基于5G通信标准的专网部署方法、装置及系统
阅读：170发布：2020-05-08
专利汇可以提供基于5G通信标准的专网部署方法、装置及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种基于5G通信标准的专网部署方法、装置及系统，系统由LTE EPC核心网、具备协议适配模 块 的5G基站以及5G终端组成，5G基站与LTE EPC核心网间信息交互通过S1 接口 实现，部署方法包括：通过协议适配使得5G基站到基于S1接口的LTE EPC核心网的上行信令和数据被LTE EPC核心网识别；通过协议适配使得基于S1接口的LTE EPC核心网到5G基站的下行信令和数据能够被5G基站识别；通过协议适配使5G商用终端接入LTE EPC核心网。本发明只需进行5G基站的研发，可以实现快速的5G专网部署，支持5G后续的演进，逐步引入5G核心网，实现端到端完整的3GPP 5G网络。，下面是基于5G通信标准的专网部署方法、装置及系统专利的具体信息内容。
1.一种基于5G通信标准的专网部署方法，其特征在于，专网系统由LTE EPC核心网、具备协议适配模块的5G基站以及5G终端组成，5G基站与LTE EPC核心网间信息交互通过S1接口实现，部署方法包括：
通过协议适配使得5G基站到基于S1接口的LTE EPC核心网的上行信令和数据被LTE EPC核心网识别；
通过协议适配使得基于S1接口的LTE EPC核心网到5G基站的下行信令和数据能够被5G基站识别；
通过协议适配使5G商用终端接入LTE EPC核心网。
2.根据权利要求1所述的基于5G通信标准的专网部署方法，其特征在于，5G基站的上行用户面和控制面数据经过协议适配模块的重新封装后，通过S1接口发送到LTE EPC核心网，并被LTE EPC核心网识别；
LTE EPC核心网的下行用户面和控制面数据通过S1接口发送到5G基站，通过协议适配模块的重新封装，能够被5G基站识别。
3.根据权利要求1所述的基于5G通信标准的专网部署方法，其特征在于，控制面接入层下行适配方法为：5G基站接收到通过LTE S1-C接口传输的来自LTE EPC核心网的消息时，5G基站中的适配模块将此消息适配为5G N2接口的协议消息，并触发相应的5G RRC过程；
控制面接入层上行适配方法：5G基站在接收到5G RRC消息时，触发5G N2接口的协议消息，并将其适配为LTE S1-C接口的协议消息，并通过S1-C接口发送至LTE EPC核心网。
4.根据权利要求1所述的基于5G通信标准的专网部署方法，其特征在于，LTE EPC核心网与5G基站间非接入层协议数据的下行适配方法为：
5G终端配置为支持EPS NAS协议消息的读写，5G基站直接透传EPS NAS协议数据至5G终端；
LTE EPC核心网发送的EPS NAS协议数据不加密时，5G基站中的适配模块将其适配为
5GS的NAS协议数据，并发送至5G终端。
5.根据权利要求1所述的基于5G通信标准的专网部署方法，其特征在于，5G基站与LTE EPC核心网间非接入层协议数据的上行适配方法：
5G终端配置为支持EPS NAS协议消息的读写，5G终端直接发送EPS的NAS协议数据，5G基站直接通过LTE S1-C接口透传EPS NAS协议数据至LTE EPC核心网；
5G终端的5GS NAS协议数据不加密时，5G基站中的适配模块将其适配为EPS的NAS协议数据，并通过S1-C链路传输至LTE EPC核心网。
6.根据权利要求1所述的基于5G通信标准的专网部署方法，其特征在于，5G基站与LTE EPC核心网间用户面下行适配方法：
5G基站接收到通过S1-U接口传输的来自LTE EPC核心网的S1承载数据时，5G基站中的适配模块根据S1承载标识及其QoS属性设定5G基站协议栈的SDAP实体及其SDAP报文头部信息。
7.根据权利要求1所述的基于5G通信标准的专网部署方法，其特征在于，5G基站与LTE EPC核心网接口间用户面上行适配方法：接收到上行SDAP报文时，5G基站中的适配模块将根据SDAP实体及头部信息确定其S1承载，并将SDAP报文的载荷通过S1承载发送至LTE EPC核心网。
8.一种基于5G无线通信标准的专网5G基站装置，其特征在于，包含S1接口模块、协议适配模块、5G接入网模块；
S1接口模块用于5G基站与LTE EPC核心网间信息交互；
协议适配模块用于LTE EPC核心网和5G基站之间的适配；
5G接入网模块用于5G基站无线侧的控制报文与数据报文的传输。
9.如权利要求8所述的基于5G无线通信标准的专网5G基站装置，其特征在于，5G基站的上行用户面和控制面数据经过协议适配模块的重新封装后，通过S1接口发送到LTE EPC核心网，并被LTE EPC核心网识别；LTE EPC核心网的下行用户面和控制面数据通过S1接口发送到5G基站，通过协议适配模块的重新封装，能够被5G基站识别；所述协议适配模块包括：
控制面接入层下行适配模块：5G基站接收到通过S1-C接口传输的来自LTE EPC核心网的消息时，该模块将此消息适配为5G N2接口的协议消息，并触发相应的5G RRC过程；
控制面接入层上行适配模块：5G基站在接收到5G RRC消息时，触发N2接口的协议消息，并将其适配为LTE S1-C接口的协议消息，并通过S1-C接口发送至LTE EPC核心网；
LTE EPC核心网与5G基站间非接入层协议数据的下行适配模块：5G终端配置为支持EPS NAS协议消息的读写，5G基站直接透传EPS NAS协议数据至5G终端；LTE EPC核心网发送的EPS NAS协议数据不加密时，该模块将其适配为5GS的NAS协议数据，并发送至5G终端；
5G基站与LTE EPC核心网间非接入层协议数据的上行适配模块：5G终端配置为支持EPS NAS协议消息的读写，5G终端直接发送EPS的NAS协议数据，5G基站直接通过S1-C链路透传EPS NAS协议数据至LTE EPC核心网；5G终端的5GS NAS协议数据不加密时，该模块将其适配为EPS的NAS协议数据，并通过S1-C链路传输至LTE EPC核心网；
5G基站与LTE EPC核心网间用户面下行适配模块：5G基站接收到通过S1-U接口传输的来自LTE EPC核心网的S1承载数据时，根据S1承载标识及其QoS属性设定5G基站协议栈的SDAP实体及其SDAP报文头部信息；
5G基站与LTE EPC核心网接口间用户面上行适配模块：接收到上行SDAP报文时，根据SDAP实体及头部信息确定其S1承载，并将SDAP报文的载荷通过S1承载发送至LTE EPC核心网。
10.一种基于权利要求9所述5G基站装置的专网系统，其特征在于，系统由LTE EPC核心网、具备协议适配模块的5G基站以及5G终端组成，5G基站与LTE EPC核心网间信息交互通过S1接口模块实现。
基于5G通信标准的专网部署方法、装置及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及无线通信或无线网络技术，具体涉及一种基于5G通信标准的专网部署方法、装置及系统。
背景技术
[0002] 5G将成为引领数字化转型的通用技术。5G将以全新的网络架构提供至少十倍于4G的峰值速率、毫秒级的传输时延和千亿级的连接能力，开启万物广泛互联、人机深度交互的新时代，成为经济社会数字化转型的关键使能器。在推进5G发展过程中，应用是5G发展的关键。当前，5G商用脚步越来越近，探索发掘、推广普及5G典型应用成为5G商用成功的关键。由于具备超高数据速率、更高的容量以及更短的时延，5G为多项即将改变人们生活的应用带来了新机遇，包括沉浸式视频、自动驾驶汽车、远程医疗、智能工厂以及智慧城市等。
[0003] 5G是各行各业创新发展的使能者，通过与工业、交通、农业等垂直行业广泛、深度融合，进而实现从支撑移动互联网向支撑各行业全面数字化、网络化和智能化的全新转型，催生更多创新应用及业态，并进一步推动全社会数字经济发展。
[0004] 但5G的推广普及并不能简单依赖于运营商，针对各种垂直应用行业的特定需求，基于5G技术的专网也是非常必要，例如针对军用场景。相比于传统通信系统，5G通信技术在传输速率、时延和稳定性等方面有极大的提升，可以应用于军事领域，满足未来战场的通信需求。
[0005] 3GPP标准定义了独立(standalone，SA)组网和非独立(non-standalone，NSA)组网两大类部署模式，其中option1/option2/option5/option6为SA架构(LTE与5G NR独立部署架构)，option3/option4/option7/option8为NSA架构(LTE与5G NR双连接部署架构)。
[0006] option1是传统4G网络架构，LTE连接EPC。option6是独立5G NR仅连接到EPC，option8/option8a是非独立5G NR仅连接到EPC，仅是理论存在的部署场景，被认为不具有实际部署价值，无法接入5G商用终端。option2/option3/option4/option5/option7是3GPP标准以及业界重点关注的5G候选组网部署方式，其中option3/option4/option7是在3GPP重点考虑的LTE与NR双连接的网络部署架构选项。
[0007] 但从专网应用和部署的角度考虑，基于LTE与NR双连接的NSA部署方案是不合适的，其原因是在这种架构下需要部署LTE和NR两个网络，会明显增加部署成本。对于3GPP关注的SA独立组网的方案，需要同时部署5G的核心网和接入网(eLTE或者基站)，这也将增加专网研发和部署的难度和成本。
[0008] 而反观Option 6方案，由于其核心网采用成熟的LTE EPC核心网，只需研发5GNR基站即可。5G系统的关键性能主要由5G的接入网技术所决定，如毫米波、massive MIMO以及灵活帧结构等，因而采用这种方案来部署行业专网似乎更方便。然而，在已存在LTE网络的现状下，各大运营商更倾向于采用Option 3的方式进行5G网络部署。也就是说，对运营商来说，Option 6的方案相比于Option 3没有优势可言，反而会增加终端的复杂度。因此在3GPP标准化的进程中，Option 6方案已被放弃。结果是导致没有合适的针对option 6的商用终端芯片可用。然而，运营商不青睐的Option 6方式，对于很多行业专网应用是个不错的选择，例如煤矿、港口、工厂等，因为相比于公众网络，大部分行业专网规模小，Option 6方案既可以满足快速部署的需求，又可以利用5G技术满足行业生产、制造与运行的需求。
发明内容
[0009] 本发明的目的在于提供一种基于5G通信标准的专网部署方法、装置及系统，通过对5G基站与LTE EPC核心网的适配，使5G商用终端可以接入部署的专网中，实现5G网络的快速部署。
[0010] 实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于5G通信标准的专网部署方法，专网系统由LTE EPC核心网、具备协议适配模块的5G基站以及5G终端组成，5G基站与LTE EPC核心网间信息交互通过S1接口实现，部署方法包括：
[0011] 通过协议适配使得5G基站到基于S1接口的LTE EPC核心网的上行信令和数据被LTE EPC核心网识别；
[0012] 通过协议适配使得基于S1接口的LTE EPC核心网到5G基站的下行信令和数据能够被5G基站识别；
[0013] 通过协议适配使5G商用终端接入LTE EPC核心网。
[0014] 进一步的，5G基站的上行用户面和控制面数据经过协议适配模块的重新封装后，通过S1接口发送到LTE EPC核心网，并被LTE EPC核心网识别；
[0015] LTE EPC核心网的下行用户面和控制面数据通过S1接口发送到5G基站，通过协议适配模块的重新封装，能够被5G基站识别。
[0016] 进一步的，控制面接入层下行适配方法为：5G基站接收到通过LTE S1-C接口传输的来自LTE EPC核心网的消息时，5G基站中的适配模块将此消息适配为5G N2接口的协议消息，并触发相应的5G RRC过程。
[0017] 控制面接入层上行适配方法，5G基站在接收到5G RRC消息时，触发5G N2接口的协议消息，并将其适配为LTE S1-C接口的协议消息，并通过S1-C接口发送至LTE EPC核心网。
[0018] 进一步的，LTE EPC核心网与5G基站间非接入层协议数据的下行适配方法为：
[0019] 5G终端配置为支持EPS NAS协议消息的读写，5G基站直接透传EPS NAS协议数据至5G终端。
[0020] LTE EPC核心网发送的EPS NAS协议数据不加密时，5G基站中的适配模块将其适配为5GS的NAS协议数据，并发送至5G终端。
[0021] 进一步的，5G基站与LTE EPC核心网间非接入层协议数据的上行适配方法：
[0022] 5G终端配置为支持EPS NAS协议消息的读写，5G终端直接发送EPS的NAS协议数据，5G基站直接通过LTE S1-C接口透传EPS NAS协议数据至LTE EPC核心网；
[0023] 5G终端的5GS NAS协议数据不加密时，5G基站中的适配模块将其适配为EPS的NAS协议数据，并通过S1-C链路传输至LTE EPC核心网。
[0024] 进一步的，5G基站与LTE EPC核心网间用户面下行适配方法：
[0025] 5G基站接收到通过S1-U接口传输的来自LTE EPC核心网的S1承载数据时，5G基站中的适配模块根据S1承载标识及其QoS属性设定5G基站协议栈的SDAP实体及其SDAP报文头部信息。
[0026] 进一步的，5G基站与LTE EPC核心网接口间用户面上行适配方法：接收到上行SDAP报文时，5G基站中的适配模块将根据SDAP实体及头部信息确定其S1承载，并将SDAP报文的载荷通过S1承载发送至LTE EPC核心网。
[0027] 一种基于5G无线通信标准的专网5G基站装置，包含S1接口模块、协议适配模块、5G接入网模块；
[0028] S1接口模块用于5G基站与LTE EPC核心网间信息交互；
[0029] 协议适配模块用于LTE EPC核心网和5G基站之间的适配；
[0030] 5G接入网模块用于5G基站无线侧的控制报文与数据报文的传输。
[0031] 5G基站的上行用户面和控制面数据经过协议适配模块的重新封装后，通过S1接口发送到LTE EPC核心网，并被LTE EPC核心网识别；LTE EPC核心网的下行用户面和控制面数据通过S1接口发送到5G基站，通过协议适配模块的重新封装，能够被5G基站识别；所述协议适配模块包括：
[0032] 控制面接入层下行适配模块：5G基站接收到通过S1-C接口传输的来自LTE EPC核心网的消息时，该模块将此消息适配为5G N2接口的协议消息，并触发相应的5G RRC过程；
[0033] 控制面接入层上行适配模块：5G基站在接收到5G RRC消息时，触发N2接口的协议消息，并将其适配为LTE S1-C接口的协议消息，并通过S1-C接口发送至LTE EPC核心网；
[0034] LTE EPC核心网与5G基站间非接入层协议数据的下行适配模块：5G终端配置为支持EPS NAS协议消息的读写，5G基站直接透传EPS NAS协议数据至5G终端；LTE EPC核心网发送的EPS NAS协议数据不加密时，该模块将其适配为5GS的NAS协议数据，并发送至5G终端；
[0035] 5G基站与LTE EPC核心网间非接入层协议数据的上行适配模块：5G终端配置为支持EPS NAS协议消息的读写，5G终端直接发送EPS的NAS协议数据，5G基站直接通过S1-C链路透传EPS NAS协议数据至LTE EPC核心网；5G终端的5GS NAS协议数据不加密时，该模块将其适配为EPS的NAS协议数据，并通过S1-C链路传输至LTE EPC核心网；
[0036] 5G基站与LTE EPC核心网间用户面下行适配模块：5G基站接收到通过S1-U接口传输的来自LTE EPC核心网的S1承载数据时，根据S1承载标识及其QoS属性设定5G基站协议栈的SDAP实体及其SDAP报文头部信息。
[0037] 5G基站与LTE EPC核心网接口间用户面上行适配模块：接收到上行SDAP报文时，根据SDAP实体及头部信息确定其S1承载，并将SDAP报文的载荷通过S1承载发送至LTE EPC核心网。
[0038] 一种基于5G无线通信标准的专网系统，由LTE EPC核心网、具备协议适配模块的5G基站以及5G终端组成，5G基站与LTE EPC核心网间信息交互通过S1接口模块实现。
[0039] 与现有技术相比，本发明的显著优点为：本发明提出了一种基于5G无线通信标准的专网部署方法、装置及系统，可使用5G基站和LTE EPC核心网快速构建5G无线通信网络网络系统，实现5G专网的快速部署；同时，本发明通过对5G基站的改进实现了商用5G终端的无线接入，提高了专网系统的带宽，降低了专网系统的时延，并且降低了部署专网系统的成本；本发明为专网部署提出了一种补充方案，可以利用该方法，为5G基站增加一个新的功能。附图说明
[0040] 图1是接入层控制面信令流程图。
[0041] 图2是接入层协议控制面下行适配流程图。
[0042] 图3是接入层协议控制面上行适配流程图。
[0043] 图4是非接入层协议控制面下行适配流程图。
[0044] 图5是非接入层协议控制面上行适配流程图。
[0045] 图6是用户面E-RAB建立流程图。
[0046] 图7是用户面下行适配流程图。
[0047] 图8是用户面上行适配流程图。
[0048] 图9是5G专网装置框图。
[0049] 图10是5G专网部署应用的场景示意图。
具体实施方式
[0050] 本发明重点关注用于5G专网快速部署的、与传统LTE无线通信系统具有一定差别的基于5G NR标准的无线通信系统。利用5G商用终端实现快速的5G专网部署，降低开发成本，并支持5G后续系统的演进。
[0051] 通过对5G基站与LTE EPC核心网的适配，使5G商用终端可以接入部署的专网中，实现5G网络的快速部署。
[0052] (1)在该专网部署方法中，包括LTE EPC核心网、包含协议适配模块的5G基站、以及5G终端。本发明方法中的基站适配模块，使得5G基站的上行用户面和控制面数据经过协议适配模块的重新封装后，能够通过S1接口发送到LTE EPC核心网中，并被LTE EPC核心网识别；LTE EPC核心网的下行用户面和控制面数据通过S1接口发送到基站中，通过基站适配模块的重新封装，能够被5G基站识别。
[0053] (2)本发明包括5G基站与LTE EPC核心网S1接口间接入层(AS)协议控制面下行适配方法。5G基站接收到通过S1接口传输的来自LTE EPC核心网的消息时，5G基站中的适配模块将此消息适配为5G N2接口的协议消息，并触发相应的5G RRC过程，使得5G基站与5G终端接收到的消息为5GNR协议消息。
[0054] (3)本发明包括5G基站与LTE EPC核心网S1接口间接入层(AS)协议控制面上行适配方法。5G基站接收到5G RRC消息时，5G基站将触发N2接口的协议消息，5G基站的适配模块将其适配为LTE S1接口传输的相应消息，并通过S1接口与LTE EPC核心网进行交互，使得LTE EPC核心网接收到的消息为S1协议消息。
[0055] (4)本发明包括5G基站与LTE EPC核心网S1接口间非接入层(NAS)协议控制面下行适配方法。第一种方案是，通过配置5G终端，使终端能解析EPS NAS消息，5G基站无需对NAS消息单独进行适配，直接透传至5G终端。第二种方案是，若EPS NAS消息不加密，当5G基站接收到通过S1接口传输的来自LTE EPC核心网的EPS NAS消息时，5G基站中的适配模块将其适配为5GS的NAS消息，通过5G RRC信令传输给5G终端。
[0056] (5)本发明包括5G基站与LTE EPC核心网S1接口间非接入层(NAS)协议控制面上行适配方法。第一种方案是，通过配置5G终端封装EPS的NAS消息，5G基站无需对EPS NAS消息单独进行适配，直接透传给LTE EPC核心网。第二种方案是，若5GS的NAS消息不加密，5G基站从5G RRC消息中接收到来自5G终端的5GS NAS消息，基站中的适配模块将其适配为EPS NAS消息，通过S1信令传输给LTE EPC核心网。
[0057] (6)本发明包括5G基站与LTE EPC核心网S1接口之间的用户面下行适配方法。接收到通过S1接口传输的来自LTE EPC核心网的S1承载数据时，5G基站中的适配模块根据S1承载标识及其QoS属性设定5G基站协议栈的SDAP实体及其SDAP报文头部信息。
[0058] (7)本发明包括5G基站与LTE EPC核心网S1接口之间的用户面上行适配方法。接收到上行SDAP报文时，5G基站中的适配模块将根据SDAP实体及头部信息确定其S1承载，并将SDAP报文的载荷通过S1承载发送至LTE EPC核心网。
[0059] (8)本发明的实施例提供了一种5G专网部署设备。该终端设备包括：至少一个核心网装置；至少一个基站装置；以及至少一个终端设备。指令在被至少一个服务器执行时，使得专网设备执行动作，使该专网设备执行第(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)条中的方法。
[0060] 根据本发明的一个实施例，提出了一种5G专网部署应用的场景，如图10所示，包括：一个LTE EPC核心网1，5G通信的一种核心网；一个5G基站2，一种用于5G通信的基站；一个协议适配模块3，用于LTE EPC和5G基站之间的适配；5G终端4，用于5G基站接入用户设备。该5G专网部署方案针对5G私有网络，通过在5G基站中的接入网协议栈和S1接口之间设计加入一个适配功能模块，从而使得标准的5G商用终端/芯片能够接入本网络，实现行业应用所需的功能。该方案只需进行5G基站的研发，可以实现快速的5G专网部署，抢占5G市场。该方案支持5G后续的演进，逐步引入5G核心网，实现端到端完整的3GPP 5G网络。
[0061] 下面结合附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
[0062] 1.接入层协议控制面适配方法
[0064] (1)5G基站接收到来自LTE EPC核心网的INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息；
[0065] (2)5G基站中的适配模块将其适配为5G N2接口协议的INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息；
[0066] (3)5G基站根据5GN2接口协议的INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息触发标准定义的5G RRC过程；
[0067] (4)5G基站根据RRC过程生成针对5G N2接口协议的INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE消息；
[0068] (5)5G基站中的适配模块将上述RESPONSE消息适配为LTE S1接口协议的INITIAL CONTEXT SETUPRESPONSE消息；
[0069] (6)5G基站将LTE S1接口协议的INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE消息通过S1接口发送给LTE EPC核心网。
[0070] 2.接入层协议控制面下行数据消息处理的一个实施例
[0071] 以图1中的INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息处理过程为例说明适配模块对下行数据的处理。5G基站适配模块接收到LTE EPC核心网通过S1接口发送的INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息后，将此信息适配为5G N2接口协议的INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息，然后将此消息发送给5G基站的RRC层，触发相应的5G RRC过程。表1和表2分别给出S1接口协议和N2接口协议的INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST所含上下文消息，其中，Presence标为M即为必须项，Presence标为O即为可选项，本发明仅考虑必须项消息的适配。
[0072] 表1 4G S1接口协议的INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST所含上下文信息[0073]
[0074]
[0075]
[0076] 表2 5G N2接口协议的INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST所含上下文信息[0077]
[0078]
[0079]
[0080] 图2为适配流程图，具体实施方式如下：
[0081] (1)适配模块将S1接口接收的INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息(下文简称S1消息)中的Massage Type映射到N2接口的INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息(下文简称N2消息)中的Massage Type；
[0082] (2)适配模块将S1消息中的MME UE S1AP ID映射到N2消息中的AMF UE NGAP ID，表3为MME UE S1AP ID消息的具体信息，表4为AMF UE NGAP ID消息的具体信息，映射方法为：由于MME UE S1AP ID消息的取值范围为(0..232-1)的整数，AMF UE NGAP ID消息的取值40
范围为(0..2 -1)的整数，MME UE S1AP ID消息的取值不会超出AMF UE NGAP ID消息的取值范围，因此直接将MME UE S1AP ID消息的数值填入AMF UE NGAP ID消息中来实现映射；
范围为(0..2 -1)的整数，MME UE S1AP ID消息的取值不会超出AMF UE NGAP ID消息的取值范围，因此直接将MME UE S1AP ID消息的数值填入AMF UE NGAP ID消息中来实现映射；
[0083] 表3 MME UE S1AP ID具体信息
[0084]
[0085] 表4 AMF UE NGAP ID具体信息
[0086]
[0087] (3)适配模块将S1消息中的eNB UE S1AP ID映射到N2消息中的RAN UE NGAP ID；
[0088] (4)适配模块将S1消息中的UE Aggregate Maximum Bit Rate映射到N2消息中的UEAggregate Maximum Bit Rate；
[0089] (5)适配模块根据5G协议规定在N2消息中的GUAMI填入缺省值，表5为GUAMI消息的具体信息，其中，PLMN Identity可通过读取基站配置获得，AMF Region ID、AMF Set ID及AMF Pointer可根据基站配置设定；
[0090] 表5 GUAMI具体信息
[0091]
[0092] (6)适配模块在N2消息中的PDU Session ID填入E-RAB ID的映射值；
[0093] (7)适配模块根据5GNG协议规定在N2消息中的S-NSSAI填入缺省值；
[0094] (8)适配模块将S1消息中的E-RAB to Be Setup List映射到N2消息中的PDU Session Resource Setup Request Transfer；
[0095] (9)适配模块根据5GNG协议规定在N2消息中的AllowedNSSAI填入缺省值；
[0096] (10)适配模块将S1消息中的UE Security Capabilities映射到N2消息中的PDU Session UE Security Capabilities；
[0097] (11)适配模块将S1消息中的Security Key映射到N2消息中的Security Key。
[0098] 3.接入层协议控制面上行数据消息处理的一个实施例
[0099] 以图1中的INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE消息处理过程为例说明适配模块对上行数据的处理。5G基站适配模块接收到5G基站根据5G RRC过程触发的N2接口协议的INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE消息后，将此信息适配为LTE S1接口协议的INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE消息，并通过S1接口发送给LTE EPC核心网MME。图3为适配示意图，具体实施方式如下：
[0100] (1)适配模块将N2接口协议的INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE消息(下文简称N2消息)中的Massage Type映射到S1接口协议的INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE消息(下文简称S1消息)中的Massage Type；
[0101] (2)适配模块将N2消息中的AMF UE NGAP ID映射到S1消息中的MME UE S1AP ID，由于AMF UE NGAP ID消息的取值范围为(0..240-1)的整数，MME UE S1AP ID消息的取值范围为(0..232-1)的整数，AMF UE NGAP ID消息是由下行MME UE S1AP ID消息适配得到，不会超出MME UE S1AP ID的取值范围，因此直接将AMF UE NGAP ID消息的数值填入MME UE S1AP ID消息中来实现映射；
[0102] (3)适配模块将N2消息中的RAN UE NGAP ID映射到S1消息中的eNB UE S1AP ID；
[0103] (4)适配模块将N2消息中的PDU Session Resource Setup Response Transfer映射到NG消息中的E-RAB Setup List。
[0104] 4.非接入层(NAS)协议不加密时下行数据消息处理的一个实施例
[0105] 当5G终端触发Attach流程时，LTE EPC核心网会向5G基站发送INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息，其中包含EPS NAS消息ATTACHACCEPT，5G基站适配模块接收到S1接口协议的ATTACHACCEPT消息后，将此消息适配为5G N2接口协议的REGISTRATIONACCEPT消息，然后将此消息发送给5G基站的RRC层，触发相应的RRC过程。图4为适配示意图，具体实施方式如下：
[0106] (1)适配模块将S1接口接收的ATTACHACCEPT消息(下文简称S1消息)中的Protocol discriminator映射到N2接口的REGISTRATIONACCEPTT消息(下文简称N2消息)中的Extendedprotocol discriminator；
[0107] (2)适配模块将S1消息中的Security header type映射到N2消息中的Security header type；
[0108] (3)适配模块将S1消息中的Attach accept message identity映射到N2消息中的Registration accept message identity；
[0109] (4)适配模块将S1消息中的EPS attach result映射到N2消息中的5GS registration result；
[0110] (5)适配模块将S1消息中的Spare halfoctet映射到N2消息中的Spare halfoctet；
[0111] (6)适配模块将S1消息中的T3412 value映射到N2消息中的T3502 value；
[0112] (7)适配模块将S1消息中的TAI list映射到N2消息中的TAI list；
[0113] (8)适配模块将S1消息中的GUTI映射到N2消息中的5G-GUTI；
[0114] (9)适配模块将S1消息中的Equivalent PLMNs映射到N2消息中的Equivalent PLMNs；
[0115] (10)适配模块将S1消息中的Emergency number list映射到N2消息中的Emergency number list；
[0116] (11)适配模块将S1消息中的Extended DRX parameters映射到N2消息中的Negotiated DRX parameters；
[0117] (12)适配模块将S1消息中的Non-3GPP NW provided policies映射到N2消息中的Non-3GPPNWpolicies；
[0118] (13)适配模块将S1消息中的Extended emergency number list映射到N2消息中的Extended emergency number list；
[0119] (14)其他未映射数据根据基站配置设定。
[0120] 5.非接入层(NAS)协议不加密时上行数据消息处理的一个实施例
[0121] 当5G终端触发专用承载建立流程时，终端会向5G基站发送UL Information Transfer消息，其中包括5GS NAS消息PDU SESSION MODIFICATION REQUEST，5G基站适配模块接收到5G N2接口协议的PDU SESSION MODIFICATION REQUEST消息后，将此信息适配为LTE S1接口协议的BEARER RESOURCEALLOCATION REQUEST消息，并通过S1接口发送给LTE EPC核心网。图5为适配示意图，具体实施方式如下：
[0122] (1)适配模块将N2接口协议的PDU SESSION MODIFICATION REQUEST消息(下文简称N2消息)中的Extended protocol discriminator映射到S1接口协议的BEARER RESOURCE ALLOCATION REQUEST消息(下文简称S1消息)中的Protocol discriminator；
[0123] (2)适配模块将N2消息中的PTI映射到S1消息中的Procedure transaction identity；
[0124] (3)适配模块将N2消息中的PDU SESSION MODIFICATION REQUEST message identity映射到S1消息中的Bearer resource allocation request message identity；
[0125] (4)适配模块将N2消息中的Requested QoS rules和Requested QoS flow descriptions映射到S1消息中的Required traffic flow QoS；
[0126] (5)适配模块将N2消息中的Extended protocol configuration options映射到S1消息中的Extendedprotocol configuration options。
[0127] 6.承载/PDU会话建立流程
[0128] 以请求建立E-RAB为例。图6为流程示意图，关键步骤说明如下：
[0129] (1)5G基站接收到来自LTE EPC核心网的E-RAB SETUP REQUEST消息；
[0130] (2)5G基站将其适配为5GS的PDU SESSION RESOURCE SETUPREQUEST消息；
[0131] (3)5G基站触发相应的5G RRC过程；
[0132] (4)5G基站根据RRC过程生成针对N2接口协议的PDU SESSION RESOURCE SETUP RESPONSE消息；
[0133] (5)5G基站中的适配模块将上述PDU SESSION RESOURCE SETUP RESPONSE消息适配为LTE S1接口协议的E-RAB SETUP RESPONSE消息；
[0134] (6)5G基站将LTE S1接口协议的E-RAB SETUPRESPONSE消息通过S1接口发送给LTE EPC核心网。
[0135] 7.承载/PDU会话建立的下行控制消息的一个实施例
[0136] 以图6中的E-RAB SETUP REQUEST消息处理过程为例说明适配模块对下行数据的处理。5G基站适配模块接收到LTE EPC核心网MME通过S1接口发送的E-RAB SETUP REQUEST消息后，将此信息适配为5GN2接口协议PDU SESSION RESOURCE MODIFY REQUEST消息，然后将此消息发送给5G基站的RRC层，触发相应的RRC过程。表6给出S1接口协议的E-RAB SETUPREQUEST所含上下文，表7给出N2接口协议的PDU SESSION RESOURCE MODIFYREQUEST所含上下文。其中，Presence标为M即为必须项，Presence标为O即为可选项，本发明仅考虑必须项消息的适配。
[0137] 表6 4G S1接口协议的E-RAB SETUPREQUEST所含上下文信息
[0138]
[0139] 表7 5G N2接口协议的PDU SESSION RESOURCE SETUP REQUEST所含上下文信息[0140]
[0141] 图7为适配流程图，具体实施方式如下：
[0142] (1)适配模块将S1接口接收的E-RAB SETUPREQUEST消息(下文简称S1消息)中的Massage Type映射到N2接口的PDU SESSION RESOURCE MODIFY REQUEST消息(下文简称N2消息)中的Massage Type；
[0143] (2)适配模块将S1消息中的MME UE S1AP ID映射到N2消息中的AMF UE NGAP ID，表3为MME UE S1AP ID消息的具体信息，表4为AMF UE NGAP ID消息的具体信息，映射方法32
为：由于MME UE S1AP ID消息的取值范围为(0..2 -1)的整数，AMF UE NGAP ID消息的取值范围为(0..240-1)的整数，MME UE S1AP ID消息的取值不会超出AMF UE NGAP ID消息的取值范围，因此直接将MME UE S1AP ID消息的数值填入AMF UE NGAP ID消息中来实现映射；
为：由于MME UE S1AP ID消息的取值范围为(0..2 -1)的整数，AMF UE NGAP ID消息的取值范围为(0..240-1)的整数，MME UE S1AP ID消息的取值不会超出AMF UE NGAP ID消息的取值范围，因此直接将MME UE S1AP ID消息的数值填入AMF UE NGAP ID消息中来实现映射；
[0144] (3)适配模块将S1消息中的eNB UE S1AP ID映射到N2消息中的RAN UE NGAP ID；
[0145] (4)适配模块根据5G协议规定在N2消息中的RAN Paging Priority填入缺省值；
[0146] (5)适配模块根据5G协议规定在N2消息中的PDU Session ID填入缺省值；
[0147] (6)适配模块将S1消息中的NAS-PDU映射到N2消息中的NAS-PDU；
[0148] (7)适配模块将S1消息中的E-RAB ID，E-RAB Level QoS Parameters，Transport Layer address映射到N2消息中的PDU Session Resource Setup Request Transfer；
[0149] (8)适配模块根据5G协议规定在N2消息中的S-NSSAI填入缺省值。
[0150] 8.承载/PDU会话建立的上行控制消息的的一个实施例
[0151] 以图6中的E-RAB SETUPRESPONSE消息处理过程为例说明适配模块对上行数据的处理。5G基站适配模块接收到5G基站RRC上传的5G N2接口协议的PDU SESSION RESOURCE MODIFYRESPONSE消息后，将此信息适配为LTE S1接口协议的E-RAB SETUPRESPONSE消息，并通过S1接口发送给LTE EPC核心网。图8为适配示意图，具体实施方式如下：
[0152] (1)适配模块将N2接口的PDU SESSION RESOURCE MODIFYRESPONSE消息(下文简称N2消息)中的Massage Type映射到S1接口接收的E-RAB SETUP RESPONSE消息(下文简称S1消息)中的Massage Type；
[0153] (2)适配模块将N2消息中的AMF UE NGAP ID映射到S1消息中的MME UE S1AP ID，由于AMF UE NGAP ID消息的取值范围为(0..240-1)的整数，MME UE S1AP ID消息的取值范围为(0..232-1)的整数，AMF UE NGAP ID消息是由下行MME UE S1AP ID消息适配得到，不会超出MME UE S1AP ID的取值范围，因此直接将AMF UE NGAP ID消息的数值填入MME UE S1AP ID消息中来实现映射；
[0154] (3)适配模块将N2消息中的RAN UE NGAP ID映射到S1消息中的eNB UE S1AP ID；
[0155] (4)适配模块将N2消息中的PDU Session Resource Setup Response Transfer映射到S1消息中的E-RAB ID，Transport Layer address，GTP-TEID。
[0156] 9.下行S1承载数据到SDAP的映射
[0157] 5G基站与LTE EPC核心网之间的用户面下行适配方法。5G基站接收到通过S1-U接口传输的来自LTE EPC核心网的用户数据时，5G基站中的适配模块根据S1承载标识及其QoS属性设定5G NR协议栈的SDAP实体及其SDAP报文头部信息。
[0158] 5G基站接收到S1承载数据时，操作如下：
[0159] (1)如果存在映射S1承载到5G DRB映射规则，映射S1承载数据到相应5G DRB上；
[0160] (2)如果不存在S1承载到5G DRB的映射规则，将这个S1承载映射到默认5G DRB上；
[0161] (3)按照协议3GPPTS 37.3246.2.2.3章节构造上行SDAP data PDU。这里表8为4G标准QCI(Qos Class Identifier)与业务QoS的关系，表9为5G标准的5QI(5G QoS Identifier)与业务Qos的关系。下行S1承载数据所携带的QCI值可映射为SDAP报文头的5QI值；
[0162] 表8 4G标准QCI特征值
[0163]
[0164]
[0165] 表9 5G标准的5QI到Qos特征值的映射
[0166]
[0167]
[0168]
[0169] (4)将构造好的上行SDAP data PDU提交给下层PDCP实体。
[0170] 10.上行SDAP到S1承载数据的映射
[0171] 5G基站接收到上行SDAP报文时，5G基站中的适配模块将根据SDAP实体及头部信息确定其S1承载，并将用户数据通过确定的S1承载发送至LTE EPC核心网。
[0172] 当5G SDAP实体在收到来自下层的SDAPPDU时，操作如下：
[0173] (1)根据SDAP实体与SDAP报文头部的QFI信息确定其S1承载。
[0174] (2)按照协议3GPPTS 37.3246.2.2.2章节，去除SDAP data PDU的头，提取用户数据PDU，如IP报文。
[0175] (3)将提取出来的用户数据PDU通过确定的S1承载发送至LTE EPC核心网。
[0176] 图9示出了本公开的实施例可以在其中实施的示例5G通信专网系统设备900。在此示例中，5G通信专网系统设备900包括核心网装置910，基站装置920和终端装置930。在设备900中，核心网装置910用于向基站装置920发送下行的控制信令和用户面数据，以及接收基站装置920发送的上行控制信令和用户面数据。基站装置920用于接收终端装置930发送的上行控制信令和用户面数据，并向对上行控制信令和用户面数据进行适配，向核心网装置
910发送适配过的上行控制信令和用户面数据；基站装置920还用于对核心网装置910发送的下行控制信令和用户面数据进行适配，并将适配后的下行控制面和用户面数据发送给终端装置930。终端装置930用于向基站装置920发送上行的控制信令和用户面数据，并触发专用承载建立流程；接收来自基站装置920的下行控制信令和用户面数据。
910发送适配过的上行控制信令和用户面数据；基站装置920还用于对核心网装置910发送的下行控制信令和用户面数据进行适配，并将适配后的下行控制面和用户面数据发送给终端装置930。终端装置930用于向基站装置920发送上行的控制信令和用户面数据，并触发专用承载建立流程；接收来自基站装置920的下行控制信令和用户面数据。
[0177] 尽管上述说明为本发明提供了一些实施例，并非用来限定本发明的保护范围，本技术领域的专业人员可以在不脱离本发明的范围和精神的前提下，对实施例进行各种修改，比如，5G无线专网系统中可能出现多个基站切换，仍然可以采用本发明中所讲的方法进行基站适配模块搭建，进行专网部署，这些修改均属于本发明的范围内。
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