專利名稱：利用用戶服務(wù)標(biāo)識(shí)usid實(shí)施策略標(biāo)識(shí)與控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在演進(jìn)分組系統(tǒng)EPS (Evolved Packet System)中利用用戶服務(wù) 標(biāo)識(shí)USID (User Service Identification)實(shí)施策略標(biāo)識(shí)與控制的方法，屬于移動(dòng)通信技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
EPS網(wǎng)絡(luò)是3GPP規(guī)范的未來移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的模型，由接入網(wǎng)和核心網(wǎng)EPC組成。 其中，接入網(wǎng)包括用戶終端UE和演進(jìn)分組基站eNodeB，EPC包括協(xié)商階段的移動(dòng)管理實(shí)體 MME,傳送階段的服務(wù)網(wǎng)關(guān)SGW和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)PDN-GW。除MME外，其他各網(wǎng)元均與QoS 機(jī)制的實(shí)施緊密相關(guān)。在EPS中，多種重要應(yīng)用都需要QoS提供支撐，如音頻電話、視頻會(huì)議、高清電視 等。這些應(yīng)用驅(qū)動(dòng)許多研究機(jī)構(gòu)致力于相關(guān)課題的探索。其中，策略和計(jì)費(fèi)控制PCC (Policy and Charging Control)與承載標(biāo)識(shí)的綁定機(jī)制始終是研究的焦點(diǎn)，業(yè)內(nèi)的科技人員非常 重視、關(guān)注和投入到QoS控制和綁定機(jī)制的研究和開發(fā)。目前，在EPS的QoS與計(jì)費(fèi)模型的協(xié)商與更新過程中，各個(gè)網(wǎng)元(包括用戶終端 UE、演進(jìn)分組基站eNodeB、服務(wù)網(wǎng)關(guān)SGW和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)PDN-GW)都將參與這個(gè)過程，并 且，當(dāng)用戶希望再次獲得網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)授權(quán)的QoS請(qǐng)求時(shí)，EPS中的每個(gè)網(wǎng)元都必須重復(fù)原來的 協(xié)商和授權(quán)的全過程。其具體流程如下首先，網(wǎng)絡(luò)在受理協(xié)商信息前，要進(jìn)行必要的預(yù)配置，每個(gè)網(wǎng)元都需要配置一個(gè) USID映射表，用來建立EPS QoS參數(shù)與承載標(biāo)識(shí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。該USID映射表包括承載標(biāo) 識(shí)、QoS等級(jí)集合五元組和計(jì)費(fèi)規(guī)則。但是，在預(yù)配置階段承載標(biāo)識(shí)項(xiàng)的信息是空的，需要 經(jīng)過協(xié)商后填入；QoS等級(jí)集合五元組包括QoS類別標(biāo)識(shí)QCI、分配與保持優(yōu)先級(jí)ARP、確保 比特速率GBR、最大比特速率MBR和聚合最大比特速率AMBR。其次，當(dāng)一個(gè)QoS請(qǐng)求到達(dá)網(wǎng) 絡(luò)時(shí)，位于核心網(wǎng)的PCC首先對(duì)該請(qǐng)求允許獲得的QoS等級(jí)和計(jì)費(fèi)情況進(jìn)行判斷，如果能夠 滿足，才生成一項(xiàng)帶有一系列EPS QoS參數(shù)的PCC規(guī)則并下發(fā)。PCC規(guī)則是由QoS等級(jí)集合 五元組和計(jì)費(fèi)規(guī)則組成。沿途的PDN-GW、SGW、eNodeB收到核心網(wǎng)下發(fā)的PCC規(guī)則后，為請(qǐng) 求對(duì)象建立承載路徑，并在USID配置表中填入承載標(biāo)識(shí)，將該承載標(biāo)識(shí)與相應(yīng)的QoS屬性 綁定在一起(承載無標(biāo)識(shí)號(hào)時(shí)用TFT代替)。再次，當(dāng)會(huì)話結(jié)束后，建立好的所有與該會(huì)話相關(guān)的承載路徑都會(huì)隨著路徑的注 銷而被刪除，即所有與該會(huì)話相關(guān)的承載標(biāo)識(shí)也會(huì)從USID映射表中被刪除。以后，當(dāng)同一 用戶想要為另一個(gè)數(shù)據(jù)流申請(qǐng)相同的QoS服務(wù)時(shí)，必須重新啟動(dòng)相同的協(xié)商和授權(quán)過程； 因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)將上次所使用的承載標(biāo)識(shí)刪除了。這種情況下，EPS將視其為一個(gè)陌生的 請(qǐng)求，PCC中所有的模塊將重新對(duì)其授權(quán)，而且，所有網(wǎng)元也將會(huì)重復(fù)整個(gè)協(xié)商中的查詢和 綁定過程。當(dāng)前的EPS QoS的實(shí)施過程，需要消耗各個(gè)網(wǎng)元的存儲(chǔ)和計(jì)算的資源，而且，該過 程對(duì)資源的開銷也將隨著網(wǎng)元所支持的數(shù)據(jù)流的數(shù)目的增大而增大。其原因如下對(duì)于每一次QoS協(xié)商，網(wǎng)元都將建立起一個(gè)USID映射表來建立承載標(biāo)識(shí)號(hào)(或TFT)和具體QoS屬 性的映射關(guān)系，而在QoS保證的實(shí)施過程中，除UE外的每個(gè)網(wǎng)元在收到來自上行或下行數(shù) 據(jù)包后，都將根據(jù)數(shù)據(jù)包中的承載標(biāo)識(shí)號(hào)(或TFT)查詢自己的USID映射表，找到其歸屬的 表項(xiàng)并對(duì)該數(shù)據(jù)包實(shí)施后續(xù)的QoS保證；而USID映射表中的信息又在會(huì)話結(jié)束后被刪除。由此可見，網(wǎng)元中的USID映射表是隨著承載路徑的建立和刪除而動(dòng)態(tài)變化的，每 一次路徑的建立或刪除都將觸發(fā)某一表項(xiàng)的添加或刪除操作。同一用戶下次想要為另一個(gè) 數(shù)據(jù)流申請(qǐng)同樣的QoS服務(wù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)不會(huì)記住任何與之有關(guān)的QoS信息。EPS仍然視其為一 個(gè)陌生請(qǐng)求，PCC中所有模塊將再次對(duì)其授權(quán)，而且，所有網(wǎng)元也將重復(fù)整個(gè)協(xié)商過程中的 查詢和綁定的全部操作。因此，當(dāng)前EPS QoS的實(shí)施過程，消耗了各個(gè)網(wǎng)元的存儲(chǔ)和計(jì)算的 資源，而且，該過程對(duì)資源的開銷、即表項(xiàng)中的條數(shù)會(huì)隨著網(wǎng)元當(dāng)前需要支持的數(shù)據(jù)流的個(gè) 數(shù)一致，也就是說，申請(qǐng)?jiān)摼W(wǎng)元支持QoS保證的數(shù)據(jù)流越多，該網(wǎng)元的USID映射表的條目就 越多，對(duì)網(wǎng)元資源的消耗也就越大，從而制約了網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的可擴(kuò)展性。由上所述，當(dāng)前EPS的QoS與計(jì)費(fèi)模型的協(xié)商與授權(quán)過程存在一定的局限，其將承 載標(biāo)識(shí)和QoS的屬性相綁定，將導(dǎo)致如下兩個(gè)問題復(fù)雜而健忘的QoS協(xié)商和授權(quán)過程現(xiàn)有技術(shù)中的所有網(wǎng)元都必須參與協(xié)商和授 權(quán)過程，并根據(jù)協(xié)商的情況更新其USID映射表。一旦會(huì)話結(jié)束，網(wǎng)絡(luò)中所有的承載路徑信 息都將被刪除，使得用戶再次發(fā)起相同請(qǐng)求時(shí)，需要重新啟動(dòng)協(xié)商和授權(quán)的過程，而網(wǎng)絡(luò)中 所有網(wǎng)元也必須參與重復(fù)協(xié)商授權(quán)的全過程，加重了 PCC的負(fù)擔(dān)。開銷大的QoS實(shí)施由于所有網(wǎng)元都要參與協(xié)商和授權(quán)，每個(gè)網(wǎng)元都必須維護(hù)和 存儲(chǔ)USID映射表的表項(xiàng)，同時(shí)表項(xiàng)的數(shù)目將隨著其支持的數(shù)據(jù)流的數(shù)目的增大而增大，將 消耗很多的計(jì)算和存儲(chǔ)的資源。上述問題的根源是現(xiàn)有的QoS信息只能依賴于承載的建立，并綁定于承載的標(biāo)識(shí) 號(hào)。而且，對(duì)于每個(gè)一次性的QoS承載，現(xiàn)有技術(shù)在用戶終端與各個(gè)網(wǎng)元之間從建立、維護(hù) 到刪除的全過程中，都要消耗資源(如時(shí)間、存儲(chǔ)空間或計(jì)算資源)。如果能在數(shù)據(jù)傳輸過 程中，將QoS信息從承載的標(biāo)識(shí)號(hào)上分離出來，就能夠使上述問題迎刃而解。因此，為研究 出一種高效的解決方案，就成為目前業(yè)內(nèi)科技人員關(guān)注的重點(diǎn)課題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種在演進(jìn)分組網(wǎng)絡(luò)EPS中利用用戶服務(wù)標(biāo)識(shí) USID實(shí)施策略標(biāo)識(shí)與控制的方法，以便采用本發(fā)明的IPv6基本報(bào)頭中的流標(biāo)簽字段來替 代承載標(biāo)識(shí)，以實(shí)現(xiàn)和QoS參數(shù)的映射，從而將QoS信息和承載標(biāo)識(shí)相分離。本發(fā)明能夠?qū)?現(xiàn)下列目標(biāo)簡單而智能的QoS協(xié)商與授權(quán)過程本發(fā)明方法的中間網(wǎng)元將采用靜態(tài)的USID映 射表，使其不需參與協(xié)商和授權(quán)過程，以減輕PCC的工作量。經(jīng)濟(jì)和靈活的QoS實(shí)施步驟由于用流標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)和QoS信息的綁定，網(wǎng)元不需要參 與QoS協(xié)商和授權(quán)過程，即不需要?jiǎng)討B(tài)維護(hù)USID映射表，從而大大節(jié)省計(jì)算資源；同時(shí)，流 標(biāo)簽可以支持?jǐn)?shù)據(jù)流的聚合，即具有相同QoS屬性的數(shù)據(jù)流能夠用同一個(gè)流標(biāo)簽來標(biāo)識(shí)， 減少USID映射表的表項(xiàng)，可更好的適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)展。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種在演進(jìn)分組系統(tǒng)EPS中利用用戶服務(wù)標(biāo)識(shí)USID實(shí)施策略標(biāo)識(shí)與控制的方法，其特征在于將IPv6數(shù)據(jù)包頭中的流標(biāo)簽字段代替 承載標(biāo)識(shí)，即將流標(biāo)簽作為用戶服務(wù)標(biāo)識(shí)USID (User Service Identity)，用于標(biāo)識(shí)EPS中 每個(gè)數(shù)據(jù)流的QoS等級(jí)集合五元組及其計(jì)費(fèi)規(guī)則；該USID是由每個(gè)網(wǎng)元的策略與計(jì)費(fèi)控制 的規(guī)則實(shí)體PCRF在判決一個(gè)請(qǐng)求對(duì)象獲得包括某個(gè)QoS等級(jí)集合和計(jì)費(fèi)的PCC規(guī)則后，通 過查詢其自身預(yù)配置的PCC規(guī)則與USID的映射表而生成相應(yīng)的USID，用于標(biāo)識(shí)該數(shù)據(jù)流 QoS的保障等級(jí)；因EPS系統(tǒng)中所有網(wǎng)元都遵循與執(zhí)行IP協(xié)議與能夠識(shí)別USID，每個(gè)數(shù)據(jù) 流的上行和下行的網(wǎng)元都預(yù)置有PCC規(guī)則與USID的映射表，從而能夠簡單、智能地執(zhí)行QoS 的協(xié)商與授權(quán)，便利、靈活地實(shí)施QoS服務(wù)，同時(shí)執(zhí)行傳輸策略和計(jì)費(fèi)控制。所述USID至少包括IPv6數(shù)據(jù)報(bào)頭內(nèi)的流標(biāo)簽的前15比特，后5比特留作后續(xù)擴(kuò) 展，能夠提供標(biāo)識(shí)每個(gè)QoS等級(jí)集合五元組及其計(jì)費(fèi)規(guī)則的組合為32767種，能夠滿足運(yùn)營 商目前所能提供的各種QoS服務(wù)和計(jì)費(fèi)所需。所述方法包括下列操作步驟(1)生成USID映射表該USID映射表由流標(biāo)簽、QoS等級(jí)集合和計(jì)費(fèi)規(guī)則組成，其 中QoS等級(jí)集合的每個(gè)元素都取決于一個(gè)五元組QoS等級(jí)標(biāo)識(shí)QCI、承載預(yù)留優(yōu)先級(jí)ARP、 確保的比特速率GBR、最大比特速率MBR和聚合最大比特速率AMBR，其中QCI設(shè)有9種類別； 計(jì)費(fèi)規(guī)則是由運(yùn)營商或使用USID的用戶根據(jù)各自需求自行定義；流標(biāo)簽的值是根據(jù)QoS等 級(jí)集合五元組和計(jì)費(fèi)規(guī)則采用哈希函數(shù)而生成的；(2)預(yù)配置USID映射表將該USID映射表分別預(yù)配置到基站eNodeB、服務(wù)網(wǎng)關(guān) SGW和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)PDN-GW中，該預(yù)配置的USID表中流標(biāo)簽數(shù)值已經(jīng)填入且始終不變；(3)USID的協(xié)商與授權(quán)過程按照初始協(xié)商及授權(quán)或者免協(xié)商的兩種方式完成該 步驟的相應(yīng)操作；(4)USID的實(shí)施過程各個(gè)網(wǎng)元根據(jù)查詢USID映射表，獲悉流標(biāo)簽所對(duì)應(yīng)的QoS 等級(jí)集合，并提供相應(yīng)的QoS實(shí)施服務(wù)。所述步驟(1)生成USID映射表的過程是先定義一個(gè)QoS等級(jí)集合，該集合中的 每個(gè)元素都取決于下述五元組QoS類別標(biāo)識(shí)QCI、分配與保持優(yōu)先級(jí)ARP、確保比特速率 GBR、最大比特速率MBR和聚合最大比特速率AMBR ；以及定義一個(gè)由運(yùn)營商或用戶根據(jù)各自 需求設(shè)置其中元素的PCC計(jì)費(fèi)規(guī)則；再從QoS等級(jí)集合中隨機(jī)提取設(shè)定的一個(gè)五元組作為 一個(gè)元素，并將該元素與PCC計(jì)費(fèi)規(guī)則分別作為哈希函數(shù)的兩個(gè)輸入，通過哈希函數(shù)生成 流標(biāo)簽，該流標(biāo)簽再與相應(yīng)的QoS等級(jí)集合和計(jì)費(fèi)規(guī)則組成USID映射表；該哈希函數(shù)能夠 選用任意一種加密算法來實(shí)現(xiàn)，并保證PCC規(guī)則與USID映射表實(shí)現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系。所述USID映射表是靜態(tài)的，能夠精確標(biāo)識(shí)EPS中由QoS等級(jí)集合五元組及其計(jì)費(fèi) 規(guī)則構(gòu)成的每個(gè)PCC規(guī)則；且該USID映射表中的映射關(guān)系也是靜態(tài)的，不隨著數(shù)據(jù)流的變 化而變化。所述步驟(3)中的初始協(xié)商與授權(quán)方式適用于從未協(xié)商過QoS請(qǐng)求的數(shù)據(jù)流 TFT (Traffic Flow Template)，接收到QoS請(qǐng)求后，要與PDN-GW進(jìn)行初始協(xié)商；所述數(shù)據(jù)流 TFT用于唯一標(biāo)識(shí)每個(gè)數(shù)據(jù)流；該過程包括下列具體操作內(nèi)容策略與計(jì)費(fèi)控制的規(guī)則實(shí)體PCRF收到來自應(yīng)用實(shí)體AF的請(qǐng)求后，先判斷該請(qǐng)求 的QoS參數(shù)，以獲取PCC規(guī)則，然后通過查詢USID映射表生成與其對(duì)應(yīng)的流標(biāo)簽值而生成 QoS應(yīng)答，該應(yīng)答包括流標(biāo)簽和請(qǐng)求的數(shù)據(jù)流TFT的映射關(guān)系；PCEF收到QoS應(yīng)答后，就更新其流標(biāo)簽和TFT的綁定表；SGW和eNodeB收到QoS應(yīng)答后，不進(jìn)行任何處理，直接轉(zhuǎn)發(fā)給 UE ；UE接收該QoS應(yīng)答，并存儲(chǔ)為一個(gè)TFT與流標(biāo)簽的綁定表。所述步驟(3)中的免協(xié)商方式的操作內(nèi)容每次會(huì)話結(jié)束時(shí)，UE或AF存儲(chǔ)某個(gè)數(shù) 據(jù)流TFT與一個(gè)具體數(shù)據(jù)流標(biāo)簽值的映射；如果下一次是TFT數(shù)值相同的數(shù)據(jù)流，UE就不 經(jīng)過PCC中的PCRF重新判決和授權(quán)，直接使用該保存的流標(biāo)簽FL就獲得相應(yīng)的QoS服務(wù)； 但是，對(duì)于不可信用戶或只允許通過時(shí)長方式計(jì)費(fèi)的業(yè)務(wù)，基于安全考慮，PCC只允許AF在 PCEF注冊(cè)流標(biāo)簽值后，再分發(fā)給UE。所述步驟(4)進(jìn)一步包括下列操作內(nèi)容在上行方向，UE利用返回的流標(biāo)簽值填入其請(qǐng)求的數(shù)據(jù)流的流標(biāo)簽域，并將其發(fā) 送到eNodeB ；然后eNodeB和SGW從數(shù)據(jù)包中讀出流標(biāo)簽并查詢USID映射表，獲取該流標(biāo) 簽所對(duì)應(yīng)的QoS等級(jí)集合，并提供相應(yīng)的QoS服務(wù)；在下行方向，PDN-GW通過數(shù)據(jù)流TFT查找其USID映射表中相應(yīng)的流標(biāo)簽值并對(duì)該 數(shù)據(jù)流進(jìn)行標(biāo)記后，發(fā)給eNodeB和SGW ；eNodeB和SGW將通過流標(biāo)簽來查詢USID映射表， 以相應(yīng)的實(shí)施QoS。本發(fā)明方法優(yōu)點(diǎn)是通過引入流標(biāo)簽成功地將EPS網(wǎng)絡(luò)中的路徑承載標(biāo)識(shí)與QoS 綁定相分離，有效解決了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)存在的問題，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明通過引入流標(biāo)簽的綁定機(jī)制，使得中間的eNodeB和SGW兩個(gè)網(wǎng)元不再參與 EPS中的協(xié)商和更新過程；同時(shí)通過存儲(chǔ)和復(fù)用已授權(quán)的流標(biāo)簽可以避免不必要的重復(fù)協(xié) 商，減輕PCC重復(fù)授權(quán)的工作量。在簡化QoS協(xié)商與更新過程的同時(shí)，該方法增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)對(duì) QoS信息的記憶功能，使網(wǎng)絡(luò)更加智能。由于采用流標(biāo)簽作為QoS實(shí)施過程中的QoS服務(wù)的等級(jí)標(biāo)識(shí)，eNodeB和SGW兩 個(gè)網(wǎng)元可以避免維護(hù)動(dòng)態(tài)的基于承載標(biāo)識(shí)的USID映射表，同時(shí)利用流標(biāo)簽建立的USID映 射表可以支持服務(wù)等級(jí)的聚合，不僅能夠節(jié)省設(shè)備的存儲(chǔ)資源和查找時(shí)的計(jì)算資源，也使 得這些設(shè)備在支持多用戶QoS時(shí)有更好的可擴(kuò)展性，從而能夠經(jīng)濟(jì)和靈活地在EPS中實(shí)施 QoS0綜上所述，本發(fā)明利用流標(biāo)簽來完成和QoS等級(jí)集合及計(jì)費(fèi)規(guī)則的映射，在提高 網(wǎng)絡(luò)效率、減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)載等方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，本發(fā)明具有很好的推廣應(yīng)用前景。


圖1是在現(xiàn)有EPS系統(tǒng)中，本發(fā)明利用USID實(shí)施策略標(biāo)識(shí)與控制的方法實(shí)施USID 的操作流程時(shí)序圖。圖2是本發(fā)明USID映射表的產(chǎn)生過程示意圖。圖3是本發(fā)明描述現(xiàn)有EPS中IPS提供的服務(wù)類型QCI的定義表。圖4是本發(fā)明描述流標(biāo)簽及其相應(yīng)PCC規(guī)則對(duì)應(yīng)關(guān)系的USID映射表。圖5是本發(fā)明描述PDN-GW(PCRF)對(duì)于QoS請(qǐng)求的應(yīng)答信息(包括流標(biāo)簽和相應(yīng) 的過濾參數(shù)TFT)的QoS應(yīng)答表。圖6是本發(fā)明描述PDN-GW(PCEF)中包括流標(biāo)簽和相應(yīng)的過濾參數(shù)TFT綁定表項(xiàng) 的綁定表。圖7是本發(fā)明描述用戶終端UE中包括流標(biāo)簽和相應(yīng)的過濾參數(shù)TFT的綁定表項(xiàng)的綁定表。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明 作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。作為全I(xiàn)P化的系統(tǒng)，EPS在所有網(wǎng)元中均采用IP協(xié)議。和傳統(tǒng)的IPv4相比， IPv6有很多的優(yōu)勢(shì)，包括豐富的地址資源，增強(qiáng)的移動(dòng)功能和擴(kuò)展的QoS特征等。對(duì)EPS 中所有的網(wǎng)元來說，在IPv6中設(shè)置USID非常簡單；并且將會(huì)解決現(xiàn)有EPS系統(tǒng)中的跨層 (crosslayer)問題。QoS和計(jì)費(fèi)信息是在IP層被收集到的，而不是在GPRS隧道協(xié)議層、無 線承載控制層和移動(dòng)IP層。本發(fā)明在EPS中利用USID實(shí)施策略標(biāo)識(shí)與控制的方法，是將IPv6數(shù)據(jù)包頭中的 流標(biāo)簽字段來代替承載標(biāo)識(shí)，即將流標(biāo)簽作為用戶服務(wù)標(biāo)識(shí)USID，用于標(biāo)識(shí)EPS中每個(gè)數(shù) 據(jù)流的QoS等級(jí)集合五元組及其計(jì)費(fèi)規(guī)則；該USID是由每個(gè)網(wǎng)元的策略與計(jì)費(fèi)控制的規(guī)則 實(shí)體PCRF在判決一個(gè)請(qǐng)求對(duì)象獲得包括某個(gè)QoS等級(jí)集合和計(jì)費(fèi)的PCC規(guī)則后，通過查詢 其自身預(yù)配置的PCC規(guī)則與USID的映射表而生成相應(yīng)的USID，用于在EPS中標(biāo)識(shí)該數(shù)據(jù) 流QoS的保障等級(jí)；因EPS系統(tǒng)中所有網(wǎng)元都遵循與執(zhí)行IP協(xié)議，每個(gè)數(shù)據(jù)流的上行和下 行的網(wǎng)元都預(yù)置有PCC規(guī)則與USID的映射表，每個(gè)網(wǎng)元也都能識(shí)別USID，從而能夠簡單、智 能地執(zhí)行QoS的協(xié)商與授權(quán)，便利、靈活地實(shí)施QoS服務(wù)，同時(shí)執(zhí)行傳輸策略和計(jì)費(fèi)控制。本發(fā)明方法中，流標(biāo)簽的前15比特用于標(biāo)識(shí)USID，共有32767種組合可以用于標(biāo) 識(shí)一條唯一的QoS與計(jì)費(fèi)規(guī)則，后5比特留給后續(xù)擴(kuò)展的其他應(yīng)用。且假定只有兩種服務(wù) 類型按時(shí)間計(jì)費(fèi)的語音服務(wù)與按流量計(jì)費(fèi)的e-mail服務(wù)。參見圖1，介紹本發(fā)明方法實(shí)施例的具體操作步驟步驟1，預(yù)配置階段PCRF先初始生成兩個(gè)USIDs，并將它們添加到USID映射表 中，該USID映射表是靜態(tài)的，由流標(biāo)簽、QoS等級(jí)集合和計(jì)費(fèi)規(guī)則組成，用于精確標(biāo)識(shí)EPS中 由QoS等級(jí)集合五元組及其計(jì)費(fèi)規(guī)則構(gòu)成的每個(gè)PCC規(guī)則。其中QoS等級(jí)集合的每個(gè)元素 都取決于一個(gè)五元組QoS等級(jí)標(biāo)識(shí)QCI、承載預(yù)留優(yōu)先級(jí)ARP、確保的比特速率GBR、最大比 特速率MBR和聚合最大比特速率AMBR，其中QCI設(shè)有9種類別(參見圖3所示)；計(jì)費(fèi)規(guī)則 是由運(yùn)營商或使用USID的用戶根據(jù)各自需求自行定義。本發(fā)明USID映射表中的映射關(guān)系 也是靜態(tài)的，不隨著數(shù)據(jù)流的變化而變化。FL為流標(biāo)簽，其數(shù)值是根據(jù)QoS等級(jí)集合五元組 和計(jì)費(fèi)規(guī)則采用哈希函數(shù)而生成的。參見圖2，介紹映射表的生成過程PCRF收到來自AF的請(qǐng)求后，先判斷該請(qǐng)求的 QoS參數(shù)，以獲取PCC規(guī)則，然后通過查詢USID映射表生成與其對(duì)應(yīng)的流標(biāo)簽值而生成QoS 應(yīng)答，該應(yīng)答包括流標(biāo)簽和請(qǐng)求的數(shù)據(jù)流TFT的映射關(guān)系；PCEF收到QoS應(yīng)答后，就更新其 流標(biāo)簽和TFT的綁定表；SGW和eNodeB收到QoS應(yīng)答后，不進(jìn)行任何處理，直接轉(zhuǎn)發(fā)給UE ； UE接收該QoS應(yīng)答，并存儲(chǔ)為一個(gè)TFT與流標(biāo)簽的綁定表。假定FL = 0X1002*代表語音服務(wù)；FL = 0X1006*代表e-mail服務(wù)。其PCC規(guī)則 和流標(biāo)簽的對(duì)應(yīng)關(guān)系參見圖4所示。該步驟包括下列操作內(nèi)容步驟2，USID的協(xié)商與授權(quán)過程該步驟按照初始協(xié)商及授權(quán)或免協(xié)商的兩種方式完成相應(yīng)操作；(21)適用于從未協(xié)商過QoS請(qǐng)求的數(shù)據(jù)流TFT的初始協(xié)商及授權(quán)模式接收到用 戶初始的QoS請(qǐng)求后，要與PDN-GW進(jìn)行初始協(xié)商；數(shù)據(jù)流TFT用于唯一標(biāo)識(shí)每個(gè)數(shù)據(jù)流。假定用戶IPv6地址為2001: db8:: 6，則發(fā)送的兩條QoS請(qǐng)求格式分別為請(qǐng)求1 的過濾參數(shù):{2001:db8: 6，2001 db8 27，653，205，6}，QoS 參數(shù){時(shí)延 =150ms，丟包率=1(Γ3，帶寬=any，服務(wù)類型=video-conference}；請(qǐng)求2 的過濾參數(shù):{2001:db8: :6，2001:db8: 82，25，465，17}，QoS 參數(shù){時(shí)延 =300ms，丟包率=10_6，帶寬=any，服務(wù)類型=e-mail}。PCRF根據(jù)用戶的請(qǐng)求，判斷是否可以支持相應(yīng)的QoS，如果可以的話，則生成相應(yīng) 的{過濾參數(shù)，流標(biāo)簽}對(duì)，并且將生成的兩條記錄添加到QoS應(yīng)答中。該QoS應(yīng)答被分別 傳遞給PCEF、SGW、eNodeB和UE。PCEF收到QoS應(yīng)答后，將更新其流標(biāo)簽和TTF的綁定表， 而SGW和eNodeB收到QoS應(yīng)答后，只是轉(zhuǎn)發(fā)而不做任何處理。QoS應(yīng)答參與PDN-GW的綁定 表分別參見圖5與圖6所示。UE接收到QoS應(yīng)答后，則會(huì)將其添加到綁定表(參見圖7所 示)中。(22)免協(xié)商模式每次會(huì)話結(jié)束后，UE或AF將會(huì)記錄某個(gè)數(shù)據(jù)流QoS參數(shù)和流標(biāo) 簽之間的映射關(guān)系，即該數(shù)據(jù)流TFT與其標(biāo)簽值的映射；如果下一次是TFT數(shù)值相同的數(shù)據(jù) 流，UE就不經(jīng)過PCC中的PCRF重新判決和授權(quán)，直接使用該保存的流標(biāo)簽FL就獲得相應(yīng) 的QoS服務(wù)；但是，對(duì)于不可信用戶或只允許通過時(shí)長方式計(jì)費(fèi)的業(yè)務(wù)，基于安全考慮，PCC 只允許AF在PCEF注冊(cè)流標(biāo)簽值后，再分發(fā)給UE。例如，QoS參數(shù)和流標(biāo)簽之間的映射關(guān)系 為記錄1的QoS參數(shù){時(shí)延=150ms，丟包率=10_3，帶寬=any，服務(wù)類型= video-conference}, FL = 0X1002*；記錄2的QoS參數(shù){時(shí)延=300ms，丟包率=10_6，帶寬=any，服務(wù)類型= e-mail}，F(xiàn)L = 0X1006*。以后，當(dāng)用戶下一次需要同樣的QoS請(qǐng)求(如記錄2中的e-mail服務(wù))時(shí)，這里 所述同樣的QoS請(qǐng)求是指采用同一 TFT標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)流，則用戶可以直接重用FL = 0X1006* 來獲得服務(wù)而不需要重新協(xié)商。步驟3，QoS實(shí)施過程各個(gè)網(wǎng)元根據(jù)查詢USID映射表，獲悉流標(biāo)簽所對(duì)應(yīng)的QoS 等級(jí)集合，并提供相應(yīng)的QoS實(shí)施服務(wù)在上行鏈路中，對(duì)于請(qǐng)求1而言，UE檢查分組中的TFT (五元組){2001 db8 6， 2001 :db8:: 27，653，205，6}，并且標(biāo)記相應(yīng)的FL = 0X1002*到分組中，然后發(fā)送到eNodeB ； eNodeB和SGW讀取分組的FL = 0X1002*,通過查找它們的USID映射表來提供特定的QoS服 務(wù)；PDN-GW 從 SGW 接收到分組后，檢查 TFT (五元組):{2001:db8: 6，2001 db8 27，653， 205,6}是否被授權(quán)和使用分組中相應(yīng)的FL = 0X1002*，并且對(duì)其進(jìn)行計(jì)費(fèi)。在下行鏈路中，對(duì)于請(qǐng)求1而言，PDN-GW也是通過TFT (五元組){2001 db8 6， 2001 :db8: 27，653，205，6}，來標(biāo)記分組的相應(yīng)的FL = 0X1002*,并且在轉(zhuǎn)發(fā)它們之前對(duì)其 進(jìn)行計(jì)費(fèi)；eNodeB和SGW還是使用USID映射表來提供相應(yīng)的特定QoS服務(wù)。本發(fā)明的實(shí)施例試驗(yàn)是成功的，實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在演進(jìn)分組系統(tǒng)EPS中利用用戶服務(wù)標(biāo)識(shí)USID實(shí)施策略標(biāo)識(shí)與控制的方法， 其特征在于將IPv6數(shù)據(jù)包頭中的流標(biāo)簽字段代替承載標(biāo)識(shí)，即將流標(biāo)簽作為用戶服務(wù)標(biāo) 識(shí)USID，用于標(biāo)識(shí)EPS中每個(gè)數(shù)據(jù)流的QoS等級(jí)集合五元組及其計(jì)費(fèi)規(guī)則；該USID是由每 個(gè)網(wǎng)元的策略與計(jì)費(fèi)控制的規(guī)則實(shí)體PCRF在判決一個(gè)請(qǐng)求對(duì)象獲得包括某個(gè)QoS等級(jí)集 合和計(jì)費(fèi)的PCC規(guī)則后，通過查詢其自身預(yù)配置的PCC規(guī)則與USID的映射表而生成相應(yīng)的 USID，用于標(biāo)識(shí)該數(shù)據(jù)流QoS的保障等級(jí)；因EPS系統(tǒng)中所有網(wǎng)元都遵循與執(zhí)行IP協(xié)議與 能夠識(shí)別USID，每個(gè)數(shù)據(jù)流的上行和下行的網(wǎng)元都預(yù)置有PCC規(guī)則與USID的映射表，從而 能夠簡單、智能地執(zhí)行QoS的協(xié)商與授權(quán)，便利、靈活地實(shí)施QoS服務(wù)，同時(shí)執(zhí)行傳輸策略和 計(jì)費(fèi)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述USID至少包括IPv6數(shù)據(jù)報(bào)頭內(nèi)的 流標(biāo)簽的前15比特，后5比特留作后續(xù)擴(kuò)展，能夠提供標(biāo)識(shí)每個(gè)QoS等級(jí)集合五元組及其 計(jì)費(fèi)規(guī)則的組合為32767種，能夠滿足運(yùn)營商目前所能提供的各種QoS服務(wù)和計(jì)費(fèi)所需。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法包括下列操作步驟(1)生成USID映射表該USID映射表由流標(biāo)簽、QoS等級(jí)集合和計(jì)費(fèi)規(guī)則組成，其中 QoS等級(jí)集合的每個(gè)元素都取決于一個(gè)五元組QoS等級(jí)標(biāo)識(shí)QCI、承載預(yù)留優(yōu)先級(jí)ARP、確 保的比特速率GBR、最大比特速率MBR和聚合最大比特速率AMBR，其中QCI設(shè)有9種類別； 計(jì)費(fèi)規(guī)則是由運(yùn)營商或使用USID的用戶根據(jù)各自需求自行定義；流標(biāo)簽的值是根據(jù)QoS等 級(jí)集合五元組和計(jì)費(fèi)規(guī)則采用哈希函數(shù)而生成的；(2)預(yù)配置USID映射表將該USID映射表分別預(yù)配置到基站eNodeB、服務(wù)網(wǎng)關(guān)SGW和 分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)PDN-GW中，該預(yù)配置的USID表中流標(biāo)簽數(shù)值已經(jīng)填入且始終不變；(3)USID的協(xié)商與授權(quán)過程按照初始協(xié)商及授權(quán)或者免協(xié)商的兩種方式完成該步驟 的相應(yīng)操作；(4)USID的實(shí)施過程各個(gè)網(wǎng)元根據(jù)查詢USID映射表，獲悉流標(biāo)簽所對(duì)應(yīng)的QoS等級(jí) 集合，并提供相應(yīng)的QoS實(shí)施服務(wù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述步驟(1)生成USID映射表的過程是 先定義一個(gè)QoS等級(jí)集合，該集合中的每個(gè)元素都取決于下述五元組QoS類別標(biāo)識(shí)QCI、 分配與保持優(yōu)先級(jí)ARP、確保比特速率GBR、最大比特速率MBR和聚合最大比特速率AMBR ； 以及定義一個(gè)由運(yùn)營商或用戶根據(jù)各自需求設(shè)置其中元素的PCC計(jì)費(fèi)規(guī)則；再從QoS等級(jí) 集合中隨機(jī)提取設(shè)定的一個(gè)五元組作為一個(gè)元素，并將該元素與PCC計(jì)費(fèi)規(guī)則分別作為哈 希函數(shù)的兩個(gè)輸入，通過哈希函數(shù)生成流標(biāo)簽，該流標(biāo)簽再與相應(yīng)的QoS等級(jí)集合和計(jì)費(fèi) 規(guī)則組成USID映射表；該哈希函數(shù)能夠選用任意一種加密算法來實(shí)現(xiàn)，并保證PCC規(guī)則與 USID映射表實(shí)現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述USID映射表是靜態(tài)的，能夠精確標(biāo) 識(shí)EPS中由QoS等級(jí)集合五元組及其計(jì)費(fèi)規(guī)則構(gòu)成的每個(gè)PCC規(guī)則；且該USID映射表中的 映射關(guān)系也是靜態(tài)的，不隨著數(shù)據(jù)流的變化而變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述步驟(3)中的初始協(xié)商與授權(quán)方式 適用于從未協(xié)商過QoS請(qǐng)求的數(shù)據(jù)流TFT，接收到QoS請(qǐng)求后，要與PDN-GW進(jìn)行初始協(xié)商； 所述數(shù)據(jù)流TFT用于唯一標(biāo)識(shí)每個(gè)數(shù)據(jù)流；該過程包括下列具體操作內(nèi)容策略與計(jì)費(fèi)控制的規(guī)則實(shí)體PCRF收到來自應(yīng)用實(shí)體AF的請(qǐng)求后，先判斷該請(qǐng)求的QoS參數(shù)，以獲取PCC規(guī)則，然后通過查詢USID映射表生成與其對(duì)應(yīng)的流標(biāo)簽值而生成QoS應(yīng) 答，該應(yīng)答包括流標(biāo)簽和請(qǐng)求的數(shù)據(jù)流TFT的映射關(guān)系；PCEF收到QoS應(yīng)答后，就更新其流 標(biāo)簽和TFT的綁定表；SGW和eNodeB收到QoS應(yīng)答后，不進(jìn)行任何處理，直接轉(zhuǎn)發(fā)給UE ；UE 接收該QoS應(yīng)答，并存儲(chǔ)為一個(gè)TFT與流標(biāo)簽的綁定表。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述步驟(3)中的免協(xié)商方式的操作內(nèi) 容每次會(huì)話結(jié)束時(shí)，UE或AF存儲(chǔ)某個(gè)數(shù)據(jù)流TFT與一個(gè)具體數(shù)據(jù)流標(biāo)簽值的映射；如果 下一次是TFT數(shù)值相同的數(shù)據(jù)流，UE就不經(jīng)過PCC中的PCRF重新判決和授權(quán)，直接使用該 保存的流標(biāo)簽FL就獲得相應(yīng)的QoS服務(wù)；但是，對(duì)于不可信用戶或只允許通過時(shí)長方式計(jì) 費(fèi)的業(yè)務(wù)，基于安全考慮，PCC只允許AF在PCEF注冊(cè)流標(biāo)簽值后，再分發(fā)給UE。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述步驟(4)進(jìn)一步包括下列操作內(nèi)容 在上行方向，UE利用返回的流標(biāo)簽值填入其請(qǐng)求的數(shù)據(jù)流的流標(biāo)簽域，并將其發(fā)送到eNodeB ；然后eNodeB和SGW從數(shù)據(jù)包中讀出流標(biāo)簽并查詢USID映射表，獲取該流標(biāo)簽所對(duì) 應(yīng)的QoS等級(jí)集合，并提供相應(yīng)的QoS服務(wù)；在下行方向，PDN-Gff通過數(shù)據(jù)流TFT查找其USID映射表中相應(yīng)的流標(biāo)簽值并對(duì)該數(shù) 據(jù)流進(jìn)行標(biāo)記后，發(fā)給eNodeB和SGW ；eNodeB和SGW將通過流標(biāo)簽來查詢USID映射表，以 相應(yīng)的實(shí)施QoS。
全文摘要
一種在EPS中利用USID實(shí)施策略標(biāo)識(shí)與控制的方法，是將IPv6數(shù)據(jù)包頭中的流標(biāo)簽代替承載標(biāo)識(shí)，即將流標(biāo)簽作為USID標(biāo)識(shí)EPS中每個(gè)數(shù)據(jù)流的QoS等級(jí)集合五元組及其計(jì)費(fèi)規(guī)則；該USID由每個(gè)網(wǎng)元的PCRF在判決一個(gè)請(qǐng)求對(duì)象獲得包括某個(gè)QoS等級(jí)集合和計(jì)費(fèi)的PCC規(guī)則后，查詢其自身預(yù)配置的PCC規(guī)則與USID的映射表而生成相應(yīng)的USID，用于標(biāo)識(shí)該數(shù)據(jù)流QoS的保障等級(jí)；因系統(tǒng)中各個(gè)網(wǎng)元都遵循IP協(xié)議與能夠識(shí)別USID，每個(gè)數(shù)據(jù)流的上、下行網(wǎng)元都預(yù)置有PCC規(guī)則與USID的映射表，從而能夠簡單、智能地執(zhí)行QoS的協(xié)商與授權(quán)，便利、靈活地實(shí)施QoS服務(wù)，同時(shí)執(zhí)行傳輸策略和計(jì)費(fèi)控制。本發(fā)明增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)記憶QoS信息的功能，使網(wǎng)絡(luò)更智能，在提高網(wǎng)絡(luò)效率、減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)載等方面有較大優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)H04W4/24GK102098651SQ20111002416
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者孫瓊, 楊葳, 羅莎, 胡林, 馬嚴(yán), 黃小紅 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)