异构网络中保证服务质量管理的切换方法、系统及装置

摘要

本发明公开了一种异构网络中保证QoS的切换方法，该方法包括，原网络侧根据用户端发送的切换请求，将用户端的服务质量管理QoS参数信息发送至目标网络侧，目标网络侧根据所述QoS参数信息进行映射，得到本地承载的QoS参数信息，并通知核心网络侧更新所述用户端信息和承载网络侧信息，目标网络侧与所述用户端之间建立业务连接。本发明还公开了一种异构网络中保证QoS的切换系统及装置。本发明通过在异构网络中部署PCEF功能实体实现QoS信息的交互，因此采用本发明提供的方法可以减少时延，提高网络的效率。

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种异构网络(Heterogeneous Network)中保证服务质量管理(Quality Of Service，QoS)的切换方法、系统及装置。

背景技术

第三代伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)在Release 6中提出了基于流的计费(Flow Based Charging，FBC)，分组网元(Gateway GPRSSupporting Node，GGSN)通过话务平面功能(Traffic Plane Function，TPF)进行业务流相关信息的采集，实施与流相关的计费。在3GPPRelease 7的演进方案中，为实现将策略控制和基于流的计费的融合提出策略和计费控制(Policy andCharging Control，PCC)构架，将PDF和CRF融合为一个新的功能实体策略和计费规则功能(Policy and Charging Rlules Function，PCRF)，其基于的网络构架如图1所示。PCRF根据来自应用层业务信息，本地运营商的配置及用户签约，向GGSN提供QoS授权和基于流的计费规则，以及对于用户平面数据进行门控制功能的决策，例如关闭门功能，丢弃IP包。GGSN根据PCRF提供的策略决策及计费规则，执行例如IP QoS到通用移动通信系统(Universal MobileTelecommunication Systemm，UMTS)QoS的映射等相关的处理过程，并能够通过对业务数据流的检测和统计，完成在线和离线计费功能。

在PCC构架下，客户端(UE)向GGSN提供业务流模板(Traffic FlowTemplate，TFT)，PCRF功能实体按照TFT指名的优先级分析所有的TFT过滤器。当找到第一个匹配的TFT过滤器时，PCRF根据业务信息和计费规则或一些本地配置的信息进行策略控制，确定PCC过滤器，并提供给GGSN，GGSN在PCC过滤器的控制下完成业务数据的路由和转发。用户业务的QoS的动态调整是PCRF通过及时地进行PCC策略调整和链路QoS映射和配置，确保整个业务通信链路上的QoS实现。

策略和计费执行功能(Policy and Charging Enforcement Function，PCEF)功能实体向PCRF请求业务对应的PCC规则时，PCEF功能实体需要向PCRF提供的信息内容为：Subscriber Identifier、IP address of the UE、IP-CAN bearerattributes、Request type(initial，modification，etc.)、Type of IP-CAN(e.g.GPRS，I-WLAN，etc.)，即PCEF需要向PCRF提供终端的标识信息和IP承载的标识和类型信息。同时PCRF向应用功能(Application Function，AF)功能实体和用户的配置订阅数据库(Subscription Profile Repository，SPR)功能实体请求相应的用户和业务的配置信息，然后确定该业务对应的PCC规则，并发送到PCEF。因此，只要PCEF功能实体需要获得业务的PCC规则信息，则必须通过向PCRF发送请求和用户的信息后，通过PCRF、SPR和AF的多次相互交户才能获得请求的PCC规则信息。

在异构网络环境下，由于用户的移动或者网络侧进行负载均衡和资源调度等原因，终端需要重新接入其他网络进行业务的接收，而用户在接入其他网络后，需要重新进行业务的承载配置，包括PCC规则的重新获取，QoS参数的重映射等，因而需要对应的PCEF功能实体向PCRF功能实体重新请求PCC规则。而该业务的PCC规则已经在原网络中的PCEF功能实体中存在，如果可以直接利用原网络中PCEF功能实体已有的PCC规则信息，则可缩短获取PCC规则的时间，而在多用户共存的网络下，此优点体现得更为明显。

并且，目前3GPP的相关协议23.203中只明确了PCRF功能实体产生PCC规则以及向PCEF功能实体发布PCC规则的过程，并未考虑到在异构网络环境下用户的PCC规则信息的传递，同样也没有相应的网络结构的支持。另外，在PCEF功能实体间的PCC规则的传输的基本信息流程也没有进行定义。

发明内容

本发明实施例提供一种异构网络中保证服务质量管理的切换方法、系统及装置，用以解决现有技术中由于用户端接入其他网络，需要重新进行业务承载配置，带来时延，并且降低了网络的效率的问题。

一种异构网络中保证服务质量管理的切换方法，该方法包括以下步骤：

原网络侧根据接收的切换请求，将用户端的服务质量管理QoS参数信息发送至目标网络侧；

所述目标网络侧根据所述QoS参数信息进行映射，得到本地承载的QoS参数信息，并通知核心网络侧更新所述用户端信息和承载网络侧信息；

所述目标网络侧与所述用户端之间建立业务连接。

一种异构网络中保证QoS的切换系统，包括：

第一装置，用于根据用户端发送的切换请求，发送所述用户端的QoS参数信息；

第二装置，用于接收所述QoS参数信息并进行映射，得到本地承载的QoS参数信息，以及与所述用户端建立业务连接，并发送更新所述用户端信息和承载装置信息的通知消息；

第三装置，用于接收所述通知消息，更新所述用户端信息和所述承载装置信息。

一种保证QoS的切换装置，包括：

接收模块，用于接收用户端的QoS参数信息；

映射模块，用于按照本地承载要求进行QoS参数的映射，得到本地承载QoS参数信息；

通知模块，用于发送更新所述用户端信息和承载网络侧信息的通知消息；

连接模块，用于建立与所述用户端的业务连接。

一种保证QoS的切换装置，包括：

接收模块，用于接收用户端发送的切换请求；

发送模块，用于发送所述用户端的QoS参数信息。

本发明实施例在异构网络中为了实现QoS信息的交互，对异构网络进行了融合，通过部署PCRF功能实体、PCEF功能实体，将PCRF功能实体和PCEF功能实体间，和不同承载网络的PCEF功能实体间通过标准协议接口进行互联，使QoS信息可以直接传递到用户端接入的网络，同时由于核心网侧的QoS信息可以不经由PCRF而直接在PCEF中进行传输和执行，避免了多次重复经由PCRF进行PCC策略的确定和重新发布，因此采用本发明提供的异构网络中保证QoS方的法可以实现QoS信息的及时交互和动态调整，减少时延，提高网络效率。

附图说明

图1为现有技术中基本的网络结构示意图；

图2为本发明实施例中保证QoS的异构网络的融合流程图；

图3为本发明实施例中融合后WLAN网络和GPRS网络异构系统结构示意图；

图4为本发明实施例中WLAN网络和GPRS网络异构系统切换中保证QoS的流程图；

图5为本发明实施例中GGSN中PCEF功能实体的PCC规则和QoS参数的映射过程图；

图6为本发明实施例中通用场景下保证QoS的异构网络的融合流程图；

图7为本发明实施例中融合后通用异构系统的结构示意图；

图8为本发明实施例中通用场景下切换保证QoS的流程图；

图9为本发明实施例中异构网络中保证QoS的切换系统示意图；

图10为本发明实施例中保证QoS的切换装置示意图；

图11为本发明实施例中保证QoS的切换装置示意图。

具体实施方式

在本发明实施例中为了保证异构网络中用户业务的QoS的动态调整，必须进行PCC策略的调整和链路QoS映射和配置。通过将用户业务调整之前所在网络的QoS参数信息进行交互，从而减少在调整后的网络中获取QoS参数信息的时延。因此，在本发明实施例中为了实现业务QoS参数信息的交互，将异构网络进行了融合，通过将服务域重叠或者相邻的不同承载类型的网络的PCEF实体之间进行相互连接，以实现业务QoS参数信息的交互。

在本发明实施例中原网络侧根据接收的切换请求，将用户端的服务质量管理QoS参数信息发送至目标网络侧；

目标网络侧根据QoS参数信息进行映射，得到本地承载的QoS参数信息，并通知核心网络侧更新上述用户端信息和承载网络侧信息；

目标网络侧与用户端之间建立业务连接。

并且，原网络侧还将用户端的PCC规则发送至目标网络侧，目标网络侧执行PCC规则。

PCC规则可以和QoS参数信息同时进行发送，也可以分开进行发送。

目标网络侧通知原网络上述用户端QoS参数信息和/或PCC规则转移成功，原网络侧删除用户端的QoS参数信息和/或PCC规则。

其中，在本发明实施例中原网络侧指用户端切换之前所连接的网络侧，目标网络侧指用户端需要切换到的网络侧。

在本发明实施例中为了保证QoS将异构网络进行了融合，将上述网络结构PCEF功能实体间的相互连接，以实现QoS信息的交互，以下是本发明实施例提供的在保证QoS的异构网络的融合方法，如图2所示，具体包括以下步骤：

步骤201、在移动核心网内部署PCRF功能实体，同时在不同的承载类型网络中的网关节点或者边缘节点，部署PCEF功能实体；

其中，移动核心网可以隶属于同一个运营商的多个无线接入网，即同一核心网，也可以是隶属于不同运营商的无线接入网，即可能为多个核心网。并且部署功能实体的过程在相关协议中都有描述。

同时，在不同的承载类型网络中的网关节点或者边缘节点，可以采用如下方法，在无线局域网(Wireless Local-Area Network，WLAN)中可以选择在分组数据网关(Packet Date Gaeway，PDG)处部署，在微波存取全球互通(WorldwideInteroperability for Microwave Access，WIMAX)网络中可以选择在接入服务网络网关(Access Service Network-Gateway，ASN-GW)处部署，在通用无线分组业务(General Packet Radio Service，GPRS)中可以选择在GGSN中部署。

步骤202、将PCRF功能实体与不同承载类型网络中的PCEF功能实体，通过标准协议接口进行互联，实现交互QoS信息；

其中，在本发明实施例中QoS信息包括，PCC规则和QoS策略参数信息。

步骤203、将服务域重叠或者相邻的不同无线承载网络的PCEF功能实体之间，通过标准协议接口进行互联，以实现QoS信息的交互；

步骤204、不同承载网络的PCEF功能实体，根据从PCRF功能实体或者相邻互联的PCEF功能实体接收到的PCC规则，完成PCC策略的执行和QoS参数的映射。

其中，选择不同承载网络的网关节点，或者承载网络的边缘节点进行PCEF功能实体的部署，具体的部署位置需要视不同的承载网络的节点耦合程度决定，PCEF功能实体的部署，应以能够保证接收到业务的PCC规则和QoS策略参数为准。

并且，在本发明实施例中也可以采用其他的融合方式，采用部署其他的代理的功能实体将用户端的QoS参数信息和/或PCC规则发送到目标网络侧，目标网络侧的其他的代理功能实体将上述QoS参数信息和/或PCC规则发送到PCEF功能实体，在上述PCEF功能实体进行了QoS参数信息的映射和/或PCC规则的执行后，通知其他的代理的功能实体，采用其他的代理的功能实体进行信息的交互。

由于通过标准的协议和接口实现PCC策略在不同PCEF功能实体间的交互，传递的信息量小，可行性较高。并且，对现有的网络无需做调整，不需添加新的网络实体，实现方便。

图3所示为融合后WLAN网络和GPRS网络异构系统结构示意图，其中，WLAN网络中在PDG部署了PCEF功能实体，GPRS网络中在GGSN部署了PCEF功能实体，移动核心网内部署了PCRF功能实体，并且，AF与移动核心网PCRF功能实体通过Rx接口互联，移动核心网PCRF功能实体与SPR功能实体通过Sp接口互联，PCRF功能实体与WLAN网络中的PCEF功能实体通过Gx接口进行互联，PCRF功能实体与GPRS网络中的PCEF功能实体通过Gx接口进行互联，WLAN网络中的PCEF功能实体和GPRS网络中的PCEF功能实体通过Gn’接口进行互联。

下面以上述融合后WLAN网络和GPRS网络异构系统结构为例，说明切换过程中QoS信息在不同承载网络的PCEF功能实体之间交互的流程，其中，切换中心以用户端主动发起切换，网络辅助切换，并且用户端已经连接WLAN网络。其具体的在WLAN网络和GPRS网络间切换的流程如图4所示，包括以下步骤：

步骤401、用户端发起网络切换请求；

其中，网络侧根据用户端的切换请求可以得知，用户端切换的目的网络。

步骤402、WLAN网络中在PDG中部署的PCEF功能实体接收到上述用户端的切换请求后，将该用户端对应业务的PCC规则和QoS参数信息，发送至目标GPRS网络的PCEF功能实体处，其中，GPRS网络的PCEF功能实体部署于GGSN中；

步骤403、GPRS网络的PCEF功能实体接收到用户端对应业务的PCC规则和QoS参数信息后，装载上述用户端的PCC规则，并进行QoS参数的映射；

步骤404、PCC规则装载，以及QoS参数映射完毕后，GPRS网络的PCEF功能实体通过直径协议中的信用控制请求信息(Diameter Credit-Control Request，CCR)，通知部署于核心网的PCRF功能实体进行上述用户端信息和承载网络信息的更新；

步骤405、PCRF功能实体通过Diameter协议中的信用控制应答信息(Diameter Credit-Control Answer，CCA)，向GPRS网络的PCEF功能实体确认上述用户端的更新；

步骤406、GPRS网络的PCEF功能实体接收到PCRF功能实体的确认信息后，执行PCC规则，并通知WLAN网络的PCEF功能实体，上述用户端的PCC规则和QoS参数信息已经成功转移；

步骤407、WLAN网络的PCEF功能实体删除上述用户端的PCC规则和QoS参数信息；

步骤408、GPRS网络的PCEF功能实体与上述用户端之间建立业务连接。

在异构网络环境中实现业务的QoS信息的及时交互和动态调整，减少时延，提高了网络效率，并且，由于核心网络侧所确定的QoS策略，可以不经由PCRF功能实体而直接在PCEF功能实体中进行传输和执行，避免了多次重复经由PCRF进行PCC策略的确定和重新发布。

同时，本发明实施例提供的方法不受具体的物理层技术，和业务承载链路的限制，能够应对多种异构网络下的网络操作，如切换、负载均衡、调度等造成的业务QoS信息的转移和承载重配置，确保业务QoS信息的高效交互，具有较好的包容性。

图5所示为上述步骤403中，GGSN中PCEF功能实体的装载PCC规则，进行QoS参数的映射过程。其中，GPRS网络中在GGSN中部署的PCEF功能实体，根据从WLAN网络的PCEF功能实体接收到的PCC规则和QoS参数，通过业务承载管理进行PCRF授权的PCC规则的装载，和按照本地承载要求进行QoS参数的映射，得到本地承载QoS参数。

上述是本发明在WLAN网络和GPRS网络异构系统结构切换过程中，QoS信息在不同承载网络的PCEF功能实体之间进行交互的流程实施例，本发明不仅适用于上述网络中，还适用于包括多种无线接入网接入公共核心控制网络的通用场景中，在通用场景下保证QoS对异构网络进行融合，可以采用以下步骤，如图6所示，包括：

步骤601、在公共核心网内部署PCRF功能实体；

其中，公共核心网可以隶属于同一个运营商的多个无线接入网，即同一核心网，也可以是隶属于不同运营商的无线接入网，即可能为多个核心网。

步骤602、在不同的接入网中选择网关节点和边缘节点分别部署PCEF功能实体；

其中，选择的部署PCEF功能实体的节点，需要根据不同接入网的网络耦合程度决定，从而保证选择的部署PCEF功能实体的节点，确定的PCC规则信息和QoS参数能够被不同的接入网的PCEF功能实体正确接收。

步骤603、各个接入网的PCEF功能实体接收到PCRF功能实体，或者互连PCEF功能实体发送的PCC规则和QoS参数信息后，执行PCC规则和进行本地承载QoS参数的映射，当PCEF功能实体接收到的PCC规则和QoS参数信息来自相邻的PCEF功能实体，则通知PCRF功能实体进行用户端和承载信息更新，并且通知发送PCC规则和QoS参数信息的PCEF功能实体承载网关已经转移；

步骤604、本地承载上的其他非PCEF节点，根据承载链路上的耦合映射关系进行具体的QoS维护。例如，带宽、时延和丢包率等。

图7所示为本发明实施例通用异构系统的结构示意图，在多承载网络共存的网络环境下，不同的承载网络中的网关节点，或者承载网络的边缘节点处部署了PCEF功能实体，同时不同承载网络的PCEF功能实体，与核心网处部署的PCRF功能实体之间通过标准协议接口进行相连，服务域重叠或者相邻的PCEF功能实体之间，通过标准协议接口进行相连。

图8为本发明实施例提供的在上述通用异构系统结构下，进行说明切换过程中QoS信息在不同承载网络的PCEF功能实体之间交互的流程，其中，切换发起可以由用户端发起，也可以由用户端之外的其它网络实体发起，包括网络侧的网关节点或控制节点等。由于切换的过程是在两个网络之间进行的，所以在通用系统中进行切换的具体流程与图4提供的流程类似，现以网络实体发起切换请求，且网络实体已经连接m网络为例，进行具体说明，包括以下步骤：

步骤801、网络实体(Network Entity)发起网络切换请求；

步骤802、m网络中的PCEF功能实体接收到上述切换请求后，将已知的该网络实体对应业务的PCC规则和QoS参数信息，发送至目标n网络的PCEF功能实体处；

步骤803、目标n网络的PCEF功能实体接收到网络实体对应业务的PCC规则和QoS参数信息后，装载上述网络实体的PCC规则，并进行QoS参数的映射；

步骤804、PCC规则装载，以及QoS参数映射完毕后，目标n网络的PCEF功能实体通过Diameter CCR信息，通知部署于核心网的PCRF功能实体进行上述网络实体信息和承载网络信息的更新；

步骤805、PCRF功能实体通过Diameter CCA信息，向目标n网络的PCEF功能实体确认上述网络实体的更新；

步骤806、目标n网络的PCEF功能实体接收到PCRF功能实体的确认信息后，执行PCC规则，并通知m网络的PCEF功能实体，上述网络实体的PCC规则和QoS参数信息已经成功转移；

步骤807、m网络的PCEF功能实体删除上述网络实体的PCC规则和QoS参数信息；

步骤808、目标n网络的PCEF功能实体与上述网络实体之间建立业务连接。

上述实施例为网络实体在任意两个网络中切换的具体流程，将所有相邻的或服务域重叠的不同无线承载网络的PCEF功能实体之间，通过标准协议接口进行互连，可以有效的保证用户端的业务切换，其中，用户端包括，用户端或用户端之外的网络实体。

本发明实施例适用于任何异构网络环境，具有较好的普适性。

本发明实施例提供了一种异构网络中保证服务质量管理的切换系统，如图9所示，包括第一装置900、第二装置910和第三装置920。其中，第一装置900，用于根据用户端发送的切换请求，发送所述用户端的QoS参数信息；第二装置910，用于接收所述QoS参数信息并进行映射，得到本地承载的QoS参数信息，以及与所述用户端建立业务连接，并发送更新所述用户端信息和承载装置信息的通知消息；第三装置920，用于接收所述通知消息，更新所述用户端信息和所述承载装置信息。

所述第一装置900还用于将所述用户端的PCC规则发送至第二装置。

所述第二装置910还用于执行所述PCC规则。

所述第一装置900还用于删除所述用户端的QoS参数信息和/或PCC规则。

本发明是实例题提供了一种保证QoS的切换装置，如图10所示，包括，接收模块1000、映射模块1010、通知模块1020和连接模块1030。其中，接收模块1000，用于接收用户端的QoS参数信息；映射模块1010，用于按照本地承载要求进行QoS参数的映射，得到本地承载QoS参数信息；通知模块1020，用于发送更新所述用户端信息和承载网络侧信息的通知消息；连接模块1030，用于建立与所述用户端的业务连接。

所述装置还包括融合模块1040，用于部署进行信息交互或信息执行的PCEF功能实体。

所述装置还包括执行模块1050，用于根据接收的所述用户端的PCC规则，进行本地承载PCC规则的执行。

所述通知模块1020还用于发送所述用户端的QoS参数信息和/或PCC规则转移成功的通知消息。

本发明是实例题提供了一种保证QoS的切换装置，如图11所示，包括，接收模块1100和发送模块1110，其中，接收模块1100，用于接收用户端发送的切换请求；发送模块1110，用于发送所述用户端的QoS参数信息。

所述发送模块1110还用于发送所述用户端的PCC规则。

所述装置还包括删除模块1120，用于删除所述用户端的所述QoS参数信息和/或PCC规则。

其中，切换请求由用户端或网络侧发起。

PCEF功能实体位于网络的网关节点或者边缘节点内部，PCRF功能实体与不同承载网络的PCEF功能实体之间，或者PCEF功能实体之间通过标准的协议接口互联，装置中选择的不同承载网络的网关节点或者承载网络的边缘节点，进行PCEF功能实体的部署，具体的部署位置视不同的承载网络的耦合程度决定。

本发明实施例在异构网络中为了实现QoS信息的交互，对异构网络进行了融合，通过部署PCRF功能实体、功能实体，将PCRF功能实体和PCEF功能实体间，和不同承载网络的PCEF功能实体间通过标准协议接口进行互联，使QoS信息可以直接传递到用户端接入的网络，同时由于核心网侧的QoS信息可以不经由PCRF而直接在PCEF中进行传输和执行，避免了多次重复经由PCRF进行PCC策略的确定和重新发布，因此采用本发明提供的异构网络中保证QoS方的法可以实现QoS信息的及时交互和动态调整，减少时延，提高网络效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。