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申请/专利权人：北京长焜科技有限公司

摘要：本发明涉及5G通信技术领域，公开了一种UPF池智能平衡系统及实现方法，包括以下步骤：终端在核心网进行用户注册；终端请求建立PFCP会话上下文；核心网通过UPF根据终端请求选择主用GSU，主用GSU建立PFCP会话上下文，为终端提供数据业务；核心网发现当前主用GSU故障时，重新选择新主用GSU。通过5G‑UPF负荷分担方法为用户选择主用GSU，这种UPF池智能平衡系统及实现方法，既能够提供完整的5GCUPF业务处理能力，又具备负荷分担和冗余倒换的可靠性。

主权项：1.一种UPF池智能平衡实现方法，其特征在于，包括以下步骤：终端在核心网进行用户注册；终端请求建立PFCP会话上下文；核心网通过UPF根据终端请求选择主用GSU，主用GSU建立PFCP会话上下文，为终端提供数据业务；核心网发现当前主用GSU故障时，重新选择新主用GSU；新主用GSU重建会话上下文，并继续为用户提供数据业务；所述核心网通过5G-UPF负荷分担方法为用户选择主用GSU；所述通过5G-UPF负荷分担方法为用户选择主用GSU的具体步骤包括：用户通过EMS配置5G-UPF的N+M的模型，其中N表示N个主用GSU，M表示M个备用GSU；GSU模块上电后，会向GPU模块发送注册消息；GPU模块收到注册消息后，记录当前上电的GSU模块的注册信息，并与配置的主用GSU个数进行比较；当上电的GSU个数小于或等于配置的主用GSU个数N时，GPU认为该GSU为主用，否则GPU认为该GSU为备用；GPU给GSU返回响应时，会将主用和备用信息带给GSU模块；主用GSU模块收到GPU模块的响应时，根据携带的主用消息来设置主用GSU模块的状态，备用GSU模块收到GPU模块的响应时，根据携带的备用消息来设置备用GSU模块的状态，主用GSU模块进入工作状态，备用GSU模块进入空闲状态；GPU模块给GSU模块返回响应后，会向IPU模块同步所有的GSU模块的注册消息；所述注册消息中携带GSU模块的ID，槽位信息和内部通信地址信息；所述建立PFCP会话上下文的具体步骤包括：当手机用户上线时，即3GPP29.244协议中的PFCP会话建立流程发生时，终端会将PFCP会话建立请求消息通过SMF网元发送到UPF的IPU模块；IPU模块根据PFCP会话建立请求消息中携带的CPF-SEID结合工作状态GSU模块的数量经过平衡算法，选择出一个GSU模块用于处理该用户的会话流程，并将PFCP会话建立请求消息通过内部通讯地址转发到该GSU模块；GSU模块收到PFCP会话建立请求消息后，按照3GPP协议为用户创建会话资源和转发规则，之后GSU模块生成PFCP会话响应消息，同时根据该GSU模块的APP计算出UPF-SEID并将其填充在PFCP会话响应消息内，之后再将该PFCP会话响应消息发回IPU模块；GSU模块发送完PFCP会话响应消息后，会将为该用户创建的会话上下文及本模块的ID构成用户会话上下文同步消息发送给CDU模块；CDU模块收到GSU模块发来的会话上下文同步消息，会以ID作为索引，将用户会话上下文保持在自己的内存数据库中；IPU模块收到PFCP会话响应消息后将其通过SMF网元转发给终端；终端按照3GPP协议，将该用户后续的PFCP会话消息通过SMF网元发给IPU模块；IPU模块收到该用户后续的PFCP会话消息后会从UPF-SEID解析出GSU模块的ID，再根据该ID查找到该GSU模块的内部通信地址，并将该用户后续的PFCP会话消息发给该GSU模块处理；所述核心网发现当前主用GSU故障时，通过5G-UPF冗余倒换方法重新选择新主用GSU；所述通过5G-UPF冗余倒换方法重新选择新主用GSU的具体步骤包括：当GPU模块检测出一个主用的GSU模块发生故障时，GPU模块会从M个备用GSU模块列表中选择出一个备用GSU模块，作为新主用GSU模块；GPU模块会发送主备倒换消息给新主用GSU模块，并在消息中携带原主用GSU模块的ID；新主用GSU模块收到主备倒换消息后，首先将自己从空闲模式切换到工作模式，然后新主用GSU模块发送请求PFCP会话上下文同步消息给CDU模块，并在消息中携带原主用GSU模块的ID；CDU模块收到请求PFCP会话上下文同步消息后会在内存数据库里面查找该ID对应的所有PFCP会话上下文，并将这些PFCP会话上下文信息同步给新主用GSU模块；新主用GSU模块收到CDU模块同步PFCP会话上下文信息后，会根据这些信息为用户重新创建会话资源和转发规则；GPU模块给新主用GSU模块发送主备倒换消息之后，会发送主备倒换信息给IPU模块，主备倒换消息中携带原主用GSU模块的ID和新主用GSU模块的ID；IPU模块收到主备倒换消息之后，会将原主用GSU模块的ID和新主用GSU模块的ID生成映射关系，并保存在自己的内存中；同时IPU模块将原主用GSU模块即故障GSU模块从自己保存的主用GSU列表中移除；终端发生PFCP会话消息，终端会将PFCP会话消息通过SMF网元发送到UPF的IPU模块；IPU模块收到终端发来用户PFCP会话消息中携带了UPF-SEID，IPU模块从中解析出原主用GSU模块的ID，但此时该ID已经无法从主用GSU列表中找到原主用GSU模块，所以IPU需要从主备GSU映射表中查询新的GSU模块，并将该PFCP会话消息转发给新主用GSU模块。

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