一种基于PCF的用户优先级策略统一下发方法与流程

本发明用于5g通信领域，特别用于区分用户优先级的数据传输业务，具体涉及一种基于pcf的用户优先级策略统一下发方法。

背景技术：

1、tos：tos是ipv4报文头部的一个字节，用于表示ip报文的服务类型。tos值不同，则ip报文在网络中转发的优先级也不同。根据ipv4报文头的定义，tos可以定义8个优先级。

2、dscp：dscp重新命名了ipv4报文头中tos使用的那个字节以及ipv6报文头部的trafficclass字节，其作用与ipv4报文头中的tos一样，也是为了在网络中提供不同优先级的网络传输服务。

3、pccrule：3gpp 29.512协议中定义的用于策略与计费控制规则的信元。该信元通常包含服务数据流检查信息、策略控制信息、计费相关信息三大类信息。

4、flowinfomation：3gpp 29.512协议中定义的pccrule信元中包含的数据结构，该结构用于存储数据流过滤器相关的信息，可以在三层网络或四层网络中匹配符合过滤条件的数据流。

5、transport level marking:3gpp 29.244协议中定义的信元，用于表示数据包传输的优先级，该信元在pfcp报文的far中，用于upf给数据包打dscp标签所用。

6、sdf filter：3gpp 29.244协议中定义的信元，该信元在pfcp报文的pdi中，根据sdf中定义的过滤器，upf可以匹配到符合条件的数据包进行处理。

7、在5g核心网中，pcf负责策略下发的功能，udm负责维护用户签约数据，smf负责会话管理功能，upf负责数据处理业务。对于不同的用户，通过配置，可以实现不同的数据服务质量。在网络层，通过配置ip报文头部dscp标签的内容，可以使得数据包被路由器以一定的优先级进行转发，从而实现优先传输携带高优先级dscp的ip数据包。在5g核心网中，pcf、upf、smf可以根据这一原理协同配合，从而实现针对用户组的区分优先级服务。在pcf中，将用户和用户组绑定，并将用户组和配置了dscp值的规则进行绑定，经由smf转译成pdr并传递给upf，upf便可以从pdr中获取dscp，对规则限定的流进行打dscp标签的操作。根据协议描述，该dscp标签需要由控制面的smf进行配置。然而在现有协议中，并没有明确在pcf的smpolicydecision消息中定义dscp相关的数据结构。这就导致了pcf无法针对特定的用户组统一下发携带优先级信息的规则。为了解决这个问题，有必要设计一种由pcf统一下发先级策略的机制。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有技术存在的问题，提出了一种基于pcf的用户优先级策略统一下发方法。

2、本发采用的技术方案为：

3、一种基于pcf的用户优先级策略统一下发方法，包括以下步骤：

4、步骤1：会话建立之前，在pcf侧配置流过滤器，流过滤器包含数据流的起始地址的ip和端口号以及目标地址的ip和端口号，并对数据流采取的行为以及数据流ip报文头部的dscp值进行配置，然后将配置信息和对应的用户或用户组进行绑定；

5、步骤2：ue发起会话建立请求，经由amf转发至smf；smf收到用户建立会话的请求之后，向pcf发送策略关联请求消息，请求中携带用户身份相关的信息；

6、步骤3：pcf根据获得的用户身份信息，向udm请求获取用户签约信息，根据用户签约信息对发送会话请求的用户进行认证和策略判定，然后根据用户身份信息查询本地配置，识别用户所在的用户组以及绑定的本地配置信息，获取每条规则中所有的流过滤器信息，填充flowinformation结构中的flowdescription、packfiltid和flowdirection，并添加到flowinfos列表中，然后填入smpolicydecision中返回smf；其中，flowdescription为协议中用于描述流过滤器过滤条件的信元，packfiltid为flowinfomation的id标识的标准协议字段，flowdirection为表明过滤器方向的标准协议字段，包括上行、下行以及双向三种不同的方向，flowinfos为flowinformation数组，smpolicydecision为协议中用于向smf返回pcf所配置的策略信息的报文结构；

7、步骤4：smf收到pcf回应后，解析smpolicydecision，从中得到flowinfos数组，同时得到flowdscp；对于每一条规则，执行步骤5，直到所有规则均被处理之后，向upf发送pfcp session establishment request；pfcp session establishment request为协议中smf向upf发送会话建立请求消息的报文，报文中包含多个过滤规则单元pdr以及与pdr相关联的转发行为单元far，进入步骤6；

8、步骤5：smf解析规则中的flowinformation结构，获取结构中配置的流过滤器信息，若流过滤器为上行过滤器，则根据flowdescription中的过滤条件信息填充上行pdr中的sdf filter信元，并将flowdscp的内容填充至过滤规则单元pdr关联的上行far的transport level marking字段中；若过滤器为下行数据包过滤器，则填充过滤条件到下行pdr中的sdf filter信元，并将flowdscp的内容填充至pdr关联的下行far的transportlevel marking字段中；若过滤器为双向数据包过滤器，则在上行和下行pdr中均填充过滤条件到sdf filter信元，并将flowdscp分别填充到对应的上行和下行far中；smf将生成的pdr和far填入pfcp会话建立请求消息中发送至upf；其中，transport level marking为协议字段，用于在过滤到的ip报文头部打dscp标签；

9、步骤6：upf收到pfcp会话建立请求信息之后，从信息中获取pdr信息，并存储在本地。

10、进一步的，步骤3具体过程为：

11、步骤301：pcf从smf发来的策略关联请求中获取用户身份相关的信息，根据用户信息查询用户或用户组所绑定的本地规则，每条规则中有多个数据流过滤器，pcf将所有规则维持在一个待处理列表pcc rule中；

12、步骤302：判断待处理规则列表是否遍历完成，若已经完成，则结束本地规则处理过程，执行步骤308；若未完成，则继续进行步骤303；

13、步骤303：从待处理列表中取出一条规则，从中获取所有的流过滤器信息，并放入流过滤器列表中；

14、步骤304：判断待处理的流过滤器列表是否遍历完成，若遍历完成，则对应规则中的数据流过滤器已经处理完成，返回步骤302；否则，执行步骤305；

15、步骤305：从待处理的流过滤器列表中取出一条流过滤器信息，pcf提取流过滤器信息，填充flowinformation结构中的flowdescription、packfiltid和flowdirection信息，并添加到flowinfos列表中；

16、步骤306：判断pcf本地配置中是否对流过滤器配置dscp，若未配置，则将flowdscp字段置空，跳转到步骤304；否则，执行步骤307；

17、步骤307：将本地配置的dscp值填充到flowdscp中去，跳转到步骤304；

18、步骤308：完成对本地规则的处理之后，pcf将包括pcc rule在内的所有策略数据信息填入到smpolicydecision中，并传到smf。

19、本方案具有如下有益的技术效果：

20、本发明提供的基于pcf的用户级优先级策略统一下发机制，在需要差分数据服务的场景下，在原有3gpp协议的基础上，通过增加信元，使得同一用户级别的用户可以在pcf中统一配置dscp标签信息。这样，一方面，使得smf专注于会话管理功能，无需额外配置用户相关的策略信息。另一方面，使得pcf可以灵活的绑定用户信息和优先级信息，统一的下发用户级的优先级策略。