由网络触发的服务质量（QoS）预留

摘要

一种方法包括网络发起QoS预留消息并且将由网络发起的QoS消息通过无线电接入网络(RAN)从接入网关(AGW)发送到接入终端(AT)。由网络发起的预留消息并不通过其自身来导致任何的网络资源预留，而是导致AT根据由网络发起的QoS预留消息中的一个或多个参数来起动网络资源预留。因此，支持由AT发起的QoS预留的现有网络基础设施可以支持由网络发起的QoS预留(或者代理QoS)而无需对诸如RAN之类的接入网络基础设施进行任何更新。该方法包括，响应于由网络发起的QoS预留消息，将预留确认通过RAN从AT传送到AGW。预留确认指示QoS预留是否成功。

说明书

技术领域

本发明一般地涉及通信系统。

背景技术

想要发送或接收分组的端点可以得益于得到用于分组通信的服务质量 (QoS)。为了确保足够的资源将可用于特定分组流，端点通常必需请求 用于该分组流的QoS。端点通常利用专用于所使用的网络接入类型的一个 或多个第2层机制或者利用诸如(例如)资源预留协议(RSVP)之类的 通用第3层机制来请求QoS。

附图说明

图1示出用于由网络触发的QoS预留的示例系统；以及

图2示出用于由网络触发的QoS预留的示例方法。

具体实施方式

概述

在一个实施例中，一种方法包括网络发起QoS预留消息并且将由网络 发起的QoS消息通过无线电接入网络(RAN)从接入网关(AGW)传送 到接入终端(AT)。由网络发起的预留消息并不通过其自身来导致任何的 网络资源预留，而是致使AT根据由网络发起的QoS预留消息中的一个或 多个参数来起动网络资源预留。因此，支持由AT发起的QoS预留的现有 网络基础设施可以支持由网络发起的QoS预留(或者代理QoS)而无需对 诸如RAN之类的接入网络基础设施进行任何更新。该方法包括，响应于 由网络发起的QoS预留消息，将预留确认通过RAN从AT传送到AGW。 预留确认指示QoS预留是否成功。

描述

图1示出用于由网络触发的QoS预留的示例系统10。系统10包括耦 合到网络14的一个或多个端点12。一个或多个应用服务器22、一个或多 个媒体服务器24以及公共交换电话网络(PSTN)20也耦合到网络14。经 由网络14，端点12彼此之间通信并且与应用服务器22、媒体服务器24 和PSTN 20进行通信。在特定实施例中，网络14包括局域网(LAN)、 无线LAN(WLAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)、因特网的一 部分或者另一网络14或两个或更多个这样的网络14的组合。本发明设想 了任何合适的网络14或者多个网络14的组合。作为示例而非作为限制， 网络14的一个或多个部分可以提供基于码分多址(CDMA)演进数据最 优化(EVDO)的无线网络基础设施。网络14的一个或多个部分可以具有 多媒体域+(MMD+)或者类似的系统架构。

一个或多个链路16将端点12耦合到网络14。类似地，一个或多个链 路16将一个或多个应用服务器22耦合到网络14，一个或多个链路16将 一个或多个媒体服务器24耦合到网络14，并且一个或多个链路16将 PSTN 20耦合到网络14。在特定实施例中，一个或多个链路16的每个包 括一个或多个有线、无线或光链路16。在特定实施例中，一个或多个链路 16的每个包括LAN、WLAN、WAN、MAN、无线电接入网络(RAN)、 因特网的一部分或者另一链路16或两个或更多个这样的链路16的组合。 作为示例而非作为限制，在一个或多个端点12(例如，基于EVDO Rev A 的AT)和网络14之间的链路16可以包括具有特定覆盖区域并且在其特 定覆盖区域内提供第2层移动接入、QoS、移动性和切换服务的RAN。 RAN可以包括一个或多个无线电资源管理器(RRM)以及一个或多个基 站收发台(BTS)。RAN可以接收针对端点12的QoS请求并且参与对 QoS请求进行响应。RAN可以经由链路16的一个或多个部分将注册请求 消息(例如，A11注册请求(RRQ)消息)传送到接入网关18。本发明设 想了任何适当的链路16。在特定实施例中，一个或多个端点12彼此共用 到网络14的一个或多个链路16的一个或多个部分。类似地，在特定实施 例中，一个或多个应用服务器22、媒体服务器24或者二者彼此共用到网 络14的一个或多个链路16的一个或多个部分。在特定实施例中，一个或 多个第一链路16可能不同于一个或多个第二链路16。作为示例而非作为 限制，包括RAN的第一链路16可以将一个或多个端点12(例如，基于 EVDO Rev A的AT)耦合到网络14，并且包括PSTN网关的第二链路可 以将PSTN 20耦合到网络14。PSTN网关可以整个地或者部分地存在于网 络14中。在特定实施例中，一个或多个链路16可以每个都包括存在于网 络14中的一个或多个组件。链路16不必一定终止在网络14外部。本发明 设想了将端点12、应用服务器22、媒体服务器24和PSTN 20耦合到网络 14的任何适当链路16的任何适当配置。

在特定实施例中，应用服务器22向一个或多个端点12提供一个或多 个应用。作为示例而非作为限制，应用可以包括一个或多个基于会话发起 协议(SIP)的通信应用，例如因特网协议(IP)电话。作为另一示例，应 用可以包括一个或多个非基于SIP的应用，例如视频流、游戏或者协同 (collaboration)。端点12可以通过网络14中的应用管理器来调用应用服 务器22处的基于SIP的通信应用。应用管理器可以是硬件、软件或者嵌入 式逻辑组件或两个或更多个这样的组件的组合，其帮助将网络14的应用 域集成到网络14的策略架构和安全性基础设施中。端点12可以调用应用 服务器22或应用管理器处的应用。应用服务器22或应用管理器可以与策 略管理器40交互作用以针对应用授权QoS。策略管理器40也可以称为策 略服务器。端点12可以主动地针对应用调用来请求QoS，这可以导致接 入网关18接收到预留请求消息。接入网关18又可以与策略管理器40交互 作用以作出是否准许预留请求的策略决定。因此，在现有方法和系统中， 端点12仅在其主动请求QoS时接收到QoS。然而，应用服务器22可能希 望端点12接收QoS，即使端点12并未作出请求。作为示例而非作为限 制，因为端点12处的应用不知道如何请求QoS，所以端点12可能调用了 应用服务器22处的应用而没有针对所调用的应用请求QoS。特定实施例 在这样的情况下实现QoS的供应。

端点12可以直接调用应用服务器22处的非基于SIP的应用，然而策 略管理器40可以管理对网络资源的访问。策略管理器40还可以协调支持 非基于SIP的应用的递送的网络资源。在特定实施例中，一个或多个第一 应用服务器22提供基于SIP的通信应用，并且一个或多个第二应用服务器 22提供非基于SIP的通信应用。在特定实施例中，提供基于SIP的通信应 用的应用服务器22存在于网络14中的应用管理器的顶部。在特定实施例 中，应用服务器22可以是独立的或者用户专用的。作为示例而非作为限 制，独立的应用服务器22可以提供一般的应用服务，端点12处的用户可 以通过参考其关联服务的名称，例如，经由特定的SIP统一资源标识符 (URI)、电话号码或者拨号串，来显性调用所述一般的应用服务。提供 一般的应用服务不必涉及发起或终止呼叫/请求处置(treatment)。用户专 用的应用服务器22可以提供涉及发起或终止呼叫/请求处置的应用服务。 应用服务器22也可以存在于接入网关18内部，或者存在于网络14中的任 何其他网络元件内部。应用服务器22例如可以是用于通过使用深度分组 检测或分组流优化而检测到的应用的应用代理。例如，可以以这种方式来 提供用于SKYPE的应用服务器。在特定实施例中，对这样的应用的调用 实现了用于这些应用的QoS的供应。本发明设想了将任何适当应用提供给 端点12(无论是直接地还是间接地)的任何适当的应用服务器22。

在特定实施例中，媒体服务器24将一个或多个媒体处理功能提供给 一个或多个应用服务器22。作为示例而非作为限制，媒体处理功能可以包 括交互式语音响应(IVR)、混音功能、代码转换、通告功能、发消息功 能以及支持与载体有关的(bearer-related)服务的其他功能。媒体处理功 能可以是服务使能器(service enabler)，例如，趋向于其自身缺少实用性 然而对其他应用有用的粗粒度应用组件。在特定实施例中，一个或多个媒 体服务器24被集成到一个或多个应用服务器22中。在特定实施例中，一 个或多个媒体服务器24相对于受典型SIP程序控制(例如INVITE消息的 使用)的一个或多个SIP应用服务器26，是独立的资源。

在特定实施例中，端点12使端点12处的用户能够与一个或多个其他 端点12处的一个或多个用户进行通信，与在一个或多个电话或者经由 PSTN 20的其他设备处的一个或多个用户通信，或者与二者进行通信。作 为示例而非作为限制，端点12可以是基于EVDO Rev A的AT。端点12 可以是移动IP电话。端点12可以是包括EVDO Rev A或其他蜂窝功能和 移动IP功能二者的双模电话。端点12可以是包括EVDO Rev A或其他蜂 窝功能、移动IP功能或者二者的个人数字助理(PDA)。端点12可以是 具有网络功能的(network-enabled)包括EVDO Rev A或其他蜂窝功能、 移动IP功能或者二者的媒体播放器。在此，对媒体的提及包括音频、视 频、其他媒体或者两个或多个这样的媒体的组合。端点12可以是具有网 络功能的静态相机或摄像机。端点12可以是笔记本计算机系统，其可以 运行诸如(例如)SKYPE之类的电话应用。端点12可以包括一个或多个 无人管理的或者自动的系统(例如，摄像机、视频监控器或者网关或其他 中间组件)或者能够从/向网络14通信的其他设备。在此，对端点12的提 及包括一个或多个AT，并且在适当的情况下反之亦然。本发明包括任何 适当的端点12。

作为示例而非作为限制，端点12可以从接入网关18接收预留消息 (RESV消息)，并且响应于RESV消息，在将端点12耦合到网络14的 链路16中生成用于到RAN的通信的空中链路(airlink)预留。空中链路 预留可以是对RAN的流QoS请求。RAN又可以将指示RAN准许了空中 链路预留的消息传送回端点12。来自接入网关18的RESV消息可以包括 一个或多个流量过滤模板(traffic filter template)(TFT)、一个或多个流 标识符(ID)以及一个或多个QoS参数，如下文所述。空中链路预留可以 包括请求RAN为端点12预留QoS(这可以对应于在来自接入网关18的 RESV消息中的一个或多个参数)。端点12可以使用RESV消息中的TFT 中的信息来确定在端点12处发起的哪些分组应该得益于所保留的QoS。 端点12可以使用TFT中的信息来将在端点12处发起的分组映射到特定空 中链路流。端点12可以响应于空中链路条件的改变，灵活地调节QoS预 留。在端点12从接入网关18接收到RESV消息并且端点12成功地执行了 空中链路预留后，端点12可以生成预留确认消息(RESVCONF消息)并 且将RESVCONF消息传送到接入网关18。RESVCONF消息可以通知接入 网关18 QoS预留是否成功。该方法的替代方法是，接入网关18直接与 RAN通信，并且请求其针对端点12设置QoS预留。然而，这可能需要在 RAN及其相关联的通信接口中进行重大并且昂贵的改变。特定实施例通过 将由网络发起的QoS预留消息发送给AT来避免这些缺点，所述由网络发 起的QoS预留消息又触发AT使用现有的QoS预留机制来预留网络资源。 AT然后将该资源预留的结果传送给接入网关18。

网络14包括一个或多个接入网关18。在特定实施例中，网络14还包 括应用管理器、载体管理器、策略管理器40、安全管理器和服务数据管理 器(SDM)。在特定实施例中，网络14还包括辅助网络14和PSTN 20之 间通信的PSTN网关。在特定实施例中，网络14的组件跨越多个城市或者 地理区域分布。在特定实施例中，网络14的组件使用IP、SIP或者二者 (除此之外还可以使用一个或多个其他协议，例如实时流协议(RTSP)) 来与彼此通信。在特定实施例中，网络14的组件使用IP、SIP或者二者来 与端点12、应用服务器22和媒体服务器24进行通信。在此，对IP的提 及包括任何适当版本的IP，例如IPv4、移动IPv6或者在适当情况下二者 的组合。在特定实施例中，网络14是分组交换网14，并且网络14的组件 从/向彼此传送分组。作为示例而非作为限制，从网络14的一个或多个第 一组件传送到网络14的一个或多个第二组件的分组可以包括载体数据 (例如，音频数据、视频数据、语音数据、其他数据或者这样的载体数据 的组合)、信令数据或者二者。在此，对分组的提及包括信元、帧、数据 报或者其他数据单元或在适当情况下两个或更多个这样的分组的组合。

接入网关18包括硬件、软件或者嵌入式逻辑组件或者两个或更多个 这样的组件的组合，其在网络14和网络14外部的一个或多个网络或者其 他系统之间提供接口。在特定实施例中，一个或多个接入网关18是IP网 关。在特定实施例中，一个或多个接入网关18是载体管理器、分组数据 业务节点(PDSN)、本地代理(home agent)、接入业务网(ASN)网 关、服务通用分组无线电业务(GPRS)支持节点(SGSN)或者网关 GPRS支持节点(GGSN)。

作为示例而非作为限制，接入网关18可以在将一个或多个端点12耦 合到网络14的链路16中提供网络14和RAN之间的接口。根据需要，接 入网关18可以包括编码、解码和代码转换功能，从而实现网络14和RAN 之间的数据通信。在特定实施例中，接入网关18根据合适的CDMA方案 来使用A10、A11或A12接口以与一个或多个RAN进行通信。在特定实 施例中，接入网关18参与将端点注册到网络14。在特定实施例中，接入 网关18参与端点12在RAN之间的切换。

在特定实施例中，关于一个或多个端点12，接入网关18是网络接入 的执行点。作为示例而非作为限制，接入网关18可以至少部分地负责对 端点12向网络14的接入进行认证。接入网关18可以使用与端点12的可 扩展认证协议(EAP)交换来对端点12向网络14的接入进行认证。在特 定实施例中，为了激励针对端点12的QoS预留，接入网关18生成RESV 消息并且将该RESV消息传送到端点12。由接入网关18从策略管理器40 接收到的策略消息可能致使接入网关18生成RESV消息，从应用服务器 22到策略管理器40的策略请求可能致使策略管理器40生成策略消息，并 且从端点12到应用服务器22的应用消息可能致使应用服务器22生成策略 请求。然而，端点12可能未能预留网络资源。在特定实施例中，作为接 收并转发由接入网关18发送的RESV消息的结果，在接入网关18和端点 12之间的网络元件并不预留任何QoS；这些网络元件简单地将RESV消息 与任何其他分组一样地进行转发。从接入网关18到端点12的RESV消息 的通信可以使端点12免除主动请求QoS的需要。从接入网关18到端点12 的RESV消息的通信还可以实现针对下述端点12的QoS预留，所述端点 12否则不会针对特定应用请求QoS，例如支持游戏开发者尚未将QoS支 持添加到其中的交互式在线游戏应用的端点12。在特定实施例中，接入网 关18对从网络14请求一个或多个服务的端点12提供QoS代理。特定实 施例可以通过使用第3层机制来实现QoS预留。作为示例而非作为限制， 来自接入网关18的RESV消息可以是基于IP的消息并且可以包括一个或 多个TFT、一个或多个流ID和一个或多个QoS参数。在特定实施例中， 如上所述，TFT可以基于与策略管理器40或者直接与应用管理器的交互 作用被构造。

在特定实施例中，TFT包括一个或多个5元组(其每个可以指定源IP 地址、源端口、目的地IP地址、目的地端口和用于在源和目的地之间进行 通信的协议)，以及一个或多个安全参数索引(SPI)。TFT可以包括一 个或多个5元组元素，并且每个元素可以或者包含具体值(例如IP地址) 或者包含通配(wild-carded)值(例如IP地址范围或者端口范围)。TFT 不必包括所有的5元组元素。在特定实施例中，TFT使接入网关18能够将 去向或来自端点12的流量与穿过网络14的特定数据流相匹配。在特定实 施例中，RESV消息包括前向TFT、后向TFT或者二者。作为示例而非作 为限制，前向TFT可以指定从接入网关18去向端点12的数据流，并且后 向TFT可以指定从端点12去向接入网关18的数据流。在特定实施例中， 流ID是标识特定数据流的唯一编号。作为示例而非作为限制，流ID可以 标识单向数据流。作为另一示例，流ID可以标识双向数据流。将端点12 耦合到网络14(也可以是系统10的其他组件)的链路16中的端点12和 RAN可以使用流ID来使特定数据流与特定QoS相匹配。

在此，对QoS的提及包括网络14，也可以是系统10的其他组件，根 据数据流的性能水平。当网络14中的资源受约束或者以其它方式受限 时，QoS预留可能是重要的。QoS预留可以辅助实时流媒体应用(例如， 网络电话(VoIP))的递送，因为这样的应用通常需要有保证的比特率， 并且通常对延迟、分组丢失或者这两种情况敏感。在特定实施例中，QoS 参数包括带宽预留、分组标记、流量整形或策略、授权包络(authorization envelope)或者两个或更多个这样的参数的组合。作为示例而非作为限 制，带宽预留可以指定用于数据流的带宽最小量。分组标记可以设定数据 流中所有分组中的区分服务代码点。流量整形或策略可以标识用于丢弃、 标记或整形的分组。授权包络可以指定用于端点12的带宽最大量。如果 端点12请求超过授权包络的带宽，那么该请求可能触发去向策略管理器 40的授权请求。带宽预留和授权包络的组合可以是门限(gate)。

在特定实施例中，由网络触发的QoS预留(也称为代理QoS)并不通 过其自身发生。相反，代理QoS在策略管理器40的指令下发生，所述策 略管理器40在基于第三代合作伙伴计划2(3GPP2)的网络(例如 EVDO)中使用Ty接口。在A-IMS体系结构中，策略管理器40通过网络 14中的载体管理器(其使用Ty接口)间接地提供用于代理QoS的指令。 特定实施例扩展Ty接口或者类似接口(例如，第三代合作伙伴计划 (3GPP)中的Gx)以包括用于代理QoS的指令。特定实施例扩展Ty接 口以至少提供：(1)代理QoS将要被执行的指示，(2)将要应用的TFT (前向和后向)的规范，以及(3)将要预留的QoS的规范。

图2示出由网络触发的QoS预留的示例方法。该方法在步骤100处开 始，在步骤100中，例如由于AT调用了与策略管理器40交互作用的应 用，所述策略管理器40又指示接入网关18针对该AT预留资源，所以接 入网关18生成针对端点12的RESV消息。如上所述，RESV消息可以包 括一个或多个流量过滤模板、一个或多个流ID以及一个或多个QoS参 数。在步骤104，接入网关18将RESV消息传送到端点12。在步骤108， 端点12接收到RESV消息，并且针对与将端点12耦合到网络14的链路 16中的RAN中的RRM的通信，生成流QoS请求(其可以是空中链路预 留)。在步骤112，端点12将流QoS请求传送到RRM。在步骤116， RRM准许流QoS请求，并且将指示RRM准许了流QoS请求的消息传送 到端点12。在特定实施例中，准许流QoS请求不需要改变端点12和RAN 之间的空中接口，这便于如其原样地使用现有的EVDO信令。在步骤 120，RRM生成A11 RRQ消息，该消息将RRM准许了流QoS请求通知给 接入网关18。在步骤124，RRM将A11 RRQ消息传送到接入网关18。在 步骤128，响应于A11 RRQ消息，接入网关18生成A11注册应答 (RRP)消息，该消息确认接收到了A11 RRQ消息。在步骤132，接入网 关18将A11 RRP消息传送到RRM。在步骤136，响应于来自接入网关18 的RESV消息，端点12生成RESVCONF消息，该RESVCONF消息通知 接入网关18在RESV消息中指定的QoS预留已经成功并且端点12已经将 RESV消息中的流ID映射到RESV消息中的一个或多个TFT。在步骤 140，端点12将RESVCONF消息传送到接入网关18，此时方法结束。

虽然特定实施例使用RESV和RESVCONF消息，但是本发明设想了 用于预留QoS的任何适当的基于IP的协议。此外，虽然特定实施例致力 于基于EVDO的接入网络，但是本发明设想了任何适当类型的接入网络。 虽然在图2中示出的具体的方法步骤被描述并且被示出为以特定顺序发 生，但是本发明设想了以任何适当顺序发生的在图2中示出的任何适当的 方法步骤。此外，虽然图1的特定组件被描述并且被示出为执行在图2中 示出的方法的特定步骤，但是本发明设想了执行在图2中示出的任何适当 的方法步骤的任何适当的组件。

本发明包含本领域中的普通技术人员能够想到的对在此描述的示例实 施例的所有改变、替换、变体、变更和修改。此外，不应将在此描述的任 何方法理解为对事件顺序的限制，只要本领域技术人员认为这样的事件可 以被改变而不会背离本发明的范围。类似地，在适当的情况下，所附权利 要求书包含本领域中的普通技术人员能够想到的对在此描述的示例实施例 的所有改变、替换、变体、变更和修改。