一种基于5G的柔性数据业务控制系统及其引流方法与流程

本发明涉及5g数据业务，具体来说是一种基于5g的柔性数据业务控制系统及其引流方法。

背景技术：

1、当前5g核心网网元功能和流程都已经标准化、透明化，光凭核心网网元的特性或运营商策略无法做到精细化的数据业务引导，在成熟的5g架构之下，缺乏采取相对灵活易于部署的方案，既不影响5g核心网的正常业务流程和用户上网体验，又能满足精细化数据业务引导的需求的系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能有效地管理数据业务流量，提高数据业务控制效率，实现对5g上网数据业务流量的精细化引导的系统以及采用该系统的引流方法。

2、为了实现上述目的，设计一种基于5g的柔性数据业务控制系统，包括流量控制设备和用户面代理设备，所述流量控制设备串接在核心网控制面接口，对于匹配流量引导策略的信令报文，在执行数据业务流量引导时，系统会实施信令会话管道的修改，并向用户面代理设备同步管道映射关系，所述用户面代理设备部署在网络中，具备与网元设备的路由通路，根据管道映射关系将数据报文的管道和路由信息转换成原始报文，并重新路由至真实网元。

3、本发明还具有如下优选的技术方案：

4、1. 所述流量控制设备串接在n4信令链路上，负责执行引流规则过滤，修改原始信令中的u面承载f-teid，把用户面流量引流到用户面代理设备。

5、2. 所述流量控制设备中用于执行引流规则的信令引流板模块包括接入层，负责串接的原始信令接入和解析，和多接口信令关联；处理层，完成引流功能实现；接口层，接口层提供spc设备的所有对外接口。

6、3. 所述处理层包括一下模块：策略匹配模块，负责引流规则的维护和匹配，对全部信令匹配引流规则；引流信令构造模块，修改命中引流规则的n4信令，将隧道信息映射到引流的u面代理板，并构造下线信令；路由还原模块，离开引流区域时还原路由，删除引流规则时还原路由；命中统计模块，对命中引流策略的数据做统计和日志，生成运维所需数据。

7、4. 所述用户面代理设备部署在引流后的用户面链路上，负责将引流后的上下行u面流量中的承载f-teid还原，并发给对端核心网用户面网元。

8、5. 所述用户面代理设备包括接入层，负责串接的u面数据接入和gtpu解析，当接入数据混有非gtpu数据时，用户面代理板直接原样转发这些数据回到链路中；处理层，配合信令引流板，完成引流功能；接口层，提供upp设备的所有对外接口。

9、6. 所述处理层包括一下模块：流量控制设备策略匹配模块：按约定接口对接信令引流板、接收、存储，和匹配查询引流用户的隧道映射信息策略；u面隧道维护和映射模块：维护根据信令引流组件发来的引流用户u面隧道映射信息，并根据映射信息修改引流的用户面隧道细细，并发回线上。

10、还设计一种采用该系统的引流方法，方法具体如下：

11、s1. smf向upf发送请求建立pdu会话的消息，经由spc透传处理；

12、s2. upf响应请求，发送带upf侧n3 f-teid的消息给smf，先发送至流量控制设备；

13、s3. 流量控制设备修改响应消息，将n3 f-teid更改为spc分配的f-teid'并发给smf；

14、s4. smf收到响应消息，通知amf; amf向gnb发送消息，携带n3 f-teid'，至此上行通道引流过程完成；

15、s5. gnb回复携带其n3 f-teid的消息给amf；

16、s6. ue首次发出上行数据，使用n3 f-teid'进行路由，实现上行数据的引流；

17、s7. 用户面代理设备收到数据，将f-teid'还原为f-teid发送给upf;

18、s8. amf向smf发送消息，携带gnb侧n3 f-teid;

19、s9. smf向upf发送修改消息，先到达流量控制设备，携带n3 f-teid;

20、s10. 流量控制设备修改消息，将n3 f-teid更改为spc分配的f-teid'并发给upf，完成下行通道引流;

21、s11. upf回复修改响应消息给smf，流量控制设备（spc）将携带的f-teid修改为f-teid'；

22、s12. smf回复更新响应消息给amf;

23、s13. ue首次发出下行数据，使用n3 f-teid'进行路由；

24、s14. 用户面代理设备修改f-teid'为f-teid并发送给gnb, gnb再发送给ue。

25、本发明同现有技术相比，其优点在于：

26、1.系统部署方便且灵活；

27、2.不影响核心网工作流程；

28、3.支持多种精细化的引流规则，包括imsi、手机号、设备号、dnn、小区号和切片；

29、4.流量引导方案可以节省客户的后端业务建设成本。

技术特征：

1.一种基于5g的柔性数据业务控制系统，其特征在于包括流量控制设备和用户面代理设备，所述流量控制设备串接在核心网控制面接口，对于匹配流量引导策略的信令报文，在执行数据业务流量引导时，系统会实施信令会话管道的修改，并向用户面代理设备同步管道映射关系，所述用户面代理设备部署在网络中，具备与网元设备的路由通路，根据管道映射关系将数据报文的管道和路由信息转换成原始报文，并重新路由至真实网元。

2.如权利要求1所述的一种基于5g的柔性数据业务控制系统，其特征在于所述流量控制设备串接在n4信令链路上，负责执行引流规则过滤，修改原始信令中的u面承载f-teid，把用户面流量引流到用户面代理设备。

3.如权利要求2所述的一种基于5g的柔性数据业务控制系统，其特征在于所述流量控制设备中用于执行引流规则的信令引流板模块包括

4.如权利要求3所述的一种基于5g的柔性数据业务控制系统，其特征在于所述处理层包括一下模块：

5.如权利要求1所述的一种基于5g的柔性数据业务控制系统，其特征在于所述用户面代理设备部署在引流后的用户面链路上，负责将引流后的上下行u面流量中的承载f-teid还原，并发给对端核心网用户面网元。

6.如权利要求5所述的一种基于5g的柔性数据业务控制系统，其特征在于所述用户面代理设备包括

7.如权利要求6所述的一种基于5g的柔性数据业务控制系统，其特征在于所述处理层包括一下模块：

8.一种采用如权利要求1-7任一所述柔性数据业务控制系统的引流方法，其特征在于方法具体如下：

技术总结
本发明涉及5G数据业务技术领域，具体来说是一种基于5G的柔性数据业务控制系统及其引流方法，包括流量控制设备和用户面代理设备，所述流量控制设备串接在核心网控制面接口，对于匹配流量引导策略的信令报文，在执行数据业务流量引导时，系统会实施信令会话管道的修改，并向用户面代理设备同步管道映射关系，所述用户面代理设备部署在网络中，具备与网元设备的路由通路，根据管道映射关系将数据报文的管道和路由信息转换成原始报文。本发明优点在于：系统部署方便且灵活；不影响核心网工作流程；支持多种精细化的引流规则，包括IMSI、手机号、设备号、DNN、小区号和切片；流量引导方案可以节省客户的后端业务建设成本。

技术研发人员：马猛
受保护的技术使用者：上海恒为智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13