一种基于节点编号选择用户面功能UPF的方法技术

本发明专利技术提供一种基于节点编号选择用户面功能UPF的方法，在UPF的NodeID中插入位置信息的代号，将用户终端UE的位置信息与UPF的NodeID中的位置信息进行匹配，从一个或多个UPF中指定匹配度最高的UPF连接终端，指定接入的UPF地理位置距离UE最近，避免了传统方法中接入较远UPF而产生延时较多的问题。本发明专利技术中使用十六进制的数字代号代表位置信息，方便SMF对位置信息的匹配，没有占用过多的空间，技术实现简单。

A method of selecting user interface function UPF based on node number

【技术实现步骤摘要】
一种基于节点编号选择用户面功能UPF的方法
本专利技术涉及移动通信领域，特别涉及一种基于节点编号选择用户面功能UPF的方法。
技术介绍
目前，第五代移动通信技术(5th-generation，简称5G)正处于蓬勃发展的时期，5G无线通信核心网络包括以下功能：用户面功能(UserPlaneFunction，简称UPF)，是协议数据单元(ProtocolDataUnit，简称PDU)的数据网络互连的会话点，具有分组路由、转发以及对分组数据的策略执行的功能。接入和移动性管理功能(AccessandMobilityManagementFunction，简称AMF)，提供注册管理、连接管理、可达性管理和流动性管理功能，在用户终端UE注册时收集用户信息和验证用户身份。会话管理功能(SessionManagementFunction，简称SMF)，提供会话管理功能、策略控制功能、UPF的选择和控制功能，可以从AMF上下载所需要的用户信息。用户终端UE需要通过无线接入网(RAN)接入5G核心网的用户面功能UPF，这样才能访问数据网络(DataNetwork)。数据连接中最重要的就是UPF的选择和接入5G核心网。用户终端UE接入5G核心网后选择UPF的方式有很多，最常用的方法是当前核心网的网元SMF获取它管理的一个或多个UPF的当前负载信息，从一个或多个UPF中指定一个UPF接入5G核心网，与UE之间建立通信路径。此外，接入网或无线接入网(下文用(R)AN表示)通过N2消息和N11消息与SMF通信，N2消息携带(R)AN的ID、地理位置等等信息并传递给SMF。网元SMF控制着UPF的选择和接入。SMF管理着一个或多个UPF，每个UPF都有自己对应的节点编号NodeID。SMF获取一个或多个UPF的负载信息，指定一个负载较低的UPF接入，UE可以通过IP地址访问与UPF连接。这种方式可能会使用户终端UE连接到地理位置距离较远的UPF，提高了数据传输时延。在目前的5G核心网架构中，控制平面功能(ControlPlaneFunction，简称CPF)(包含SMF网元)管理着一个或多个UPF。CPF并没有根据地理位置来标识所有的UPF，而是简单地以数字进行标识。因此，CPF根据负载均衡策略从所述一个或多个UPF中指定接入的UPF的地理位置可能会距离UE比较远，用户的数据传输时延较高，不满足部分用户对低时延的要求。
技术实现思路
在5G核心网架构中，用户面功能(UPF)和用户终端(UE)地理位置的距离决定了UE数据传输的时延。因此，二者的地理位置距离越近，数据传输所产生的时延就越小，用户的体验会越好。有鉴于此，本专利技术提供一种基于节点编号选择用户面功能UPF的方法，包括以下步骤：步骤S0、在用户面功能UPF的节点编号中插入其位置信息，在部署接入网时配置其位置信息到cellid；步骤S1、AMF发送接入网的位置信息及用户终端UE的基本信息给会话管理功能SMF；步骤S2、会话管理功能SMF选择与用户终端UE地理位置最近的用户面功能UPF，并建立所述地理位置最近的用户面功能UPF与用户终端UE的通信路径。作为上述步骤S2的一种实施方式，具体包括以下步骤：步骤S201、会话管理功能SMF根据接入网的位置信息，与用户面功能UPF的位置信息进行匹配，找到与接入网地理位置最近的用户面功能UPF；步骤S202、建立用户终端UE与所述地理位置最近的用户面功能UPF的通信路径。优选的，接入网的位置信息即为用户终端UE的位置信息。作为上述步骤S1的一种实施方式，具体包括以下步骤：步骤S101、用户终端UE向接入网发送会话建立请求；步骤S102、接入网转发用户终端UE的会话建立请求给接入和移动性管理功能AMF；步骤S103、接入和移动性管理功能AMF将用户终端的会话建立请求和接入网的位置信息给发送会话管理功能SMF。优选的，所述的用户面功能UPF的位置信息和所述的接入网的位置信息是以十六进制的数字代号进行定义、存储和传递的。优选的，对所述的用户面功能UPF的位置信息和所述的接入网的位置信息的匹配步骤如下：步骤S301、会话管理功能SMF将接入网位置信息的前两位数字代号与至少一个用户面功能UPF的位置信息的前两位数字代号进行比较，选出与接入网位置信息的前两位数字代号相同的用户面功能UPF，得到第一次匹配结果；步骤S302、将接入网位置信息的第三位数字代号与第一次匹配结果中的用户面功能UPF进行比较，选出与接入网位置信息的第三位数字代号相同的用户面功能UPF，得到第二次匹配结果；步骤S303、依次对接入网位置信息的数字代号逐位比较，直到完成接入网位置信息的最后一位数字代号，选出与接入网位置信息的最后一位数字代号相同的一个用户面功能UPF。优选的，所述的匹配步骤还包括对匹配结果分析的方法：如果最后一位数字代号的匹配结果为0，则在倒数第二位数字代号的匹配结果中随机选择一个用户面功能UPF；如果倒数第二位数字代号的匹配结果为0，则在倒数第三位数字代号的匹配结果中随机选择一个用户面功能UPF，以此类推；如果最后一位数字代号的匹配结果为1，则选择该用户面功能UPF；如果最后一位数字代号的匹配结果为大于1，则随机选择其中一个用户面功能UPF。优选的，对所述的用户面功能UPF的位置信息和所述的接入网的位置信息的匹配步骤如下：步骤S401、会话管理功能SMF将接入网位置信息的前两位数字代号与至少一个用户面功能UPF的位置信息的前两位数字代号进行比较，选出与接入网位置信息的前两位数字代号相同的用户面功能UPF，得到第一次匹配结果；步骤S402、将接入网位置信息的第三位数字代号与第一次匹配结果中的用户面功能UPF进行比较，选出与接入网位置信息的第三位数字代号相同的用户面功能UPF，得到第二次匹配结果；步骤S403、依次对接入网位置信息的数字代号逐位比较，直到匹配结果为0，则停止匹配，并返回上一位数字代号的匹配结果，从中选择一个用户面功能UPF。优选的，所述的数字代号的位数根据实际需要设定。本专利技术的有益效果在于：能有效地避免UE接入地理位置距离较远的UPF，选择匹配度最高的UPF(即地理位置距离UE最近)接入核心网，与用户终端建立通信路径，降低UE到数据网络(DataNetwork)的数据传输时延，满足了用户对低时延的要求，从而提高用户体验。本专利技术使用位置信息控制UPF的选择，采用在UPF的NodeID插入位置信息的方法，其中的位置数字代号也十分简短，不会产生多余的空间消耗，也方便SMF对UPF和UE的位置信息进行处理，有效地为用户选择地理位置上距离最近的UPF。附图说明图1为现有技术的SMF管理的多个UPF的架构示意图；图2为本专利技术的UPF的选择接入原理的示意图；图3为本专利技术的SMF匹配和选择UPF流程示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于节点编号选择用户面功能UPF的方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤S0、在用户面功能UPF的节点编号中插入其位置信息，在接入网部署时在cellid中配置其位置信息；/n步骤S1、AMF发送接入网的位置信息及用户终端UE的基本信息给会话管理功能SMF；/n步骤S2、会话管理功能SMF选择与用户终端UE地理位置最近的用户面功能UPF，并建立所述地理位置最近的用户面功能UPF与用户终端UE的通信路径；/n所述的步骤S2包括：/n步骤S201、会话管理功能SMF根据接入网的位置信息，与用户面功能UPF的位置信息进行匹配，找到与接入网地理位置最近的用户面功能UPF；/n步骤S202、建立用户终端UE与所述地理位置最近的用户面功能UPF的通信路径。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于节点编号选择用户面功能UPF的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S0、在用户面功能UPF的节点编号中插入其位置信息，在接入网部署时在cellid中配置其位置信息；
步骤S1、AMF发送接入网的位置信息及用户终端UE的基本信息给会话管理功能SMF；
步骤S2、会话管理功能SMF选择与用户终端UE地理位置最近的用户面功能UPF，并建立所述地理位置最近的用户面功能UPF与用户终端UE的通信路径；
所述的步骤S2包括：
步骤S201、会话管理功能SMF根据接入网的位置信息，与用户面功能UPF的位置信息进行匹配，找到与接入网地理位置最近的用户面功能UPF；
步骤S202、建立用户终端UE与所述地理位置最近的用户面功能UPF的通信路径。


2.根据权利要求1所述的一种基于节点编号选择用户面功能UPF的方法，其特征在于：接入网的位置信息即为用户终端UE的位置信息。


3.根据权利要求1所述的一种基于节点编号选择用户面功能UPF的方法，其特征在于：
所述的步骤S1包括：
步骤S101、用户终端UE向接入网发送会话建立请求；
步骤S102、接入网转发用户终端UE的会话建立请求给接入和移动性管理功能AMF；
步骤S103、接入和移动性管理功能AMF将用户终端的会话建立请求和接入网的位置信息发送给会话管理功能SMF。


4.根据权利要求1所述的一种基于节点编号选择用户面功能UPF的方法，其特征在于：所述的用户面功能UPF的位置信息和所述的接入网的位置信息是以十六进制的数字代号进行定义、存储和传递的。


5.根据权利要求4所述的一种基于节点编号选择用户面功能UPF的方法，其特征在于：对所述的用户面功能UPF的位置信息和所述的接入网的位置信息的匹配步骤如下：
步骤S301、会话管理功能SMF将接入网位置信息的前两位数字代号与至少一个用户面功能UPF的位置信息的前两位数字代号进行比较，选出与接入网位置信息的前两位数字代号相...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖雪松，苏国章，秦海，姚和良，
申请(专利权)人：广州爱浦路网络技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44