CN101729397B

CN101729397B - 一种服务质量的升降级控制方法

Info

Publication number: CN101729397B
Application number: CN200910005113A
Authority: CN
Inventors: 宋军; 徐名海; 王润泽; 宋奕伟; 孙默
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: Yongtai County State Owned Asset Management Co
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2029-01-15
Also published as: CN101729397A

Abstract

本发明公开了一种服务质量的升降级控制方法，业务控制功能实体SCF在发送给策略决策功能实体PD-FE的资源初始化请求中携带媒体流允许借出的最大带宽；如果对媒体流进行服务质量QOS降级，则PD-FE根据媒体流允许借出的最大带宽完成对媒体流的QOS降级。本发明通过确定降级对象，对降级对象的QoS进行降级，实现在资源有限的网络环境中，尽可能多地接入会话，并对QoS-Downgradable参数进行重新定义，与现有QoS-Downgradable参数相比，降级程度不再完全由网络决定，满足了个性化的要求；默认选择为允许QoS降级且不需要后续升级，满足了多业务接纳的要求，充分利用了网络资源；提供了对QoS升级的选择，满足了不同会话的需求。

Description

一种服务质量的升降级控制方法

技术领域

本发明涉及资源接纳控制技术领域，尤其涉及一种服务质量的升降级控制方法。

背景技术

为了解决下一代网络中的资源管理问题，ITU-T(国际电信联盟远程通信标准化组)提出了支持端到端的服务质量(QoS)和实现网络边界控制的资源接纳控制功能实体(RACF)，其适用于多种不同业务和不同传输技术。

RACF依据当前网络的资源状态，处理业务接纳请求。具体而言，当RACF中的策略决策功能实体(PD-FE)收到资源初始化请求(Resource InitiationRequest)后，进行授权并向传输资源控制功能实体(TRC-FE)查询资源的可用性；如果可用资源足以满足该资源初始化请求，则做出预留和/或允诺决定，并请求策略执行功能实体(PE-FE)分配资源；反之，则拒绝或对该资源初始化请求进行QoS降级处理。

为实现QoS降级，ITU-T在RACF文档中定义了一种QoS-Downgradable参数，用于指明会话是否允许降级，作为网络选择降级对象的依据，该QoS-Downgradable参数携带在资源初始化请求中发送给PD-FE。

QoS-Downgradable参数的定义如下：

枚举型，提供IP流的使用信息；

具体取值如下：

NORMAL(0)：提供正常的资源分配；

MAY_DOWNGRADE(1)：若资源不足，QoS可降级到传统IP的服务质量，不需要拒绝该会话；

QoS-Downgradable参数的默认取值为NORMAL。

然而，上述定义方式存在以下几点不足：

1、缺少对降级程度的选择，仅指出在资源不足时可以将QoS降到传统IP的服务质量；

2、默认取值为NORMAL，在网络资源有限的情况下，此种默认取值很大程度上降低了会话的接入率，无法充分利用网络资源；

3、缺少对QoS升级的选择。

并且，在网络资源有限时，PD-FE仅能通过降低资源初始化请求的QoS以尽量接入该请求，若该资源初始化请求不允许降级，或降级后仍然不能满足该资源初始化请求，则PD-FE只能拒绝该请求，无法实现利用现有网络资源接入尽量多的请求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种服务质量的升降级控制方法，解决在网络中可用资源不足以满足资源请求，而资源请求又不允许QoS降级或降级后仍不能满足资源请求的情况下，无法接入该请求的问题。

为解决上述技术问题，本发明的一种服务质量的降级控制方法，包括：

业务控制功能实体SCF在发送给策略决策功能实体PD-FE的资源初始化请求中携带媒体流允许借出的最大带宽；

如果对媒体流进行服务质量QOS降级，则PD-FE根据媒体流允许借出的最大带宽完成对媒体流的QOS降级。

进一步地，在可用资源不能满足资源初始化请求的资源需求时，如果媒体流允许进行QOS降级，则对媒体流进行QOS降级；

如果媒体流不允许进行QOS降级或对媒体流QOS降级后仍不能满足资源初始化请求的资源需求，则PD-FE选择降级对象，根据降级对象允许借出的最大带宽，对所选择的降级对象进行QOS降级；

降级对象为发起资源初始化请求的用户所拥有的其它媒体流和/或其它用户所拥有的媒体流中的一个或多个。

进一步地，资源初始化请求中还包含请求分配的资源、可释放的最多资源、媒体优先级和QoS-Downgradable参数。

进一步地，资源需求＝请求分配的资源-可释放的最多资源。

进一步地，PD-FE获知当前可用资源不能满足资源需求后，判断资源需求是否小于可用资源与整体优先级比资源初始化请求对应的待接纳会话低的会话可释放的最多资源之和，如果满足，则执行选择降级对象的操作；否则，拒绝资源初始化请求。

进一步地，整体优先级为根据媒体优先级、会话所包含的媒体流已借出的总带宽和会话所包含的媒体流可借出的带宽中的一个或多个确定的会话的优先级。

进一步地，整体优先级＝媒体优先级×(已借出的总带宽/可借出的带宽+1)。

进一步地，降级对象为登记在一降级记录中，允许QOS降级的会话的媒体流；

选择降级对象的具体方法为：

PD-FE判断在发起资源初始化请求的用户所拥有的所有记录在降级记录中的会话中，是否存在整体优先级低于待接纳会话的会话，若存在，则按整体优先级从低到高的顺序对发起资源初始化请求的用户的整体优先级低于待接纳会话的一个或多个会话的媒体流进行降级。

进一步地，对发起资源初始化请求的用户的整体优先级低于待接纳会话的一个或多个会话的媒体流进行降级后，若可用资源仍不能满足待接纳会话的资源需求，则对属于其他用户的记录在降级记录中的整体优先级低于待接纳会话的一个或多个会话的媒体流进行降级。

进一步地，降级记录中记录会话的传输用户标识符、资源控制会话标识符、整体优先级、QoS-Downgradable参数、流编号、媒体流所允许借出的最大带宽和媒体流已借出的带宽；

建立会话时，在降级记录中记录允许降级的会话；并在对会话降级后，修改已降级会话相应条目中的会话的整体优先级和媒体流描述，记录对会话进行的历史操作。

进一步地，QoS-Downgradable参数标识会话是否允许QoS降级，取值包括：不允许QoS降级、允许QoS降级且不需要后续升级和允许QoS降级且需要后续升级；默认取值为允许QoS降级且不需要后续升级。

进一步地，一种服务质量的升级控制方法，

对会话进行服务质量QoS降级后，若PD-FE获知可用资源增加，则选择已降级的会话中需要升级的会话，并按照整体优先级从高到低的顺序对会话的媒体流进行升级。

进一步地，PD-FE在进行会话的媒体流升级前，还判断可用资源是否大于待升级会话所借出的总资源，若大于，则归还从待升级会话所借出的所有资源；否则，将可用资源全部归还待升级会话。

进一步地，PD-FE查询降级记录，从中选择已降级的会话中需要升级的会话；PD-FE根据降级记录中会话的QoS-Downgradable参数判断会话是否需要升级，根据降级记录中会话的整体优先级，按照从高到低的顺序对会话的媒体流进行升级。

综上所述，本发明通过确定降级对象，对降级对象的QoS进行降级，实现在资源有限的网络环境中，尽可能多地接入会话，并对QoS-Downgradable参数进行重新定义，与现有QoS-Downgradable参数相比，降级程度不再完全由网络决定，满足了个性化的要求；默认选择为允许QoS降级且不需要后续升级，满足了多业务接纳的要求，充分利用了网络资源；提供了对QoS升级的选择，满足了不同会话的需求。

附图说明

图1是本发明中PD-FE确定降级对象的流程图；

图2是本发明中PD-FE确定升级对象的流程图；

图3是本发明中实现升、降级的执行过程的交互图。

具体实施方式

本发明中RACF根据资源请求的相应QoS-Downgradable参数降低其所请求的资源，或从其它会话中适当分配出一些资源，尽可能接入会话，待网络资源充裕后，再将从其它会话分配出的资源归还给原被降级的会话。

针对现有技术中RACF文档中定义的QoS-Downgradable参数存在的缺陷，本发明对该参数进行了重新定义。同时，说明了QoS升降级的时机、升降级对象的选择以及升降级的具体执行流程。

本发明不仅对QoS-Downgradable参数进行了重新定义，而且在经过Rs参考点的参数集中添加了新的参数媒体流所允许借出的最大带宽(MaximumTolerable Bandwidth Loss)，该媒体流所允许借出的最大带宽可由运营商或用户自行确定。重新定义的QoS-Downgradable参数如下：

QoS-Downgradable参数：枚举型，说明会话是否允许QoS降级。

具体取值如下：

0：会话不允许QoS降级；

1：会话允许QoS降级，且不需要后续升级；

2：会话允许QoS降级，且需要后续升级。

QoS-Downgradable参数的默认取值为1。

本发明中从充分利用网络资源的角度出发，将QoS-Downgradable参数的默认取值设定为允许QoS降级，禁止QoS降级的会话仅局限在高优先级会话和享有特权的用户(如VIP用户)。

对于QoS升降级的具体执行流程，采用PD-FE发起的资源修改(PD-FERequested Resource Modification)流程，根据网络资源状态及时修改所分配的资源，无需SCF(业务控制功能实体)和CPE(客户端设备)的参与。

具体而言，当PD-FE获知当前可用资源无法满足资源请求时，将选择一个或多个降级对象，释放出足够的资源，以便为请求的会话成功分配资源。上述降级对象可以是请求的会话本身，或现有的优先级比其低的会话。

在选择QoS降级对象时，通常将会话的优先级作为判断的标准。会话中可能包含多个媒体流，若仅考虑会话的某一媒体优先级(Media Priority)，由于媒体的划分有限，筛选结果可能包含多个同优先级的对象；另外，仅仅依据媒体优先级进行判断也存在很大的局限性。为此，本发明提出了整体优先级(Overall Priority)的概念，对于整体优先级需同时考虑以下几个因素：

1、媒体优先级：如TDR/ETS(Emergency TelecommunicationService/Telecommunications for Disaster Relief，紧急电信业务/灾害恢复电信业务)等，媒体优先级的级别划分为0～7级；

2、已借出的总带宽(Total Bandwidth Loss)：会话所包含的媒体流已借出的带宽之和，该值越大整体优先级越高；

3、可借出的带宽(Potential Bandwidth Loss)：会话所包含的媒体流可借出的带宽之和，该值越大整体优先级越低。

其中，可借出的带宽＝允许借出的最大带宽-已借出的总带宽。

在不同情况下可采用不同的方法，根据上述三个因素确定整体优先级，本文中不进行限定，在此仅提供一种简单的计算方法为：整体优先级＝媒体优先级×(已借出的总带宽/可借出的带宽+1)。

为了记录对会话进行的历史操作，本发明中RACF对每一个允许降级的会话保留相应的降级记录(Downgrading Record)，记录特定媒体流资源释放的情况，作为后续操作(进一步降级或升级)的依据。

降级记录的内容包括以下几个方面：

1、传输用户标识符(Transport Subscriber Identifier)：用于标识会话所属的CPE；

2、资源控制会话标识符(Resource Control Session Identifier)：用于标识会话；

3、整体优先级：用于标识该会话的优先级；

4、QoS-Downgradable参数：说明会话是否允许QoS降级；

5、媒体流描述(Media Flow Description)：

流编号(Flow Number)：用于标识会话中的媒体流；

媒体流允许借出的最大带宽；

已借出的带宽(Bandwidth Loss)：媒体流已借出的带宽。

降级记录中并不仅仅记录已被降级的会话，也可包括允许降级但尚未降级的会话。

实际应用中，当RACF接纳一会话时，即根据该会话的QoS-Downgradable参数的取值将可降级的会话记入降级记录中，同时还可对降级记录中的会话按整体优先级由高到低的顺序进行排序，以提高后续检索的效率。

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明：

图1为本发明降级对象的确定过程，具体步骤如下：

101：PD-FE接收到SCF发送的资源初始化请求后，从TRC-FE中查询资源可用性；

资源初始化请求中包含待接纳会话请求分配的资源、待接纳会话可释放的最多资源、媒体优先级、媒体流允许借出的最大带宽和QoS-Downgradable参数。

102：PD-FE获知当前可用资源不能满足待接纳会话的资源需求后，判断是否满足以下条件：请求分配资源-待接纳会话可释放的最多资源＜可用资源+整体优先级比其低的会话可释放的最多资源(条件1)；

该条件保证了经过降级后该资源请求能够被满足。上述条件1中的待接纳会话可释放的最多资源与会话允许借出的最大带宽相等。

PD-FE可将降级记录中整体优先级比待接纳会话低的会话的媒体流所允许借出的最大带宽减去已借出的带宽，得到可借出的带宽，再将各会话的可借出的带宽进行累计，以获得条件中的整体优先级比其低的会话可释放的最多资源。

103：如果不满足条件1，则直接拒绝请求，以避免不必要无效降级；

104：如果满足条件1，则通过判断QoS-Downgradable参数是否等于0，来判断待接纳会话是否允许QoS降级，若待接纳会话允许降级，则执行步骤105；否则跳转到步骤107；

105：对待接纳会话本身进行降级，对待接纳会话中各媒体流降低的带宽不超过各自所允许借出的最大带宽；

106：判断降级后能否接入，若能，则接入，为该会话创建降级记录，结束；否则，执行步骤107；

107：判断待接纳会话的整体优先级是否低于该用户所拥有的其他所有记录在降级记录中的会话，若该用户拥有整体优先级比其低的会话，则执行步骤108；否则，跳转到步骤110；

108：按整体优先级从低到高的顺序对这些会话中的一个或多个的媒体流进行降级，同时修改降级记录中已降级的会话的相应条目，包括：会话的整体优先级和媒体流描述；

109：判断降级后能否接入，若能则接入，则结束，该会话允许降级时，在降级记录中为其创建条目；否则，执行步骤110；

110：对属于其他用户的整体优先级较低的记录在降级记录中的一个或多个会话的媒体流进行降级，同时修改降级记录中已降级的会话的相应条目；

111：降级完成后接入该会话，结束该会话允许降级时，在降级记录中为其创建条目。

注意，由于整体优先级是随降级过程而动态更改的，因而在判断条件1是否成立时，若待接纳会话本身允许降级，应预先计算该会话降级后的整体优先级，继而根据此优先级筛选现有会话，计算它们可释放的最大资源。

综上所述，判断降级对象的基本原则是先考虑对待接纳会话本身降级，再考虑对发出请求的用户所拥有的其他会话进行降级；若仍不能满足资源需求，再对属于其他用户的会话降级，即尽量把影响范围缩小。

图2为本发明升级对象的确定过程，具体步骤如下：

201：当对现有的一个或多个会话的资源释放成功时，PD-FE获知当前可用资源量增多；

202：PD-FE查询降级记录，筛选出需要升级的会话(QoS-Downgradable参数＝2的会话)，并选出整体优先级最高的已降级会话作为待升级会话；

203：PD-FE判断是否满足下述条件，可用资源＞待升级会话之前所借出的总资源(条件2)，若满足，则执行步骤204；否则，执行步骤206；

204：PD-FE发起QoS升级过程，归还从待升级会话的媒体流所借出的所有资源，同时在降级记录中对会话的相应条目进行修改；

205：若仍有资源剩余，则返回202步，选择下一个待升级会话；若无资源剩余，则结束；

206：PD-FE发起QoS升级过程，最大限度归还资源，同时修改降级记录中待升级会话的相应条目，结束。

图3为本发明的升、降级的执行流程，由PD-FE请求PE-FE进行资源修改，具体步骤如下：

301：TRC-FE向PD-FE发送资源汇报，触发资源修改，资源汇报可以是直接的资源状态信息汇报，也可能是回复消息，如当前资源无法接入待接纳会话或对某一会话释放资源成功等，对于回复消息，为了减少PD-FE后续查询TRC-FE的次数，回复消息中可添加当前实际可用的带宽的信息；

302：PD-FE依据图1或图2中所述方法做出升或降级决定，并计算出修改量；

303：PD-FE向PE-FE发起资源修改请求(Resource Modification Request)，将修改量通知PE-FE；

304：PE-FE完成修改后，向PD-FE回复资源修改响应(ResourceModification Response)；

305：PE-FE向TRC-FE更新修改后的资源状态；

306：更新结束，TRC-FE返回资源修改回复。

本发明还可有其他多种表示方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种服务质量的降级控制方法，其特征在于，

业务控制功能实体SCF在发送给策略决策功能实体PD-FE的资源初始化请求中携带媒体流允许借出的最大带宽、请求分配的资源、可释放的最多资源、媒体优先级和QoS-Downgradable参数；所述QoS-Downgradable参数标识会话是否允许QoS降级，取值包括：不允许QoS降级、允许QoS降级且不需要后续升级和允许QoS降级且需要后续升级；默认取值为允许QoS降级且不需要后续升级；

如果对所述媒体流进行服务质量QOS降级，则所述PD-FE根据所述媒体流允许借出的最大带宽完成对所述媒体流的QOS降级；

在可用资源不能满足资源初始化请求的资源需求时，如果所述媒体流允许进行QOS降级，则对所述媒体流进行QOS降级；

如果所述媒体流不允许进行QOS降级或对所述媒体流QOS降级后仍不能满足所述资源初始化请求的资源需求，则所述PD-FE选择降级对象，根据所述降级对象允许借出的最大带宽，对所选择的降级对象进行QOS降级；

所述降级对象为发起所述资源初始化请求的用户所拥有的其它媒体流和/或其它用户所拥有的媒体流中的一个或多个。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

资源需求＝所述请求分配的资源-可释放的最多资源。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述PD-FE获知当前可用资源不能满足资源需求后，判断资源需求是否小于可用资源与整体优先级比所述资源初始化请求对应的待接纳会话低的会话可释放的最多资源之和，如果满足，则执行所述选择降级对象的操作；否则，拒绝所述资源初始化请求。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述整体优先级为根据媒体优先级、会话所包含的媒体流已借出的总带宽和会话所包含的媒体流可借出的带宽中的一个或多个确定的会话的优先级。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述整体优先级＝媒体优先级×(已借出的总带宽/可借出的带宽+1)。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述降级对象为登记在一降级记录中，允许QOS降级的会话的媒体流；

所述选择降级对象的具体方法为：

所述PD-FE判断在发起所述资源初始化请求的用户所拥有的所有记录在降级记录中的会话中，是否存在整体优先级低于所述待接纳会话的会话，若存在，则按整体优先级从低到高的顺序对发起所述资源初始化请求的用户的整体优先级低于所述待接纳会话的一个或多个会话的媒体流进行降级。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

对发起所述资源初始化请求的用户的整体优先级低于所述待接纳会话的一个或多个会话的媒体流进行降级后，若可用资源仍不能满足所述待接纳会话的资源需求，则对属于其他用户的记录在降级记录中的整体优先级低于所述待接纳会话的一个或多个会话的媒体流进行降级。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述降级记录中记录会话的传输用户标识符、资源控制会话标识符、整体优先级、QoS-Downgradable参数、流编号、媒体流所允许借出的最大带宽和媒体流已借出的带宽；

建立会话时，在所述降级记录中记录允许降级的会话；并在对会话降级后，修改已降级会话相应条目中的会话的整体优先级和媒体流描述，记录对会话进行的历史操作。

9.一种服务质量的升级控制方法，其特征在于，

对会话进行服务质量QoS降级后，若PD-FE获知可用资源增加，所述PD-FE查询降级记录，从中选择已降级的会话中需要升级的会话；所述PD-FE根据所述降级记录中会话的QoS-Downgradable参数判断所述会话是否需要升级，根据所述降级记录中会话的整体优先级，按照从高到低的顺序对会话的媒体流进行升级；所述整体优先级为根据媒体优先级、会话所包含的媒体流已借出的总带宽和会话所包含的媒体流可借出的带宽中的一个或多个确定的会话的优先级；所述QoS-Downgradable参数标识会话是否允许QoS降级，取值包括：不允许QoS降级、允许QoS降级且不需要后续升级和允许QoS降级且需要后续升级；默认取值为允许QoS降级且不需要后续升级。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述PD-FE在进行会话的媒体流升级前，还判断可用资源是否大于待升级会话所借出的总资源，若大于，则归还从待升级会话所借出的所有资源；否则，将可用资源全部归还所述待升级会话。