CN116266936A

CN116266936A - 报文转发方法及代理设备

Info

Publication number: CN116266936A
Application number: CN202111546405.1A
Authority: CN
Inventors: 邓爱林; 叶波; 唐马可; 周强
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2021-12-16
Filing date: 2021-12-16
Publication date: 2023-06-20

Abstract

本申请提供了一种报文转发方法及代理设备，属于通信技术领域。本申请在基站和核心网之间部署了代理设备，代理设备实现NG接口代理模式，代理设备利用本端与基站上NG接口之间的链路以及本端与核心网上NG接口之间的链路，转发基站和核心网之间通过NG接口交互的控制面数据。采用该方法时，当代理设备与核心网上NG接口之间的链路断开时，由于基站上NG接口与代理设备之间的链路保持正常，使得小区仍可保持激活，连接态的用户业务正常运行，不会受到影响，因此在链路中断时使得基站已接入的用户的业务保持正常，提升可靠性，降低对传输网络的可靠性要求。

Description

报文转发方法及代理设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种报文转发方法及代理设备。

背景技术

NG接口是5G网络系统中基站与核心网之间的接口。NG接口是一种逻辑接口。NG接口包括NG控制面接口以及NG用户面接口。NG控制面接口用于在基站与核心网之间传输控制面的报文，如NAS消息等各种信令消息。NG用户面接口用于在基站与核心网之间传输用户面的报文，如各种业务数据。

目前，一旦基站上NG接口与核心网上NG接口之间的链路异常中断，则小区无法保持激活，影响已接入的用户的业务。

发明内容

本申请实施例提供了一种报文转发方法及代理设备，能够在链路中断时使得基站已接入的用户的业务保持正常，提升可靠性。所述技术方案如下。

第一方面，提供了一种报文转发方法，该方法包括：代理设备通过第一链路从第一基站接收第一控制报文，所述代理设备部署在所述第一基站与核心网网元之间，所述第一链路为所述代理设备上NG接口与所述第一基站上NG接口之间的链路，所述第一控制报文包括基于NG接口传输的第一控制面信令；所述代理设备基于所述第一控制报文生成第二控制报文，所述第二控制报文包括所述第一控制面信令；所述代理设备通过第二链路向所述核心网网元发送所述第二控制报文，所述第二链路为所述代理设备上NG接口与所述核心网网元上NG接口之间的链路。

本实施例提供的方法，在基站和核心网之间部署了代理设备，代理设备实现NG接口代理模式，代理设备利用本端与基站上NG接口之间的链路以及本端与核心网上NG接口之间的链路，转发基站和核心网之间通过NG接口交互的控制面数据。采用该方法时，当代理设备与核心网上NG接口之间的链路断开时，由于基站上NG接口与代理设备之间的链路保持正常，使得小区仍可保持激活，连接态的用户业务正常运行，不会受到影响，因此在链路中断时使得基站已接入的用户的业务保持正常，提升可靠性，降低对传输网络的可靠性要求。

可选地，所述代理设备通过第一链路从第一基站接收第一控制报文之前，所述方法还包括：所述代理设备接收来自所述第一基站的第一NG建立请求(NG setup request)，所述第一NG建立请求用于请求建立所述第一链路；所述代理设备生成第一NG建立响应(NGsetup response)，所述第一NG建立响应表示所述第一链路建立成功。代理设备向第一基站发送第一NG建立响应。

代理设备通过利用3GPP标准的信令流程，完成与基站之间的NG接口建立流程，从而让基站不感知到代理设备的存在，实现NG接口控制面的代理功能。

可选地，所述代理设备通过第二链路向核心网网元发送所述第二控制报文之前，所述方法还包括：所述代理设备生成第二NG建立请求，所述第二NG建立请求用于请求建立所述第二链路；所述代理设备向所述核心网网元发送所述第二NG建立请求；所述代理设备接收来自所述核心网网元的第二NG建立响应，所述第二NG建立响应表示所述第二链路建立成功。

代理设备通过利用3GPP标准的信令流程，完成与核心网网元之间的NG接口建立流程，从而让核心网网元不感知到代理设备的存在，实现NG接口控制面的代理功能。

可选地，所述方法还包括：所述代理设备通过所述第二链路接收来自所述核心网网元的第三控制报文，所述第三控制报文包括基于NG接口传输的第二控制面信令；所述代理设备基于所述第三控制报文生成第四控制报文，所述第四控制报文包括所述第二控制面信令；所述代理设备通过所述第一链路向所述第一基站发送所述第四控制报文。

通过上述实现方式，代理设备不仅在基站到核心网方向上实现了NG接口的控制面代理，也在核心网到基站方向上实现了NG接口的控制面代理。

可选地，所述第三控制报文包括非接入层(Non-Access-Stratum，NAS)消息，所述代理设备通过所述第一链路向所述第一基站发送所述第四控制报文之前，所述方法还包括：所述代理设备基于所述NAS消息以及第一对应关系确定所述第一基站，所述第一对应关系为所述NAS消息与所述第一基站之间的对应关系。

通过上述实现方式，实现了NAS消息的分发，即，在部署多个基站的场景下，当核心网发来NAS消息后，能够将NAS消息分发至对应的基站，进而经过基站将NAS消息分发至对应的终端。

可选地，所述方法还包括：所述代理设备接收来自所述第二基站的切换消息，所述切换消息指示第一终端接入的基站从所述第一基站切换至所述第二基站，所述第一终端为所述第一控制报文中NAS消息的发起方或者目的方；所述代理设备将所述第一对应关系更新为第二对应关系，所述第二对应关系为所述NAS消息与所述第二基站之间的对应关系。

通过上述实现方式，当终端接入的基站发生切换后，通过刷新NAS消息与基站之间的对应关系，从而切换NAS消息的转发路径，保证跨站切换后仍然能够将核心网网元的NAS消息传递给终端。

可选地，所述方法还包括：所述代理设备通过所述第一链路从所述第一基站接收第一业务报文；如果所述第一业务报文中业务数据的类型为行业用户的数据，所述代理设备向所述行业用户所在的局域网转发所述第一业务报文；如果所述第一业务报文中业务数据的类型为个人用户的数据，所述代理设备通过所述第二链路向所述核心网网元转发所述第一业务报文。

通过上述方式，实现了NG接口数据面的本地分流，保证行业用户的业务数据不出局域网，从而满足行业用户对业务数据的安全性、隐私性的要求，同时减少行业用户的业务数据的转发时延。

可选地，所述代理设备通过所述第一链路从第一基站接收第一业务报文之后，所述方法还包括：所述代理设备根据所述第一业务报文携带的业务标识，识别所述第一业务报文中业务数据的类型，所述业务标识包括公众陆地移动通信网络(Public Land MobileNetwork，PLMN)的标识、网络切片的标识、数据网络名(data network name，DNN)或者五元组中至少一项。

通过上述方式，支持PLMN的标识、切片标识、DNN、五元组等多种分流策略，提高本地分流的灵活性。

可选地，所述代理设备通过所述第二链路向所述核心网网元转发所述第一业务报文，包括：所述代理设备采用透明传输的方式，通过所述第二链路向所述核心网网元转发所述第一业务报文。

可选地，所述第一业务报文包括用户面的通用分组无线服务隧道协议(GPRSTunnelling Protocol for the user plane，GTP-U或GTPU)报文头，所述代理设备向所述行业用户所在的局域网转发所述第一业务报文，包括：所述代理设备剥离所述第一业务报文的GTPU报文头，得到第二业务报文；所述代理设备向所述行业用户所在的局域网发送所述第二业务报文。

可选地，所述第一控制报文是所述第一基站从第三基站接收到的，所述第三基站为所述第一基站的从基站，所述代理设备基于所述第一控制报文生成第二控制报文，包括：所述代理设备将所述第一控制报文的源网际协议(internet protocol，IP)地址从所述第三基站的IP地址替换为所述第一基站的IP地址。

通过上述实现方式，通过将源IP地址从从基站的IP地址替换为主基站的IP地址，使得核心网不感知从基站，从而避免核心网由于感知到多个基站，导致跨基站切换场景下基站和核心网之间需要交互NG接口控制面信令的问题。

可选地，所述第一控制报文是所述第一基站从第三基站接收到的，所述第三基站为所述第一基站的从基站，所述第一控制报文包括所述第三基站为第一终端分配的用户标识，所述代理设备基于所述第一控制报文生成第二控制报文，包括：

所述代理设备将所述第一控制报文携带的所述用户标识替换为所述第一基站为所述第一终端分配的用户标识。

通过上述实现方式，由于核心网接收到的来自各个基站的控制报文中的用户标识均为主基站分配的用户标识，避免不同基站的控制报文中同一用户的用户标识重复，从而防止用户标识的冲突。

可选地，所述代理设备通过第一链路从第一基站接收第一控制报文之前，所述方法还包括：所述代理设备从客户前置设备(Customer Premise Equipment，CPE)获取所述核心网网元的IP地址以及所述代理设备的IP地址，所述CPE部署在所述代理设备和所述核心网网元之间，所述CPE工作在桥接模式；所述代理设备向所述第一基站发送所述核心网网元的IP地址以及所述代理设备的IP地址。

通过上述实现方式，实现了无线自回传的方式，使得代理设备能够免配置开通，简化了开通流程。

可选地，所述代理设备从CPE获取所述核心网网元的IP地址以及所述代理设备的IP地址，包括：所述代理设备生成动态主机配置协议(dynamic host configurationprotocol，DHCP)请求报文；所述代理设备接收来自所述CPE的DHCP响应报文，所述DHCP响应报文包括所述核心网网元的IP地址以及所述代理设备的IP地址。

第二方面，提供了一种代理设备，所述代理设备包括：

接收单元，用于通过第一链路从第一基站接收第一控制报文，所述代理设备部署在所述第一基站与核心网网元之间，所述第一链路为所述代理设备上NG接口与所述第一基站上NG接口之间的链路，所述第一控制报文包括基于NG接口传输的第一控制面信令；

处理单元，用于基于所述第一控制报文生成第二控制报文，所述第二控制报文包括所述第一控制面信令；

发送单元，用于通过第二链路向所述核心网网元发送所述第二控制报文，所述第二链路为所述代理设备上NG接口与所述核心网网元上NG接口之间的链路。

可选地，所述接收单元，还用于接收来自所述第一基站的第一NG建立请求，所述第一NG建立请求用于请求建立所述第一链路；

所述处理单元，还用于生成第一NG建立响应，所述第一NG建立响应表示所述第一链路建立成功；

所述发送单元，还用于向所述第一基站发送所述第一NG建立响应。

可选地，所述处理单元，还用于生成第二NG建立请求，所述第二NG建立请求用于请求建立所述第二链路；

所述发送单元，还用于向所述核心网网元发送所述第二NG建立请求；

所述接收单元，还用于接收来自所述核心网网元的第二NG建立响应，所述第二NG建立响应表示所述第二链路建立成功。

可选地，所述接收单元，还用于通过所述第二链路接收来自所述核心网网元的第三控制报文，所述第三控制报文包括基于NG接口传输的第二控制面信令；

所述处理单元，还用于基于所述第三控制报文生成第四控制报文，所述第四控制报文包括所述第二控制面信令；

所述发送单元，还用于通过所述第一链路向所述第一基站发送所述第四控制报文。

可选地，所述第三控制报文包括非接入层NAS消息，所述处理单元，还用于基于所述NAS消息以及第一对应关系确定所述第一基站，所述第一对应关系为所述NAS消息与所述第一基站之间的对应关系。

可选地，所述接收单元，还用于接收来自所述第二基站的切换消息，所述切换消息指示第一终端接入的基站从所述第一基站切换至所述第二基站，所述第一终端为所述第一控制报文中NAS消息的发起方或者目的方；

所述处理单元，还用于将所述第一对应关系更新为第二对应关系，所述第二对应关系为所述NAS消息与所述第二基站之间的对应关系。

可选地，所述接收单元，还用于通过所述第一链路从所述第一基站接收第一业务报文；所述发送单元，还用于如果所述第一业务报文中业务数据的类型为行业用户的数据，向所述行业用户所在的局域网转发所述第一业务报文；如果所述第一业务报文中业务数据的类型为个人用户的数据，通过所述第二链路向所述核心网网元转发所述第一业务报文。

可选地，所述处理单元，还用于根据所述第一业务报文携带的业务标识，识别所述第一业务报文中业务数据的类型，所述业务标识包括公众陆地移动通信网络PLMN的标识、网络切片的标识、数据网络名DNN或者五元组中至少一项。

可选地，所述发送单元，用于采用透明传输的方式，通过所述第二链路向所述核心网网元转发所述第一业务报文。

可选地，所述第一业务报文包括用户面的通用分组无线服务隧道协议GTPU报文头，所述发送单元，用于剥离所述第一业务报文的GTPU报文头，得到第二业务报文；向所述行业用户所在的局域网发送所述第二业务报文。

可选地，所述第一控制报文是所述第一基站从第三基站接收到的，所述第三基站为所述第一基站的从基站，所述处理单元，用于将所述第一控制报文的源网际协议IP地址从所述第三基站的IP地址替换为所述第一基站的IP地址。

可选地，所述第一控制报文是所述第一基站从第三基站接收到的，所述第三基站为所述第一基站的从基站，所述第一控制报文包括所述第三基站为第一终端分配的用户标识，所述处理单元，用于将所述第一控制报文携带的所述用户标识替换为所述第一基站为所述第一终端分配的用户标识。

可选地，所述接收单元，还用于从客户前置设备CPE获取所述核心网网元的IP地址以及所述代理设备的IP地址，所述CPE部署在所述代理设备和所述核心网网元之间，所述CPE工作在桥接模式；所述发送单元，还用于向所述第一基站发送所述核心网网元的IP地址以及所述代理设备的IP地址。

可选地，所述处理单元，用于生成动态主机配置协议DHCP请求报文；所述接收单元，用于接收来自所述CPE的DHCP响应报文，所述DHCP响应报文包括所述核心网网元的IP地址以及所述代理设备的IP地址。

在一些实施例中，代理设备中的单元通过软件实现，代理设备中的单元是程序模块。在另一些实施例中，代理设备中的单元通过硬件或固件实现。第二方面提供的代理设备的具体细节可参见上述第一方面或第一方面任一种可选方式，此处不再赘述。

第三方面，提供了一种代理设备，该代理设备包括处理器，所述处理器与存储器耦合，所述存储器中存储有至少一条计算机程序指令，所述至少一条计算机程序指令由所述处理器加载并执行，以使所述代理设备实现上述第一方面或第一方面任一种可选方式所提供的方法。第三方面提供的代理设备的具体细节可参见上述第一方面或第一方面任一种可选方式，此处不再赘述。

第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有至少一条指令，该指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第一方面任一种可选方式所提供的方法。

第五方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机程序指令，当所述计算机程序指令被计算机加载并运行时，使得所述计算机执行上述第一方面或第一方面任一种可选方式所提供的方法。

第六方面，提供了一种芯片，包括存储器和处理器，存储器用于存储计算机指令，处理器用于从存储器中调用并运行该计算机指令，以执行上述第一方面及其第一方面任意可能的实现方式中的方法。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种报文转发方法的流程图；

图2是本申请实施例提供的一种应用场景示意图；

图3是本申请实施例提供的一种信令流程图；

图4是本申请实施例提供的一种链路断开场景的示意图；

图5是本申请实施例提供的一种终端状态切换的示意图；

图6是本申请实施例提供的一种网络部署场景的示意图；

图7是本申请实施例提供的一种信令流程图；

图8是本申请实施例提供的一种网络部署场景的示意图；

图9是本申请实施例提供的一种代理设备700的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的一种代理设备800的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

本申请实施例中描述的技术可用于各种无线通信系统，例如LTE(Long TermEvolution，长期演进)系统等4G系统、新空口(New Radio，NR等)5G(the fifthgeneration)系统等，对此不做限定。

下面对本申请实施例涉及的一些术语概念做解释说明。

(1)代理设备

代理设备用于代理执行NG接口相关的报文转发任务。代理设备部署在基站与核心网网元之间。例如，应用在5G网络中，代理设备部署在gNodeB与5GC之间。代理设备分别与基站上NG接口、核心网网元上NG接口建立了链路。

代理设备本身既作为NG控制面的客户端，也作为NG控制面的服务器。从基站的角度来看，代理设备接收基站通过NG接口发送的请求消息，并为其处理请求消息，因此代理设备实现了NG控制面的服务器。从核心网的角度来看，代理设备向核心网NG接口发送请求消息，请求核心网处理该请求消息，因此代理设备实现了NG控制面的客户端。

代理设备的产品形态包括很多种。可选地，代理设备的形态是基站中一个新增的模块。例如，代理设备是基站中一个新增的计算单板。例如，代理设备是基站BBU的机框内置的一块嵌入式单板。或者，代理设备是一个独立的设备，比如代理设备是一个路由器、交换机、防火墙等专用或通用的网络设备。

(2)基站

基站也称为接入网(access network，AN)设备，在具体应用中又可称为无线接入网(Radio Access Network，RAN)。基站包括而不限于NB、eNB、gNB等等。

(3)gNodeB

gNodeB是5G网络中的基站，简称为gNB。

(4)核心网(core network，CN)

核心网作为承载网络提供到DN的接口，为终端提供通信连接、认证、管理、策略控制以及对数据业务完成承载等。核心网网元包括：接入和移动管理网元、会话管理网元，认证服务器网元、策略控制节点、应用功能网元、用户面节点等，相关描述具体如下。

接入与移动管理网元(Access and Mobility Management Function，AMF)，由运营商提供的控制面网元，负责终端接入运营商网络的接入控制和移动性管理。作为NAS信令的终结点，处理网络信令。

安全锚点(Security Anchor Function，SEAF)，SEAF与AMF连接，作为安全认证功能的节点。在具体实施中，在物理位置上可以将AMF和SEAF集合部署在一起，也可以将AMF和SEAF分别独立设置。另外，在可能的实施中，可以将AMF和SEAF的功能分离部署不同的网元，也可以将AMF和SEAF的功能几种设置于同一个网元(比如AMF具备SEAF的功能)。

会话管理网元(Session Management Function，SMF)，由运营商提供的控制面网元，负责管理终端的数据包的会话。

认证服务器网元(Authentication server Function，AUSF)，认证服务器功能网元AUSF是由运营商提供的控制面网元，用于终端的认证。AUSF可以作为一个独立的逻辑功能实体单独部署，也可以集合在AMF/SMF等设备中。

统一数据管理网元(Unified Data Manager，UDM)，由运营商提供的控制面网元，负责存储运营商网络的签约用户持久标识(Subscriber Permanent Identifier，SUPI)、注册信息、信任状(credential)、签约数据。这些数据用于终端接入运营商网络的认证和授权。

应用功能网元(Application Function，AF)，用于存储业务安全需求，提供策略判定的信息。

用户面节点(User Plane Function，UPF)，UPF可以是网关、服务器、控制器、用户面功能网元等。UPF可以设置在运营网内部，也可以设置在运营网外部。UPF是由运营商提供的用户面网元，是运营商网络与DN通信的网关。

策略控制节点(Policy control Function，PCF)，PCF部署有策略控制的功能，策略控制的功能是指根据安全需求完成用户面保护机制的协商，确定网络中的用户面保护机制的功能。

(5)空闲(idle)态、去激活(inactive)态和连接(connected)态。

idle态、inactive态和connected态是5G系统中终端的三种RRC状态。在inactive状态，终端的用户面连接被释放，控制面连接仍然保留。如果有数据需要发送，通过寻呼将终端的状态迁移到connected态。inactive态的好处是当终端有数据要传输时，可以快速进入连接态，不必再跟核心网建立信令承载。

(6)5G核心网(5G core network，5GC)

5GC是5G系统中的核心网。5GC中的网元包括AMF、SMF和UPF等。

(7)控制报文

控制报文是指网络系统中控制面交互的报文。控制报文包含各种信令，例如用于控制呼叫流程的建立、维护及释放的信令。

(8)业务报文

业务报文是指网络系统中用户面(也称数据面)交互的报文。业务报文包含用户的业务数据，例如企业生产数据、语音、短信、邮件等。

(9)无线专网

无线专网也称无线私网(Private Network)，是指在特定区域实现网络信号覆盖，从而为特定用户提供通信服务的专用网络。无线专网与公网之间的区别主要在于，公网为社会大众服务，而专网为特定用户服务。一个典型的应用场景是，在企业园区中部署专网，从而为企业用户的终端和服务器提供专用的通信服务。相较于公网，专网性能更强、可靠性更高，安全性更好，且可随用户需求进行定制，在军用、公安、铁路、港口、能源、制造等场景都有应用。

(10)5G专网

5G专网是指服务特定用户的专用5G网络。5G专网的一种部署方式是，企业基于私有的5G频谱构建5G网络，这种方式使得专网与公网完全隔离，隐私与安全性较高，但成本也较高。5G专网的另一种部署方式是，基于运营商许可的5G频段(即授权频谱)来构建5G专网。

(11)本地分流(Traffic Offload)

本地分流中的本地是指行业用户所在的局域网。本地分流是指，当行业用户的终端将业务数据传输到部署在局域网中的基站后，基站将业务数据部分或全部转发至局域网部署的业务服务器，而不是先将业务数据通过传输网转发至核心网，再由核心网转发回局域网部署的业务服务器，从而避免流量迂回，减轻回传网的传输负荷与成本，也保证了局域网内终端访问本地网络中服务器的高带宽和低时延，同时保证了本地数据的安全性要求。

以企业园区网络的场景为例，在企业园区网络中，一方面，园区的自动化生产对低时延有较高的要求。在传统的网络架构中，当园区终端产生业务数据后，业务数据的转发路径为园区终端→园区基站→核心网→互联网→园区业务服务器，可见业务数据的转发途径需要经过无线接入网、承载网、核心网层层传递，导致时延较高，因此需要缩短传输路径从而降低时延。另一方面，园区终端产生的业务数据很多是机器视觉、远程控制、AGV(Automated Guided Vehicle，无人搬运车)等涉及企业业务的关键数据，对于安全性和保密性的诉求较高，需要保障企业业务数据不出园区。因此，园区基站通过进行本地分流，将本地数据流卸载到园区服务器，从而满足上述两方面需求，保证低时延，满足数据不出园区的需求，又简化了组网，降低企业构建虚拟专网的成本。

(12)公众陆地移动通信网络(Public Land Mobile Network，PLMN)

PLMN是指政府或它所批准的经营者，为公众提供陆地移动通信业务目的而建立和经营的网络。PLMN的标识标分为两部分，一部分称为MCC(国家代码)，另外一部分称为MNC(移动网络代码)。不同运营商提供的网络的PLMN的标识中MNC不同。

(13)数据网络名(data network name，DNN)

DNN用于标识用户连接的外部网络。

(14)回传

回传是指从基站到核心网的数据传输过程。回传技术主要分为两种实现方式，一种方式是有线回传，例如基站通过光纤将数据传输到核心网。另一方式是无线回传，即基站通过无线信号将数据传输至核心网。

(15)基站自开站

基站的自开站是指基站开站过程中自动配置参数，使得基站自动完成开站过程。

(16)网络切片

网络切片也称网络分片，是指将一张物理网络分成多个虚拟网络，每个虚拟网络面向不同的应用场景需求，不同虚拟网络间是逻辑独立的，互不影响。

(17)流控制传输协议(Stream Control Transmission Protocol，SCTP)

SCTP是在IP网络上使用的一种可靠的通用传输层协议。SCTP是一个面向连接的流传输协议，它可以在两个端点之间提供稳定、有序的数据传递服务。SCTP在IP协议栈所处的层次和TCP、UDP相同。在4G核心网EPC中，eNB和MME之间的S1接口传输层使用的是SCTP协议。5G沿用4G的思想，gNB和AMF之间的N2接口传输层使用的也是SCTP协议。

(18)非接入层(Non-Access-Stratum，NAS)

NAS是终端和AMF之间的控制面协议。功能包括支持终端移动性的一般过程如认证、鉴权、通用终端配置更新和安全控制模式过程；支持会话管理过程以建立和维持终端与数据网络之间的数据连接；支持NAS传输过程以提供SMS、LPP、终端策略容器、SOR透明容器和终端参数更新信息等有效载荷的传输。

(19)GPRS隧道协议(GTP)

GTP是一组基于IP的高层协议，位于TCP/IP或UDP/IP等协议上。GTP协议分为控制面的GPRS隧道协议(GPRS Tunneling Protocol-Control plane,GTP-C)、用户面的GPRS隧道协议(GPRS Tunnelling Protocol for the user plane，GTP-U或GTPU)和GTP’协议。其中，GTP-C是信令控制协议，用于两个节点之间传输控制信息，例如建立PDP、调整QOS参数等。GTP-U用于2个节点之间传输用户面数据等。GTP’是计费相关的协议。

(20)客户前置设备(Customer Premise Equipment，CPE)

CPE是一种接收移动信号并以无线信号转发出来的移动信号接入设备。CPE可将高速4G/5G信号转换成无线信号的设备，可支持同时上网的移动终端数量也较多。

(21)传输顺序号(Transmission Sequence Number，TSN)

SCTP使用TSN机制实现数据的确认传输。基于SCTP通信的两个端点中的一端为本端发送的每个数据块顺序分配一个基于初始TSN的32位顺序号，以便对端收到时进行确认。

(22)流顺序号(Stream Sequence Number，SSN)

SCTP为本端在这个流中发送的每个数据块顺序分配一个16位SSN，以便保证流内的顺序传递。

下面对本申请实施例涉及的一些接口进行解释说明。

NG接口是指基站与核心网之间的接口。N1接口是终端与AMF之间交互时使用的接口。N1接口对应的通信协议包括NAS协议、SMS协议等。N2接口是AN与AMF交互时使用的接口。N2接口对应的通信协议包括NG应用层协议(NG Application Protocol，NG-AP协议，在5G-AN和AMF之间的应用层协议)。N4接口是UPF与SMF交互时使用的接口。N4接口对应的通信协议包括PFCP协议。下面的表1示出了各个接口的接口名称、端点网元、协议和传输特性。

表1

接口名称	端点网元	协议	传输特性
				NG接口	RAN	5GC	基站和核心网的接口
N2	(R)AN-AMF	NG-AP	控制面
				N4	SMF-UPF	PFCP，GTP-U	控制面+用户面
N3	(R)AN-UPF	GTP-U	用户面

图1是本申请实施例提供的一种报文转发方法的流程图。

图1所示方法涉及基站与代理设备之间的链路、代理设备与核心网网元之间的链路。为了区分不同的链路，用“第一链路”描述代理设备上NG接口与第一基站上NG接口之间的链路，用“第二链路”描述代理设备上NG接口与核心网网元上NG接口之间的链路。

图1所示方法涉及部署多个基站的场景，为了区分不同的基站，用“第一基站”“第二基站”区分描述不同的基站。

图1所示方法涉及代理设备内部处理报文的过程，代理设备发送出去的报文相比代理设备接收到的原始报文而言可能发生变化。为了区分不同的报文，用“第一控制报文”描述代理设备接收到的控制报文，用“第二控制报文”描述代理设备发送出去的控制报文。

图1所示方法包括以下S101至S105。

S101、第一基站通过第一链路发送第一控制报文。

第一控制报文包括基于NG接口传输的第一控制面信令。具体地，第一控制报文包括报文头以及载荷部分，载荷部分包括第一控制面信令。第一控制报文中的报文头是基站和核心网之间传输协议的报文头，例如是SCTP报文头。

第一控制面信令是待发送给核心网网元的信令。例如，第一控制面信令指示核心网网元需要执行的操作。

可选地，第一控制面信令是基站产生的信令。例如，第一控制面信令是第一基站产生的信令，或者是其他基站产生的并由第一基站转发的信令。可选地，第一控制面信令是终端产生的信令。例如，第一控制面信令是第一基站所服务的终端生成的信令。

可选地，第一控制报文为请求报文，或者第一控制报文为响应报文。

S102、代理设备通过第一链路从第一基站接收第一控制报文。

S103、代理设备基于第一控制报文生成第二控制报文。

第二控制报文包括第一控制面信令。也即是，第二控制报文和第一控制报文相比，控制面信令的内容保持不变。

示例性地，代理设备收到第一控制报文后，对第一控制报文中的报文头进行修改，并保持第一控制报文中的第一控制面信令不变，从而得到第二控制报文。

可选地，代理设备对第一控制报文的报文头中的源IP地址进行修改，得到第二控制报文。例如，第一控制报文中的源IP地址为基站的IP地址，代理设备将第一控制报文中的源IP地址修改为代理设备自身的IP地址，得到第二控制报文。第二控制报文中的源IP地址为代理设备的IP地址。

可选地，代理设备对第一控制报文的报文头中的传输顺序号和流顺序号进行修改，得到第二控制报文。

在一种可能的实现中，代理设备根据与代理设备和核心网网元在历史时间段交互的报文的传输顺序号和流顺序号，对第一控制报文中的传输顺序号和流顺序号进行修改。

传输顺序号例如是SCTP中的TSN，用于指示同一条数据流中不同报文的逻辑先后顺序，以便接收端检测是否发生丢包。流顺序号例如是SCTP中的SSN。

以修改传输顺序号的过程为例，在一个示例性实施例中，基站和代理设备基于传输层协议(如SCTP)建立连接后，基站为通过该连接发给代理设备的每个报文依次分配传输顺序号。代理设备和核心网网元建立传输层协议(如SCTP)的逻辑通道后，代理设备为通过该逻辑通道发给核心网网元每个报文依次分配传输顺序号。上述第一控制报文中包含第一基站分配的传输顺序号，第一控制报文中的传输顺序号指示第一控制报文与第一基站历史发给代理设备的报文之间的先后顺序。代理设备将第一控制报文中的传输顺序号修改为代理设备分配的传输顺序号，使得第二控制报文中的传输顺序号指示第二控制报文与代理设备历史发给核心网网元的报文之间的先后顺序。修改流顺序号的过程与修改传输顺序号的过程基本同理。

可选地，本实施例应用在包含多个基站的场景下，该多个基站采用主从模式工作，该多个基站其中的一个基站为主基站，其他基站为从基站。每个从基站向核心网发送的控制报文均会汇聚到主基站。主基站将本地需要发给核心网的控制报文以及每个从基站需要发给核心网的控制报文均发送给代理设备，由代理设备将主基站以及每个从基站的控制报文转发至核心网。

可选地，代理设备将从基站的控制报文中的源IP地址从从基站的IP地址替换为主基站的IP地址，再将源IP替换后的控制报文发送给核心网。那么，从核心网的角度来看，由于核心网接收到的各个基站的控制报文的源IP地址均为主基站的IP地址，因此核心网感知到的控制报文的源设备是主基站，而不会感知到各个从基站，因此能够避免核心网由于感知到多个基站，导致跨基站切换场景下基站和核心网之间需要交互NG接口控制面信令的问题。可选地，IP地址的替换应用在建立承载阶段。例如，控制报文具体是承载建立请求报文，控制报文用于请求建立核心网与接入至从基站的终端之间的无线承载。

例如，上述第一基站为主基站，第一基站的从基站包括第三基站，上述第一控制报文是第三基站发送给第一基站的。第一基站从第三基站接收第一控制报文后，将第一控制报文发送给代理设备。代理设备将第一控制报文的源IP地址从第三基站的IP地址替换为第一基站的IP地址，从而得到上述第二控制报文。第二控制报文的源IP地址为第一基站的IP地址。

以上描述的由代理设备替换从基站的IP地址仅是示例性地。在另一些实施例中，不是由代理设备替换从基站的IP地址，而是由主基站替换从基站的IP地址。具体地，主基站接收到从基站发送的控制报文后，主基站将控制报文中的源IP地址替换为主基站的IP地址，将IP地址替换后的控制报文发送给代理设备，由代理设备将IP地址替换后的控制报文转发给核心网。

可选地，代理设备将各个从基站的控制报文中的用户标识替换为主基站为对应用户统一分配的用户标识，再将用户标识替换后的控制报文发送给核心网。那么，由于核心网接收到的来自各个基站的控制报文中的用户标识均为主基站分配的用户标识，避免不同基站的控制报文中同一用户的用户标识重复，从而防止用户标识的冲突。

例如，上述第一基站为主基站，第一基站的从基站包括第三基站，上述第一控制报文是第三基站发送给第一基站的。上述第一控制报文包含第三基站为第一终端分配的用户标识。第一基站从第三基站接收第一控制报文后，将第一控制报文发送给代理设备。代理设备将第一控制报文携带的用户标识替换为第一基站为第一终端分配的用户标识，从而得到上述第二控制报文。第二控制报文中携带的用户标识为第一基站为第一终端分配的用户标识。

代理设备如何获取第一基站分配的用户标识包括多种方式。例如，代理设备与核心网网元进行协商从而得到第一基站分配的用户标识。又如，第一基站为各个终端分配用户标识后，将用户标识发送至代理设备。

S104、代理设备通过第二链路向核心网网元发送第二控制报文。

S105、核心网网元通过第二链路接收第二控制报文。

本实施例提供的方法，在基站和核心网之间部署了代理设备，代理设备实现NG接口代理模式，代理设备利用本端与基站上NG接口之间的链路以及本端与核心网上NG接口之间的链路，转发基站和核心网之间通过NG接口交互的控制面数据。采用该方法时，当代理设备与核心网上NG接口之间的链路断开时，由于基站上NG接口与代理设备之间的链路保持正常，使得小区仍可保持激活，连接态的用户业务正常运行，不会受到影响，因此保证链路中断时基站已接入的用户保持正常，提升可靠性，降低对传输网络的可靠性要求。

在一些实施例中，代理设备和基站通过采用NG建立请求(NG setup request)和NG建立响应(NG setup response)的信令流程从而建立上述第一链路。具体地，代理设备和基站之间建立上述第一链路的过程包括：第一基站发送第一NG建立请求，第一NG建立请求用于请求建立第一链路。代理设备接收来自第一基站的第一NG建立请求；代理设备针对第一NG建立请求生成第一NG建立响应，第一NG建立响应表示第一链路建立成功。代理设备向第一基站发送第一NG建立响应。

在一些实施例中，代理设备和核心网网元通过采用NG setup request和NG setupresponse的信令流程从而建立上述第二链路。具体地，代理设备和核心网网元之间建立上述第二链路的过程包括：代理设备生成第二NG建立请求，第二NG建立请求用于请求建立第二链路；代理设备向核心网网元发送第二NG建立请求；核心网网元针对第二NG建立请求生成NG建立响应，第二NG建立响应表示第二链路建立成功。核心网网元向代理设备发送第二NG建立响应。代理设备接收来自核心网网元的第二NG建立响应。

NG setup request和NG setup response的具体细节可参考3GPP标准的介绍。

可选地，代理设备先和核心网网元交互从而建立第二链路，再和基站交互从而建立第一链路。或者，代理设备先和基站交互从而建立第一链路，再和核心网网元交互从而建立第二链路。本实施例对建立第一链路的过程与建立第二链路的过程的时序不做限定。

在一些实施例中，代理设备不仅在基站到核心网方向上进行NG接口的代理，也在核心网到基站方向上进行NG接口的代理。例如，核心网网元通过第二链路发送第三控制报文。代理设备通过第二链路接收第三控制报文。代理设备基于第三控制报文生成第四控制报文；代理设备通过第一链路向第一基站发送第四控制报文。第一基站通过第一链路接收第四控制报文。

第三控制报文包括基于NG接口传输的第二控制面信令。可选地，第二控制面信令是待发送给第一基站的信令。例如，第二控制面信令指示第一基站需要执行的操作。可选地，第二控制面信令是核心网网元产生的信令。

第四控制报文包括第二控制面信令。也即是，第四控制报文和第三控制报文相比，控制面信令的内容保持不变。

示例性地，代理设备收到第三控制报文后，对第三控制报文中的报文头进行修改，并保持第三控制报文中的第二控制面信令不变，从而得到第四控制报文。

可选地，代理设备对第三控制报文的报文头中的源IP地址进行修改，得到第四控制报文。例如，第三控制报文中的源IP地址为核心网网元的IP地址，代理设备将第三控制报文中的源IP地址修改为代理设备自身的IP地址，得到第四控制报文。第四控制报文中的源IP地址为代理设备的IP地址。

可选地，上述发送给核心网网元的第二控制报文为请求报文，第二控制报文中的第一控制面信令为表示请求的信令。核心网网元后续发送的第三控制报文为针对第二控制报文的响应报文，第三控制报文中的第二控制面信令为针对第一控制面信令的应答信令。

在一种可能的实现中，代理设备根据与基站在历史时间段交互的报文的传输顺序号和流顺序号，对第三控制报文中的传输顺序号和流顺序号进行修改。以修改传输顺序号的过程为例，例如，第三控制报文包含核心网网元分配的传输顺序号，第三控制报文中的传输顺序号指示第三控制报文与核心网网元历史发给代理设备的报文之间的先后顺序。代理设备将第三控制报文中的传输顺序号修改为代理设备分配的传输顺序号，使得第四控制报文中的传输顺序号指示第四控制报文与代理设备历史发给基站的报文之间的先后顺序。修改流顺序号的过程与修改传输顺序号的过程基本同理。

在一些实施例中，在存在多个基站的情况下，当代理设备接收到核心网网元发送的NAS消息之后，代理设备利用NAS消息与基站之间的对应关系，将NAS消息转发至对应的基站。例如，核心网网元生成的上述第三控制报文包括目的方为第一终端的NAS消息。代理设备接收到第三控制报文后，基于NAS消息以及第一对应关系确定第一基站，将包含NAS消息的第四控制报文发送至第一基站。第一对应关系为NAS消息与第一基站之间的对应关系。第一基站接收到包含NAS消息的第四控制报文之后，将NAS消息转发至第一终端。

在一些实施例中，在跨站切换的场景下，代理设备会更新NAS消息与基站之间的对应关系。例如，第一终端原本位于第一基站所服务的小区中，第一终端接入了上述第一基站，第一终端发起的NAS消息经过第一基站转发至核心网，核心网发送给第一终端的NAS消息经过第一基站转发至第一终端。之后，第一终端从第一基站服务的小区移动至第二基站所服务的小区，第一终端重新接入第二基站。之后，第二基站生成切换消息，发送切换消息，切换消息指示第一终端接入的基站切换至第二基站。代理设备接收来自第二基站的切换消息。代理设备基于切换消息，将第一对应关系更新为第二对应关系，第二对应关系为NAS消息与第二基站之间的对应关系。

可选地，代理设备还实现了NG接口数据面本地分流的功能。具体地，代理设备将行业用户的业务数据转发到行业用户所在的区域网中的业务服务器，将个人用户的业务数据转发至核心网。其中，行业用户包括而不限于企业、校园、军用、公安、铁路、港口等。个人用户的业务数据例如是个人的电话、视频、上网等业务的数据。以转发第一业务报文的过程为例，例如，代理设备通过第一链路从第一基站接收到第一业务报文之后，代理设备识别第一业务报文中业务数据的类型。如果第一业务报文中业务数据的类型为行业用户的数据，代理设备向行业用户所在的局域网转发第一业务报文。之后，局域网边界处部署的路由器接收第一业务报文，将第一业务报文转发给局域网中的业务服务器。业务服务器基于第一业务报文进行业务处理。如果第一业务报文中业务数据的类型为个人用户的数据，代理设备通过第二链路向核心网网元转发第一业务报文。核心网网元接收第一业务报文，进行处理后转发至互联网。

可选地，代理设备根据业务标识来区分需要本地分流的业务数据以及无需本地分流的业务数据。业务标识包括而不限于终端所属的PLMN的标识、网络切片的标识(切片ID)、DNN或者五元组(如源地址或目的地址)等。以处理第一业务报文的过程为例，代理设备根据第一业务报文携带的业务标识，识别第一业务报文中业务数据的类型。

可选地，如果第一业务报文中业务数据的类型为个人用户的数据，代理设备不对业务报文进行修改，而是采用透明传输的方式，通过第二链路向核心网网元转发第一业务报文。如果第一业务报文中业务数据的类型为行业用户的数据，代理设备负责处理GTPU报文头。以处理第一业务报文的过程为例，例如，当代理设备从第一基站接收到第一业务报文后，代理设备剥离第一业务报文的GTPU报文头，得到第二业务报文；代理设备向行业用户所在的局域网发送第二业务报文。

在一些实施例中，代理设备能够自动获取基站开站所需的参数，从而免去手动配置参数带来的工作量。具体地，在代理设备和核心网网元之间部署CPE。CPE工作在桥接模式。代理设备从CPE获取核心网网元的IP地址以及代理设备的IP地址。代理设备向第一基站发送核心网网元的IP地址以及代理设备的IP地址。

在一些实施例中，代理设备通过DHCP流程获得IP地址。具体地，代理设备作为DHCP客户端，CPE作为DHCP服务端。代理设备生成DHCP请求报文，向CPE发送DHCP请求报文。CPE接收DHCP请求报文，生成DHCP响应报文，向代理设备发送DHCP响应报文。DHCP响应报文包括核心网网元的IP地址以及代理设备的IP地址。代理设备接收来自CPE的DHCP响应报文，从DHCP响应报文获得核心网网元的IP地址以及代理设备的IP地址。

下面结合一个实例，对上述图1所示方法举例说明。下述实例1以应用在NR的情况为例进行描述，此外该方法也适用于LTE。下述实例1中5G toB扩展板是对代理设备的举例说明。gNB是对基站的举例说明。5GC是对核心网网元的举例说明。包含控制面信令的SCTP报文、NAS消息、N1信令、承载信息是对控制报文或者控制报文中的信令的举例说明。园区网络是对行业用户所在的局域网的举例说明。面向企业(to business，toB)数据是对行业用户的数据的举例说明。面向个人(to customer，toC)数据是对个人用户的数据的举例说明。包含toB数据或者toC数据的GTPU报文是对业务报文的举例说明。

本实施例基于5G公网给5G toB小专网做回传，即插即用，支持园区业主DIY交付。

图2为本申请实施例提供的一种应用场景示意图。

图2示出的场景包括5GC、园区网络、gNB、5G模组和园区设备。gNB包括BBU和多个RRU。BBU中包含5G toB扩展板。传统方案中gNB直接连接5GC，图2所示，本实施例中gNB连接到5G toB扩展板，5G toB扩展板再连接到5GC，也就是5G toB扩展板串接在gNB和5GC之间。如图2所示，5G toB扩展板从gNB接收到业务报文(包含用户面数据，如toB数据)后，5G toB扩展板可以通过本地分流的功能，将业务报文转发至园区网络中的服务器。

5G toB扩展板从gNB接收到控制报文(包含控制面数据，即N2接口数据，如SIM卡开户和接入鉴权相关的数据)后，5G toB扩展板将控制报文转发至5GC中运营商的服务器。其余信令和数据可以本地闭环，简化回传要求。

本实施例共包含三部分内容。

一、在扩展单板实现NG接口控制面代理功能。

1.1、5G toB扩展板与gNB和5GC使用3GPP标准N2和N3接口。

5G toB扩展板采用NG接口控制面代理模式。5G toB扩展板作为SCTP server和SCTP client，5G toB扩展板完成控制面信令的转换。扩展板到gNB、扩展板到5GC都采用3GPP标准的NG接口控制面。

关于5G toB扩展板进行控制面信令转换的具体实现方式，当5G toB扩展板接收到包含控制面信令的SCTP报文时，5G toB扩展板对SCTP报文中的传输顺序号和SCTP报文中的流顺序号进行修改。并且，5G toB扩展板对SCTP报文中的源地址进行修改，5G toB扩展板将SCTP报文中的源地址从gNB的业务IP地址替换为扩展板的业务IP地址。此外，5G toB扩展板无需修改SCTP报文中控制面信令的内容，也即是保持控制面信令的内容不变。

图3是本实施例提供的一种信令流程图，如图3所示，gNB、5G toB扩展板、5GC参与的交互流程包括以下S31至S311。

S31、网络管理员在5G toB扩展板上配置业务IP、防火墙IP和网管IP。

业务IP是指5G toB扩展板提供业务时使用的5G toB扩展板自身的IP地址。防火墙IP是指5GC的IP地址。

S32、5G toB扩展板生成NG setup request。5G toB扩展板向5GC发送NG setuprequest。

S33、5GC接收NG setup request，针对NG setup request生成NG setupresponse。5GC发送NG setup response。5G toB扩展板接收NG setup response。

S34、5G toB扩展板和5GC通过交互，以完成5G toB扩展板上N2接口到5GC的N2接口之间链路的建立过程，并完成5G toB扩展板上N3接口到5GC的N3接口之间链路的建立过程。

S35、5G toB扩展板向gNB发送自开站配置。

S36、gNB生成NG setup request，gNB发送NG setup request。5G toB扩展板接收NG setup request。

S37、5G toB扩展板针对NG setup request生成NG setup response。5G toB扩展板向gNB发送NG setup response。

S39、gNB到5G toB扩展板通过交互，以完成gNB上N2接口到5G toB扩展板的N2接口之间链路的建立过程，并完成gNB上N3接口到5G toB扩展板的N3接口之间链路的建立过程。

S310、终端生成并发送包含N1信令的报文。

S311、5G toB扩展板截取报文中的净荷，重新封装转发。

在以上流程中，NG setup request、NG setup response、N2和N3建立都为3GPP标准信令流程。

在以上流程中，5G toB扩展板跟gNB和5GC分别完成标准的NG接口建立流程，从而让gNB和5GC不感知5G toB扩展板，从而实现NG接口控制面代理功能。

1.2、通过NG接口控制面代理，在扩展单板与5GC的链路断开后，gNB已接入用户保持正常。

在5GC、传输网络异常后，小区及已接入网络的终端保持正常运行，提升可靠性，降低对传输网络的可靠性要求。

具体算法为：5G toB扩展板到5GC的控制面链路异常中断时，由于gNB到5G toB扩展板的控制面链路保持正常，小区仍可保持激活，connect态的用户业务正常运行，不受影响。具体地，5G toB扩展板作为中间代理，gNB上看到的链路对端是5G toB扩展板，因此gNB和5G toB扩展板之间的链路保持正常，gNB就可以保持正常服务。其中，5G toB扩展板到5GC的控制面链路即为5G toB扩展板上NG接口到5GC上NG接口的链路。gNB到5G toB扩展板的控制面链路即为gNB上NG接口到扩展板上NG接口的链路。

图4是本申请实施例提供的一种链路断开场景的示意图。如图4所示，由于在5GC和gNB之间部署了5G toB扩展板，因此5G toB扩展板到5GC的控制面链路异常中断时，gNB上的控制面链路保持正常，5G toB园区网小区保持激活。

终端永不掉线：通过修改gNB上定时器配置，对长期无业务的终端切到inactive状态而不是idle态，inactive态到connect状态不依赖5GC可直接恢复业务，因此整个过程5GC不感知。具体地，对gNB上用户不活动定时器(User inactivity timer)的定时时长进行修改，例如将用户不活动定时器的定时时长从20秒改为0(代表不自动进入idle态)。图5示出了终端的状态切换示意图，如图5所示，如果终端长期无业务，终端会从connect状态切换为inactive状态，核心网不感知。如果终端有业务，则从inactive状态直接恢复为connect状态。

1.3、通过NG接口控制面代理，跨BBU切换5GC不感知，跨BBU切换不需要NG接口控制面信令。

在跨BBU切换的标准流程中，当终端从源gNB切换至目标gNB上时，目标gNB需要通知5GC发生了路径切换。具体地，目标gNB会向AMF发送NGAP路径切换请求消息(NGAP PATHSWITCH REQ)，AMF会向目标基站发送NGAP路径切换确认消息(NGAP PATH SWITCH REQACK)。跨BBU切换场景下的交互流程中仅PATH切换信令与5GC相关。因此，跨BBU切换场景下5GC不感知的关键是保证多个BBU的PATH相同。

本实施例通过主从BBU模式，从BBU的NG接口控制面信令汇聚到主BBU，主BBU完成NG控制面的代理，5GC只感知主BBU，而不感知从BBU，所以5GC认为PATH相同，从而避免了PATH切换信令。

主BBU实现NG控制面代理功能。对5GC而言主BBU为NG控制面的客户端，对从BBU而言主BBU是NG控制面的服务器。

主BBU实现5GC和从BBU之间NG控制面消息的转换，包括如下功能(1)至(3)。

(1)主BBU分发NAS消息，建立NAS消息与从BBU对应关系，主BBU需统一替换基站侧用户标识，防止用户标识的冲突。

NAS消息是终端和5GC之间的消息，gNB不解析NAS消息的内容。

当主BBU接收到终端发送的NAS消息后，主BBU将NAS消息转发至核心网中的AMF。其中，当接入至主基站的终端发送NAS消息后，主BBU能通过终端与主基站之间的链路接收到NAS消息。当接入至从基站的终端发送NAS消息后，从BBU能通过终端与从基站之间的链路接收到NAS消息，从BBU将接收到的NAS消息通过从BBU与主BBU之间的链路转发至主BBU。

在替换用户标识的时候，对于N2接口涉及到的信令，主BBU将信令携带的从BBU分配的用户标识替换为主BBU统一分配的用户标识。可选地，主BBU使用的替换后的用户标识是主BBU的扩展板与核心网进行协商从而得到的。

(2)建立承载时主BBU负责承载信息中IP地址的替换。

主BBU替换承载信息中IP地址的具体过程为，从BBU发送的承载信息的源IP地址为从BBU的IP地址。主BBU接收到从BBU的承载信息后，主BBU会将承载信息的源IP地址替换为主BBU的IP地址。之后，主BBU将替换了IP地址后的承载信息发送至核心网。

(3)跨BBU切换时，主BBU完成NAS消息与BBU对应关系的刷新(PATH切换在主BBU终结，维护)。

图6所示的架构是对部署主基站和N个从基站的场景的举例说明，主BBU为主基站中的BBU，从BBU为从基站中的BBU。BBU中的扩展板是对代理设备的举例说明，基站的其他部分，如RRU或AAU、天线等在图6中省略未示出。主BBU和从BBU中均包括主控单元、5G toB扩展板(图6中简写为扩展板，即代理设备)和基带单元。主BBU和每个从BBU通过传输网和5GC相连。主BBU的主控单元和5GC之间建立了NG-C(NG控制面)链路，主BBU中的主控单元和每个从BBU中的主控单元建立了NG-C链路。

二、本地分流功能

基于NG接口控制面代理，在扩展板实现ToB数据的NG接口用户面本地分流。

本地分流，是指在5G toB扩展板识别toC数据和toB数据。5G toB扩展板将toB数据转发到本地服务器，5G toB扩展板将toC数据透传到5GC。本实施例支持多种分流策略(包括但不限于PLMN/切片ID/DNN/IP五元组等)，5G toB扩展板与gNB和5GC通信时使用的接口都为3GPP标准N3接口。

其中，toB数据是指企业自己的数据，toC数据是指个人数据。

图7是本实施例提供的一种信令流程图。图7示出的信令流程的交互主体包括终端、gNB、5G toB扩展板、园区网络、传输网和5GC。图7示出的信令流程包括如下S41至S410。

S41、5G toB扩展板分别与gNB、5GC建立NG接口。

S42、终端发送NAS消息、接入认证消息，请求建立5G LAN承载。

S43、5G toB扩展板截取报文净荷，解析ASN1，获取上下行TEID。

当toB数据、toC数据通过一张网传输时，5G toB扩展板根据PLMN、DNN或者其他业务标识进行分流。

S44、当5G toB扩展板接收到包含toC数据的业务报文时，5G toB扩展板将toC数据透传至5GC。其中，5G toB扩展板根据GTPU报文头判断是否是ToC数据，而不会解析报文中净荷字段的内容。

S45、终端向gNB发送包含toB用户数据的业务报文。

S46、gNB向业务报文封装GTPU报文头，得到包含toB用户数据的GTPU报文。gNB通过N3接口将GTPU报文发送至5G toB扩展板。

S47、5G toB扩展板剥离GTPU报文头，得到业务报文。5G toB扩展板按照IP模式对业务报文进行NAT处理，将NAT处理后的业务报文发送至园区网络。

具体地，5G toB扩展板将业务报文中的目的IP地址从核心网分配的终端的IP地址替换为企业用户的IP地址。

其中，5G toB扩展板还会在IP模式下，完成IP表项和TEID表项学习；在5G LAN模式下，完成MAC表项和TEID表项的学习。TEID是控制面和用户面共同的用户标识，作用是完成控制面用户标识和用户IP的关联。

S48、园区网络将业务报文发送至5G toB扩展板。

S49、5G toB扩展板根据业务报文中的目的MAC地址或目的IP地址，找到对应终端会话。5G toB扩展板采用IP模式对业务报文进行NAT处理，向NAT处理后的业务报文封装GTPU报文头，得到GTPU报文。5G toB扩展板将GTPU报文发送至gNB。

S410、gNB接收GTPU报文，gNB剥离GTPU报文头，得到包含用户数据的业务报文，向终端发送包含用户数据的业务报文。

在上述流程中，5G toB扩展板通过PLMN/切片ID/DNN/IP五元组等业务标识，可以区分toC数据和toB数据。如果是toC数据，5G toB扩展板支持透传到5GC，不做任何处理。如果是toB数据，5G toB扩展板完成GTPU报文头的处理，在gNB到园区网络方向上，5G toB扩展板剥离GTPU报文头；在园区网络到gNB方向上，5G toB扩展板根据用户标识封装GTPU报文头。

其中，GTPU报文头是gNB和5GC之间通信协议的报文头。GTPU是在携带toB数据的IP报文的外层封装的一层协议。因此，5G toB扩展板在将toB数据发送到企业网络之前，5GtoB扩展板会剥离GTPU头。反之，在5G toB扩展板将toB数据从企业网络转发到gNB之前，5GtoB扩展板会封装GTPU头。

PLMN/切片ID/DNN/IP五元组等均是GTPU报文头中携带的标识，通过这些标识能够区分不同用户的GTPU报文。

三、5G toB扩展板免配置开通

在使用无线自回传方式时，5G toB扩展板可以实现免配置开通，从而简化开通过程。

其中，无线自回传，是指通过无线公网作为专网的回传通道，一般情况下专网设备连接到CPE，CPE接入无线公网。免配置开通，是指不需要在5G toB扩展板上人工配置源IP地址和5GC的IP地址。

免配置开通的流程基于CPE自动上线和桥接(Bridge)模式。免配置开通的流程包括以下步骤(1)至步骤(5)。

步骤(1)回传CPE上安装指定SIM卡。

该指定SIM卡在开户时配置了特殊DNN，其他跟普通SIM卡相同。

步骤(2)CPE开机以后，通过3GPP标准流程，根据DNN配置，获得DNS地址(5GC IP地址)和CPE业务IP地址。

其中，CPE获取5GC IP地址和CPE业务IP地址的过程采用3GPP标准流程，而不是DHCP流程。

步骤(3)5G toB扩展板通过DHCP从CPE获得IP业务地址和5GC IP地址。

具体地，CPE作为DHCP服务器，5G toB扩展板作为DHCP客户端，5G toB扩展板向CPE发起DHCP请求，5G toB扩展板从CPE返回的DHCP响应获得IP业务地址和5GC IP地址。

5G toB扩展板获得的IP业务地址用于在后续报文转发流程中充当报文的源地址，5G toB扩展板获得的5GC IP地址用于在后续报文转发流程中充当报文的目的地址。

步骤(4)CPE工作于Bridge模式，负责将接收到的5GC数据透传给5G toB扩展板，以及将接收到的5G toB扩展板数据透传给5GC。

步骤(5)5G toB扩展板与5GC建立NG接口控制面链路，完成自开站流程。

图8是本实施例提供的一种网络部署场景的示意图。如图8所示，园区网络中部署有5G专网基站(即gNB)和CPE，专网基站中设有5G toB扩展板。CPE部署在5G toB扩展板和5GC之间，CPE用于提供5G toB扩展板和5GC之间的无线传输。

5G toB扩展板针对园区终端的不同数据采用不同的转发策略。当5G toB扩展板接收到园区终端的控制面数据(如NAS消息或者其他信令)时，5G toB扩展板会将控制面数据发送给CPE，CPE会将控制面数据转发至公网中的5GC。当5G toB扩展板接收到园区终端的用户面数据时，5G toB扩展板会将用户面数据转发至园区网络。当5G toB扩展板接收到园区终端的运维管理面数据时，5G toB扩展板会本地处理运维管理面数据。

下面对上述实例1的技术效果进行介绍，参见下述(1)至(5)。

(1)5G toB扩展板与gNB和5GC使用3GPP标准N2和N3接口，gNB和5GC不感知5G toB扩展板，都不涉及修改。因此，5G toB扩展板实现NG接口代理模式。

(2)5G toB扩展板实现NG接口代理模式，从而可以在扩展单板与5GC的链路断开后，gNB支持已接入用户保持正常。

(3)5G toB扩展板实现NG接口代理模式，跨BBU切换5GC不感知，跨BBU切换不需要NG接口控制面信令，从而减少基站和核心网之间的信令，在基站和核心网之间的传输异常中断时，不依赖核心网也可以实现跨BBU的切换。

(4)5G toB扩展板实现NG接口代理模式，实现ToB数据的NG接口用户面本地分流，从而实现企业业务不出企业园区，保证企业的数据安全。

(5)在使用无线自回传方式时，5G toB扩展板可以实现免配置开通。

总结上述实例1的方案可见，上述实例1达到的效果包括而不限于下述(1)至(3)。

(1)5G toB扩展板与gNB和5GC使用3GPP标准N2和N3接口，并且不涉及N4接口，因此本方案非传统的UPF下沉功能。

(2)由于不涉及N4接口，5G toB扩展板不涉及与5GC的信令交互，可以跟5GC解耦。

(3)由于使用标准的N2和N3接口、代理模式，可以实现“与5GC的链路断开后已接入用户保持正常”，以及“跨BBU切换5GC不感知”。

上述实例1以应用在NR系统为例进行描述。可替代地，该实例同样可以应用在LTE系统中，此时上述实例1中的NG接口替换为LTE系统中的S1接口。

图9是本申请实施例提供的一种代理设备700的结构示意图，代理设备700包括接收单元701、处理单元702和发送单元703。接收单元701用于支持代理设备700执行S102。处理单元702用于支持代理设备700执行S103。发送单元703用于支持代理设备700执行S104。

可选地，接收单元701，还用于在S36中接收基站(gNB)发送的NG setup request；处理单元702，还用于在S37中生成NG setup response；发送单元703，还用于在S37中发送NG setup response。

可选地，处理单元702，还用于在S32中生成NG setup request；发送单元703，还用于在S32中发送NG setup request；接收单元701，还用于在S33中接收NG setup response。

可选地，接收单元701，还用于通过第二链路接收来自核心网网元的第三控制报文；处理单元702，还用于基于第三控制报文生成第四控制报文；发送单元703，还用于通过第一链路向第一基站发送第四控制报文。

可选地，第三控制报文包括NAS消息，处理单元702，还用于基于NAS消息以及第一对应关系确定第一基站。

可选地，接收单元701，还用于接收来自第二基站的切换消息，切换消息指示第一终端接入的基站从第一基站切换至第二基站，第一终端为第一控制报文中NAS消息的发起方或者目的方；

处理单元702，还用于将第一对应关系更新为第二对应关系，第二对应关系为NAS消息与第二基站之间的对应关系。

可选地，接收单元701，还用于接收第一业务报文，例如S45中的toB数据或者S44中的toC数据。发送单元703，还用于如果第一业务报文中业务数据的类型为行业用户的数据，执行S47；如果第一业务报文中业务数据的类型为个人用户的数据，执行S44中透传数据的步骤。

可选地，处理单元702，还用于根据第一业务报文携带的业务标识，识别第一业务报文中业务数据的类型，业务标识包括公众陆地移动通信网络PLMN的标识、网络切片的标识、数据网络名DNN或者五元组中至少一项。

可选地，第一控制报文是第一基站从第三基站接收到的，第三基站为第一基站的从基站，处理单元702，用于将第一控制报文的源网际协议IP地址从第三基站的IP地址替换为第一基站的IP地址。

可选地，第一控制报文是第一基站从第三基站接收到的，第三基站为第一基站的从基站，第一控制报文包括第三基站为第一终端分配的用户标识，处理单元702，用于将第一控制报文携带的用户标识替换为第一基站为第一终端分配的用户标识。

可选地，接收单元701，还用于从客户前置设备CPE获取核心网网元的IP地址以及代理设备的IP地址，CPE部署在代理设备和核心网网元之间，CPE工作在桥接模式；发送单元703，还用于向第一基站发送核心网网元的IP地址以及代理设备的IP地址。

可选地，处理单元702，用于生成动态主机配置协议DHCP请求报文；接收单元701，用于接收来自CPE的DHCP响应报文，DHCP响应报文包括核心网网元的IP地址以及代理设备的IP地址。

需要说明的是：上述实施例提供的代理设备700在转发报文时，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，即将代理设备700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，上述实施例提供的代理设备700与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。

图10是本申请实施例提供的一种代理设备800的结构示意图。代理设备800包括至少一个处理器801、存储器802以及至少一个网络接口803。

处理器801例如是通用中央处理器(central processing unit，CPU)、网络处理器(network processer，NP)、图形处理器(graphics processing unit，GPU)、神经网络处理器(neural-network processing units，NPU)、数据处理单元(data processing unit，DPU)、微处理器或者一个或多个用于实现本申请方案的集成电路。例如，处理器801包括专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD)或其组合。PLD例如是复杂可编程逻辑器件(complexprogrammable logic device，CPLD)、现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gatearray，FPGA)、通用阵列逻辑(generic array logic，GAL)或其任意组合。

存储器802例如是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其它类型的静态存储设备，又如是随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其它类型的动态存储设备，又如是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only Memory，EEPROM)、只读光盘(compactdisc read-only memory，CD-ROM)或其它光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其它磁存储设备，或者是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其它介质，但不限于此。可选地，存储器802独立存在，并通过内部连接804与处理器801相连接。或者，可选地存储器802和处理器801集成在一起。

网络接口803使用任何收发器一类的装置，用于与其它设备或通信网络通信。网络接口803例如包括有线网络接口或者无线网络接口中的至少一项。其中，有线网络接口例如为以太网接口。以太网接口例如是光接口，电接口或其组合。无线网络接口例如为无线局域网(wireless local area networks，WLAN)接口，蜂窝网络网络接口或其组合等。

在一些实施例中，处理器801包括一个或多个CPU，如附图10中所示的CPU0和CPU1。

在一些实施例中，代理设备800可选地包括多个处理器，如附图10中所示的处理器801和处理器805。这些处理器中的每一个例如是一个单核处理器(single-CPU)，又如是一个多核处理器(multi-CPU)。这里的处理器可选地指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(如计算机程序指令)的处理核。

在一些实施例中，代理设备800还包括内部连接804。处理器801、存储器802以及至少一个网络接口803通过内部连接804连接。内部连接804包括通路，在上述组件之间传送信息。可选地，内部连接804是单板或总线。可选地，内部连接804分为地址总线、数据总线、控制总线等。

在一些实施例中，代理设备800还包括输入输出接口806。输入输出接口806连接到内部连接804上。

可选地，处理器801通过读取存储器802中保存的程序代码810实现上述实施例中的方法，或者，处理器801通过内部存储的程序代码实现上述实施例中的方法。在处理器801通过读取存储器802中保存的程序代码810实现上述实施例中的方法的情况下，存储器802中保存实现本申请实施例提供的方法的程序代码。

处理器801实现上述功能的更多细节请参考前面各个方法实施例中的描述，在这里不再重复。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分可互相参考，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

A参考B，指的是A与B相同或者A为B的简单变形。

本申请实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。例如，第一链路和第二链路用于区别不同的链路，而不是用于描述链路的特定顺序，也不能理解为第一链路比第二链路更重要。

本申请实施例，除非另有说明，“至少一个”的含义是指一个或多个，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个基站是指两个或两个以上的基站。

上述实施例可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例描述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种报文转发方法，其特征在于，所述方法包括：

代理设备通过第一链路从第一基站接收第一控制报文，所述代理设备部署在所述第一基站与核心网网元之间，所述第一链路为所述代理设备上NG接口与所述第一基站上NG接口之间的链路，所述第一控制报文包括基于NG接口传输的第一控制面信令；

所述代理设备基于所述第一控制报文生成第二控制报文，所述第二控制报文包括所述第一控制面信令；

所述代理设备通过第二链路向所述核心网网元发送所述第二控制报文，所述第二链路为所述代理设备上NG接口与所述核心网网元上NG接口之间的链路。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述代理设备通过第一链路从第一基站接收第一控制报文之前，所述方法还包括：

所述代理设备接收来自所述第一基站的第一NG建立请求，所述第一NG建立请求用于请求建立所述第一链路；

所述代理设备生成第一NG建立响应，所述第一NG建立响应表示所述第一链路建立成功；

所述代理设备向所述第一基站发送所述第一NG建立响应。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述代理设备通过第二链路向核心网网元发送所述第二控制报文之前，所述方法还包括：

所述代理设备生成第二NG建立请求，所述第二NG建立请求用于请求建立所述第二链路；

所述代理设备向所述核心网网元发送所述第二NG建立请求；

所述代理设备接收来自所述核心网网元的第二NG建立响应，所述第二NG建立响应表示所述第二链路建立成功。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述代理设备通过所述第二链路接收来自所述核心网网元的第三控制报文，所述第三控制报文包括基于NG接口传输的第二控制面信令；

所述代理设备基于所述第三控制报文生成第四控制报文，所述第四控制报文包括所述第二控制面信令；

所述代理设备通过所述第一链路向所述第一基站发送所述第四控制报文。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第三控制报文包括非接入层NAS消息，所述代理设备通过所述第一链路向所述第一基站发送所述第四控制报文之前，所述方法还包括：

所述代理设备基于所述NAS消息以及第一对应关系确定所述第一基站，所述第一对应关系为所述NAS消息与所述第一基站之间的对应关系。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述代理设备接收来自所述第二基站的切换消息，所述切换消息指示第一终端接入的基站从所述第一基站切换至所述第二基站，所述第一终端为所述第一控制报文中NAS消息的发起方或者目的方；

所述代理设备将所述第一对应关系更新为第二对应关系，所述第二对应关系为所述NAS消息与所述第二基站之间的对应关系。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述代理设备通过所述第一链路从所述第一基站接收第一业务报文；

如果所述第一业务报文中业务数据的类型为行业用户的数据，所述代理设备向所述行业用户所在的局域网转发所述第一业务报文；

如果所述第一业务报文中业务数据的类型为个人用户的数据，所述代理设备通过所述第二链路向所述核心网网元转发所述第一业务报文。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述代理设备通过所述第一链路从第一基站接收第一业务报文之后，所述方法还包括：

所述代理设备根据所述第一业务报文携带的业务标识，识别所述第一业务报文中业务数据的类型，所述业务标识包括公众陆地移动通信网络PLMN的标识、网络切片的标识、数据网络名DNN或者五元组中至少一项。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述代理设备通过所述第二链路向所述核心网网元转发所述第一业务报文，包括：

所述代理设备采用透明传输的方式，通过所述第二链路向所述核心网网元转发所述第一业务报文。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一业务报文包括用户面的通用分组无线服务隧道协议GTPU报文头，所述代理设备向所述行业用户所在的局域网转发所述第一业务报文，包括：

所述代理设备剥离所述第一业务报文的GTPU报文头，得到第二业务报文；

所述代理设备向所述行业用户所在的局域网发送所述第二业务报文。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一控制报文是所述第一基站从第三基站接收到的，所述第三基站为所述第一基站的从基站，所述代理设备基于所述第一控制报文生成第二控制报文，包括：

所述代理设备将所述第一控制报文的源网际协议IP地址从所述第三基站的IP地址替换为所述第一基站的IP地址。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一控制报文是所述第一基站从第三基站接收到的，所述第三基站为所述第一基站的从基站，所述第一控制报文包括所述第三基站为第一终端分配的用户标识，所述代理设备基于所述第一控制报文生成第二控制报文，包括：

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述代理设备通过第一链路从第一基站接收第一控制报文之前，所述方法还包括：

所述代理设备从客户前置设备CPE获取所述核心网网元的IP地址以及所述代理设备的IP地址，所述CPE部署在所述代理设备和所述核心网网元之间，所述CPE工作在桥接模式；

所述代理设备向所述第一基站发送所述核心网网元的IP地址以及所述代理设备的IP地址。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述代理设备从CPE获取所述核心网网元的IP地址以及所述代理设备的IP地址，包括：

所述代理设备生成动态主机配置协议DHCP请求报文；

所述代理设备接收来自所述CPE的DHCP响应报文，所述DHCP响应报文包括所述核心网网元的IP地址以及所述代理设备的IP地址。

15.一种代理设备，其特征在于，所述代理设备包括：

16.一种代理设备，其特征在于，所述代理设备包括：处理器，所述处理器与存储器耦合，所述存储器中存储有至少一条计算机程序指令，所述至少一条计算机程序指令由所述处理器加载并执行，以使所述代理设备实现权利要求1-14中任一项所述的方法。

17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至权利要求14中任一项所述的方法。

18.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机程序指令，当所述计算机程序指令被计算机加载并运行时，使得所述计算机执行权利要求1至14中任一项所述的方法。