一種wlan分流方法和分流網元的製作方法

2023-06-08 19:23:16

專利名稱：一種wlan分流方法和分流網元的製作方法
技術領域：
本發明涉及第三代移動通信技術(3G, 3rd_Generation)網絡和無線區域網(WLAN, Wireless Local Area Network)間的分流技術，尤其涉及一種WLAN分流方法和分流網元。
背景技術：
近年來，隨著3G智能終端與運營商業務的快速發展，移動數據流量呈現爆發式增長。智能終端和數據卡的大量使用，使得5%的用戶佔據了行動網路中大約50%的流量。另外，目前還面臨在城區中心小區的擁塞問題，大約80%的數據流量來自於10%的小區站點。而且，在一些區域，無論從成本還是社會角度都不太可能繼續部署小區基站。而各種服務則繼續需要大量的帶寬資源，如在未來三年，視頻將佔據大約64%的移動數據業務。 在這種環境下，就需要為緩解3G網絡壓力尋找解決方法。為了處理流量的增長，如果使用傳統的機制去擴充網絡容量，將會需要較高的投資代價。因此，目前大多採用數據分流策略，以保證所有用戶的高質量服務體驗。而WLAN的使用既可以最小化數據成本，也可以使運營商更好的利用現有蜂窩網絡，於是WLAN便成為目前3G數據分流最有效的手段之一。所謂分流(offload)，是指將移動數據業務從一個網絡遷移至另外的網絡，該操作對於用戶透明，這是有效減少網絡擁塞的關鍵組成部分。例如為保證付費用戶接入移動視頻，在繁忙的城市小區，在網絡擁塞時，付費用戶的視頻體驗將會下降；如果用戶接入此區域的熱點，其終端設備將探測到WLAN網絡，並且重定向至WLAN網絡，一旦連接到WLAN網絡，用戶視頻流服務將平滑遷移至WLAN網絡；從36切換至WLAN，對於用戶來說是透明的。移動數據分流將減少投資代價，並且通過在網絡間平衡業務需求來提升經濟效益。目前運營商正期待部署數據分流策略去解決以下的擁塞點I、負擔過重的核心網網元在業務達到核心網網元之前，直接路由業務至網際網路，分流這些網元的負載，減少回程(backhaul)成本；所述核心網網元如網關GPRS支持節點(GGSN, Gateway GPRS Support Node)、分組數據網絡網關(PDN-GW, Packet Data NetworkGateway)等；2、擁塞小區分流擁塞小區(如WLAN熱區)的用戶數據流至其他接入。目前，為了更好的提升分流方法的靈活性，第三代合作夥伴計劃(3GPP，The3rdGeneration Partnership Project)已經在版本 IO(RlO)中引入了網絡協議(IP, InternetProtocol)流移動性，在同時支持3G和WLAN接入的網絡中，使得選擇的IP流在兩種不同接入間無縫移動。分流機制基於運營商控制和業務流特徵。如圖I所示，為現有技術中3GPP、WLAN交互(3GPP I-ffLAN)的架構示意圖。通常，移動用戶會選擇WLAN接入網絡用於與網際網路的通信，因為WLAN接入網絡提供高帶寬，並且選擇業務流流量從3G網絡分流至WLAN網絡；當WLAN網絡不能使用時，才使用3G網絡。圖I中的WLAN接入網關(WAG，WLAN Access Gateway)，負責路由來往WLAN接入網絡和分組數據網關(PDG,Packet Data Gateway)的數據。PDG應用服務質量(QoS,Quality of Service)機制，使得運營商為不同用戶和業務類型提供基於策略的控制；路由來往報文數據網絡的業務。高優先級業務(如高清視頻、自營業務等)可能使用高質量的網絡,要求少的業務將使用盡力傳輸的網際網路。目前，分流網關的分流策略主要包括I、業務流類型,如 IP 語音(VoIP, Voice over Internet Protocol)、視頻、遊戲、數據業務等；2、業務流差分服務代碼點(DSCP, Differentiated Services Code Point)標記；3、用戶位置和實時小區條件；4、運營商的特定流策略管理。
因此，在分流網關上需要提供複雜的分流管理，如哪些用戶、設備、應用在何種情況下進行分流。而在大多數情況下，用戶通過WLAN接入連接至網際網路，就意味著移動運營商失去了對用戶的控制，並且不能為用戶提供更優質的服務和對數據傳送進行計費。由此可以看出，目前分流網關上通常基於業務流的粒度進行分流，需要識別業務流類型、或業務流所需服務質量類別、或運營商特定流策略管理等，依此進行業務流的分流操作。現有的分流策略顆粒較細，實現複雜度較高，對分流網關的設備性能要求較高，部署起來成本代價較高。

發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種WLAN分流方法和分流網元，以解決現有的分流策略實現複雜度較高，對分流網關的設備性能要求較高，部署成本較高的問題。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的本發明提供了一種無線區域網(WLAN)分流方法，該方法包括分流網元根據來自終端的報文中的等級標識，確定終端用戶的籤約等級；所述分流網元根據終端用戶的籤約等級選擇匹配的分流路徑，並按所選的分流路徑傳輸所述報文。所述分流網元根據來自終端的報文中的等級標識，確定終端用戶的籤約等級，根據終端用戶的籤約等級選擇匹配的分流路徑，具體為所述分流網元中預先存儲基於籤約等級的報文分流映射策略表，所述映射策略表中包含等級標識、籤約等級與分流路徑的映射關係；所述分流網元根據報文中的等級標識，以及所述映射策略表，確定終端用戶的籤約等級，並選擇匹配的分流路徑。所述分流路徑包括分流至網際網路、分流至WLAN錨點、分流至蜂窩網錨點。所述等級標識為802. IP優先級或IP位址。所述等級標識為802. IP優先級時，該方法進一步包括所述終端根據用戶籤約等級、以及預設的籤約等級與傳輸類別標識(TCID)的映射關係，選擇相應的TCID攜帶在802. Ile報文中發送給所述終端的接入點(AP)；所述AP根據接收的802. IIe報文中的TCID，將所述802. Ile報文轉換為對應優先級的802. IP報文，並將所述802. IP報文發送至分流網元；
所述分流網元根據所述802. IP報文對應的籤約等級，選擇匹配的分流路徑。所述等級標識為802. IP優先級時，該方法進一步包括所述終端根據用戶籤約等級、以及預設的籤約等級與虛擬AP的映射關係，選擇連接至相應的虛擬AP ；所述AP根據預設的虛擬AP與802. IP優先級的映射關係，將終端的報文轉換為對應優先級的802. IP報文，並將所述802. IP報文發送至分流網元；所述分流網元根據所述802. IP報文對應的籤約等級，選擇匹配的分流路徑。
所述等級標識為IP位址時,該方法進一步包括終端向其AP發送802. 11報文，報文中攜帶網絡側根據用戶籤約等級為終端分配的IP位址；所述AP將收到的802. 11報文轉換成以太報文發送到AC ；所述AC根據報文的IP報文頭中的源IP位址、以及報文分流映射策略表，確定終端用戶的籤約等級，選擇匹配的分流路徑。本發明還提供了一種分流網元，包括報文接收模塊，用於根據來自終端的報文中的等級標識，確定終端用戶的籤約等級；分流模塊，用於根據終端用戶的籤約等級選擇匹配的分流路徑，並按所選的分流路徑傳輸所述報文。所述分流網元進一步包括存儲模塊，用於存儲基於籤約等級的報文分流映射策略表，所述映射策略表中包含等級標識、籤約等級與分流路徑的映射關係；相應的，所述報文接收模塊進一步用於，根據終端的報文中的等級標識，以及所述映射策略表，確定終端用戶的籤約等級。所述分流路徑包括分流至網際網路、分流至WLAN錨點、分流至蜂窩網錨點。所述等級標識為802. IP優先級或IP位址。本發明所提供的一種WLAN分流方法和分流網元，基於用戶籤約等級進行WLAN分流，其實現簡單方便，降低了分流網關上的實現複雜度和成本。另外，在此種分流機制中，運營商並沒有失去對用戶的控制，能根據用戶籤約類型，為用戶提供差別服務和數據傳輸，實現不同的計費。


圖I為現有技術中3GPP I-WLAN架構的示意圖；圖2為本發明一種WLAN分流方法的流程圖；圖3為本發明一種分流網元的結構示意圖；圖4為本發明中基於用戶籤約等級的WLAN分流的示意圖；圖5為本發明實施例一中基於802. Ile的分流方法的流程圖；圖6為本發明實施例二中基於VAP的分流方法的流程圖；圖7為本發明實施例三中基於IP位址的分流方法的流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明的技術方案進一步詳細闡述。本發明所提供的一種WLAN分流方法，如圖2所示，主要包括以下步驟步驟201，分流網元根據來自終端的報文中的等級標識，確定終端用戶的籤約等級。步驟202，分流網元根據終端用戶的籤約等級選擇匹配的分流路徑，並按所選的分流路徑傳輸所述報文。具體的，分流網元中可以預先存儲基於籤約等級的報文分流映射策略表，該映射策略表中包含等級標識、籤約等級與分流路徑的映射關係；分流網元根據報文中的等級標識，以及所述映射策略表，確定終端用戶的籤約等級，並選擇匹配的分流路徑。
在無線接入側和網絡側，終端和網絡根據用戶籤約等級，可以為用戶提供對應等級的無線接入服務和網絡傳輸服務。其中，所述分流路徑包括分流至網際網路、分流至WLAN錨點、分流至蜂窩網錨點。等級標識可以為802. IP優先級或IP位址。對應上述WLAN分流方法，本發明還提供了一種分流網元，如圖3所示，包括報文接收模塊10、分流模塊20和存儲模塊30。其中，報文接收模塊10，用於根據來自終端的報文中的等級標識，確定終端用戶的籤約等級。分流模塊20，用於根據終端用戶的籤約等級選擇匹配的分流路徑，並按所選的分流路徑傳輸所述報文。存儲模塊30，用於存儲基於籤約等級的報文分流映射策略表，所述映射策略表中包含等級標識、籤約等級與分流路徑的映射關係。所述報文接收模塊10根據終端的報文中的等級標識，以及所述映射策略表，確定終端用戶的籤約等級。需要說明的是，在3GPP I-WLAN架構中，無線接入控制器(AC，Access Control)可以作為所述分流網元，實現分流網元的上述功能。而在某些應用中，接入點(AP，AccessPoint)和AC是合設的、即合設在同一網元設備中，對於這種情況，本發明所指的分流網元即是指該合設的網元設備中的AC功能模塊。本發明後續的實施例中都以AP和AC分設的結構為例進行說明，對於AP和AC合設的結構，其在實現WLAN分流的操作上與AP和AC分設的結構是相同的。另外，在實際應用中，等級標識為802. IP優先級的WLAN分流方法可以採用基於802. Ile的分流、或者基於虛擬AP (VAP, Virtual Access Point)的分流。基於802. Ile的分流，具體為終端根據用戶籤約等級、以及預設的籤約等級與傳輸類別標識(TCID，TrafficCategory Identifier)的映射關係,選擇相應的TCID攜帶在802. Ile報文中發送給終端的AP；AP根據接收的802. IIe報文中的TCID，將所述802. Ile報文轉換為對應優先級的802. IP報文，並將所述802. IP報文發送至分流網元；分流網元根據所述802. IP報文對應的籤約等級，選擇匹配的分流路徑，並按所選的分流路徑傳輸終端的報文。基於VAP的分流，具體為終端根據用戶籤約等級、以及預設的籤約等級與VAP的映射關係，選擇連接至相應的虛擬AP ；AP根據預設的VAP與802. IP優先級的映射關係，將終端的報文轉換為對應優先級的802. IP報文，並將802. IP報文發送至分流網元；分流網元根據所述802. IP報文對應的籤約等級，選擇匹配的分流路徑，並按所選的分流路徑傳輸終端的報文。等級標識為IP位址的WLAN分流方法具體為終端向其AP發送802. 11報文，報文中攜帶網絡側根據用戶籤約等級為終端分配的IP位址；AP將收到的802. 11報文轉換成以太報文發送到AC ；AC根據報文的IP報文頭中的源IP位址、以及報文分流映射策略表，確定終端用戶 的籤約等級，選擇匹配的分流路徑，並按所選的分流路徑傳輸終端的報文。下面結合圖4所示的WLAN分流示意圖，對基於802. Ile的分流方法的實施例進行詳細說明。在基於802. Ile的分流方法中，需要終端和AP支持802. Ile協議；且基於82. Ile的分流方法，需要在無線側、終端和網絡側配合通過802. Ile機制，可以為不同用戶提供不同等級的QoS服務。在基於802. Ile的分流方法中，終端根據用戶的籤約套餐，在發送報文的802. Ile幀頭中設置匹配籤約等級的等級標識；AP將收到的802. Ile幀頭中的等級標識轉換為802. IP報文中的優先級標識；AC收到802. IP報文後，根據802. IP幀頭中的優先級標識，選擇對應的分流路徑。如圖5所示，基於802. Ile的分流流程主要包括以下步驟步驟501，AC從策略伺服器獲取基於用戶籤約等級的報文分流映射策略表。該報文分流映射策略表中，包含802. IP優先級、籤約等級與分流路徑的映射關係。步驟502，UE第一次開機或者UE的用戶籤約套餐更新時，用戶需要在終端的登錄管理軟體上登記自己的用戶籤約等級，用於連接至WLAN網絡。步驟503，UE從策略伺服器下載用戶籤約套餐與802. Ile傳輸類別標識(TCID，Traffic Category Identifier)的映射表策略。映射表策略可以通過管理軟體從策略伺服器下載。步驟504，終端根據用戶籤約等級和802. lie TCID的映射表，選擇合適的TCID和802. Ile接入種類隊列，發送802. Ile報文到AP。步驟505，AP通過無線側收到來自於終端的802. Ile報文後，根據收到802. Ile報文中的TCID，將802. lie MAC報文轉換成對應優先級的802. IP報文，然後轉發至AC。步驟506，AC收到802. IP報文後，根據802. IP對應的用戶籤約等級，選擇合適的分流路徑發送該報文。該分流路徑可以是轉發報文至蜂窩網錨點設備，或轉發報文至無線區域網本地移動錨點(W_LMA，WLAN Local Mobility Anchor)以提供移動性管理，或直接轉發報文至Internet。本實施例中，802. lie TCID的傳輸流類別說明如下802. Ile幀頭中，TCID佔據有3個比特，共有8個傳輸種類，如下表I所示
權利要求
1.一種無線區域網(WLAN)分流方法，其特徵在於，該方法包括 分流網元根據來自終端的報文中的等級標識，確定終端用戶的籤約等級； 所述分流網元根據終端用戶的籤約等級選擇匹配的分流路徑，並按所選的分流路徑傳輸所述報文。
2.根據權利要求I所述WLAN分流方法，其特徵在於，所述分流網元根據來自終端的報文中的等級標識，確定終端用戶的籤約等級，根據終端用戶的籤約等級選擇匹配的分流路徑，具體為 所述分流網元中預先存儲基於籤約等級的報文分流映射策略表，所述映射策略表中包含等級標識、籤約等級與分流路徑的映射關係； 所述分流網元根據報文中的等級標識，以及所述映射策略表，確定終端用戶的籤約等級，並選擇匹配的分流路徑。
3.根據權利要求I或2所述WLAN分流方法，其特徵在於，所述分流路徑包括分流至網際網路、分流至WLAN錨點、分流至蜂窩網錨點。
4.根據權利要求I或2所述WLAN分流方法，其特徵在於，所述等級標識為802.IP優先級或IP位址。
5.根據權利要求4所述WLAN分流方法，其特徵在於，所述等級標識為802.IP優先級時，該方法進一步包括 所述終端根據用戶籤約等級、以及預設的籤約等級與傳輸類別標識(TCID)的映射關係，選擇相應的TCID攜帶在802. Ile報文中發送給所述終端的接入點(AP)； 所述AP根據接收的802. IIe報文中的TCID，將所述802. Ile報文轉換為對應優先級的802. IP報文，並將所述802. IP報文發送至分流網元； 所述分流網元根據所述802. IP報文對應的籤約等級，選擇匹配的分流路徑。
6.根據權利要求4所述WLAN分流方法，其特徵在於，所述等級標識為802.IP優先級時，該方法進一步包括 所述終端根據用戶籤約等級、以及預設的籤約等級與虛擬AP的映射關係，選擇連接至相應的虛擬AP ； 所述AP根據預設的虛擬AP與802. IP優先級的映射關係，將終端的報文轉換為對應優先級的802. IP報文，並將所述802. IP報文發送至分流網元； 所述分流網元根據所述802. IP報文對應的籤約等級，選擇匹配的分流路徑。
7.根據權利要求4所述WLAN分流方法，其特徵在於，所述等級標識為IP位址時，該方法進一步包括 終端向其AP發送802. 11報文，報文中攜帶網絡側根據用戶籤約等級為終端分配的IP位址； 所述AP將收到的802. 11報文轉換成以太報文發送到AC ； 所述AC根據報文的IP報文頭中的源IP位址、以及報文分流映射策略表，確定終端用戶的籤約等級，選擇匹配的分流路徑。
8.一種分流網元，其特徵在於，包括 報文接收模塊，用於根據來自終端的報文中的等級標識，確定終端用戶的籤約等級； 分流模塊，用於根據終端用戶的籤約等級選擇匹配的分流路徑，並按所選的分流路徑傳輸所述報文。
9.根據權利要求8所述分流網元，其特徵在於，所述分流網元進一步包括存儲模塊，用於存儲基於籤約等級的報文分流映射策略表，所述映射策略表中包含等級標識、籤約等級與分流路徑的映射關係； 相應的，所述報文接收模塊進一步用於，根據終端的報文中的等級標識，以及所述映射策略表，確定終端用戶的籤約等級。
10.根據權利要求8或9所述分流網元，其特徵在於，所述分流路徑包括分流至網際網路、分流至WLAN錨點、分流至蜂窩網錨點。
11.根據權利要求8或9所述分流網元，其特徵在於，所述等級標識為802.IP優先級或IP位址。
全文摘要
本發明公開了一種無線區域網(WLAN)分流方法和分流網元，方法包括分流網元根據來自終端的報文中的等級標識，確定終端用戶的籤約等級；分流網元根據終端用戶的籤約等級選擇匹配的分流路徑，並按所選的分流路徑傳輸所述報文。通過本發明，降低了WLAN分流的實現複雜度和部署成本。
文檔編號H04W28/10GK102802206SQ20111013515
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月23日 優先權日2011年5月23日
發明者嚴為, 魏元, 朱春暉 申請人:中興通訊股份有限公司