專利名稱：確保端到端服務質量的域間協商方法
技術領域：
本發明涉及第三代(The 3rd Generation)移動通訊系統的服務質量(Quality of Service, QoS)保證。尤其涉及一種到核心網絡側，端到端服務質量保證和域間協商方法。
背景技術：
隨著無線技術的發展，移動通信不僅能提供傳統的語音業務，同時提供各種多媒體應用。 在這種背景下，3GPP和3GPP2組織都先后提出了基于ALL IP網絡的多媒體子系統(IP multimedia subsystem, IMS)。 IMS是一個應用層的呼叫控制系統，它是疊加在分組域(Packet Switch, PS)之上的。在這個系統中，IMS提供會話的應用層的信令控制，PS域負責提供承 載。
圖1顯示了端到端(End-to-End, E2E)的IMS會話中，IMS域和PS域網元之間的總體 結構圖。簡化期間，很多與本發明不相關的網元都省略了。圖中，虛線表示的是信令流，實 線表示的是媒體流。會話的QoS保證最終是靠底層的承載網絡實現的。在IMS會話的協商中，IMS應用層使 用授權機制來完成對底層的承載資源的控制。應用層對承載的授權會通過策略決策點(Policy Decision Point, PDP)傳送到策略實施點(Policy Enforcement Point, PEP),接入網絡的 策略實施點PEP最終實現對會話的QoS控制。在3GPP標準中，這種授權機制定義為基于業務 的本地策略(Service Based Local Policy, SBLP)，在3GPP2標準中，這種授權機制定義為 基于策略的承載控制(Service Based Bearer Control, SBBC)。在這種授權機制中，策略決 策點PDP可以是網元策略決策功能(Policy Decision Function, PDF),或者是策略和計費 規則功能(Policy and Charging Rule Function, PCRF);在3GPP標準中，策略實施點PEP 可以是GGSN網元，在3GPP2標準中，策略實施點PEP可以是AGW/PDSN網元。會話的媒體最終要在起呼網絡，IP骨干網絡和終呼網絡之間傳送。現在的問題是在起呼和終呼網絡中，QoS是可以得到保證的；但是當一個會話兩端的 網絡分處在兩個域并且這兩個域沒有直接的物理連接，需要通過一個或多個外部IP骨干網絡 來連接。此時，如何將QoS策略應用到外部IP骨干網絡，以保證端到端通路上的資源滿足 QoS的需求，是一個很重要的問題。在圖l中我們可以看到，在IMS會話的過程中，外部IP骨干網絡沒有參與。事實上IMS 信令和媒體可能穿越的是不同的外部IP骨干網絡。因此，為了保證端到端的QoS需求，必須要有一種有效的域間QoS協商機制。
現有技術中，對接入網落和IP骨干網絡之間的的QoS協商有4種方法，其中第一種方法 是不需要QoS信令的參與，而后三種均需要QoS信令來協商
1、 PS域無QoS信令
這個方法是如圖2所示，其特點是在端到端的媒體路徑上，IP骨干網絡之間，IP骨干網 絡和公眾移動電話網絡(public land mobile network, PL顧)之間事先已經有QoS關系存 在(預先協商好的服務等級協定(Service Level Agreement, SLA))，不需要臨時協商QoS。 它一般采用靜態的配置。
該方法的缺陷是這種模式中，IP骨干網絡沒有資源控制器，這對于一個能夠提供服務 質量保證的網絡來說并不合適，并且QoS關系只能靜態配置不能動態協商，沒有靈活性；
2、 Off-Path模型，離線方式
該方法是如圖3所示，其特點是IP骨干網絡有一個資源控制器一承載控制功能(Bearer Control Function, BCF)，用于資源的管理和分配。此種架構的特征是策略決策節點PDP 與外網資源控制器BCF相連，完成信令決策層的交互與協商，信令與數據分開在兩條通道。 起呼和終呼網絡之間的路徑上，可能存在多個IP骨干網，每個IP骨干網絡有各自的資源控 制器BCF。
該方法的缺陷是
可能在BCF和PDP之間需要單獨建設信令網，工程非常大。
策略決策點PDP需要為OFF-PATH模式擴展自己的功能，如配置所有外網資源管理器信息， 以及相應的路由。
策略決策點PDP需要知道哪些IP骨干網絡會出現在端到端的路徑上，這樣PDP才能知道 和哪些外部網絡的BCF進行協商。這個配置將是非常復雜。
3、 On-Path模式
該方法是如圖4所示，其特點是IP骨干網中沒有設置資源控制器，域間資源協商由PEP 等負責向外網傳輸數據媒體的網元向外部網絡的邊緣路由器發起，信令路徑和數據媒體路徑 是一樣的。目前主要的QoS協商信令和協商手段包括使用RSVP系列協議，MPLS-TE協議以及 反饋式協商方法。
該方法的缺陷是該方法解決了 PS域無QoS信令模式中的靜態配置問題，但是IP網絡 中缺乏QoS控制網元仍是其缺陷。
4、 Hybrid混合方式
該方法是如圖5所示，其特點是對接入網中與外網直連且負責向外網傳輸數據媒體的
網元進行配置，使其具備和外網資源控制器進行QoS協商的功能。該網元向外網資源控制器 BCF發起承載資源請求，由雙方協商決定數據流能否獲得在外部網絡上的接入許可。
該方法的缺陷是該方法雖然解決了 off-path模式的一些問題。但是off-path模式的 一些重要缺陷仍舊存在需要在PEP中配置IP骨干網絡的BCF，如何判定哪些IP骨干網絡 會出現在路徑上。
發明內容
針對現有技術存在的缺陷和不足，本發明提供一種在多媒體子系統會話開始之前，在端 到端的路徑上，實現接入網絡和IP骨干網絡之間服務質量協商的確保端到端服務質量的域間 協商方法。
為達到上述目的，本發明采用以下技術方案 一種確保端到端服務質量的域間協商方法， 包括如下步驟
步驟A，接入網對終端的多媒體子系統會話授權結束之后，媒體在兩端之間傳送之前， 終端向會話對端設備發出服務質量信令；
步驟B，所述服務質量信令穿越具有服務質量控制功能的外部IP骨干網；IP骨干網與所 述接入網進行服務質量協商；
步驟C，所述服務質量信令到達目的網絡的對端設備。
優選的在所述確保端到端服務質量的域間協商方法中，所述步驟A具體包括如下步驟 歩驟A1，終端向多媒體子系統會話的對端設備發送服務質量信令，該信令中包含了此次
會話的服務質量參數，該信令首先被傳送到終端的接入網的策略實施點；
步驟A2，策略實施點收到服務質量信令后，將服務質量參數抽取出來，發送給策略決策
點；策略決策點判定有效后向策略實施點發送確認消息，該確認消息包含了策略決策點地址。
優選的在所述確保端到端服務質量的域間協商方法中，所述步驟B具體包括如下步驟
步驟B1，策略實施點收到確認消息后，修改服務質量信令，插入策略決策點地址，然后 繼續轉發；
步驟B2，外部IP骨干網中具有策略實施點功能的邊界路由器收到服務質量信令后，將 其中內容抽取出來發送給網絡資源管理器；
步驟B3，資源管理器收到服務質量信令內容后，根據其中策略決策點地址，向策略決策 點發起服務質量協商；
步驟B4，協商成功后，策略決策點存儲該資源管理器的地址；所述資源管理器向外部IP 骨干網的策略實施點發送確認消息；
步驟B5，外部IP骨干網中具有策略實施點功能的邊界路由器收到確認消息后，將服務
質量信令繼續向目的地路由。
優選的在所述確保端到端服務質量的域間協商方法中，所述服務質量信令穿越若干具 有服務質量控制功能的外部IP骨干網；每個IP骨千網都與所述接入網進行服務質量協商；
優選的在所述確保端到端服務質量的域間協商方法中，當所述目的網絡是具有服務質 量能力的非多媒體子系統普通網絡時，所述歩驟C具體包括如下步驟
步驟C1，目的網絡中具有策略實施點功能的邊界路由器收到服務質量信令；
步驟C2，該邊界路由器將服務質量信令內容抽取出來，發送給網絡資源管理器；
步驟C3，該資源管理器收到服務質量信令內容后，根據其中策略決策點地址，向策略決 策點發起服務質量協商；
步驟C4，協商成功后，策略決策點存儲該資源管理器地址，該資源管理器向目的網絡中 具有策略實施點功能的邊界路由器發送確認消息；
步驟C5，該邊界路由器收到確認消息后，將服務質量信令路由對端設備。
優選的在所述確保端到端服務質量的域間協商方法中，當所述目的網絡是具有服務質
量能力的多媒體子系統網絡，或者是沒有服務質量機制的非多媒體子系統普通網絡時，所述
步驟C具體為服務質量信令到達目的網絡后，直接路由給對端設備。
優選的在所述確保端到端服務質量的域間協商方法中，在所述步驟C后還還包括一服
務質量信令更新步驟D，具體為
步驟D1，終端發起會話的承載服務質量更新請求；
步驟D2，接入網絡的策略實施點將該更新請求轉發到策略決策點；
步驟D3，策略決策點承載服務質量授權過程；
步驟D4，在授權結束后，策略決策點根據為該會話保存的資源管理器地址，開始域間服 務質量協商；
步驟D5，協商完成后，策略決策點向策略實施點發送授權確認； 步驟D6，策略實施點向終端發送承載建立確認。
優選的在所述確保端到端服務質量的域間協商方法中，在所述步驟D后還包括一服務 質量信令授權的刪除步驟E，具體為
步驟E1，應用功能根據會話進展，向策略決策點發起服務質量授權刪除； 步驟E2，策略決策點向策略實施點發送承載服務質量授權刪除；
步驟E3，策略決策點根據為該會話保存的資源管理器地址，開始域間服務質量刪除； 步驟E4，策略實施點向策略決策點確認授權刪除消息； 步驟E5，策略決策點確認向應用功能確認授權刪除消息； 步驟E6，策略實施點采取行動釋放會話的承載。本發明優點非常靈活，接入網絡的PDP策略決策點不需要配置外部IP骨干網絡的資源 管理器BCF的信息，同時也不需要知道會話路徑中策略實施點PEP和外部IP骨干網之間的關 系，并且當會話路徑上存在多個IP骨干網絡時，這種優勢更加明顯；當會話路徑上IP骨干 網絡沒有QoS能力時，該QoS信令將透明的通過，不做處理，這樣不會影響到協商的過程； 最后，當IMS域節點和非IMS域節點(如Internet上節點)進行多媒體會話時，現有的會話 流程中非IMS域沒有類似IMS域的應用層和承載層之間的QoS交互機制(如3GPP的SBLP， 3GPP2的SBBC)，此時采用本發明的技術，仍舊可以解決域間的QoS協商問題。
圖1顯示了端到端(End-to-End, E2E)的IMS會話中，IMS域和PS域網元之間的總體 結構圖；圖2為現有的無QoS模式下域間QoS保障的網絡架構圖； 圖3為現有OFF-PATH模式下域間QoS保障的網絡架構圖； 圖4為On-PATH模式下域間QoS保障的網絡架構圖； 圖5為Hybrid模式下域間QoS保障的網絡架構圖； 圖6為本發明中，接入網絡和骨干網絡QoS協商示意圖；圖7為本發明中，會話目的端為非IMS的SIP網絡，并且有資源管理器時，QoS協商示 意圖；圖8為本發明中，接入網中的QoS信令發出過程；圖9為本發明中，QoS信令穿越具有Qos控制功能的外部IP骨干網時的處理過程；圖10為本發明中，QoS信令到達目的地網絡，此時目的網絡為具有QoS能力的IMS網絡， 或者是沒有QoS機制的非IMS普通網絡時的處理過程；圖11為本發明中，QoS信令到達目的地網絡，此時目的網絡為具有QoS能力的非IMS SIP 網絡時的處理過程；圖12為本發明中，承載的QoS更新過程；圖13為本發明中，QoS授權的刪除過程；具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。 本發明確保端到端服務質量的域間協商方法，包括如下步驟步驟A，接入網對終端的多媒體子系統會話授權結束之后，媒體在兩端之間傳送之前， 終端向會話對端設備發出服務質量信令； 步驟B，所述服務質量信令穿越具有服務質量控制功能的外部IP骨干網；IP骨干網與所 述接入網進行服務質量協商；步驟C，所述服務質量信令到達目的網絡的對端設備。 參照附圖8，接入網中的QoS信令發出過程 步驟201:終端UE發起會話的承載建立請求；步驟202:接入網絡的策略實施點PEP和策略決策點PDP開始承載QoS授權過程，其過 程可能涉及到應用功能AF的參與，圖中簡略期間沒有畫出；步驟203:策略實施點PEP向UE發送承載建立確認，里面包含了提示終端UE向會話 對端節點發送IP域QoS信令；步驟204:終端UE收到確認后，以會話對端節點為目的地，發送IP網絡的QoS信令， 其中包含了QoS參數，會話信息；步驟205:策略實施點PEP收到QoS信令后，并不直接轉發，而是將其中的內容抽取出來，發送給策略決策點PDP;步驟206:策略決策點PDP收到PEP發送的消息后，判斷QoS參數是否符合授權，如果 符合，則向PEP回消息確認，并且消息中包含了PDP地址消息；步驟207:策略實施點PEP收到PDP的確認消息后，修改從終端UE收到的QoS信令，添 加PDP地址消息；步驟208:策略實施點PEP將修改后的IP QoS信令向會話對端節點路由；參照附圖9， QoS信令穿越具有Qos控制功能的外部IP骨干網時的處理步驟301: QoS信令到達外部IP骨干網的具有PEP功能的邊界路由器BR;步驟302:該PEP/服并不直接轉發該QoS消息，而且將其中的內容抽取出來，轉發給外 部IP骨干網絡的資源管理器BCF;步驟303:資源管理器BCF收到消息后，根據其中的接入網策略決策點PDP地址，以及 QoS參數，和PDP發起QoS協商過程，協商成功后，策略決策點PDP會為會話存儲該BCF地 址；步驟304:若協商成功，BCF向PEP/BR發送確認消息；步驟305: PEP/BR收到確認消息后，繼續將該IP QoS信令向會話對端節點路由；參照附圖IO， QoS信令到達目的地網絡的處理，此時目的網絡是具有QoS能力的MS網 絡，或者是沒有QoS機制的非IMS普通網絡。
步驟401: QoS信令到達目的網絡后，并不處理，而是直接路由給UE。對于UE處于沒有
QoS機制的普通IP網絡時，圖9中的PEP和額PDP是沒有的。
參照附圖ll， QoS信令到達目的地網絡的處理，此時目的網絡是具有QoS能力的普通IP 網絡(即對端節點非IMS終端)。
步驟501: QoS信令到達目的地網絡的具有PEP功能的邊界路由器BR;
步驟502:該PEP/BR并不直接轉發該QoS消息，而且將其中的內容抽取出來，轉發給目 的IP網絡的資源管理器BCF;
步驟503:資源管理器BCF收到消息后，根據其中的接入網策略決策點PDP地址，以及 QoS參數，和PDP發起QoS協商過程，協商成功后，策略決策點PDP會為會話存儲該BCF地 址；
步驟504:若協商成功，BCF向PEP/BR發送確認消息；
步驟505: PEP/BR收到確認消息后，將該IP QoS信令路由至會話對端節點；
參照附圖12，承載的QoS更新過程
步驟601:終端UE發起會話的承載QoS更新請求；
步驟602:接入網絡的策略實施點PEP將請求轉發到策略決策點PDP;
步驟603:策略決策點PDP開始承載QoS授權過程，其過程可能涉及到應用功能AF的參 與，圖中簡略期間沒有畫出；
步驟604:在授權結束后，PDP根據為該會話保存的資源管理器BCF地址，開始域間QoS 協商。
步驟605:協商完成后，策略決策點PDP向PEP發送授權確認； 步驟606:策略實施點PEP向UE發送承載建立確認；
參照附圖13QoS授權的刪除過程
步驟70h應用功能根據會話進展，向策略決策點PDP發起QoS授權刪除；
步驟702:策略決策點PDP向策略實施點PEP發送承載QoS授權刪除；
步驟703:策略決策點PDP根據為該會話保存的資源管理器BCF地址，開始域間QoS刪
除。(步驟702和步驟703是可以并發進行的)；
步驟704:策略實施點PEP向策略決策點PDP確認授權刪除消息；
步驟705:策略決策點PDP確認向應用功能AF確認授權刪除消息；
步驟706:策略實施點PEP采取行動釋放會話的承載。 本發明在具體實施時，可以有很多變化
在終端發送Qos信令時，其中的QoS參數可以不添加，因為最終域間Qos協商是發生在 PDP和BCF之間的，而PDP在資源授權過程中，已經有會話的QoS授權參數。終端發送QoS 信令中，攜帶QoS參數的好處是可以減少PDP和BCF之間協商QoS時詢問次數
當終端沒有發送QoS信令的能力時，PEP節點可以代替終端發送QoS信令
當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本 領域的技術人員可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬 于本發明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1、 一種確保端到端服務質量的域間協商方法，包括如下步驟步驟A，接入網對終端的多媒體子系統會話授權結束之后，媒體在兩端之間傳送之前， 終端向會話對端設備發出服務質量信令；歩驟B，所述服務質量信令穿越具有服務質量控制功能的外部IP骨干網；IP骨干網與所 述接入網策略決策點進行服務質量協商；步驟C，所述服務質量信令到達目的網絡的對端設備。
2、 根據權利要求1所述的確保端到端服務質量的域間協商方法，其特征在于，所述步驟 A具體包括如下步驟步驟A1，終端向多媒體子系統會話的對端設備發送服務質量信令，該信令中包含了此次 會話的服務質量參數，該信令首先被傳送到終端的接入網的策略實施點；步驟A2，策略實施點收到服務質量信令后，將服務質量參數抽取出來，發送給策略決策 點；策略決策點判定有效后向策略實施點發送確認消息，該確認消息包含了策略決策點地址。
3、 根據權利要求1或2所述的確保端到端服務質量的域間協商方法，其特征在于，所述 步驟B具體包括如下步驟步驟B1，策略實施點收到確認消息后，修改服務質量信令，插入策略決策點地址，然后 繼續轉發；步驟B2，外部IP骨干網中具有策略實施點功能的邊界路由器收到服務質量信令后，將 其中內容抽取出來發送給網絡資源管理器；步驟B3，資源管理器收到服務質量信令內容后，根據其中策略決策點地址，向策略決策 點發起服務質量協商；步驟B4，協商成功后，策略決策點存儲該資源管理器的地址；所述資源管理器向外部IP 骨干網的策略實施點發送確認消息；步驟B5，外部IP骨干網中具有策略實施點功能的邊界路由器收到確認消息后，將服務 質量信令繼續向目的地路由。
4、 根據權利要求3所述的確保端到端服務質量的域間協商方法，其特征在于，所述服務 質量信令穿越若干具有服務質量控制功能的外部IP骨干網；每個IP骨干網都與所述接入網 進行服務質量協商。
5、 根據權利要求1所述的確保端到端服務質量的域間協商方法，其特征在于，當所述目的網絡是具有服務質量能力的非多媒體子系統普通網絡時，所述步驟C具體包括如下步驟 步驟C1，目的網絡中具有策略實施點功能的邊界路由器收到服務質量信令 步驟C2，該邊界路由器將服務質量信令內容抽取出來，發送給網絡資源管理器； 步驟C3，該資源管理器收到服務質量信令內容后，根據其中策略決策點地址，向策略決策點發起服務質量協商；歩驟C4，協商成功后，策略決策點存儲該資源管理器地址，該資源管理器向目的網絡中具有策略實施點功能的邊界路由器發送確認消息；步驟C5，該邊界路由器收到確認消息后，將服務質量信令路由對端設備。
6、 根據權利要求1所述的確保端到端服務質量的域間協商方法，其特征在于，當所述目 的網絡是具有服務質量能力的多媒體子系統網絡，或者是沒有服務質量機制的非多媒體子系 統普通網絡時，所述步驟C具體為服務質量信令到達目的網絡后，直接路由給對端設備。
7、 根據權利要求1所述的確保端到端服務質量的域間協商方法，其特征在于，在所述歩 驟C后還包括一服務質量信令更新步驟D，具體為步驟D1，終端發起會話的承載服務質量更新請求；歩驟D2,接入網絡的策略實施點將該更新請求轉發到策略決策點；步驟D3，策略決策點承載服務質量授權過程；步驟D4，在授權結束后，策略決策點根據為該會話保存的資源管理器地址，開始域間服 務質量協商；步驟D5，協商完成后，策略決策點向策略實施點發送授權確認；步驟D6，策略實施點向終端發送承載建立確認。
8、 根據權利要求7所述的確保端到端服務質量的域間協商方法，其特征在于，在所述步 驟D后還包括一服務質量信令授權的刪除步驟E，具體為步驟E1，應用功能根據會話進展，向策略決策點發起服務質量授權刪除； 步驟E2，策略決策點向策略實施點發送承載服務質量授權刪除；步驟E3，策略決策點根據為該會話保存的資源管理器地址，開始域間服務質量刪除； 步驟E4，策略實施點向策略決策點確認授權刪除消息； 步驟E5，策略決策點確認向應用功能確認授權刪除消息；步驟E6，策略實施點采取行動釋放會話的承載。
全文摘要
本發明公開了一種確保端到端服務質量的域間協商方法，包括步驟A，接入網對終端的多媒體子系統會話授權結束之后，媒體在兩端之間傳送之前，終端向會話對端設備發出服務質量信令；步驟B，所述服務質量信令穿越具有服務質量控制功能的外部IP骨干網；IP骨干網與所述接入網進行服務質量協商；步驟C，所述服務質量信令到達目的網絡的對端設備。接入網絡的PDP不需要配置外部IP骨干網絡的BCF的信息，同時也不需要知道會話路徑中PEP和外部IP骨干網之間的關系，當會話路徑上存在多個IP骨干網絡時，這種優勢更加明顯；當會話路徑上IP骨干網絡沒有QoS能力時，該QoS信令將透明的通過，不做處理，不會影響到協商的過程。
文檔編號H04W28/24GK101146322SQ200610127160
公開日2008年3月19日 申請日期2006年9月8日 優先權日2006年9月8日
發明者李振東 申請人:中興通訊股份有限公司