CN101005440A - 在无线网络中实现差异化服务质量控制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在无线网络中实现差异化服务质量控制的方法。本发明主要包括：首先，由PDF(策略决策功能)实体将包含预留优先级信息的QoS(服务质量)策略规则发送给GGSN(网关GPRS支持节点)；之后，GGSN将所述的包含预留优先级信息的QoS策略规则映射为通用移动通信系统服务质量UMTS QoS的ARP参数；这样，在无线网络中，便可以根据所述的UMTS QoS对接入网络的业务进行差异化的服务质量控制。本发明的实现使得PDF能够综合考虑业务类别信息和运营商的特定需求等策略信息，以形成差异化的QoS策略，从而能够指示无线承载实施分级的接入/拥塞控制。

Description

在无线网络中实现差异化服务质量控制的方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种在无线网络中实现差异化服务质量控制的方法。

背景技术

WCDMA是第三代移动通信中的主流技术，第三代移动通信技术可以提供更丰富的移动多媒体业务。在提供丰富的多媒体业务时，不同类型的业务通常会有不同的服务质量要求，通信网络只有满足相应的服务质量要求才能为用户提供满意的服务。

在无线通信网络中，相应的UMTS QoS(通用移动通信系统服务质量)由表1中的一组属性参数描述定义，其中，前面的五个标注有下划线的属性参数是体现服务质量差异性的指标，即在目前有限的空中接口资源的情况下要让用户体验差异化的服务质量，该类指标是关键的QoS策略。

表1

属性	含义	影响	类型
				Traffic class	业务类别定义，由业 务特征决定	对业务进行分类，以便 网络处理方式符合业务 特征的要求	质量分类质量要求
Maximum bit rate	最大可用带宽	网络将限制并容许会话 对带宽的最大使用	资源分配质量要求
				Guaranteed bit rate	保证速率	网络提供的保证带宽	资源分配质量要求
Traffic handling priority	处理优先级	网络处理Interactive流 的相对优先级	质量分级

Allocation/Retention priority	分配/保持优先级	接入/拥塞控制优先级	质量分级
				Delivery order	是否提供数据包顺序保证	IP类型已经不用	-
Maximum SDU size	SDU的最大长度	RAN传输优化	质量优化
				SDU format information	所有可能的SDU长度列表	RAN传输优化	资源优化
SDU error ratio	SDU丢失或错误的比例	RAN错误检测算法	质量优化
				Residual bit error ratio	残留的错误SDU	RAN错误检测CRC校验程度	质量优化
Delivery of erroneous SDUs	是否递交错误SDU	RAN错误检测机制	质量优化
				Transfer delay	传输时延	网络对95％情况下的时延保证要求	网络质量要求
Source statisticsdescriptor	源统计描述	用来提高资源复用效率	资源优化
				Signalling indication	信令指示	为信令提供更高的优先级	网络优化

在标准的3GPP R6版本的端到端QoS(服务质量)架构中是由PDF(策略决策功能)将应用层面和承载面关联起来，以解决承载无法感知业务层QoS的问题。

相应的整个端到端的QoS架构如图1所示，相应的核心思想主要包括：

首先，在业务建立过程中，UE会根据自身的QoS能力与AF(应用功能)进行应用层面的QoS参数协商；

然后，由AF再向PDF发起QoS授权申请，PDF根据应用层面协商后的QoS业务信息进行QoS授权，形成本地策略SBLP(基于业务的本地策略)，生成授权TOKEN(令牌)；

最后，UE在二次激活PDP(分组数据协议)上下文阶段申请RAB(无线接入承载)资源时，PDF会向GGSN(网关GPRS支持节点)下发IP QoS(基于IP的服务质量)策略；

GGSN作为策略执行点要完成授权的IP QoS策略与授权的UMTS QoS属性参数的转化映射，并根据转化后的授权的UMTS QoS属性参数控制完成二次PDP上下文激活流程，最终UTRAN会据根据授权的RAB指配参数决定应该配置的空口信道参数，从而实现UMTS(通用移动通信系统)网络的QoS控制，有效地提高的空中接口资源的利用率。

仍如图1所示，通过横向协商和纵向映射，在PDF上将业务类别信息和运营商策略规则综合映射，最终映射到UMTS QoS的差异性指标包括：Traffic Class，Maximum bit rate，Guaranteed bit rate，THP(Traffichandling priority)，各指标含义如表1中所示。

在通信网络中，服务质量最终表现为客户对业务的体验，对网络质量的感受，而差异化的服务质量就体现在不同客户群使用同一业务时以及相同的客户在使用不同的业务时所获得的差异化的网络质量服务，即获得不同的网络质量感受。

但是，由于在上述现有技术提供的实现方案中，最终映射到UMTS QoS的差异性指标并没有包括对ARP(Allocation/Retention priority，分配/保持优先级)指标进行控制，使得目前对于差异化QoS控制过程中，PDF缺少对Allocation/Retention priority指标的策略控制，使得当资源不足情况出现时，UMTS承载无法实现于分级的接入和拥塞控制。

也就是说，目前，在无线网络中，无法对无线网络中的业务或用户实施分级的接入及拥塞控制，即无法很好地实现相应的差异化QoS控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种在无线网络中实现差异化服务质量控制的方法，从而可以在无线网络中可以很好地实现相应的差异化QoS控制，进而可以有效分级实现针对业务或用户的接入或拥塞控制。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种在无线网络中实现差异化服务质量控制的方法，包括：

A、策略决策功能PDF实体将选定的包含预留优先级信息的服务质量QoS策略规则发送给网关GPRS支持节点GGSN；

B、GGSN将所述的包含预留优先级信息的QoS策略规则映射为通用移动通信系统服务质量UMTS QoS；

C、在无线网络中根据所述的UMTS QoS对接入网络的业务进行差异化的服务质量控制。

所述的方法还包括：

在PDF上，预先配置包含预留优先级信息的QoS策略规则信息。

所述的包含预留优先级信息的QoS策略规则为基于业务和/或用户设置。

所述的步骤A包括：

PDF实体根据接入的业务类型和/或用户身份信息为其选定对应的包含预留优先级信息的QoS策略规则，并发送给GGSN。

所述的步骤A包括：

PDF实体接收QoS策略请求消息后，将包含预留优先级信息的QoS策略规则发送给GGSN。

所述的步骤A还包括：

用户终端向服务GPRS支持节点SGSN发送分组数据协议PDP上下文激活请求消息，并由SGSN向GGSN发送PDP上下文创建请求消息；

GGSN接收到所述的PDP上下文创建请求消息后，向PDF实体发送QoS策略请求消息。

在所述的步骤B中，将所述的QoS策略规则中的预留优先级信息映射为UMTS QoS中的分配/保持优先级ARP信息。

所述的步骤C包括：

C1、GGSN将映射后的UMTS QoS信息发送给SGSN；

C2、SGSN根据所述的UMTS QoS进行分级别的本地资源处理，之后，由SGSN向无线网络控制器RNC发送资源请求消息；

C3、RNC根据所述资源请求消息中承载的QoS要求，对接入网络的业务进行差异化的服务质量控制。

所述的步骤C3包括：

根据所述的QoS要求对相应的业务进行接入或拥塞控制。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明的实现使得PDF能够综合考虑业务类别信息和运营商的特定需求等策略信息，以形成差异化的QoS策略，如QoS等级、上下行最大包速率，预留优先级等，从而能够指示无线承载实施分级的接入/拥塞控制，便于在当前有限的空中接口资源情况下提供差异化的服务质量，以及实现精细化的业务运营。

附图说明

图1为现有技术中UMTS端到端的QoS架构体系示意图；

图2为本发明提供的端到端的QoS架构体系具体实现示意图；

图3为实现QoS控制信令的处理过程具体实现示意图。

具体实施方式

在有限的空中接口资源的情况下，随着用户量的增加和多媒体业务的大量开展，就需要对无线资源合理管理，提供分级的接入和拥塞控制机制，才能更好地提供差异化的服务质量。因此，PDF作为整个UMTS网络的QoS策略决策点，在进行QoS策略决策时应形成差异化的QoS策略信息，这样最终才能控制承载面实施差异化的QoS策略。

本发明的核心是提供一种基于UMTS网络的端到端QoS架构的增强差异化的QoS服务质量的方法，通过PDF指示无线承载如何实施分级的接入/拥塞控制以及优先调度和转发。

进一步讲，本发明具体为：在PDF与GGSN之间的接口上增加QoS策略信息，即预留优先等级，该参数用于指示无线承载实施分级的接入/拥塞控制。之后，由GGSN根据预留优先级映射转化为UMTS QoS中的ARP属性，并在整个UTRAN网络中进行协商控制。

为对本发明有进一步的理解，下面将结合附图对本发明的具体实现方式进行详细说明。

如图2所示，在本发明中，扩展PDF与GGSN之间的Go接口，增加预留优先级策略信息，该参数在GGSN上会映射为UMTS QoS属性ARP(Allocation/Retention priority)，指示无线承载实施分级的接入/拥塞控制机制，当资源不足时ARP级别较高的呼叫可以抢占优先级较低的呼叫占用的资源，或者，优先接纳级别较高的呼叫。

基于图2所示的结构，本发明提供的具体的QoS控制信令流程如图3所示，包括以下步骤：

步骤31：AF在接收到终端的应用请求后根据业务的具体类型和内容确定本次业务所需的业务QoS服务质量要求，并通过和PDF之间的Gq接口向PDF发起QoS授权请求，其中，携带业务媒体部件信息；

步骤32：PDF根据业务QoS请求以及网络质量决定是否接纳QoS请求，生成授权TOKEN，形成本地QoS策略，向AF返回带授权TOKEN的QoS授权成功响应。

步骤33：UE发起二次PDP上下文激活请求进行承载资源预留。

步骤34：SGSN根据UE发来的服务质量要求进行鉴权分析，再向GGSN发起PDP上下文创建请求。

步骤35：GGSN首先检查本地资源是否可用，然后，通过Go接口向PDF发起QoS策略请求，以获得授权后的QoS策略规则信息。

步骤36：PDF检查绑定信息的正确性，所述的绑定信息包含着PDF分配的Token，PDF据此确认承载策略请求是否是合法的，以提高安全性，然后，为接入的业务类型和/或用户确定对应的QoS策略规则，并通过QoS策略决策消息下发本次业务类型和/或用户的QoS策略规则给GGSN进行安装执行，所述的QoS策略决策消息中携带着QoS策略规则包括：QoS等级、UL(上行链路)/DL(下行链路)包速率、预留优先级、包过滤器信息等；

其中，所述的预留优先级信息为预先配置并保存于PDF中，而且，所述的预留优先级信息为基于业务类型或基于用户(即用户身份信息)配置，或者，基于业务类型和用户综合配置，即相应的预留优先级信息可以仅以业务类型或用户身份信息为索引，也可以同时以业务类型和用户身份信息为索引；因此，在该步骤中，PDF接收到QoS策略请求消息后，便可以根据预留优先级的配置原则确定对应的预留优先级信息，并承载于QoS策略决策消息中下发给GGSN。

步骤37：GGSN收到来自PDF的QoS策略决策配置消息后，将消息中的IP QoS(即QoS策略规则)信息映射为授权后的UMTS QoS；

其中，授权后UMTS QoS信息具体包括：Traffic Class、Maximum bitrate、Guaranteed bit rate、THP和ARP等参数，其中，所述的ARP参数为根据接收到的策略决策配置消息中的预留优先级信息映射确定；

同时，基于该授权的UMTS QoS进行QoS协商，继续PDP上下文二次激活流程，向SGSN回PDP上下文激活响应。

步骤38：GGSN向PDF回QoS策略决策成功响应，所述的响应消息中包括所述的授权后的UMTS QoS信息；

SGSN根据GGSN提出的UMTS QoS服务质量要求进行分级的分配本地资源处理，然后，发送资源请求消息给RNC，消息中携带的信息包括所述的授权后的UMTS QoS信息；

RNC根据SGSN发送的服务质量要求申请资源和进行分级的接入/拥塞控制处理，具体为：根据服务质量要求中的ARP参数进行相应的基于业务类型和/或用户的分级的接入或拥塞控制，进而实现针对不同业务类型和/或用户的差异化的QoS控制，最终实现了对于不同的接入网络的业务实现了不同的QoS控制；如可以实现在资源不足时，拒绝低优先级的业务的接入，接纳高优先级的业务；

同时，SGSN还向UE返回PDP上下文二次激活成功响应消息。

步骤39：UE收到PDP上下文二次激活成功响应，表示整个无线承载资源预留成功，可以开始传输媒体流。

可以看出，由于在上述过程中，PDF确定了相应的预留优先级信息，从而使得在后续的差异化QoS控制过程中，能够根据所述的预留优先级实现分级的接入或拥塞控制。

综上所述，本发明中，由PDF综合考虑业务类别信息和运营商的特定需要等决策信息形成差异化包括预留优先级信息的QoS策略，从而能够指示无线承载实施分级的接入/拥塞控制，使得在当前有限的空中接口资源情况下提供差异化的服务质量，实现精细化的业务运营。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1、一种在无线网络中实现差异化服务质量控制的方法，其特征在于，包括：

A、策略决策功能PDF实体将选定的包含预留优先级信息的服务质量QoS策略规则发送给网关GPRS支持节点GGSN；

B、GGSN将所述的包含预留优先级信息的QoS策略规则映射为通用移动通信系统服务质量UMTS QoS；

C、在无线网络中根据所述的UMTS QoS对接入网络的业务进行差异化的服务质量控制。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：

在PDF上，预先配置包含预留优先级信息的QoS策略规则信息。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的包含预留优先级信息的QoS策略规则为基于业务和/或用户设置。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤A包括：

PDF实体根据接入的业务类型和/或用户身份信息为其选定对应的包含预留优先级信息的QoS策略规则，并发送给GGSN。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤A包括：

PDF实体接收QoS策略请求消息后，将包含预留优先级信息的QoS策略规则发送给GGSN。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的步骤A还包括：

用户终端向服务GPRS支持节点SGSN发送分组数据协议PDP上下文激活请求消息，并由SGSN向GGSN发送PDP上下文创建请求消息；

GGSN接收到所述的PDP上下文创建请求消息后，向PDF实体发送QoS策略请求消息。

7、根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，在所述的步骤B中，将所述的QoS策略规则中的预留优先级信息映射为UMTS QoS中的分配/保持优先级ARP信息。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的步骤C包括：

C1、GGSN将映射后的UMTS QoS信息发送给SGSN；

C2、SGSN根据所述的UMTS QoS进行分级别的本地资源处理，之后，由SGSN向无线网络控制器RNC发送资源请求消息；

C3、RNC根据所述资源请求消息中承载的QoS要求，对接入网络的业务进行差异化的服务质量控制。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的步骤C3包括：

根据所述的QoS要求对相应的业务进行接入或拥塞控制。

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