WiMAX网络中实现策略决定和资源预留的方法

摘要

本发明公开了一种WiMAX网络中实现策略决定和资源预留的方法。所述策略决定的过程包括：预先在策略决定消息中设置流数目字段，当网络中的任意节点被触发执行策略决定操作时，该节点检测当前待处理的服务流个数，将其记录在流数目字段中，并在策略决定消息中逐一记录每个服务流的参数集合，再将所述策略决定消息发送给策略决定过程的下级节点。资源预留方法的实现过程与此类似。本发明的这种策略决定和资源预留方法在PD和/或RR消息中增加流数目字段，用于记录服务流个数，接收方只需读取该字段，就能准确、快捷地获知本次处理的流数目，故该方法提高了网络设备的处理效率、减轻了网络负担，并在很大程度上减少WiMAX系统的错误发生几率。

说明书

技术领域

本发明涉及WiMAX网络技术，尤指一种WiMAX网络中实现策略决定和资源预留的方法。

背景技术

微波存取全球互通(WiMax，Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess)技术是一种宽带无线接入标准，该标准基于802.16协议，能够提供面向互联网的高速连接。与3G网络不同的是，WiMax网络完全采用IP分组交换技术，而不必提供面向语音的电路交换。基于上述特点，在WiMax网络上进行语音通信必须采用VoIP方式。

由于WiMax系统能够承载多种业务，比如语音、视频、HTTP和Email等，且各个业务对服务质量(QoS)的要求又有所不同，故WiMAX网络采用不同的服务流为同一个移动终端(MS/MSS)提供不同的业务数据。服务流按照分组信息进行划分，比如源地址、目的地址、端口号和协议号等，并且每个服务流指定一个QoS参数，以便于为不同业务提供对应的服务质量。系统还为每个服务流分配一个服务流标识(SFID，Service FlowIdentification)，用于指示该服务流和对应QoS参数。

实际应用中，可以针对服务流执行以下操作：1)创建(Create)。比如，存在新的应用需求时，系统可以Create一个新的服务流。2)认可(Admit)。比如，系统根据实际的资源使用情况，确定自身能否满足某个服务流的QoS参数要求。3)激活(Activate)，指的是某个服务流获得认可后，将其投入使用的过程。4)修改(Modify)，该操作可以在某个服务流的QoS参数无法满足当前应用需求时执行，以便对QoS参数进行修改和调整。5)删除(Delete)。某个应用结束时，需要将支持该应用的服务流删除。

在WiMAX系统中，为用户提供服务流的网络节点主要包括：服务流管理模块(SFM，Service Flow Management)、服务流授权模块(SFA，ServiceFlow Authorization)和策略功能模块(PF，Police Function)。

其中，SFM设置在基站侧，能够根据本地的无线资源情况，执行相关的服务流操作。SFA又包括服务SFA(Serving SFA)和锚点SFA(AnchorSFA)，该模块能够根据本地策略对服务流执行认可操作。PF位于CSN，用于保存用户信息并可提供服务流的QoS策略。

在WiMax的标准草案NWG_Stage-2中，定义有为用户提供业务的若干流程，比如初始化服务流、请求服务策略，以及MS位置更新等。其中两个主要的流程为：策略决定(PD，Policy Decision)过程和资源预留(RR，Resource Reservation)过程，这两个过程分别使用策略决定(PD，PolicyDecision)消息和资源预留(RR，Resource Reservation)消息实现。所述PD消息包括策略决定请求(PD-Request)和策略决定响应(PD-Response)，分别用于请求和响应服务流的策略设定。所述RR消息包括预留请求(RR-Request)和预留响应(RR-Response)，分别用于请求和响应对某个MS中一个或多个服务流执行的资源预留。图1显示的是现有技术中策略决定(PD)的具体流程，包括以下步骤：

步骤101、SFM根据MS的请求，向服务SFA发出PD-Request。该PD-Request消息中显式地包含QoS参数，或设置有一个服务类型的名称。

步骤102～103、服务SFA向锚点SFA发起PD-Request，再由锚点SFA将所述PD-Request送至MS归属的网络服务提供商(NSP，Network ServiceProvider)的PF。

步骤104、PF接收到PD-Request后，为其中请求的服务流设置业务策略，并通过PD-Response向锚点SFA回复应答。

步骤105～106、锚点SFA将PD-Response发送给服务SFA，再由服务SFA将PD-Response发送给SFM，策略决定的流程结束。

表一为现有技术中从PF发送至Anchor SFA，或从锚点SFA发送至Serving SFA的PD消息的字段格式。

  消息  方向  参数  PD-Request  1)锚点SFA到PF  2)服务SFA到锚点SFA  移动终端网络接入标识(MS NAI)  事务标识(Transaction ID)  决定动作(Decision Action)  资源描述(Resource Description)  PD-Response  1)PF到锚点SFA  2)锚点SFA到服务SFA  MS NAI  Transaction ID  决定结果(Decision Result)  Resource Description

                        表一

表二为现有技术中从Serving SFA发送至SFM的PD消息的字段格式。

  消息  方向  参数  PD-Request  SFM到服务SFA  移动终端标识(MS ID)  Transaction ID  Decision Action  Resource Description  PD-Response  服务SFA到SFM  MS ID  Transaction ID  Decision Result  Resource Description

                          表二

图2显示的是现有技术中资源预留(RR)的具体流程，包括以下步骤：

步骤201、PF向Anchor SFA发出RR-Request消息，要求为某个服务流进行资源预留。该请求要求执行的可以是服务流的创建、激活或删除等操作。

步骤202～203、Anchor SFA接收到所述RR-Request消息后，执行应用轮廓(Apply Profile)，并根据本地策略发送RR-Request消息给Serving SFA，再由Serving SFA将该消息送至SFM。

步骤204、SFM接收到RR-Request消息后，执行应用允许控制(ApplyAdmission Control)检测自身的资源使用情况(比如带宽等)，并根据具体资源情况给出配置成功/失败指示，通过RR-Response消息回复给ServingSFA。

步骤205～206、Serving SFA接收到所述RR-Response消息后，将其送至Anchor SFA，再由Anchor SFA将该消息送至PF，资源预留过程结束。

表三为现有技术中从PF发送至锚点SFA，或从锚点SFA发送至服务SFA的RR消息的字段格式。

  消息  方向  参数  RR-Request  1)PF到锚点SFA  2)锚点SFA到服务SFA  移动终端网络接入标识(MS NAI)  事务标识(Transaction ID)  流标识(Flow ID)  预留动作(Reservation Action)  方向(Direction)  资源描述(Resource Description)  媒体流描述(Media Flow Description)  媒体流类型(Media Flow Type)  资源可减少标志(Reduced Resources)  服务质量优先级(QoS Priority)  计费扩展(Accounting Extension)  RR-Response  1)锚点SFA到PF  2)服务SFA到锚点SFA  移动终端网络接入标识(MS NAI)  事务标识(Transaction ID)  流标识(Flow ID)  预留结果(Reservation Result)  资源描述(Resource Description)

                            表三

表四为现有技术中从Serving SFA发送至SFM的RR消息的字段格式。

  消息  方向 参数  RR-Request  服务SFA到SFM 移动终端标识(MS ID) Transaction ID 服务流标识(Service Flow ID) Reservation Action Direction Resource Description Media Flow Description Media Flow Type Reduced Resources QoS Priority Accounting Extension RR-Response SFM到服务SFA MS ID Transaction ID Service Flow ID Reservation Result Resource Description

                        表四

从以上描述看出，PD流程用于设置服务流的业务策略，比如根据MS动态服务流请求，或资源优化等原因进行策略决定，RR流程能在系统需要的时候对服务流执行资源预留。但是，在现有定义的字段格式中，PD消息和RR消息中都没有一个专门的参数用于说明上述流程中处理的服务流个数和每个服务流的特征信息。因此，当上述消息的发送方将对应消息发给接收方时，接收方无法直接获知该消息中包含了多少个服务流。若要获知该信息，接收方需要先通过计算获得PD或RR消息的大小，以及每个消息中单个流的信息参数集合占用的字节大小等，再经过一系列运算才能得出服务流个数。

对于WiMAX网络而言，在同一时间要处理大量的用户数据和信令消息，如果对每条PD和/或RR消息都要经过一系列运算间接获知消息中的服务流个数，这无疑会消耗不必要的系统资源。再有，由于PD和/或RR消息中可能包含可变长的数据项，或者服务流的信息参数集合大小不等，系统就更加无法准确地得知PD和/或RR消息中包含的流数目。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种WiMAX网络中实现策略决定和资源预留的方法，在同一个消息中执行多个服务流的策略决定和资源预留时，令接收方能够直接获知所处理的服务流个数，从而大大减轻网络负担。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种WiMAX网络中实现策略决定的方法，所述WiMAX网络中的一个以上网络节点逐级连接，该方法包括：预先在策略决定消息中设置流数目字段，当网络中的任意节点被触发执行策略决定操作时，该节点检测当前待处理的服务流个数，将其记录在流数目字段中，并在策略决定消息中逐一记录每个服务流的参数集合，再将所述策略决定消息发送给策略决定过程的下级节点。

所述WiMAX网络中的网络节点包括服务流管理模块、服务SFA、锚点SFA和策略功能模块；

则所述策略决定消息的发送方法具体为：服务流管理模块被触发后，根据检测到的服务流个数设置流数目字段，并将每个服务流的第一策略决定参数顺序保存在策略决定请求中，发送给服务SFA；

服务SFA接收到上述请求后，将所述服务流个数和每个服务流的第一策略决定参数通过策略决定请求发送到锚点SFA，再由锚点SFA生成携带服务流个数和每个服务流的第一策略决定参数的策略决定请求发送给策略功能模块。

该方法进一步包括：网络节点接收到策略决定请求后，对所述请求进行解析处理，并保存该请求中携带的服务流个数和每个服务流的第一策略决定参数。

所述第一策略决定参数至少包括以下一项：流标识、决定动作和资源描述。

所述策略决定消息的发送方法进一步包括：

策略功能模块接收到策略决定请求后，为每个服务流设置业务策略，并在自身生成的策略决定响应的流数目字段记录服务流个数，以及每个服务流的第二策略决定参数，再将所述策略决定响应发送给锚点SFA；

锚点SFA接收到上述响应后，将所述服务流个数和每个服务流的第二策略决定参数通过策略决定响应发送到服务SFA，再由服务SFA生成携带服务流个数和每个服务流的第二策略决定参数的策略决定响应发送给服务流管理模块。

该方法进一步包括：网络节点接收到策略决定响应后，对所述响应进行解析处理，并保存该响应中携带的服务流个数和每个服务流的第二策略决定参数。

所述第二策略决定参数至少包括以下一项：流标识、决定结果和资源描述。

一种WiMAX网络中实现资源预留的方法，所述WiMAX网络中的一个以上网络节点逐级连接，该方法包括：预先在资源预留消息中设置流数目字段，当网络中的任意节点被触发执行资源预留操作时，该节点检测当前待处理的服务流个数，将其记录在流数目字段中，并在资源预留消息中逐一记录每个服务流的参数集合，再将所述资源预留消息发送给资源预留过程的下级节点。

所述WiMAX网络中的网络节点包括策略功能模块、锚点SFA、服务SFA和服务流管理模块；

则所述资源预留消息的发送方法具体为：策略功能模块被触发后，根据检测到的服务流个数设置流数目字段，并将每个服务流的第一资源预留参数顺序保存在资源预留请求中，发送给锚点SFA；

锚点SFA接收到上述请求后，将所述服务流个数和每个服务流的第一资源预留参数通过资源预留请求发送到服务SFA，再由服务SFA生成携带服务流个数和每个服务流的第一资源预留参数的资源预留请求发送给服务流管理模块。

该方法进一步包括：网络节点接收到资源预留请求后，对所述请求进行解析处理，并保存该请求中携带的服务流个数和每个服务流的第一资源预留参数。

所述第一资源预留参数至少包括以下一项：流标识、预留动作、方向、资源描述、媒体流描述、媒体流类型、资源可减少标志、服务质量优先级和计费扩展。

所述资源预留消息的发送方法进一步包括：

服务流管理模块接收到资源预留请求后，根据自身的资源使用情况对每个服务流进行资源配置，并在自身生成的资源预留响应的流数目字段记录服务流个数，以及每个服务流的第二资源预留参数，再将所述资源预留响应发送给服务SFA；

服务SFA接收到上述响应后，将所述服务流个数和每个服务流的第二资源预留参数通过资源预留响应发送到锚点SFA，再由锚点SFA生成携带服务流个数和每个服务流的第二资源预留参数的资源预留响应发送给策略功能模块。

该方法进一步包括：网络节点接收到资源预留响应后，对所述响应进行解析处理，并保存该响应中携带的服务流个数和每个服务流的第二资源预留参数。

所述第二资源预留参数至少包括以下一项：流标识、预留结果和资源描述。

由上述技术方案可见，本发明的这种WiMAX网络中实现策略决定和资源预留的方法，在PD和/或RR消息中增加流数目(Flow Number)字段，用于记录服务流个数。上述消息的发送方在消息发出前，会对本次处理的服务流进行检测，并将服务流个数填写到Flow Number字段中。这样，接收方只需读取该字段，就能准确、快捷地获知本次处理的流数目，故该方法提高了网络设备的处理效率、减轻了网络负担，并在很大程度上减少WiMAX系统的错误发生几率。

附图说明

图1为现有技术中策略决定的具体流程；

图2为现有技术中资源预留的具体流程；

图3为本发明中策略决定的具体流程；

图4为本发明中资源预留的具体流程。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明在现有的PD消息和RR消息中增加流数目(Flow Number)字段，用于记录对应消息中包含的服务流个数，以及每个服务流的参数信息。

表五和表六显示的是PD-Request消息和PD-Response消息的字段格式，其中PD-Request消息中的每个服务流参数集合包括：流标识(Flow ID)、决定动作(Decision Action)和资源描述(Resource Description)；PD-Response消息中的每个服务流参数集合包括：流标识(Flow ID)、决定结果(DecisionResult)和资源描述(Resource Description)。为了区别起见，将PD-Request消息中的服务流参数集合称为第一策略决定参数，PD-Response消息中的服务流参数集合称为第二策略决定参数。

 消息(Message)  方向(Direction)  参数(Parameters) PD-Request  1)锚点SFA到PF  2)服务SFA到锚点SFA  移动终端网络接入标识(MS NAI)  事务标识(Transaction ID)  流数目(Flow Number)  {  流标识(Flow ID)  决定动作(Decision Action)  资源描述(Resource Description)  } PD-Response  1)PF到锚点SFA  2)锚点SFA到服务SFA  移动终端网络接入标识(MS NAI)  事务标识(Transaction ID)  流数目(Flow Number)  {  流标识(Flow ID)  决定结果(Decision Result)  资源描述(Resource Description)  }

                表五

  Message  Direction  Parameters  PD-Request  SFM到服务SFA  移动终端标识(MS ID)  Transaction ID  Flow Number  {  Service Flow ID  Decision Action  Resource Description  } PD-Response  服务SFA到SFM  MS ID  Transaction ID  Flow Number  {  Service Flow ID  Decision Result  Resource Description  }

                        表六

在表五和表六中，新增的Flow Number字段用于记录某次消息流程中所处理的服务流个数，该字段后具体记录有每个服务流的参数集合。假设所述服务流个数为4，则PD-Request消息中顺序记录服务流f1、f2、f3和f4的第一策略决定参数。

基于上述设置，本发明的策略决定过程如图3所示，具体包括以下步骤：

步骤301、SFM被触发后，检测待处理的服务流个数，将其填入自身生成的PD-Request消息的Flow Number字段，并在所述PD-Request消息中为每个服务流设置对应的第一策略决定参数，再将携带上述信息的PD-Request消息发送给Serving SFA。

其中，触发SFM执行策略决定过程的条件是：MS发出动态服务流请求，或是出于资源优化的需要等。

步骤302、Serving SFA接收到所述PD-Request消息后，将其送至AnchorSFA，再由Anchor SFA将该消息送至PF。

上述步骤中，PD-Request消息在不同网络节点之间传送时，网络节点会对其进行处理，使其符合特定节点之间的消息封装格式，但是该PD-Request消息始终携带有多个服务流信息。

此外，Serving SFA和Anchor SFA等网络节点作为PD-Request消息的接收方时，会对上级节点发送的PD-Request消息进行解析处理，并保存该请求中携带的服务流个数和每个服务流的第一策略决定参数。

步骤303、PF接收到PD-Request消息后，为所述MS的多个服务流分别生成业务策略，并通过PD-Response消息回复给Anchor SFA。所述PD-Response消息中同样设置有Flow Number字段，并且记录有每个服务流对应的第二策略决定参数。

步骤304、Anchor SFA接收到所述PD-Response消息后，将其送至Serving SFA，再由Serving SFA将该消息送至SFM，策略决定过程结束。

该步骤中，Anchor SFA和Serving SFA等网络节点接收到PD-Response消息后，会对所述响应进行解析处理，并保存该响应中携带的服务流个数和每个服务流的第二策略决定参数。

至此，WiMAX网络上的所有网络节点都保存有所述MS的业务策略。由于上述过程能够同时为多个服务流设置业务策略，故极大程度地节约了信令流程，提高了网络利用率。每个PD-Request消息的接收节点都能通过读取Flow Number字段，快速、准确地获知本次流程究竟是对多少个服务流同时进行处理。

上述过程中，PF可能因为接收不到PD-Request消息，而无法作出PD-Response，故步骤303～304在策略决定过程中并非一定会发生。

表七和表八显示的是RR-Request消息和RR-Response消息的字段格式。

其中，RR-Request消息中的服务流参数集合包括：流标识(Flow ID)、预留动作(Reservation Action)、方向(Direction)、资源描述(ResourceDescription)、媒体流描述(Media Flow Description)、媒体流类型(Media FlowType)、资源可减少标志(Reduced Resources)、服务质量优先级(QoS Priority)和计费扩展(Accounting Extension)。

RR-Response消息中的服务流参数集合包括：流标识(Flow ID)、预留结果(Reservation Result)和资源描述(Resource Description)。

为了区别起见，将RR-Request消息中的服务流参数集合称为第一资源预留参数，RR-Response消息中的服务流参数集合称为第二资源预留参数。

  Message  Direction  Parameters  RR-Request  1)PF到锚点SFA  2)锚点SFA到服务SFA  MS NAI  Transaction ID  Flow Number  {  流标识(Flow ID)  预留动作(Reservation Action)  方向(Direction)  资源描述(Resource Description)  媒体流描述(Media Flow Description)  媒体流类型(Media Flow Type)  资源可减少标志(Reduced Resources)  服务质量优先级(QoS Priority)  计费扩展(Accounting Extension)  }  RR-Response  1)锚点SFA到PF  2)服务SFA到锚点SFA  MS NAI  Transaction ID  Flow Number  {  流标识(Flow ID)  预留结果(Reservation Result)  资源描述(Resource Description)  Message  Direction  Parameters  }

                  表七

  Message  Direction Parameters  RR-Request  服务SFA到SFM MS ID Transaction ID Flow Number { 服务流标识(Service Flow ID) Reservation Action Direction Resource Description Media Flow Description Media Flow Type Reduced Resources QoS Priority Accounting Extension }  RR-Response  SFM到服务SFA MS ID Transaction ID Flow Number { Service Flow ID Reservation Result Resource Description }

                        表八

如果需要同时为多个服务流执行资源配置，PF可以发起图4所示的资源预留过程，具体为：

步骤401、PF检测出待配置的服务流个数后，将其添加到自身生成的RR-Request消息的Flow Number字段，并在所述RR-Request消息中为每个服务流设置对应的第一资源预留参数，再将携带上述信息的RR-Request消息发送给Anchor SFA。

步骤402、Anchor SFA接收到所述RR-Request消息后，将其送至ServingSFA，再由Serving SFA将该消息送至SFM。

该步骤中，网络节点接收到RR-Request消息后，对所述请求进行解析处理，并保存该请求中携带的服务流个数和每个服务流的第一资源预留参数。

步骤403、SFM接收到RR-Request消息后，执行应用允许控制(ApplyAdmission Control)检测自身的资源使用情况(比如带宽等)，并根据具体资源情况给出配置成功/失败指示，通过RR-Response消息回复给ServingSFA。

所述RR-Response消息中同样设置有Flow Number字段，并且记录有每个服务流对应的第二资源预留参数。

步骤404、Serving SFA接收到所述RR-Response消息后，将其送至Anchor SFA，再由Anchor SFA将该消息送至PF，资源预留过程结束。

该步骤中，网络节点接收到RR-Response消息后，对所述响应进行解析处理，并保存该响应中携带的服务流个数和每个服务流的第二资源预留参数。

上述过程中，SFM可能因为接收不到RR-Request消息，而无法作出RR-Response，故步骤403～404在资源预留过程中并非一定会发生。

此外，图3和图4所述的过程可以结合使用，在设置完多个服务流的业务策略后，PF可以直接发起对上述服务流的资源预留，此处不再详加描述。

由上述的实施例可见，本发明的这种WiMAX网络中实现策略决定和资源预留的方法，在PD和/或RR消息中增加流数目字段，用于记录服务流个数，接收方只需读取该字段，就能准确、快捷地获知本次处理的流数目，故该方法提高了网络设备的处理效率、减轻了网络负担，并在很大程度上减少WiMAX系统的错误发生几率。