CN101005441A - 在无线网络中实现QoS控制的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在无线网络中实现QoS控制的方法及装置。本发明主要包括：首先，由PDF(策略决策功能)实体获取用户群类别信息；然后，PDF根据获取的用户群类别信息建立相应的服务质量QoS策略；这样，在无线网络中，便可以利用建立的QoS策略对接入的业务进行QoS控制。因此，本发明的实现使得PDF能够综合考虑用户群类别信息和业务类别信息等决策信息形成差异化的QoS策略，从而在有限的空中接口资源下，提供差异化的QoS控制，进而实现精细化的业务运营及管理。

Description

在无线网络中实现QoS控制的方法及装置

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QoS控制的技术。

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，即在3GPP R6的QoS架构中的PDF实体提供的是基于业务的策略控制，相应的QoS控制处理过程主要包括以下内容：

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(通用陆地接入网)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。

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，PDF仅实现了基于业务的策略控制。

也就是说，目前，在无线网络中，还无法很好地实现相应的差异化QoS控制，即无法对无线网络中的不同的用户群实施分级的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QoS控制的方法及装置，从而可以在无线网络中可以实现基于用户群的差异化QoS控制，增加网络的可运营性，便于网络的运营管理。

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QoS控制的方法，包括：

A、策略决策功能PDF实体获取用户群类别信息；

B、PDF根据获取的用户群类别信息建立相应的服务质量QoS策略；

C、在无线网络中，利用建立的QoS策略对接入的业务进行QoS控制。

所述的方法还包括：

在应用功能AF实体上配置保存用户群类别信息，且所述的用户群类别信息以用户终端信息索引。

所述的步骤A包括：

AF接收到用户终端的应用请求后，向PDF发送QoS授权请求消息，所述消息中携带着相应用户终端对应的用户群类别信息，PDF实体从QoS授权请求消息获取用户群类别信息。

所述的方法还包括：

在用户签约数据库实体中预先配置保存用户群类别信息，且所述的用户群类别信息以用户终端信息索引。

所述的步骤A包括：

PDF接收到QoS授权请求消息后，向用户签约数据库实体获取相应用户终端对应的用户签约信息，在所述的用户签约信息中包括该用户终端对应的用户群类别信息。

所述的步骤A包括：

当PDF确定AF发起的QoS授权请求消息中未携带用户群类别信息时，则PDF从所述的用户签约数据库实体获取所述的用户群类别信息。

所述的步骤B具体包括：

PDF仅根据获取的用户群类别信息建立相应的服务质量QoS策略；

或者，PDF综合根据获取的用户群类别信息和业务类别信息建立相应的服务质量QoS策略。

本发明还提供了一种在无线网络中实现QoS控制的装置，包括：

用户群类别信息获取模块：设置于策略决策功能PDF实体中，用于获取用户群类别信息；

QoS策略确定模块：设置于PDF中，用于根据获取的用户群类别信息建立相应的服务质量QoS策略；

QoS策略下发模块：用于下发所述的QoS策略，所述的QoS策略用于对接入的业务进行QoS控制。

所述的用户群类别信息获取模块通过PDF与AF之间扩展的接口连接通信，并从所述的AF获取其中配置保存的用户群类别信息。

所述的用户群类别信息获取模块与用户签约数据库连接通信，并从所述的用户签约数据库获取其中配置保存的用户群类别信息。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明的实现使得由PDF综合考虑用户群信息和业务类别信息等决策信息形成差异化的QoS策略，如QoS等级、上下行最大包速率等，从而在有限的空中接口资源下，提供差异化的QoS控制，进而实现精细化的业务运营及管理。

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为基于用户群类别信息实现的QoS策略的示意图；

图4为实现QoS控制信令的处理过程具体实现示意图；

图5为本发明提供的PCC架构的具体实现示意图；

图6为本发明提供的装置的具体实现结构示意图。

具体实施方式

在无线通信网络中，当空中接口资源有限时，则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，提供精细化的QoS控制，才能为运营商提供精细化的业务运营提供保证。

因此，PDF作为整个UMTS网络的QoS策略决策点，在进行QoS策略决策时应该综合考虑用户群和业务类别等信息形成差异化的QoS策略信息，这样，才能够最终控制承载面实施差异化的QoS策略。

本发明提供了一种基于UMTS网络的端到端QoS架构的增强差异化的QoS控制的实现方法，该方法中，通过PDF根据用户群类别和业务类别信息综合决策形成差异化的QoS指标，进而指示无线承载基于用户群类别信息实现分级的QoS控制处理。

进一步讲，本发明具体为：在AF与PDF之间的接口上增加用户群类别信息；或者，在SPR(用户签约信息数据库)与PDF之间的接口中增加用户群类别信息，从而使得PDF能够获得无线网络中接入的业务对应的用户群类别信息，进而基于用户群类别信息对相应的业务实现QoS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，本发明中，首先，扩展Gq接口增加携带用户群类别信息给PDF，用户群类别的具体划分由运营商自定义，例如，定义为集团VIP用户和普通用户，或者是金、银、铜牌用户；然后，由PDF根据业务类别和用户群类别综合考虑决策形成差异化的QoS策略，如QoS等级、上下行最大包速率，等等。

再如图3所示，在图3中给出了关于UMTS网络中服务质量规划的示例，从图中可看出根据用户群类别和业务类别综合映射后，PDF能够提供更细分的QoS策略控制，有利于运营商进行更精细化的业务运营。例如，利用图3所示的控制策略，便可以针对VIP用户群和普通用户群分别提供不同QoS的区分服务。

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，即本发明提供的方法的具体实现方式如图4所示，包括以下步骤：

步骤41：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和用户群类别信息；

在该步骤中通过用户群类别信息的携带可以方便后续处理过程中可以基于用户群类别信息实现区分QoS控制的处理，即针对不同的用户群类别采用不同的QoS策略规则进行QoS控制，以便于在网络中针对不同的用户群提供区别的服务；

所述的用户群类别信息配置保存于AF中，并以用户终端信息索引，即通过相应的用户终端信息便可以查找到对应的用户群类别信息。

步骤42：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，并向AF返回带授权TOKEN的QoS授权成功响应；

在PDF接收到所述的QoS要求后进行基于用户群类别信息的QoS策略的生成，而且，在具体实现过程中可以为单独基于用户群类别信息进行QoS策略的生成，也可以将用户群类别信息与业务类别信息综合起来统一生成相应的QoS策略，以便于基于用户群类别信息对业务的QoS进行区别控制。

后续的处理过程可以采用与现有技术相同的处理方式，当然也可以采用其他处理方式实现，下面将以采用现有技术的处理方式对后续处理过程进行说明，具体参见下述步骤43至步骤49：

步骤43：UE发起二次PDP上下文激活请求进行承载资源预留。

步骤44：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45：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策略信息。

步骤46：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，通过QoS策略决策消息下发本次业务的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等级、UL(上行链路)/DL(下行链路)包速率包过滤器信息等；

步骤47：GGSN收到来自PDF的QoS策略决策消息后，将IP QoS映射为授权后的UMTS QoS，向PDF回QoS策略决策成功响应；

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；

其中，授权后UMTS QoS信息具体包括：Traffic Class、Maximum bitrate、Guaranteed bit rate和THP等参数。

步骤48：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，RNC按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；

同时，SGSN还向UE返回PDP上下文二次激活成功响应消息。

步骤49：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，由于在上述步骤41和步骤42的处理过程中，PDF获取了接入用户终端对应的用户群类别信息，从而可以在PDF上建立基于用户群类别信息的QoS策略，进而实现基于用户群类别信息的QoS策略控制。

本发明还提供了一种在无线网络中实现QoS控制的装置，如图6所示，其结构具体包括以下各组成模块：

(1)用户群类别信息获取模块

设置于PDF实体中，用于获取接入用户终端对应的用户群类别信息；

所述的用户群类别信息获取模块可以通过PDF与AF之间扩展的接口连接通信，并从所述的AF获取其中配置保存的用户群类别信息；

所述的用户群类别信息获取模块还可以与用户签约数据库连接通信，如SPR等，具体可以为HSS或HLR等，并从所述的用户签约数据库获取其中配置保存的用户群类别信息。

(2)QoS策略确定模块

设置于PDF中，用于根据获取的用户群类别信息建立相应的QoS策略；

具体可以根据用户群类别信息建立相应的QoS策略，也可以根据用户群类别信息及业务类别信息综合确定建立相应的QoS策略；

(3)QoS策略下发模块

用于下发QoS策略确定模块建立的QoS策略，例如，下发给GGSN、SGSN、RNC等，所述的QoS策略用于在相应的策略执行实体上对接入的业务进行区分级别的QoS控制。

本发明在具体实施过程中，还可以采用如图5所示的架构体系实现，具体可以将用户群类别信息作为用户签约数据保存于无线通信网络中，之后，PDF可以向SPR(保存用户签约数据库)实体直接获取相应的用户群类别信息，其中，所述的SPR包括HSS(归属用户服务器)、HLR等；例如，参照图4所示，当PDF无法从AF获得相应的用户群类别信息时，则当PDF接收到AF发来的授权请求消息后，向SPR请求获取相应的用户群类别信息。

图5给出的是3GPP R7版本中PCC(策略和计费控制)架构，该架构是由R6版本的FBC(Flow based charging，基于流量的计费)和SBLP(service based local policy，基于业务的本地策略)架构合并而成。其中，PCRF(策略和计费规则功能)实体是由PDF和CRF中(计费规则功能)合并成的。PDF可以在接收到QoS资源授权请求时，主动向SPR发起获取用户签约信息数据，在所述的用户签约信息数据中包括用户群类别信息，然后，PCRF在生成QoS策略时便可以综合考虑用户群类别信息和业务类别信息，从而实现基于用户群类别信息的业务QoS控制。

综上所述，本发明中，由PDF综合考虑用户群信息和业务类别信息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 (10)

1、一种在无线网络中实现QoS控制的方法，其特征在于，包括：

A、策略决策功能PDF实体获取用户群类别信息；

B、PDF根据获取的用户群类别信息建立相应的服务质量QoS策略；

C、在无线网络中，利用建立的QoS策略对接入的业务进行QoS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：

在应用功能AF实体上配置保存用户群类别信息，且所述的用户群类别信息以用户终端信息索引。

3、根据权利要求2所述的方法，所述的步骤A包括：

AF接收到用户终端的应用请求后，向PDF发送QoS授权请求消息，所述消息中携带着相应用户终端对应的用户群类别信息，PDF实体从QoS授权请求消息获取用户群类别信息。

4、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：

在用户签约数据库实体中预先配置保存用户群类别信息，且所述的用户群类别信息以用户终端信息索引。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的步骤A包括：

PDF接收到QoS授权请求消息后，向用户签约数据库实体获取相应用户终端对应的用户签约信息，在所述的用户签约信息中包括该用户终端对应的用户群类别信息。

6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的步骤A包括：

当PDF确定AF发起的QoS授权请求消息中未携带用户群类别信息时，则PDF从所述的用户签约数据库实体获取所述的用户群类别信息。

7、根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述的步骤B具体包括：

PDF仅根据获取的用户群类别信息建立相应的服务质量QoS策略；

或者，PDF综合根据获取的用户群类别信息和业务类别信息建立相应的服务质量QoS策略。

8、一种在无线网络中实现QoS控制的装置，其特征在于，包括：

用户群类别信息获取模块：设置于策略决策功能PDF实体中，用于获取用户群类别信息；

QoS策略确定模块：设置于PDF中，用于根据获取的用户群类别信息建立相应的服务质量QoS策略；

QoS策略下发模块：用于下发所述的QoS策略，所述的QoS策略用于对接入的业务进行QoS控制。

9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述的用户群类别信息获取模块通过PDF与AF之间扩展的接口连接通信，并从所述的AF获取其中配置保存的用户群类别信息。

10、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述的用户群类别信息获取模块与用户签约数据库连接通信，并从所述的用户签约数据库获取其中配置保存的用户群类别信息。

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