP隧道的端点标识分别包含于上行信息和下行信息中，从而保证了垂直行业用户数据传输的高安全性、低成本性及低延时性，进而增强了用户感知，且由于该方法无需将UPF下沉到垂直行业所在地，从而保证了设备的易维护性。

Description

面向垂直行业的本地分流方法、装置及设备

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种面向垂直行业的本地分流方法、装置及设备。

背景技术

通信系统中上行数据面的业务是从UE(User Equipment，用户设备)侧通过空口发送给基站的接收天线，GNB(基站)将接收到空口信号逐层的处理后发送到PDCP(PacketData Convergence Protocol，分组数据汇聚协议)层，GNB再通过GTP(GPRS TunnelingProtocol，通用分组无线业务隧道协议)隧道的方式将数据发送给UPF(User PlaneFunction，用户面功能)，UPF将数据拆解后转送到相应的外网或者内网的服务器上。

通信系统中下行数据面的业务是从UPF通过GTP隧道的方式将数据发送给GNB，GNB将数据拆解出后转送到基站内的PDCP(分组汇聚协议)层在逐层转发，最终在射频通过天线将数据发给UE。

通信系统的用户面数据必须经过GTP隧道的方式往返于GNB和UPF。

5G GNB基于边缘云为垂直行业用户提供安全高可靠性的数据传输，然而UPF的部署位置对于垂直行业用户的感知有非常高的影响。如果将UPF放置于汇聚端(运营商的机房)，必然会增大运营商主干网的负荷，而对于时延要求高的用户感知变差；对于运营商集中放置UPF可以保障UPF等设备的稳定性和集中管理，如果将UPF下沉到垂直行业所在地，垂直行业用户感知会提升，而对于运营商则需要采购大量的UPF，从而运营商的成本会上升。另外由于机房为垂直行业用户的园区，设备存放的环境无法保证。运营商对于UPF的维护难度提高，安全风险也将随之增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向垂直行业的本地分流方法、装置及设备，旨在解决现有技术中为垂直行业用户提供数据传输时无法同时满足设备易维护性、高安全性、低成本性及低延时性的问题。

一方面，本发明提供一种面向垂直行业的本地分流方法，应用于基站侧，所述方法包括下述步骤：

接收SMF通过AMF转发的下行信息，所述下行信息由UPF根据获取到的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成；

根据预设的地址映射关系查找与所述PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC；

使用所述MEC的地址对N3口的上行GTP隧道的目的地址进行覆盖，所述上行GTP隧道的端点标识包含于所述上行信息中；

通过N3口的所述上行GTP隧道将本地数据分流至所述MEC，并通过N3口的下行GTP隧道接收所述MEC发送的数据，所述下行GTP隧道的端点标识包含于所述下行信息中。

优选地，所述通过N3口的所述上行GTP隧道将本地数据分流至所述MEC的步骤之前，还包括：

测试与所述MEC的网络连接状态；

若网络连接正常，则执行通过N3口的所述上行GTP隧道将本地数据分流至所述MEC的步骤。

另一方面，本发明提供了一种面向垂直行业的本地分流方法，应用于UPF侧，所述方法包括下述步骤：

根据获取到的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成下行信息；

根据预设的地址映射关系查找与所述PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC；

向所述MEC发送所述上行信息和所述下行信息，以便于所述MEC通过N3口的上行GTP隧道接收基站分流的本地数据，以及通过N3口的下行GTP隧道向所述基站发送数据，所述上行GTP隧道的端点标识包含于所述上行信息中，所述下行GTP隧道的端点标识包含于所述下行信息中；

当接收到所述MEC发送的接收响应消息时，将所述下行信息发送给SMF，以便于所述基站根据所述下行信息接收和转发所述MEC发送的数据，其中，所述SMF用于通过AMF将所述下行信息转发给所述基站。

优选地，所述向所述MEC发送所述上行信息和所述下行信息之前，包括：

建立与所述MEC的SCTP通道，以通过所述SCTP通道向所述MEC发送所述上行信息和所述下行信息。

优选地，所述方法还包括：

当接收到SMF发送的PDU会话释放命令时，释放对应的会话资源并向所述MEC发送PDU会话释放通知，以使所述MEC删除已保存的所述上行信息和所述下行信息，所述会话资源包括所述上行GTP隧道和所述下行GTP隧道。

另一方面，本发明提供了一种面向垂直行业的本地分流方法，应用于MEC侧，所述方法包括下述步骤：

接收和保存UPF发送的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息和下行信息，并向所述UPF发送接收响应消息；

接收基站通过N3口的上行GTP隧道分流的本地数据，并通过N3口的下行GTP隧道向所述基站发送数据，所述上行GTP隧道的端点标识包含于所述上行信息中，所述下行GTP隧道的端点标识包含于所述下行信息中。

优选地，所述方法还包括：

当接收到网络侧的数据发送请求时，判断所述上行信息或所述下行信息对应的任一链路中无数据传输的时长是否超过预设的计时器的定时值；

若未超过，则将与所述数据发送请求对应的数据发送给所述基站；

若已超过，则发送ping请求，以使所述基站或核心网发起寻呼唤醒用户设备；

当通过所述基站接收到所述用户设备返回的ping响应时，将与所述数据发送请求对应的数据下发给所述用户设备。

优选地，所述方法还包括：

当接收到所述UPF发送的PDU会话释放通知时，删除已保存的所述上行信息和所述下行信息。

另一方面，本发明提供了一种面向垂直行业的本地分流装置，配置于基站侧，包括：

第一接收单元，用于接收SMF通过AMF转发的下行信息，所述下行信息由UPF根据获取到的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成；

第一查找单元，用于根据预设的地址映射关系查找与所述PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC；

地址覆盖单元，用于使用所述MEC的地址对N3口的上行GTP隧道的目的地址进行覆盖，所述上行GTP隧道的端点标识包含于所述上行信息中；以及

数据分流单元，用于通过N3口的所述上行GTP隧道将本地数据分流至所述MEC，并通过N3口的下行GTP隧道接收所述MEC发送的数据，所述下行GTP隧道的端点标识包含于所述下行信息中。

另一方面，本发明提供了一种面向垂直行业的本地分流装置，配置于UPF侧，包括：

下行信息生成单元，用于根据获取到的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成下行信息；

第二查找单元，用于根据预设的地址映射关系查找与所述PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC；

第一发送单元，用于向所述MEC发送所述上行信息和所述下行信息，以便于所述MEC通过N3口的上行GTP隧道接收基站分流的本地数据，以及通过N3口的下行GTP隧道向基站发送数据，所述上行GTP隧道的端点标识包含于所述上行信息中，所述下行GTP隧道的端点标识包含于所述下行信息中；以及

第二发送单元，用于当接收到所述MEC发送的接收响应消息时，将所述下行信息发送给SMF，以便于基站根据所述下行信息接收和转发所述MEC发送的数据，其中，所述SMF用于通过AMF将所述下行信息转发给所述基站。

另一方面，本发明提供了一种面向垂直行业的本地分流装置，配置于MEC侧，包括：

第二接收单元，用于接收和保存UPF发送的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息和下行信息，并向所述UPF发送接收响应消息；以及

第三接收单元，用于接收基站通过N3口的上行GTP隧道分流的本地数据，并通过N3口的下行GTP隧道向所述基站发送数据，所述上行GTP隧道的端点标识包含于所述上行信息中，所述下行GTP隧道的端点标识包含于所述下行信息中。

本发明通过接收SMF通过AMF转发的下行信息，根据预设的地址映射关系查找与该PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC，使用该MEC的地址对N3口的上行GTP隧道的目的地址进行覆盖，该上行GTP隧道的端点标识包含于该上行信息中，通过N3口的该上行GTP隧道将本地数据分流至MEC，并通过N3口的下行GTP隧道接收MEC发送的数据，该下行GTP隧道的端点标识包含于下行信息中，从而保证了垂直行业用户数据传输的高安全性、低成本性及低延时性，进而增强了用户感知，且由于该方法无需将UPF下沉到垂直行业所在地，从而保证了设备的易维护性。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的面向垂直行业的本地分流方法的实现流程图；

图2是本发明实施例二提供的面向垂直行业的本地分流方法的实现流程图；

图3是本发明实施例三提供的面向垂直行业的本地分流方法的实现流程图；

图4是本发明实施例四提供的面向垂直行业的本地分流方法的实现流程图；

图5是本发明实施例五提供的面向垂直行业的本地分流装置的结构示意图；

图6是本发明实施例六提供的面向垂直行业的本地分流装置的结构示意图；

图7是本发明实施例七提供的面向垂直行业的本地分流装置的结构示意图；以及

图8是本发明实施例八提供的设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

实施例一：

图1示出了本发明实施例一提供的面向垂直行业的本地分流方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在步骤S101中，接收SMF通过AMF转发的下行信息，该下行信息由UPF根据获取到的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成。

本发明实施例应用于基站侧，在PDU(packet data unit，分组数据单元)会话建立或修改过程中，接收SMF(Session Management Function，会话管理功能)通过AMF(Accessand Mobility Management Function，接入移动管理功能)转发的下行信息，该下行信息可包括UPF到基站的下行GTP隧道的端点标识(Tunnel Endpoint Identification，TEID)、QOSflow(quality of service flow，服务质量流)等信息，其中，该下行信息由UPF根据获取到的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成，该上行信息可包括用户设备(UE)的IP地址、数据网络名称(data network name，DNN)、基站地址、基站到UPF的N3口的上行GTP隧道的端点标识(GTP TEID)等信息。

在步骤S102中，根据预设的地址映射关系查找与该PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC。

在本发明实施例中，预先建立第一信息与MEC(Multi-Access Edge Computing，边缘云)之间的地址映射关系，该第一信息可包括数据网络名称，该第一信息还可以包括用户设备的IP地址段等，根据该地址映射关系查找与该PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC，若查找到与之对应的MEC，则执行后续的步骤以进行本地分流，否则按照标准的3GPP(The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)协议继续执行会话流程，不再进行本地分流。

在步骤S103中，使用该MEC的地址对N3口的上行GTP隧道的目的地址进行覆盖。

在本发明实施例中，N3口的该上行GTP隧道的端点标识(TEID)包含于上行信息中，使用查找到的MEC的地址对N3口的该上行GTP隧道的目的地址进行覆盖，以使N3口的该上行GTP隧道的目的地址由UPF的地址变为MEC的地址，即将N3口的该上行GTP隧道和下行GTP隧道作为基站与该MEC之间的GTP隧道，从而建立了基站与该MEC之间的隧道连接。

在步骤S104中，通过N3口的上行GTP隧道将本地数据分流至该MEC，并通过N3口的下行GTP隧道接收该MEC发送的数据。

在本发明实施例中，基站可基于上行信息中的隧道端点标识确定N3口的上行GTP隧道，将本地数据通过该上行GTP隧道分流至该MEC，而无需经过UPF，相应地，基站可确定N3口的下行GTP隧道，通过该下行GTP隧道接收MEC发送的数据，该MEC发送的数据同样无需经过UPF，即本实施例中的本地数据通过N3口的GTP隧道在基站与MEC传输，而无需往返于汇聚端的UPF，从而实现了本地数据的快速分流，由于无需增加额外的设备，故而降低了本地分流的成本，且基于GTP的数据提高了QOS保障，保证了隧道的移动性，同时该方法可以隐藏用户设备的IP地址，提高了数据传输的安全性。

在通过N3口的上行GTP隧道将本地数据分流至该MEC之前，优选地，测试与该MEC的网络连接状态，若网络连接正常，则通过N3口的上行GTP隧道将本地数据分流至该MEC，否则按照标准的3GPP协议继续执行会话流程，以保证本地分流的可靠性。具体实现中，基站可先向MEC发送GTP封装的ping，如果ping结果正常，则表示基站与MEC之间链路正常，执行本步骤，否则表示基站与MEC之间链路异常，按照标准的3GPP协议继续执行会话流程，不再进行本地分流，以保证本地分流的可靠性。

优选地，当接收到SMF通过AMF转发的PDU会话释放命令时，释放对应的会话资源，该会话资源包括上行GTP隧道和下行GTP隧道，以保证会话资源释放的及时性。

在本发明实施例中，接收SMF通过AMF转发的下行信息，根据预设的地址映射关系查找与该PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC，该第一信息可包括数据网络名称，该第一信息还可以包括用户设备的IP地址段，使用该MEC的地址对N3口的上行GTP隧道的目的地址进行覆盖，该上行GTP隧道的端点标识包含于该上行信息中，通过N3口的该上行GTP隧道将本地数据分流至MEC，并通过N3口的下行GTP隧道接收MEC发送的数据，该下行GTP隧道的端点标识包含于下行信息中，从而保证了垂直行业用户数据传输的高安全性、低成本性及低延时性，进而增强了用户感知，且由于该方法无需将UPF下沉到垂直行业所在地，从而保证了设备的易维护性。

实施例二：

图2示出了本发明实施例二提供的面向垂直行业的本地分流方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在步骤S201中，根据获取到的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成下行信息。

本发明实施例适用于UPF侧，在PDU会话建立过程中，在SMF选择出UPF之后，UPF会根据获取到的与该PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成下行信息，该下行信息和上行信息可参考前述实施例一中的描述，在此不作赘述。

在步骤S202中，根据预设的地址映射关系查找与该PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC。

在本发明实施例中，该步骤的具体实施方式可参考实施例一中步骤S102的描述。

在步骤S203中，向该MEC发送该上行信息和该下行信息，以便于该MEC通过N3口的上行GTP隧道接收基站分流的本地数据，以及通过N3口的下行GTP隧道向基站发送数据。

在本发明实施例中，在接收基站发送的数据之前，该上行GTP隧道的目的地址会被覆盖为该MEC网元的地址，以实现基站与该MEC之间的GTP隧道连接，该上行GTP隧道的端点标识包含于该上行信息中，该下行GTP隧道的端点标识包含于该下行信息中。

在向该MEC发送该上行信息和该下行信息之前，UPF建立与该MEC之间的通道，优选地，UPF建立与该MEC的SCTP(stream control transmission protocol，流控传输协议)通道，以通过该SCTP通道向该MEC发送该上行信息和该下行信息，在这里需要指出的是，当UPF与MEC之间的通道异常而无法传输数据时，不再执行本步骤，而是按照标准的3GPP协议继续执行会话流程。

在步骤S204中，当接收到该MEC发送的接收响应消息时，将该下行信息发送给SMF。

在本发明实施例中，当接收到该MEC发送的接收响应消息时，将该下行信息按照标准的3GPP协议发送给SMF，以便于基站根据该下行信息接收和转发该MEC发送的数据，其中，该接收响应消息用于确定该MEC接收到UPF发送的上行信息和下行信息，该SMF用于通过AMF将该下行信息转发给该基站，具体地，SMF按照3GPP协议逐步的发送给AMF，再由AMF发送给基站。从而通过UPF与MEC之间的交互，为实现基站的本地分流提供基础。

优选地，当接收到SMF发送的PDU会话释放命令时，释放对应的会话资源并向MEC发送PDU会话释放通知，以使MEC删除已保存的上行信息和下行信息，以保证会话资源释放的及时性。其中，该会话资源包括上行GTP隧道和下行GTP隧道。

在本发明实施例中，根据获取到的与该PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成下行信息，根据预设的地址映射关系查找与该PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC，向该MEC发送该上行信息和该下行信息，以便于该MEC通过N3口的上行GTP隧道接收基站分流的本地数据，以及通过N3口的下行GTP隧道向基站发送数据，该上行GTP隧道的目的地址为该MEC网元的地址，该上行GTP隧道的端点标识包含于该上行信息中，该下行GTP隧道的端点标识包含于该下行信息中，当接收到该MEC发送的接收响应消息时，将该下行信息发送给SMF，以便于基站根据该下行信息接收和转发该MEC发送的数据，从而通过UPF与MEC之间的交互，为实现基站的本地分流提供基础，进而保证了垂直行业用户数据传输的高安全性、低成本性及低延时性，增强了用户感知。

实施例三：

图3示出了本发明实施例三提供的面向垂直行业的本地分流方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在步骤S301中，接收和保存UPF发送的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息和下行信息，并向该UPF发送接收响应消息。

本发明实施例适用于MEC侧，在本发明实施例中，接收响应消息用于确认接收到该上行信息和该下行信息。在PDU会话建立过程中，在SMF选择出UPF之后，该UPF根据获取到的与该PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成下行信息，该下行信息和上行信息可参考前述实施例一中的描述，在此不作赘述。

在接收和保存UPF发送的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息和下行信息之前，MEC建立与UPF之间的通道，优选地，MEC建立与UPF的SCTP(stream controltransmission protocol，流控传输协议)通道，以通过该SCTP通道接收该MEC发送的该上行信息和该下行信息，在这里需要指出的是，当UPF与MEC之间的通道异常而无法传输数据时，不再执行本步骤，而是按照标准的3GPP协议继续执行会话流程。

在步骤S302中，接收基站通过N3口的上行GTP隧道分流的本地数据，并通过N3口的下行GTP隧道向该基站发送数据。

在本发明实施例中，N3口的该上行GTP隧道的端点标识包含于上行信息中，N3口的该上行GTP隧道的目的地址为本MEC的地址，N3口的下行GTP隧道的端点标识包含于下行信息中，该接收到的从基站发来数据无需经过UPF，相应地，发送给基站的数据也无需经过UPF，即本实施例中的MEC发送和接收的数据以GTP隧道的方式在基站与MEC传输，而无需往返于汇聚端的UPF，从而实现了本地数据的快速分流，由于无需增加额外的设备，故而降低了本地分流的成本，且基于GTP的数据提高了QOS保障，保证了隧道的移动性，同时该方法可以隐藏用户设备的IP地址，提高了数据传输的安全性。

优选地，当接收到网络侧的数据发送请求时，判断该上行信息或该下行信息对应的任一链路中无数据传输的时长是否超过预设的计时器的定时值，若未超过，则将与该数据发送请求对应的数据发送给该基站，若已超过，则发送ping请求，以使该基站或核心网发起寻呼唤醒该用户设备，当通过该基站接收到该用户设备返回的ping响应时，将与该数据发送请求对应的数据下发给该用户设备，从而避免了不处于RRC连接状态的用户无法接收数据，保证了数据的连通性。

具体实现中，可在MEC中预先添加计时器，该计时器的定时值可配置，若未超过定时值，则该MEC向该用户设备发送数据，数据链路为MEC→基站→用户设备→基站→MEC，若超过定时值、且用户设备处于RRC非活跃状态，则可由基站发起寻呼将用户设备唤醒，其用户面路径为ME→UPF→基站→用户设备→基站→MEC，在通过该基站接收到该用户设备返回的ping响应之后，将计时器归零，此时，正常地将数据发送给基站，其数据链路为MEC→基站→用户设备→基站→MEC，若超过定时值、且用户设备处于RRC空闲状态，则可由核心网中的AMF发起寻呼流程将用户设备唤醒，其用户面路径为MEC→UPF→SMF→AMF→基站→用户设备→基站→MEC，在通过该基站接收到该用户设备返回的ping响应之后，将计时器归零，此时，正常地将数据发送给基站，其数据链路为MEC→UPF→SMF→AMF→基站→用户设备→基站→MEC。

优选地，当接收到UPF发送的PDU会话释放通知时，删除已保存的上行信息和下行信息，以及时删除上下行信息。

在本发明实施例中，接收和保存UPF发送的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息和下行信息，并向该UPF发送接收响应消息，接收基站通过N3口的上行GTP隧道分流的本地数据，并通过N3口的下行GTP隧道向该基站发送数据，该上行GTP隧道的端点标识包含于该上行信息中，该下行GTP隧道的端点标识包含于该下行信息中，从而保证了垂直行业用户数据传输的高安全性、低成本性及低延时性，进而增强了用户感知。

实施例四：

图4示出了本发明实施例四提供的面向垂直行业的本地分流方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在步骤S401中，UPF根据获取到的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成下行信息。

在本发明实施例中，基站接收到用户设备发送的PDU会话建立或修改请求后，该PDU会话建立或修改请求从基站到AMF、SMF、UPF按照标准的3GPP协议处理，在SMF选择出UPF之后，UPF根据获取到的与该PDU会话建立请求对应的上行信息生成下行信息，该上行信息可包括用户设备(UE)的IP地址、数据网络名称、基站地址、基站到UPF的N3口的上行GTP隧道的端点标识(TEID)等信息，该下行信息可包括UPF到基站的下行GTP隧道的端点标识(TEID)、QOS flow等信息。

在步骤S402中，UPF根据预设的地址映射关系查找与该PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC，向该MEC发送该上行信息和该下行信息。

在本发明实施例中，预先建立第一信息与MEC之间的地址映射关系，该第一信息可包括数据网络名称，该第一信息还可以包括用户设备的IP地址段等，根据该地址映射关系查找与该PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC，若查找到与之对应的MEC，则执行后续的步骤以进行本地分流，否则按照标准的3GPP协议继续执行会话流程，不再进行本地分流。

在获取到对应的MEC之后，向该MEC发送该上行信息和该下行信息，以便于该MEC基于该上行信息和该下行信息通过已建立的N3口的下行GTP隧道向基站发送数据。

在向该MEC发送该上行信息和该下行信息之前，建立UPF与该MEC之间的通道，优选地，建立UPF与该MEC的SCTP(stream control transmission protocol，流控传输协议)通道，以通过该SCTP通道向该MEC发送该上行信息和该下行信息。在这里需要指出的是，当UPF与MEC之间的通道异常而无法传输数据时，不再执行本步骤，而是按照标准的3GPP协议继续执行会话流程。

在步骤S403中，MEC接收和保存UPF发送的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息和下行信息，并向该UPF发送接收响应消息。

在本发明实施例中，接收响应消息用于确认接收到该上行信息和该下行信息。

在步骤S404中，当接收到接收响应消息时，UPF将该下行信息发送给该SMF，该SMF通过AMF将该下行信息转发给基站。

在本发明实施例中，当接收到该MEC发送的接收响应消息时，将该下行信息按照标准的3GPP协议发送给该SMF，SMF按照3GPP协议逐步的发送给AMF，再由AMF发送给基站，从而通过UPF与MEC之间的交互，为实现基站的本地分流提供基础。

在步骤S405中，该基站使用该MEC的地址对N3口的上行GTP隧道的目的地址进行覆盖。

在本发明实施例中，N3口的该上行GTP隧道的端点标识包含于上行信息中，使用查找到的MEC的地址对N3口的该上行GTP隧道的目的地址进行覆盖，以使该N3口的上行GTP隧道的目的地址由UPF的地址变为MEC的地址，即将N3口的该上行GTP隧道和下行GTP隧道作为基站与该MEC之间的GTP隧道，从而建立了基站与该MEC之间的隧道连接。

在步骤S406中，该基站通过N3口的该上行GTP隧道将本地数据分流至该MEC，该MEC通过N3口的下行GTP隧道向该基站发送数据。

在本发明实施例中，基站可基于上行信息中的隧道端点标识确定N3口的上行GTP隧道，将本地数据通过N3口的该上行GTP隧道分流至该MEC，而无需经过UPF，相应地，MEC确定N3口的下行GTP隧道，通过N3口的该下行GTP隧道向基站发送数据，同样无需经过UPF，即本实施例中的本地数据以GTP隧道的方式在基站与MEC传输，而无需往返于汇聚端的UPF，从而实现了本地数据的快速分流，由于无需增加额外的设备，故而降低了本地分流的成本，且基于GTP的数据提高了QOS保障，保证了隧道的移动性，同时该方法可以隐藏用户设备的IP地址，提高了数据传输的安全性。

在基站通过N3口的上行GTP隧道将本地数据分流至该MEC之前，优选地，测试基站与该MEC的网络连接状态，若网络连接正常，则基于该上行信息将本地数据通过N3口的上行GTP隧道分流至该MEC，否则按照标准的3GPP协议继续执行会话流程，以保证本地分流的可靠性。具体实现中，基站可先向MEC发送GTP封装的ping，如果ping结果正常，则表示基站与MEC之间的链路正常，执行本步骤，否则表示基站与MEC之间的链路异常，按照标准的3GPP协议建立PDU会话并传输数据，不再进行本地分流，以保证本地分流的可靠性。

优选地，当接收到网络侧的数据发送请求时，判断该上行信息或该下行信息对应的任一链路中无数据传输的时长是否超过预设的计时器的定时值，若未超过，则将与该数据发送请求对应的数据发送给该基站，若已超过，则发送ping请求，以使该基站或核心网发起寻呼唤醒该用户设备，当通过该基站接收到该用户设备返回的ping响应时，将与该数据发送请求对应的数据下发给该用户设备，从而避免了不处于RRC连接状态的用户无法接收数据，保证了数据的连通性。

具体实现中，可在MEC中预先添加计时器，该计时器的定时值可配置，若未超过定时值，则该MEC向该用户设备发送数据，数据链路为MEC→基站→用户设备→基站→MEC，若超过定时值、且用户设备处于RRC非活跃状态，则可由基站发起寻呼将用户设备唤醒，其用户面路径为ME→UPF→基站→用户设备→基站→MEC，在通过该基站接收到该用户设备返回的ping响应之后，将计时器归零，此时，正常地将数据发送给基站，其数据链路为MEC→基站→用户设备→基站→MEC，若超过定时值、且用户设备处于RRC空闲状态，则可由核心网中的AMF发起寻呼流程将用户设备唤醒，其用户面路径为MEC→UPF→SMF→AMF→基站→用户设备→基站→MEC，在通过该基站接收到该用户设备返回的ping响应之后，将计时器归零，此时，正常地将数据发送给基站，其数据链路为MEC→UPF→SMF→AMF→基站→用户设备→基站→MEC。

优选地，当PDU会话释放启动时，释放对应的会话资源，以保证会话资源释放的及时性。进一步优选地，当接收到所述SMF发送的PDU会话释放命令时，UPF释放对应的会话资源并向所述MEC发送PDU会话释放通知，在MEC接收到该PDU会话释放通知之后，MEC删除已保存的上行信息和下行信息，以在保证会话资源释放及时性的同时，保证了MEC中信息删除的及时性。其中，会话资源包括上行GTP隧道和下行GTP隧道。本方法中PDU会话释放的处理方式与3GPP协议中PDU会话释放的处理方式相似，主要区别在于，基于MEC中保存的上行信息和下行信息需要在PDU会话释放中一并删除，UPF在返回N4会话释放响应时会发送PDU会话释放通知给MEC，MEC在接收到该PDU会话释放通知后，删除已保存的上行信息和下行信息。

在本发明实施例中，UPF根据获取到的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成下行信息，UPF根据预设的地址映射关系查找与该PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC，向该MEC发送该上行信息和该下行信息，MEC接收和保存UPF发送的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息和下行信息，并向该UPF发送接收响应消息，当接收到接收响应消息时，UPF将该下行信息发送给该SMF，该SMF通过AMF将该下行信息转发给该基站，该基站使用该MEC的地址对N3口的上行GTP隧道的目的地址进行覆盖，该基站通过N3口的该上行GTP隧道将本地数据分流至该MEC，该MEC通过N3口的下行GTP隧道向该基站发送数据，从而保证了垂直行业用户数据传输的高安全性、低成本性及低延时性，进而增强了用户感知，且由于该方法无需将UPF下沉到垂直行业所在地，从而保证了设备的易维护性。

实施例五：

图5示出了本发明实施例五提供的面向垂直行业的本地分流装置的结构，本发明实施例提供的面向垂直行业的本地分流装置配置于基站侧，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其中包括：

第一接收单元51，用于接收SMF通过AMF转发的下行信息，该下行信息由UPF根据获取到的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成；

第一查找单元52，用于根据预设的地址映射关系查找与该PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC；

地址覆盖单元53，用于使用该MEC的地址对N3口的上行GTP隧道的目的地址进行覆盖，该上行GTP隧道的端点标识包含于该上行信息中；以及

数据分流单元54，用于通过N3口的上行GTP隧道将本地数据分流至该MEC，并通过N3口的下行GTP隧道接收该MEC发送的数据，该下行GTP隧道的端点标识包含于该下行信息中。

优选地，该装置还包括：

网络状态测试单元，用于测试与该MEC的网络连接状态，若网络连接正常，则触发数据分流单元54执行通过N3口的上行GTP隧道将本地数据分流至该MEC。

优选地，该装置还包括：

第一释放单元，用于当接收到SMF通过AMF转发的PDU会话释放命令时，释放对应的会话资源，会话资源包括上行GTP隧道和下行GTP隧道。

在本发明实施例中，面向垂直行业的本地分流装置的各单元可由相应的硬件或软件单元实现，各单元可以为独立的软、硬件单元，也可以集成为一个软、硬件单元，在此不用以限制本发明。面向垂直行业的本地分流装置的各单元的具体实施方式可参考前述方法实施例一和实施例四的描述，在此不再赘述。

实施例六：

图6示出了本发明实施例六提供的面向垂直行业的本地分流装置的结构，本发明实施例提供的面向垂直行业的本地分流装置配置于UPF侧，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其中包括：

下行信息生成单元61，用于根据获取到的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成下行信息；

第二查找单元62，用于根据预设的地址映射关系查找与该PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC；

第一发送单元63，用于向该MEC发送该上行信息和该下行信息，以便于该MEC通过N3口的上行GTP隧道接收基站分流的本地数据，以及通过N3口的下行GTP隧道向基站发送数据，该上行GTP隧道的目的地址为该MEC网元的地址，该上行GTP隧道的端点标识包含于该上行信息中，该下行GTP隧道的端点标识包含于该下行信息中；以及

第二发送单元64，用于当接收到该MEC发送的接收响应消息时，将该下行信息发送给该SMF，以便于基站根据该下行信息接收和转发该MEC发送的数据，其中，该SMF用于通过AMF将该下行信息转发给该基站。

优选地，该装置还包括：

通道建立单元，用于建立与该MEC的SCTP通道，以通过该SCTP通道向该MEC发送该上行信息和该下行信息。

优选地，该装置还包括：

第二释放单元，用于当接收到SMF发送的PDU会话释放命令时，释放对应的会话资源并向MEC发送PDU会话释放通知，以使MEC删除已保存的上行信息和下行信息，会话资源包括上行GTP隧道和下行GTP隧道。

在本发明实施例中，面向垂直行业的本地分流装置的各单元可由相应的硬件或软件单元实现，各单元可以为独立的软、硬件单元，也可以集成为一个软、硬件单元，在此不用以限制本发明。面向垂直行业的本地分流装置的各单元的具体实施方式可参考前述方法实施例二和实施例四的描述，在此不再赘述。

实施例七：

图7示出了本发明实施例七提供的面向垂直行业的本地分流装置的结构，本发明实施例提供的面向垂直行业的本地分流装置配置于MEC侧，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其中包括：

第二接收单元71，用于接收和保存UPF发送的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息和下行信息，并向该UPF发送接收响应消息；以及

第三接收单元72，用于接收基站通过N3口的上行GTP隧道分流的本地数据，并通过N3口的下行GTP隧道向该基站发送数据，该上行GTP隧道的端点标识包含于该上行信息中，该下行GTP隧道的端点标识包含于该下行信息中。

优选地，该装置还包括：

时长判断单元，用于当接收到网络侧的数据发送请求时，判断该上行信息或该下行信息对应的任一链路中无数据传输的时长是否超过预设的计时器的定时值；

第一处理单元，用于若该上行信息或该下行信息对应的任一链路中无数据传输的时长未超过预设的计时器的定时值，则将与该数据发送请求对应的数据发送给该基站；

ping请求发送单元，用于若该上行信息或该下行信息对应的任一链路中无数据传输的时长未超过预设的计时器的定时值，则发送ping请求，以使该基站或核心网发起寻呼唤醒用户设备；

第二处理单元，用于当通过该基站接收到该用户设备返回的ping响应时，将与该数据发送请求对应的数据下发给该用户设备。

优选地，该装置还包括：

信息删除单元，用于当接收到UPF发送的PDU会话释放通知时，删除已保存的上行信息和下行信息。

在本发明实施例中，面向垂直行业的本地分流装置的各单元可由相应的硬件或软件单元实现，各单元可以为独立的软、硬件单元，也可以集成为一个软、硬件单元，在此不用以限制本发明。面向垂直行业的本地分流装置的各单元的具体实施方式可参考前述方法实施例三和实施例四的描述，在此不再赘述。

实施例八：

图8示出了本发明实施例八提供的设备的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本发明实施例的设备8包括处理器80、存储器81以及存储在存储器81中并可在处理器80上运行的计算机程序82。该处理器80执行计算机程序82时实现上述各方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S104。或者，处理器80执行计算机程序82时实现上述各装置实施例中各单元的功能，例如图5所示单元51至54的功能。

在本发明实施例中，通过接收SMF通过AMF转发的下行信息，下行信息由UPF根据获取到的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成，根据预设的地址映射关系查找与PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC，使用MEC的地址对N3口的上行GTP隧道的目的地址进行覆盖，N3口的上行GTP隧道的端点标识包含于上行信息中，通过N3口的上行GTP隧道将本地数据分流至MEC，并通过N3口的下行GTP隧道接收MEC发送的数据，从而保证了垂直行业用户数据传输的高安全性、低成本性及低延时性，进而增强了用户感知，且由于该方法无需将UPF下沉到垂直行业所在地，从而保证了设备的易维护性。

实施例九：

在本发明实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中的步骤，例如，图1所示的步骤S101至S104。或者，该计算机程序被处理器执行时实现上述各装置实施例中各单元的功能，例如图5所示单元51至54的功能。

本发明实施例的计算机可读存储介质可以包括能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质，例如，ROM/RAM、磁盘、光盘、闪存等存储器。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种面向垂直行业的本地分流方法，其特征在于，应用于基站侧，所述方法包括下述步骤：

接收SMF通过AMF转发的下行信息，所述下行信息由UPF根据获取到的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成；

根据预设的地址映射关系查找与所述PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC；

使用所述MEC的地址对N3口的上行GTP隧道的目的地址进行覆盖，所述上行GTP隧道的端点标识包含于所述上行信息中；

通过N3口的所述上行GTP隧道将本地数据分流至所述MEC，并通过N3口的下行GTP隧道接收所述MEC发送的数据，所述下行GTP隧道的端点标识包含于所述下行信息中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过N3口的所述上行GTP隧道将本地数据分流至所述MEC的步骤之前，还包括：

测试与所述MEC的网络连接状态；

若网络连接正常，则执行通过N3口的所述上行GTP隧道将本地数据分流至所述MEC的步骤。

3.一种面向垂直行业的本地分流方法，其特征在于，应用于UPF侧，所述方法包括下述步骤：

根据获取到的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成下行信息；

根据预设的地址映射关系查找与所述PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC；

向所述MEC发送所述上行信息和所述下行信息，以便于所述MEC通过N3口的上行GTP隧道接收基站分流的本地数据，以及通过N3口的下行GTP隧道向所述基站发送数据，所述上行GTP隧道的端点标识包含于所述上行信息中，所述下行GTP隧道的端点标识包含于所述下行信息中；

当接收到所述MEC发送的接收响应消息时，将所述下行信息发送给SMF，以便于所述基站根据所述下行信息接收和转发所述MEC发送的数据，其中，所述SMF用于通过AMF将所述下行信息转发给所述基站。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述向所述MEC发送所述上行信息和所述下行信息之前，包括：

建立与所述MEC的SCTP通道，以通过所述SCTP通道向所述MEC发送所述上行信息和所述下行信息。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当接收到所述SMF发送的PDU会话释放命令时，释放对应的会话资源并向所述MEC发送PDU会话释放通知，以使所述MEC删除已保存的所述上行信息和所述下行信息，所述会话资源包括所述上行GTP隧道和所述下行GTP隧道。

6.一种面向垂直行业的本地分流方法，其特征在于，应用于MEC侧，所述方法包括下述步骤：

接收和保存UPF发送的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息和下行信息，并向所述UPF发送接收响应消息；

接收基站通过N3口的上行GTP隧道分流的本地数据，并通过N3口的下行GTP隧道向所述基站发送数据，所述上行GTP隧道的端点标识包含于所述上行信息中，所述下行GTP隧道的端点标识包含于所述下行信息中。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当接收到网络侧的数据发送请求时，判断所述上行信息或所述下行信息对应的任一链路中无数据传输的时长是否超过预设的计时器的定时值；

若未超过，则将与所述数据发送请求对应的数据发送给所述基站；

若已超过，则发送ping请求，以使所述基站或核心网发起寻呼唤醒用户设备；

当通过所述基站接收到所述用户设备返回的ping响应时，将与所述数据发送请求对应的数据下发给所述用户设备。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当接收到所述UPF发送的PDU会话释放通知时，删除已保存的所述上行信息和所述下行信息。

9.一种面向垂直行业的本地分流装置，其特征在于，配置于基站侧，包括：

第一接收单元，用于接收SMF通过AMF转发的下行信息，所述下行信息由UPF根据获取到的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成；

第一查找单元，用于根据预设的地址映射关系查找与所述PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC；

地址覆盖单元，用于使用所述MEC的地址对N3口的上行GTP隧道的目的地址进行覆盖，所述上行GTP隧道的端点标识包含于所述上行信息中；以及

数据分流单元，用于通过N3口的所述上行GTP隧道将本地数据分流至所述MEC，并通过N3口的下行GTP隧道接收所述MEC发送的数据，所述下行GTP隧道的端点标识包含于所述下行信息中。

10.一种面向垂直行业的本地分流装置，其特征在于，配置于UPF侧，包括：

下行信息生成单元，用于根据获取到的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息生成下行信息；

第二查找单元，用于根据预设的地址映射关系查找与所述PDU会话建立或修改请求中的第一信息对应的MEC；

第一发送单元，用于向所述MEC发送所述上行信息和所述下行信息，以便于所述MEC通过N3口的上行GTP隧道接收基站分流的本地数据，以及通过N3口的下行GTP隧道向基站发送数据，所述上行GTP隧道的端点标识包含于所述上行信息中，所述下行GTP隧道的端点标识包含于所述下行信息中；以及

第二发送单元，用于当接收到所述MEC发送的接收响应消息时，将所述下行信息发送给SMF，以便于基站根据所述下行信息接收和转发所述MEC发送的数据，其中，所述SMF用于通过AMF将所述下行信息转发给所述基站。

11.一种面向垂直行业的本地分流装置，其特征在于，配置于MEC侧，包括：

第二接收单元，用于接收和保存UPF发送的与PDU会话建立或修改请求对应的上行信息和下行信息，并向所述UPF发送接收响应消息；以及

第三接收单元，用于接收基站通过N3口的上行GTP隧道分流的本地数据，并通过N3口的下行GTP隧道向所述基站发送数据，所述上行GTP隧道的端点标识包含于所述上行信息中，所述下行GTP隧道的端点标识包含于所述下行信息中。

12.一种设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述方法的步骤。

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