控制IP多媒体子系统服务质量策略的方法和系统

摘要

本发明涉及一种控制IP多媒体子系统服务质量策略的方法和系统，其核心为：策略执行功能PEF网元根据接收到的对应用户的QoS资源信息发送相应的信息给策略决策功能PDF网元，并通过执行PDF网元作出的决策结果对所述用户的QoS资源进行控制。通过本发明，能够将PEF功能通过独立设置的PEF网元实现，从而在不支持3GPP R5/R6的UMTS分组域核心网中，可以在不升级GGSN的情况下支持IMS QoS策略控制功能，为运营商提供一种部署IMS业务的简化方案，并能够减少IMS业务部署的难度。

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及IP多媒体子系统的服务质量控制策略。

背景技术

基于IP的多媒体业务正在逐渐成为通信网的主要业务之一，为了适应移动数据业务的发展，3GPP R5标准在UMTS(Universal MobileTelecommunications System；通用移动通讯系统)核心网中增加了IMS(IP Multimedia Subsystem；IP多媒体子系统)域，并在该域中定义了一系列功能实体，用于处理IP多媒体业务以及提供端到端QoS保证。3GPP R6标准中对IMS域进行了增强。

3GPP定义的IMS域进行QoS策略控制的实现框架如图1所示，包括：UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network；UMTS陆地无线接入网)、PS Core Network(PS域核心专用网)、ExternalNetworks(外网)和IMS Domain(IMS域)，其中所述IMS Domain包括P-CSCF(Proxy-Call State Control Function；代理会话控制功能)网元、PDF(Policy Decision Function；策略决策功能)网元、S-CSCF(Serving-CSCF；服务-CSCF)和HSS(Home SubscriberServer；归属用户服务器)。所述PS Core Network包括GGSN(Gateway GPRS Support Node；网关GPRS支持节点)。

其中P-CSCF和PDF在物理上可以合一，也可以分开提供。

各网元的功能如下：

1、P-CSCF网元：作为呼叫代理，提供会话处理功能，它是UE在IMS中的第一个联系节点。P-CSCF的作用就像一个代理服务器，它将收到的请求和服务进行处理或转发。P-CSCF和GGSN位于同一个网络中，可以位于家乡(home)网络或拜访(visited)网络中；

2、PDF网元：通过Go接口接受来自GGSN的QoS授权请求，根据运营商的配置实施基于业务的本地策略(SBLP Service-Based LocalPolicy)控制功能，用于控制IMS业务承载面的建立；

3、S-CSCF网元：负责用户注册和业务控制；

4、HSS网元：用户数据库，包含用户签约信息；

5、GGSN网元：用于实现策略执行功能(Policy EnforcementFunction)，在IMS承载面PDP上下文建立时通过Go接口向PDF发送QoS授权请求，根据PDF的指派实施具体的QoS保证。

与本发明有关的现有技术一，仍然基于如图1所示的框架：

用户UE和P-CSCF网元之间首先通过SIP(Session InitiationProtocol；会话发起协议)信令流程进行用户信息注册以及QoS协商，然后UE基于此协商的QoS发起IMS媒体流上下文的激活流程，在IMS媒体流上下文的激活流程中GGSN网元通过Go接口向PDF网元发送QoS授权请求消息，PDF网元根据运行商配置的策略以及从P-CSCF网元得到的IMS媒体流信息进行QoS授权，通过Go接口下发给GGSN网元，媒体流上下文建立成功后UE就可以通过该上下文进行IMS业务了。

在IMS媒体流上下文更新流程中，若UE的QoS发生改变并且超出PDF已经授权的QoS范围之外，则GGSN网元通过Go接口重新向PDF网元发起QoS授权申请。

在IMS媒体流上下文去激活(deactivate)流程中，GGSN网元通过Go接口通知PDF网元清除用户信息；PDF网元也可以通过Go接口通知GGSN网元发起上下文的删除流程。

以IMS媒体流上下文的激活过程为例，其流程如图2所示，包括：

步骤1、将SDP参数映射为UMTS QoS。

UE将SIP信令流程中协商得到的SDP(Session DescriptionProtocol；会话描述协议)参数映射为UMTS QoS参数，并将其封装在PDP(Packet Data Protocol；分组数据协议)，例如IP协议上下文激活请求消息中；

步骤2、UE向SGSN发送上下文激活请求消息。

UE向SGSN网元发起二次上下文激活请求，消息中携带绑定信息，包含该上下文的授权令牌和IP流标识；

步骤3、SGSN网元向GGSN发送上下文激活请求消息。

步骤4、GGSN网元向PDF网元发送COPS(Common Open PolicyService protocol；公共开放策略业务协议)请求消息(COPS REQ)。

GGSN网元收到带有绑定信息的上下文请求消息，根据绑定信息中的PDF标识查找到PDF地址，将授权令牌和IP流标识封装在COPS授权请求消息(REQ)中，向PDF网元发起资源请求消息；

步骤5、PDF网元处理COPS请求。

PDF网元利用绑定信息标识别多媒体会话，依据从P-CSCF网元得到的会话和媒体信息执行授权决策。

步骤6、PDF网元向GGSN网元回应COPS决策消息(COPSDEC)。

PDF向GGSN回应COPS决策(DEC)消息，消息中包含IP QoS信息、Gate状态、ICID(IM CN Subsystem Charging Identifier；)等信息。

步骤7、GGSN网元执行COPS决策。

GGSN网元收到COPS决策消息后，将IP QoS映射为授权的UMTSQoS，然后基于该授权的UMTS QoS进行QoS协商。

步骤8、GGSN网元向PDF回应COPS报告消息(COPS RPT)。

GGSN网元向PDF网元报告COPS决策执行成功还是失败，消息中还包含GCID(GPRS Charging ID；GPRS计费ID)和GGSN地址，用于计费关联。

步骤9、GGSN网元向SGSN网元回应上下文激活响应消息。

如果UE请求的QoS不在PDF网元授权的QoS范围内，则GGSN网元对其降级；若激活失败，则和Go接口相关的错误码通过PCO(ProtocolConfiguration Options；协议配置选项)传给UE。

步骤10、SGSN网元向UE回应上下文激活响应。

由现有技术的技术方案可以看出，其存在如下缺陷：

为了提供对IMS业务的支持，在现有技术中，要求GGSN网元提供PEF(Policy Enforcement Function；策略执行功能)，这对于新建网络没有问题，但对于原有的R98/R99/R4网络，则要求运营商将现网中的GGSN网元升级到3GPP R5版本，这势必对现有网络造成一定冲击，增加了IMS业务部署的难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制IP多媒体子系统服务质量策略的方法和系统，通过本发明，能够将PEF功能通过独立设置的PEF设备实现，从而在不支持3GPP R5/R6的UMTS分组域核心网中，可以在不升级GGSN的情况下支持IMS QoS策略控制功能，为运营商提供一种部署IMS业务的简化方案，并能够减少IMS业务部署的难度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种控制IP多媒体子系统服务质量策略的系统，包括策略决策功能PDF网元和策略执行功能PEF网元，所述PEF网元根据接收到的对应用户的服务质量QoS资源信息，发送相应的信息给PDF网元，并根据PDF网元作出的决策结果对所述用户的QoS资源进行控制。

其中所述的系统，还包括：

网关通用分组业务支持节点GGSN；用于发送对应用户的QoS资源信息给所述PEF网元。

本发明提供一种控制IP多媒体子系统服务质量策略的方法，其包括：

A、PEF网元根据接收到的对应用户的QoS资源信息发送相应的信息给PDF网元，并通过执行PDF网元作出的决策结果对所述用户的QoS资源进行控制。

其中，所述步骤A具体包括：

A1、GGSN通过远程用户拨入鉴权服务计费消息将对应用户的QoS资源信息发送给PEF网元；

A2、PEF网元接收所述用户的QoS资源信息，并根据其发送相应的信息给PDF网元，并通过执行PDF网元根据接收到的信息作出的决策结果对所述用户的QoS资源进行控制。

其中，在步骤A之前包括：

将GGSN的AAA计费服务器的地址配置为PEF网元的地址。

其中，所述步骤A1具体包括：

A11、在用户的PDP上下文激活过程中，GGSN将用户对应的计费请求开始Accounting-Request START消息发给PEF网元，所述消息中携带所述用户的QoS资源信息；

或，

A12、在用户PDP上下文更新过程中，GGSN将用户对应的计费请求更新Accounting Request Interim-Update消息发给PEF网元，所述消息中携带所述用户的QoS资源信息；

或，

A13、在用户PDP上下文去激活过程中，GGSN将用户对应的计费请求终止Accounting Request STOP消息发给PEF网元，所述消息中携带所述用户的QoS资源信息。

其中，当在用户的PDP上下文激活过程中，所述步骤A2具体包括：

A21、所述PEF网元接收所述消息，获取所述消息中携带的对应所述用户QoS资源信息；

A22、根据所述获取到的用户QoS资源信息向PDF网元发起QoS授权请求，并根据所述PDF网元的响应结果进行QoS映射和协商处理，并根据处理结果向GGSN回应响应消息。

其中，当在用户PDP上下文更新过程中，所述步骤A2具体包括：

A23、所述PEF网元接收所述消息，获取所述消息中携带的对应所述用户QoS资源信息；

A24、所述PEF网元根据获取到的用户QoS资源信息，检查所述QoS资源是否超出原先已授权的QoS资源，若超出，则重新向PDF网元发起QoS授权请求，然后向GGSN回应相应的计费响应AccountingResponse消息；若没有超出，则直接向GGSN回应相应的AccountingResponse消息。

其中，当在用户PDP上下文去激活过程中，所述步骤A2具体包括：

A25、所述PEF网元接收所述消息，获取所述消息中携带的对应所述用户QoS资源信息；

A26、将所述得到的用户QoS资源信息传送给PDF网元，并通知PDF网元撤销所述用户的相关QoS资源，并向GGSN回应相应的Accounting Response消息。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明中策略执行功能PEF网元根据接收到的对应用户的QoS资源信息发送相应的信息给策略决策功能PDF网元，并通过执行PDF网元作出的决策结果对所述用户的QoS资源进行控制。通过本发明，能够将PEF功能通过独立设置的PEF设备实现，从而在不支持3GPP R5/R6的UMTS分组域核心网中，可以在不升级GGSN的情况下支持IMS QoS策略控制功能，为运营商提供一种部署IMS业务的简化方案，并能够减少IMS业务部署的难度。

附图说明

图1为3GPP定义的IMS域进行QoS策略控制的实现框架图；

图2为背景技术中IMS媒体流上下文激活的流程图；

图3为本发明提供的系统原理示意图；

图4为本发明提供的在用户PDP上下文激活过程的流程图；

图5为本发明提供的在用户PDP上下文更新过程的流程图；

图6为本发明提供的在用户PDP上下文去激活过程的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种控制IP多媒体子系统服务质量策略的方法和系统，其核心为：策略执行功能PEF网元根据接收到的对应用户的服务质量QoS资源信息发送相应的信息给策略决策功能PDF网元，并通过执行PDF网元根据接收到的信息作出的决策结果对所述用户的QoS资源进行控制。

针对本发明所述的系统，本发明提供了第一实施例，如图3所示，从图中可以看出，本发明包括现网和独立设置的具有PEF功能的PEF设备。所述PEF设备通过Go接口和现网IMS Domain(IMS域)中的PDF网元相连，通过G接口和现网IMS Domain(IMS域)中的IMS AS相连，通过Gi接口和现网PS Core Network中GGSN节点相连，以及通过G接口与现网中的External Networks的PDN网元相连。

本发明将现网中的GGSN的AAA Accounting Server(AAA计费服务器)地址配置成PEF地址，这样GGSN节点和PEF网元之间就能够通过RADIUS Accounting消息传递QoS信息。将用户报文路由到PEF网元，所述PEF网元就能够承担承载面功能，目的是在PEF网元侧能根据PDF网元下发的QoS策略有效实现转发控制。

通过上述设置，GGSN发送的对应用户的RADIUS Accounting(远程用户拨入鉴权服务计费)消息给PEF网元；所述PEF网元接收所述消息，然后根据所述消息获取到所述用户的QoS资源信息，然后根据所述获取到的QoS资源信息发送相应的信息给PDF网元，所述PDF网元根据接收到的信息进行相应的决策，并将决策结果发送给PEF网元，所述PEF网元根据所述决策结果对所述用户的QoS资源进行控制。

通过PEF网元还可以实现GGSN与External Networks外网中的PDN(分组数据网)进行交互。

其它网元的功能，以及相互间的信息交互过程同现有技术，不再详细描述。

基于本发明所提供的系统，提出了本发明所述的方法，其分别体现在用户PDP上下文激活流程、用户PDP上下文更新流程和用户PDP上下文去激活流程中，具体实施过程如下：

首先，将GGSN的AAA Accounting Server的地址配置为PEF网元的地址。

然后，GGSN发送对应用户的RADIUS Accounting消息给PEF网元；所述PEF网元接收所述消息，并根据所述消息中携带的对应所述用户QoS资源信息，发送相应的信息给PDF网元，所述PDF网元根据接收到的信息进行相应的决策，并将决策结果发送给PEF网元，所述PEF网元根据所述决策结果对所述用户的QoS资源进行控制。详细描述如下：

如图4所示，在用户PDP上下文激活流程中，具体包括：

步骤1、GGSN将用户对应的Accounting Request START(计费请求开始)消息发给PEF网元，所述消息中携带所述用户的QoS资源信息。

步骤2、所述PEF网元接收所述消息，获取所述消息中携带的对应所述用户QoS资源信息；并根据所述获取到的用户QoS资源信息向PDF网元发起QoS授权请求，并根据所述PDF网元的响应结果进行QoS映射和协商处理，并根据处理结果向GGSN回应响应消息。

如图5所示，在用户PDP上下文更新过程中，具体包括：

步骤1、GGSN将用户对应的Accounting Request Interim-Update(计费请求更新)消息发给PEF网元，所述消息中携带所述用户的QoS资源信息。

步骤2、所述PEF网元接收所述消息，获取所述消息中携带的对应所述用户QoS资源信息；并根据获取到的用户QoS资源信息，检查所述QoS资源是否超出原先已授权的QoS资源，若超出，则重新向PDF网元发起QoS授权请求，然后向GGSN回应相应的Accounting Response(计费响应)消息；若没有超出，则直接向GGSN回应相应的Accounting Response消息。

如图6所示，在用户PDP上下文去激活过程中，具体包括：

步骤1、GGSN将用户对应的Accounting Request STOP(计费请求终止)消息发给PEF网元，所述消息中携带所述用户的QoS资源信息。

步骤2、所述PEF网元接收所述消息，获取所述消息中携带的对应所述用户QoS资源信息；并将所述得到的用户QoS资源信息传送给PDF网元，并通知PDF网元撤销所述用户的相关QoS资源，然后向GGSN回应相应的Accounting Response消息。

由上述本发明的具体实施方案可以看出，本发明的主要思想是：将PEF功能通过独立设置的PEF设备实现，并巧妙地重用GGSN现有接口和功能，将GGSN和PEF之间的控制面消息重用GGSN的RADIUSAccounting消息，并通过与PDF网元交互，提供IMS QoS策略控制功能，从而为运营商提供一种部署IMS业务的简化方案，彻底解决R98/R99/R4网络中GGSN的升级问题。

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。