本公开提供了一种用于实现用户平面功能UPF的装置(300)。装置(300)包括：现场可编程门阵列(FPGA)(310)，被配置为在终端设备与服务器之间转发用户平面数据；以及处理器(320)，连接到FPGA(310)，并且被配置为从核心网络接收控制信息并将控制信息传输给FPGA(310)以控制用户平面数据的转发。用户平面数据的转发。用户平面数据的转发。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于实现用户平面功能的装置和方法
[0001]本公开涉及通信技术，并且更具体地，涉及一种用于实现用户平面功能(UPF)的装置和方法。
技术介绍
[0002]边缘计算(EC)是第五代(5G)技术带来的重要特性，用于经由无线电接入网(RAN)并紧邻用户在网络的边缘处提供运营商网络与企业信息技术(IT)服务网络之间的连接。EC旨在减少延迟，确保高度高效且安全的网络，以及提供改善的用户体验。
[0003]图1示出了EC解决方案的常规架构。如图所示，运营商的5G核心控制平面包括网络存储库功能(NRF)、策略控制功能(PCF)、统一数据管理(UDM)、网络暴露功能(NEF)、认证服务器功能(AUSF)、接入和移动性管理功能(AMF)和会话管理功能(SMF)。AMF经由N1接口连接到用户设备(UE)，并且经由N2接口连接到接入网(AN)。用户平面功能(UPF)在EC平台中实现，并且经由N3接口连接到AN，且经由N4接口连接到SMF。EC平台还包括标准的X86服务器、交换机和路由器、管理程序层(虚拟机(VM)/容器)，(虚拟化基础设施管理器)VIM、防火墙、以及与移动边缘平台管理器(MEPM)连接的移动边缘平台(MEP)。此外，如图1中的箭头所示，企业服务器中的应用(APP)需要迁移到EC平台。这种迁移对于运营商和企业都是一项具有挑战性的任务，因为EC平台由运营商开发，而APP通常是在企业的专用操作系统(OS)上定制和/或开发的。因此，由于运营商的EC平台与企业的IT环境之间的各种差异，APP的迁移可能需要付出很大的努力。<br/>[0004]此外，EC平台通常构建在虚拟化层(例如，OpenStack)和容器化层(例如，Kubernetes，也被称为K8S)之上。在这种情况下，UPF或容器化网络功能(CNF)/虚拟化网络功能(VNF)严重依赖于诸如OpenStack或K8S的云平台。这些层/平台需要4个或6个X86服务器，导致高成本。此外，如图1所示的EC解决方案具有相对较长的交货期(例如，超过一个月)，包括两周的硬件交付，以及网络功能虚拟化基础设施(NFVI)安装、UPF安装和互连故障排除的时间。
技术实现思路
[0005]本公开的目的是提供一种用于实现UPF的装置和方法，该UPF能够解决上述问题中的至少一个。
[0006]根据本公开的第一方面，提供了一种用于实现UPF的装置。该装置包括：现场可编程门阵列(FPGA)，被配置为在终端设备与服务器之间转发用户平面数据；以及处理器，与FPGA连接，并且被配置为从核心网络接收控制信息并将控制信息传输给FPGA以控制用户平面数据的转发。
[0007]在实施例中，用户平面数据可以包括：来自服务器并且要被转发给终端设备的第一用户平面数据，和/或来自终端设备并且要被转发给服务器的第二用户平面数据。
[0008]在实施例中，FPGA可以被配置为：使用通用分组无线电服务(GPRS)隧道协议
‑
用户
平面(GTP
‑
U)，经由无线电接入网(RAN)将第一用户平面数据转发给终端设备和/或从终端设备接收第二用户平面数据。
[0009]在实施例中，控制信息可以包括：用于转发第一用户平面数据的第一分组数据单元(PDU)会话信息，包括以下一项或多项：终端设备的互联网协议(IP)地址、与终端设备相关联的第一隧道端点标识符(TEID)、或与RAN的接口的IP地址；和/或用于转发第二用户平面数据的第二PDU会话信息，其包括以下一项或多项：终端设备的IP地址、或与终端设备相关联的第二TEID。
[0010]在实施例中，FPGA可以包括存储器，该存储器存储包含第一PDU会话信息的第一表以及包含第二PDU会话信息的第二表。
[0011]在实施例中，FPGA可以被配置为使用IP从服务器接收第一用户平面数据和/或将第二用户平面数据转发给服务器。
[0012]在实施例中，FPGA还可被配置为将用户平面数据传输给处理器，并且处理器被配置为基于控制信息转发用户平面数据。
[0013]在实施例中，处理器可以经由直接存储器访问(DMA)连接到FPGA。
[0014]在实施例中，FPGA和处理器可以共享物理层端口。
[0015]在实施例中，处理器可以是基于高级精简指令集计算(RISC)机器(ARM)的处理器。
[0016]在实施例中，FPGA和处理器可以形成片上系统(SoC)。
[0017]在实施例中，该装置可以被应用在与服务器共置的EC平台中。
[0018]根据本公开的第二方面，提供了一种用于实现UPF的方法。该方法包括：由处理器从核心网络接收控制信息；由处理器将控制信息传输给FPGA；以及由FPGA基于控制信息在终端设备与服务器之间转发用户平面数据。
[0019]在实施例中，用户平面数据可以包括：来自服务器并且要被转发给终端设备的第一用户平面数据，和/或来自终端设备并且要被转发给服务器的第二用户平面数据。
[0020]在实施例中，使用GTP
‑
U，经由RAN，第一用户平面数据可被转发给终端设备，和/或第二用户平面数据可被从终端设备接收。
[0021]在实施例中，控制信息可以包括：用于转发第一用户平面数据的第一PDU会话信息，包括以下一项或多项：终端设备的IP地址、与终端设备相关联的第一TEID、或与RAN的接口的IP地址；和/或用于转发第二用户平面数据的第二PDU会话信息，其包括以下一项或多项：终端设备的IP地址、或与终端设备相关联的第二TEID。
[0022]在实施例中，该方法还可以包括：由FPGA将包含第一PDU会话信息的第一表以及包含第二PDU会话信息的第二表存储在存储器中。
[0023]在实施例中，使用IP，可以从服务器接收第一用户平面数据，和/或可以将第二用户平面数据转发给服务器。
[0024]在实施例中，该方法还可以包括：由FPGA将用户平面数据传输给处理器；以及由处理器基于控制信息转发用户平面数据。
[0025]在实施例中，处理器可以经由DMA连接到FPGA。
[0026]在实施例中，FPGA和处理器可以共享物理层端口。
[0027]在实施例中，处理器可以是基于ARM的处理器。
[0028]在实施例中，FPGA和处理器可以形成SoC。
[0029]在实施例中，该方法可以被应用在与服务器共置的EC平台中。
[0030]通过本公开的实施例，可以实现具有用于用户平面功能(例如，基于GTP
‑
U的转发)的FPGA和用于控制平面功能(例如，对转发的控制)的处理器的UPF。UPF基于“裸机”，并且仅依赖于FPGA和处理器，在应用与硬件之间没有中间层。UPF可以以低得多的成本来实现，并且部署起来更快且更容易，例如，以即插即用的方式。此外，企业或运营商无需进行迁移工作，因为UPF是在没有任何操作系统的情况下实现的，使得当使用EC平台运行时企业IT环境可以保持原样。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于实现用户平面功能UPF的装置(300)，包括：现场可编程门阵列FPGA(310)，被配置为在终端设备与服务器之间转发用户平面数据；以及处理器(320)，连接到所述FPGA(310)，并且被配置为从核心网络接收控制信息并将所述控制信息传输给所述FPGA(310)以控制所述用户平面数据的转发。2.根据权利要求1所述的装置(300)，其中，所述用户平面数据包括：来自所述服务器并且要被转发给所述终端设备的第一用户平面数据，和/或来自所述终端设备并且要被转发给所述服务器的第二用户平面数据。3.根据权利要求2所述的装置(300)，其中，所述FPGA(310)被配置为：使用通用分组无线电服务GPRS隧道协议
‑
用户平面GTP
‑
U，经由无线电接入网RAN将所述第一用户平面数据转发给所述终端设备和/或从所述终端设备接收所述第二用户平面数据。4.根据权利要求3所述的装置(300)，其中，所述控制信息包括：用于转发所述第一用户平面数据的第一分组数据单元PDU会话信息，包括以下一项或多项：所述终端设备的互联网协议IP地址、与所述终端设备相关联的第一隧道端点标识符TEID、或与所述RAN的接口的IP地址，和/或用于转发所述第二用户平面数据的第二PDU会话信息，包括以下一项或多项：所述终端设备的IP地址、或与所述终端设备相关联的第二TEID。5.根据权利要求4所述的装置(300)，其中，所述FPGA(310)包括存储器，所述存储器存储包含所述第一PDU会话信息的第一表和包含所述第二PDU会话信息的第二表。6.根据权利要求2至5中任一项所述的装置(300)，其中，所述FPGA(310)被配置为使用IP从所述服务器接收所述第一用户平面数据和/或将所述第二用户平面数据转发给所述服务器。7.根据权利要求1所述的装置(300)，其中，所述FPGA(310)还被配置为将所述用户平面数据传输给所述处理器，并且所述处理器被配置为基于所述控制信息转发所述用户平面数据。8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置(300)，其中，所述处理器(320)经由直接存储器访问DMA连接到所述FPGA(310)。9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置(300)，其中，所述FPGA(310)和所述处理器(320)共享物理层端口。10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置(300)，其中，所述处理器(320)是基于高级精简指令集计算RISC机器ARM的处理器。11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置(300)，其中，所述FPGA(310)和所述处理器(320)形成片上系统SoC。12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置(300)，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜伟强，聂欣，吴俊，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。