在分組模式移動通信網中區分服務質量的方法
2023-04-25 17:28:56 8
專利名稱：在分組模式移動通信網中區分服務質量的方法
技術領域：
本發明通常涉及電信領域，並且尤其涉及一種在使用分組交換的移動通信網框架內區分服務質量的方法。
背景技術：
在這樣的一個環境內，服務質量是指移動通信網絡運營商特別地依據網絡資源最優化而提供的充分符合要求以滿足它的用戶的服務容量。
根據本發明的方法要被應用到使用在3GPP標準框架內被標準化的GPRS或UMTS技術的移動網上。為了避免使本說明太厚重，在本說明的末尾處提供一個詞彙表，該詞彙表包括在此使用的所有縮寫詞的定義，讀者可以參考之。
GPRS標準規定了一種新服務，它用於支持在GSM上的分組模式數據發射並允許向移動運營商的用戶提供對基於IP的那些服務(例如電子消息傳送、文件下載、網站或WAP訪問等)的接入。因此可以在屬於GPRS網的一個外部網(通常是網際網路)的伺服器和行動電話之間交換數據(以IP分組的形式發射的數據)。
為此目的，在行動電話和無線接入網之間建立一條無線信道，然後在核心網內路由數據流。因此，在構造方面來說，GPRS網包括如圖1A所示的兩個主要部分核心網RC，它組合了與分組路由相關的網絡元件；和接入網RA，它建立與行動電話MS的無線鏈路。
接入網RA組合了基站收發信機BTS和基站控制器BSC實體。這個組被稱為基站子系統BSS，它使用基站收發信機和基站控制器來管理GSM型蜂窩電話網的無線資源。BSS的任務尤其是管理與行動電話MS的無線信道的建立並存儲與行動電話請求的數據傳送有關的服務質量。
接下來，核心網RC由如下網絡元件構成-HLR，它是一個資料庫，其包含所有網絡用戶的配置文件並且它被用來管理行動電話用戶。它尤其包含與用戶和服務相關的服務質量數據。
-SGSN，它是一個網絡服務節點，其確保與接入網的通信鏈路的管理。它存儲用戶配置文件並控制用戶請求的網絡資源。
-GGSN，它是一個網絡服務節點，其用作網關以便確保與外部網(通常是網際網路)的互連。
在確保安全性的同時，核心網GPRS因此經由網關(服務節點GGSN)與外部互連，服務節點GGSN包含允許行動電話與外部網(尤其是網際網路)進行通信的路由數據。為了能夠發送數據到行動電話，GGSN使用另一服務節點SGSN，它管理移動性，尤其是在行動電話移動時管理行動電話的驗證、加密和跟蹤。這些網絡元件整合了IP路由器功能並構成一個IP網絡型網絡。
關於行動電話標準UMTS，它可以被認為是上面定義的GPRS網絡的一個擴展，並且已被設計來為路由多媒體通信(網際網路訪問、視頻會議、視頻遊戲、多媒體論壇型即時交換)而提供更強大的滿意度，尤其是在吞吐量方面。現在，UMTS和GPRS分成不同的版本或形式，並且尤其是被稱為版本99的版本，在下面的說明對此進行特別的參考。
參考圖1B，關於接入網部分(關於UMTS標準的被稱為UTRAN)，被稱為節點B的新的基站收發信機將代替GPRS的BTS，並且被稱為RNC的更大容量的基站控制器將代替BSC。
關於UMTS框架內的核心網RC，它存儲實際上構成GPRS的那些元件，同時升級SGSN和GGSN服務節點。HLR也通過新用戶配置文件的引入而被升級。
在版本99中，所有的服務由已標準化了的四類業務支持″會話式″、″流式傳輸″、″交互式″和″後臺″。
″會話式″和″流式傳輸″類被特別設計來傳送諸如語音或視頻之類的實時流。然而，關於″流式傳輸″類，對應於觀看(或收聽)實時視頻(音頻)的用戶，比″會話式″類別在數據傳輸時間上有較少的約束。
″交互式″和″後臺″類對應於非實時服務，並且被設計來使用在諸如導航、電子郵件和FTP應用之類的傳統網際網路應用框架內。由於這些類別不是實時的，所以由於重發和編碼過程使它們提供了明顯更好的誤碼率。
已經看到，本發明尤其涉及GPRS或UMTS網絡中的服務質量(QoS)管理領域。而且，現階段看來有必要回憶一下主要的QoS參數。
GPRS或UMTS支持服務的QoS參數描述了UMTS網絡向支持服務用戶提供的服務。QoS參數組形成的QoS配置文件規定了這種服務。因此，這些標準化了的參數允許定義在該網絡上的一個數據流的主要特性，尤其是在吞吐量、業務類型、優先權等方面的特性。這些QoS參數與用戶預訂的流的類型相關。如果用戶預訂了好幾種不同的流，則他們將有好幾個QoS配置文件。此數據被存儲在HLR中的用戶配置文件中，並且使用不同的過程被發射給如下實體SGSN、GGSN以及BSS/RNC。
事實上，用戶的QoS配置文件對應於相對於用戶請求的特定值的最大經授權的極限值。QoS配置文件還可以對應於運營商配置的一個預設配置文件。
在一個QoS配置文件中規定的QoS參數具體如下″分配保留優先權″(alloeation Retention Priority)這個ARP參數表示用戶優先權。它能夠具有值1(高優先權)到3(低優先權)。對於用戶預訂的每個PDP環境，它被提供給HLR。它被定義為用於分配/保留無線資源的優先權。
應該注意在GPRS支持服務的框架內，這個參數不被發射給BSS；因此，它只在SGSN和GGSN服務節點級可用。
另一方面，在UMTS支持服務的框架內，它被使用於UTRAN的SGSN、GGSN和RNC中以給出(尤其向一個PDP環境的激活給出)優先權。在RNC中，ARP參數包括四個子參數″優先級″，″佔先(pre-emption)性能″，″允許被佔先(Pre-emption Vulnerability)″和″允許排隊″。SGSN在從HLR中接收此ARP參數後，向子參數給出數值。因此，然後它是表示用戶優先權的″優先級″子參數。
-″優先類別(Precedence Class)″在版本97中最初規定的此QoS參數在它被使用時表示用戶的優先權。它的值可以與″分配保留優先權″(ARP)參數的值相同。
因此，先前所述的參數″優先類別″和″分配保留優先權″(或者它的子參數″優先級″)同樣與對應於用戶優先級的一個數據單元相關。
-″業務類別″此QoS參數表示與服務類型相關的優先權。正如在版本99中所指出的，所有的服務由四個業務類別支持。而且，此QoS參數可以具有值″會話式″(高優先權，因為實時需求是很重要的)、″流式傳輸″、″交互式″和″後臺″(低優先權)。
-″業務處理優先權″(THP)此QoS參數允許規定″交互式″業務類別的優先級。此參數可以有三個值。
除了這些參數之外，還可以為了信息通知的目的規定如下參數，因為它們不被使用在本發明的框架的範圍內-″傳送延遲″此QoS參數表示在分組傳送期間的最大延遲。它只用於優先權服務。
-″確保的位速率″此QoS參數表示在分組傳送期間的吞吐量。它只用於實時服務。
-″最大位速率″此QoS參數表示最大吞吐量。
如上所述的QoS參數組被定義在3GPP電信標準的框架內。然而，它們的使用未被標準化。
現在將描述為接入GPRS服務而實現的主要過程。參考圖2和3描述這些過程。在下面描述的過程允許行動電話連接到網絡、預留核心網中的資源、在實體之間交換QoS參數、以及建立無線信道。一旦所有這些過程被建立了，用戶將能夠經由GPRS網絡發射或接收數據。
因此，為了接入GPRS服務，移動終端MS必須首先利用參考圖2所述的網絡連接方法連接到網絡。當用戶進入GPRS網絡覆蓋區時(例如當他們打開他們的移動終端時)，此方法開始應用。這種方法允許在移動終端MS和SGSN服務節點之間建立一條邏輯鏈路。
在第一階段期間，終端MS請求連接到GPRS網絡的可能性。此請求經由BSS和本地SGSN而被執行，並且包括允許定位該終端的數據，尤其是IMSI數字。
在第二階段期間，在SGSN和HLR之間實現一種被稱為MAP協議的交換協議。具體地說，SGSN向HLR發射移動終端MS的位置數據更新。
在返回方向上，在第三階段期間，由於接收到的位置數據更新，HLR向SGSN傳送用戶數據，該用戶數據描述了用戶有權使用的服務(一個或多個)，具體地說是用戶所預訂的QoS(一個或多個)(如果用戶預訂了好幾個服務)和ARP參數(一個或多個)。
在第四和第五階段期間，每個SGSN和HLR實體分別發送一個確認，確認的目的地是另一個實體。這終止了在這些實體之間用於把終端MS連接到網絡上的數據交換協議。
最後，SGSN經由BSS發送一個連接接受給終端MS。
參考圖3描述一個包括分組會話創建的用於創建PDP環境的過程。它允許移動終端請求在SGSN和GGSN中存儲PDP環境並因此在核心網中預留用於執行用戶期望的服務的資源。PDP環境是表徵一個基礎傳輸服務的一組數據單元。它包括根據一種特定的協議以及根據一個特定的服務質量配置文件(吞吐量、延遲、優先權等)允許用戶與規定的PDP地址通信的參數。
當用戶希望在GPRS網絡上發送或接收數據以便執行他們預訂的一個服務時，這種方法因此被應用。它由移動用戶觸發，並允許終端由執行與該GPRS用戶請求的外部網絡互連的GGSN服務節點所知。當這個PDP環境激活方法完成時，在各個網絡節點之間交換相應的質量服務配置文件，並且然後可以開始在GPRS網絡和對應於用戶請求的服務的外部網之間的數據傳輸。
此方法尤其實現了GTP協議。在第一階段期間，移動終端MS請求在將通過其發射數據的核心網中創建一個GTP隧道。在此請求期間，它規定這個隧道請求的QoS。
SGSN然後執行接受檢查。為此，它把期望的QoS與它在移動終端和網絡的連接方法期間接收到的預訂的QoS(或預訂的QoS之一)進行比較。如果用戶請求的QoS超過了預訂的QoS，則取決於關於允許確定請求的資源在SGSN級是否可用的一個檢查，SGSN可以拒絕或修改隧道創建請求。
在第三階段期間，SGSN把隧道創建請求與來自SGSN進行的檢查中的QoS參數一起中繼給GGSN。這被稱為協商的QoS。ARP參數也在此階段期間被SGSN發射給GGSN。
在第四階段期間，GGSN也執行一個接受檢查。此檢查允許根據協商的QoS屬性來確定請求的資源在GGSN級是否可用。如果是這種情況，那麼接受功能預留相應的資源，並且GGSN確認移動終端的請求。
在第五階段期間，SGSN接受移動終端的請求，並把最後的QoS、PFI參數和RPL參數發送給移動終端。
在這個PDP環境創建方法的最後，在SGSN和考慮與用戶協商的QoS參數的GGSN之間創建一個GPRS隧道。
一種被稱為″分組流環境″的方法因此包括把與數據傳送相關的QoS參數從SGSN傳送給BSS。在BSS級存儲的所有數據依據名稱″分組流環境″或PFC而被標準化，並將在與BSS交換的各種消息中被PFI識別。
PFC尤其包括下列QoS參數″優先類別″，″業務類別″，″業務處理優先權″，″確保的位速率″，以及″最大位速率″。ARP參數同樣在BSS級未被存儲。
最後，一種被稱為TBF建立的特殊方法被實現用於建立用戶必須可用的無線信道以便發送或接收數據。當終端MS或BSS必須通過無線接口發射數據並且在特定的移動終端和BSS之間沒有現有的信道時，用於建立TBF的方法發生了。上行的TBF是指從移動終端發射給網絡的數據，而下行的TBF是指網絡到移動終端的方向。無線信道的特性取決於與用戶以及與對應於數據流的服務相關的QoS參數。
現在將考慮用於在UMTS支持服務的框架內激活一個PDP環境的方法。
正如象在GPRS框架的情況下那樣，當PDP環境被激活時，UMTS網絡的各個節點接收根據請求的PDP環境規定的服務質量數據和在HLR處存儲的用戶數據，它們描述了尤其用戶能夠以預訂的QoS和ARP參數接入的那些服務。
當用戶位置被更新時，對應於用戶優先級的那個數據-即，包含在定義用戶預訂的PDP環境(一個或多個)的數據中的ARP參數-被發射給SGSN。當用戶激活PDP環境時，這個信息被發射給GGSN，然後發射給RNC。
參考圖4詳細描述這種方法。
在第一階段期間，移動終端MS請求向它的連接SGSN激活一個PDP環境，規定期望的QoS。SGSN可以特別根據預訂數據修改期望的QoS。這被稱為協商的QoS。
在第二和第三階段期間，SGSN以協商的QoS發送請求給GGSN。GGSN反過來可以修改或拒絕該QoS，並且GGSN如此協商的QoS被返回給SGSN。
在第四和第五階段期間，SGSN發送一個請求給RNC以便通過以RAB參數的形式描述QoS來分配必要的資源。這些參數尤其包括所述的業務類別和ARP參數。應該注意RNC可以接受或拒絕所請求的RAB。
最後，第六階段包括通過在網絡上向它發送協商的服務質量來接受移動終端MS的請求。
然而，在數據的建立和傳送期間，GPRS/UMTS網絡中存在一些可能的瓶頸。這尤其涉及SGSN、GGSN和BSS/UTRAN設備。不論在可用的吞吐量方面還是存儲空間或處理器負載方面，它們每一個都只有有限的資源。可是，應該注意它基本上是無線接入(BSS/UTRAN)，這是通過這些類型的網絡傳送數據時的限制因素。
因此，在成本降低的環境內，當定義具有一個適合於不同類型的支持業務(這些業務的通帶和服務質量需求相差懸殊)的性能的無線覆蓋範圍時，網絡資源以及值得注意的無線最優化變得很關鍵。如早已看到的，尤其網際網路業務的引入要求顯示既適於話音業務又適於數據業務的網絡而不論實時與否。
這就是為什麼當考慮行動網路的限制條件並提高它的效率時改善服務質量的管理趨向於變成一個主要關心問題的原因了。此外，因為感覺到的服務質量對用戶滿意度有重要影響，因此確保適當的服務質量管理的能力將被視為區分各個GPRS/UMTS運營商的重要因素。
當網絡設備之一過載時用於管理服務質量的一個簡單機制可以包括″先來先服務″型方法。但是移動運營商不滿意這類方法，因為它沒有考慮用戶配置文件，也沒有考慮被請求的服務類型。因此期望使用諸如上面在說明書中定義的那些之類的QoS參數。
現在，象當前應用得那樣在GPRS或UMTS網絡中基於QoS參數的使用來管理服務質量還不是令人滿意的。很顯然，即使QoS參數本身被標準化，但它們的使用卻沒有。在網絡中這些QoS參數的使用實際上由包括SGSN、GGSN和BSC/RNC的網絡的各個元件生產商所執行的實施選擇所引起。
結果，在GPRS/UMTS網絡元件級存在某些實施，其僅僅基於特定的QoS參數來提供處理。生產商選擇的用於管理QoS參數的處理可以是與用戶請求的服務相關的一個處理，以便在網絡過載的情況下幫助訪問資源和在QoS方面更受限制的那些應用(通常是實時或多媒體應用)。當PDP環境被激活時，主要使用在SGSN、GGSN、和BSS/RNC中在GPRS/UMTS網絡框架內可用的服務相關的QoS參數″業務類別″和″業務處理優先權″來完成這種區分。
在網絡過載的情況下為特定用戶幫助訪問資源也是一種已知技術。使用對應於用戶優先級的一個QoS參數來完成這種區分。在GPRS網絡的框架內，例如可以使用SGSN和GGSN的ARP參數以及使用BSS中的″優先類別″參數來完成這種區分；而在UMTS網絡的框架中，例如可以使用SGSN和GGSN的ARP參數以及使用RNC中的ARP參數組(″優先級″、″佔先性能″、″允許被佔先″以及″允許排隊″)來完成這種區分。
因此，在所有這些實施中，與這些QoS參數相關的處理以一種線性方式(即相繼地)來完成。因此，這導致根據服務(如果在GPRS/UMTS網絡的每個節點級考慮的QoS參數主要與服務有關)或者根據用戶(如果在GPRS/UMTS網絡的每個節點級考慮的QoS參數主要與用戶有關)執行的服務質量管理。
在GPRS/UMTS網絡中當前管理服務質量的方式因此表現出一個重要的缺陷，因為它例如不允許在為優先用戶保持非實時應用資源的同時幫助對實時應用進行資源訪問。
本發明的目的是通過考慮管理服務和用戶之間在網絡上的資源分布的需求提供一種允許在諸如GPRS/UMTS網絡之類的分組交換移動通信網中調整服務質量管理的方法來解決這些缺點。
通過基於與服務類型和用戶相關的QoS參數的綜合考慮使用允許在網絡過載情況下區分網絡上的服務質量的服務質量管理方法來實現這個目的。
發明內容
為此目的，本發明涉及一種在分組模式移動通信網中的服務質量管理方法，其特徵在於為了由用戶向數據流對應的網絡執行服務，它包括一個階段，該階段包括基於與用戶優先級對應的至少一個服務質量參數和與服務類型相關的至少一個服務質量參數來確定與數據流關聯的總優先級。
有利地，根據本發明的方法包括一個階段，其包括基於所述總優先級確定被應用到數據流上的至少一個服務質量處理。
優選地，該方法將包括一個階段，該階段包括在網絡過載的情況下，通過考慮與這個數據流相關的總優先級和與對應於在網絡發現的其它用戶的數據流相關的總優先級，向該數據流應用上述服務質量處理。
根據一個實施例，根據一個表格來確定與數據流相關的總優先級，所述表格規定分別對應於用戶優先級和服務類型的兩個服務質量參數的每個組合的總優先級數值。
優選地，網絡由運營商管理，並且總優先級可以由所述網絡運營商配置。
優選地，行動網路包括一個核心網和一個接入網，並且由節點組中的至少一個節點來實現，其中所述節點組包括一個確保與接入網的通信鏈路的管理的核心網服務節點、一個確保與外部網絡互連的核心網服務節點和一個接入網無線資源管理節點。
優選地，與用於確定總優先級(NPG)的用戶優先級對應的服務質量參數包括如下參數組中的一個，所述參數組包括-″分配保留優先權″服務質量參數，-″分配保留優先權″服務質量參數的″優先級″子參數，-″優先類別″服務質量參數，所述服務質量子參數和參數被定義在3GPP電信標準的框架內。
優選地，與用於確定總優先級(NPG)的服務類型相關的服務質量參數包括在電信3GPP標準的框架中定義的服務質量參數′業務類別′。
在一個變型中，與用於確定總優先級(NPG)的服務類型有關的服務質量參數還包括在3GPP電信標準的框架內定義的″業務處理優先權″服務質量參數，以便當數據流對應於一個交互型服務時把一個優先級與網絡上的數據流相關。
本發明還涉及一種用於實現本發明的方法的裝置，並且該裝置被安排用於由數據流對應的網絡的用戶執行服務，以便根據對應於用戶優先級的至少一個服務質量參數和與服務類型相關的至少一個服務質量參數來確定與數據流關聯的總優先級。
有利地，所述裝置被安排用於根據與數據流相關的總優先級確定被應用到此數據流上的至少一個服務質量處理。
優選地，該裝置被安排用於把一個服務質量處理應用到一個數據流上，同時考慮與這個數據流關聯的總優先級和與對應於網絡上的其它用戶的數據流關聯的總優先級。
根據一個實施例，該裝置與一個行為表關聯，該表格為分別對應於用戶優先級和服務類型的兩個服務質量參數的每個組合規定了一個總優先級值。
有利地，總優先級可以由網絡運營商配置。
本發明還涉及根據本發明的裝置的一個核心網服務節點，其確保與接入網的通信鏈路的管理。
本發明還涉及根據本發明的裝置的一個核心網服務節點，其確保與外部網的互連。
最後，本發明涉及根據本發明的裝置的一個接入網無線資源管理節點。
在閱讀為了說明和非限制性目的而給出的如下說明之後，將更好地理解本發明，並且其它特性和優點將變得明顯；說明書參考附圖，其中-圖1A早已被描述過了，它說明了一個GPRS網絡的結構；-圖1B也早已被描述過了，它說明了一個UMTS網絡的結構；-圖2也已經被描述過了，它說明了用於把移動終端連接到GPRS型網絡上的方法的主要階段；-圖3也早已被描述過了，它說明了用於在GPRS型網絡的框架內激活一個PDP環境的方法的主要階段；-圖4也早已被描述過了，它說明了用於在UMTS型網絡的框架內激活一個PDP環境的方法的主要階段；-圖5說明了依據根據本發明確定的一個總優先級在GPRS網絡框架內無線資源管理節點BSS的一個行為示例；
-圖6說明了依據根據本發明確定的一個總優先級在GPRS網絡框架內SGSN/GGSN服務節點的一個行為示例。
具體實施例方式
首先，本發明的說明將參考GPRS型移動通信網給出。UMTS網絡的應用反過來在稍後在說明書中將描述的實施方式中隱含某些差別。然而，本發明的原理同樣適用於如上所述的每一種類型的網絡。
因此，本發明的方法允許基於與服務和用戶相關的優先權而在數據流的處理中給出優先權。這種優先化考慮了用戶和服務類型的這一事實，允許相對於其它用戶給予某些用戶類優先權同時根據吞吐量和延遲提供具有不同需求的服務。移動通信網絡運營商因此將在創建面向它的用戶的提供方面有顯著的靈活性。
為了那麼做，在GPRS移動通信網的框架內，當訪問用於執行對應於一個激活的PDP環境的服務的資源時，在網絡過載的情況下，本發明提供的服務質量管理建議組合至少如下QoS參數-在核心網的SGSN和GGSN服務節點級的″分配保留優先權″、″業務類別″，可能還有″業務處理優先權″，和-在接入網的BSS無線資源管理節點級的″優先類別″、″業務類別″，可能還有″業務處理優先權″。
因此，在GPRS網絡的每一BSS、SGSN和GGSN節點級，根據本發明的服務質量管理一般來說包括組合至少與服務類型相關的QoS參數與至少對應於用戶優先級的服務質量參數，其中與服務類型相關的QoS參數尤其包括″業務類別″QoS參數，可能還包括″業務處理優先權″QoS參數，對應於用戶優先級的服務質量參數尤其包括用於SGSN和GGSN服務節點的″分配保留優先權″QoS參數以及用於BSS節點的″優先類別″參數。
實際上，正如先前在說明書中看到的，在GPRS網絡框架內，在涉及為了激活的PDP環境而把與數據流相關的QoS參數從SGSN傳送給BSS的PFC方法期間，″分配保留優先權″參數不被發射給BSS。此外，根據本發明的一個實施例，″優先類別″參數在BSS級被使用，當它被使用時，在PFC方法期間它接著從SGSN被傳送給BSS。這個參數將具有與″分配保留優先權″參數相同的數值，並且將以相同的方式定義用戶優先級。
還應當注意到″業務類別″和″業務處理優先權″參數密切相關；當後者對應於一個交互服務類型時，後者只被用於表示與一個數據流相關的優先級。因此，它只在″業務類別″QoS參數使用交互式數值時才被使用。
根據本發明基於QoS參數的此特定組合的服務質量管理，允許建立一些優先級用於在網絡過載的情況下處理網絡上的不同數據流。有利地，這些優先級可以由網絡運營商配置。
根據本發明，這些可配置優先級的每一個都與至少一個預定義的QoS處理相關，預定義的QoS處理可以被每一個網絡節點(BSS，SGSN，GGSN)使用來在網絡過載的情況下區分對資源的訪問。
一些預定義的QoS處理可以被應用，例如-接受控制，它包括檢查資源是否可用於在所述網絡的節點級建立呼叫。因此，在網絡過載的情況下並且取決於本發明確定的與數據流相關的優先級，接受控制處理確定請求是否應該被接受；-佔先，它包括佔先另一無線接入支持服務(RAB)的資源的可能性。因此，在網絡節點級過載的情況下，網絡節點級基於根據本發明的QoS參數組合確定的優先級，以便確定具有低優先級的用戶並強迫把他們從網絡中刪除；-區分的資源分配，它包括在信道建立請求期間，在網絡過載的情況下，並且對於所述網絡的每個節點，考慮根據本發明的QoS參數的組合所確定的優先級，以便在此優先級分配一個成比例的吞吐量。
對於根據本發明的服務質量管理，下面的表格通過提供GPRS框架內的BSS的行為示例而描述了一個行為列表。在此示例中，該表格定義了九個總優先級，每一個都具有將被BSS應用的一個預定義的服務質量處理。通過考慮與服務類型相關的QoS參數(″業務類別″、″業務處理優先權″)和與用戶優先權相關的QoS參數(″優先類別″)，行為表格因此依據根據本發明確定的用於訪問網絡資源的總優先級識別BSS必須執行的QoS處理。
BSS將能夠在上行或下行無線信道創建請求期間應用這些機制。
BSS級的行為表格
在此示例中，目的是創建對應於″優先權類別″參數值等於1的一個獎賞(Premium)用戶類別，同時分開實時(″″會話式″和″流式傳輸″業務類別支持的服務)和非實時(由″交互式″和″後臺″業務類別支持的服務)之間的服務處理。
圖5說明了參考上述行為表格的BSS的行為。在此示例中，對被請求資源的訪問對應於在BSS級存儲的QoS配置文件；此配置文件使用PFI參數而被識別，並包含值為″2″的″優先類別″參數，同時″業務類別″和″業務處理優先權″(THP)分別具有值″交互式″和″1″。根據本發明，在此示例中，分別對應於用戶優先級和與服務類型相關的優先級的這些QoS參數的組合允許確定等於5的一個總優先級NPG。
根據等於5的總優先級，BSS因此必須應用如下QoS處理-區分的資源分配-在7到9的總優先級上的佔先，和-接受控制在SGSN和GGSN服務節點級，下面的表格描述了根據本發明用於管理服務質量的這些節點的行為示例。此表格定義了五個總優先級。它因此依據根據本發明確定的總優先級來識別要被SGSN和GGSN執行的QoS處理，並且同時，考慮與服務類型相關的QoS參數(″業務類別″、″業務處理優先權″)和與用戶優先權相關的QoS參數(″分配保留優先權″)。在這些節點級，對應於用戶優先級的QoS參數是″分配保留優先權″(ARP)參數，而不是象BSS中那樣是″優先類別″參數。
取決於總優先級，SGSN和GGSN節點必須應用表格中該描述的QoS處理。在PDP環境創建請求期間，SGSN可以應用這些處理。
SGSN/GGSN級的行為表格
在此示例中，目的是向具有高優先權的用戶給出首選項；即，ARP參數等於1以及從而能夠為它們的實時服務而佔先所有其它用戶的那些；即，″會話式″和″流式傳輸″業務類別支持的服務。
圖6因此說明了參考上述表格的SGSN/GGSN的行為。在此示例中，對被請求資源的訪問對應於在SGSN/GGSN級存儲的一個QoS配置文件，其中ARP參數具有值″1″，同時″業務類別″參數具有值″流式傳輸″，而業務處理優先權″(THP)參數未被使用。根據本發明，在此示例中，分別對應於用戶優先級和與服務類型相關的優先級的這些QoS參數的組合允許確定等於1的一個總優先級NPG。
根據等於1的這個總優先級，SGSN/GGSN因此必須應用如下預定義的QoS處理
-區分的資源分配-在低於9的所有總優先級上的佔先，和-接受控制具體地說，在網絡的每個BSS、SGSN和GGSN節點級，使用為應用預定義的服務質量處理所實現的服務質量區分算法來獲取採樣數據表中的數據的利用。因此，此算法的輸入是與服務類型和用戶相關的QoS參數值，並且它的輸出將是根據所述QoS參數的組合所述節點必須應用的QoS處理。
應該指出圖5和6中，就象利用因此被應用的QoS處理那樣，由一方面對應於與服務類型相關的優先級而另一方面對應於用戶優先級的特定QoS參數組合所確定的總優先級，只是為了實施例示例的說明目的而給出的。根據運營商選擇用於網絡的服務質量管理策略，當然可以使用其它配置選擇，而沒有離開本發明的框架。
現在將考慮本發明在UMTS型移動通信網中的應用。當訪問用於執行對應於一個激活的PDP環境的服務的資源時，在網絡過載的情況下，在UMTS框架內根據本發明的服務質量管理建議組合至少如下QoS參數-在核心網的SGSN和GGSN服務節點級的″分配保留優先權″、″業務類別″，可能還包括″業務處理優先權″，和-在接入網的RNC無線資源管理節點級的″優先級″、″佔先性能″、″允許被佔先″、″允許排隊″、″業務類別″，可能還包括″業務處理優先權″。
因此，在UMTS網絡的每一個RNC、SGSN和GGSN節點級，根據本發明的服務質量管理大體上包括組合至少與服務類型相關的QoS參數(更具體地說，包括QoS參數″業務類別″，可能還包括″業務處理優先權″)與至少對應於用戶優先級的服務質量參數(它包括用於SGSN和GGSN服務節點的″分配保留優先權″，以及更具體地說，包括用於RNC節點的″分配保留優先權″參數的″優先級″子參數)。
實際上，在UTRAN中，″分配保留優先權″(ARP)參數包括四個子參數″優先級″、″佔先性能″、″允許被佔先″和″允許排隊″。SGSN在接收來自HLR中的ARP參數後把數值分配給子參數。ARP在PDP環境創建方法期間被發送給GGSN。另一方面，子參數是被發送給RNC的那些，具體地說，它是″優先級″子參數，其將在RNC級被使用於UTRAN中以便分配一個優先級給用戶。
不考慮實施方式中的這個細微差別，在上面應用到GPRS型網絡的實施示例中示出的原理保持不變。
示出了一個UMTS網絡示例，其中定義了三個用戶類別-類別1HLR中的ARP＝1-類別2HLR中的ARP＝2，和-類別3HLR中的ARP＝3在此網絡中，在無線級網絡過載的情況下，期望的結果是實現一個預定義的QoS處理，其中類別1的用戶的非實時服務佔先類別3的用戶的非實時服務。因此，在每個網絡節點級，為在每個節點級應用預定義的佔先處理實現如下服務質量區分算法如果(″業務類別″＝交互式，或者″業務類別″＝後臺)並且(ARP＝1)，那麼佔先(″業務類別″＝交互式，或者″業務類別″＝後臺)並且(ARP＝3)在這裡，當SGSN和GGSN節點被考慮時ARP被認為是″分配保留優先權″參數，並且當RNC節點被考慮時ARP被認為是″優先級″子參數。
因此，此算法的輸入是與服務類型相關的QoS參數值(″業務類別″)和與用戶相關的QoS參數值(ARP)，並且它的輸出是根據所述QoS參數的組合應當被所述節點應用的QoS處理。
取決於UMTS網絡運營商選擇的服務質量管理策略，還可以使用其它預定義的QoS處理。
一個QoS處理可以包括例如在網絡過載的情況下，實時服務可以佔先非實時服務資源，除非這些資源已經被分配給黃金用戶。
如下服務質量區分算法因此被實現用於在每個節點級應用這個預定義的QoS處理如果(″業務類別″＝流式傳輸，或者″業務類別″＝會話式)，那麼佔先(″業務類別″＝交互式，或者″業務類別″＝後臺)並且(ARP＝3或者ARP＝2)有利地，通過本發明，現在可確保必要的資源分配來為所謂的優先權用戶提供適當的服務，同時根據這些服務，考慮其它用戶的需要。本發明由於在每個網絡節點級為了分配資源而組合考慮對應於與服務類型相關的優先級的QoS參數和對應於用戶優先級的服務質量參數，從而在網絡過載的情況下實現較好的服務質量管理。
詞彙表這個詞彙表提供了此專利申請中使用的英文縮寫詞一覽表。這些縮寫詞被定義在3GPP電信標準的框架內。
GPP (ETSI的)第三代合夥計劃ETSI 歐洲電信標準學會GPRS 通用分組無線業務GSM 全球移動通信系統UMTS 環球移動電信系統IP網際協議BTS 基站收發信機BSC 基站控制器BSS 基站子系統HLR 原籍位置寄存器SGSN 正在服務的GPRS支持節點GGSN 網關GPRS支持節點UTRAN UMTS陸地無線接入網RNC 無線網絡控制器QoS 服務質量
FTP 文件傳送協議ARP 分配保留優先權PDP 分組數據協議THP 業務處理優先權IMSI 國際移動用戶標識PFC 分組流環境PFI 分組流標識符RPL 無線優先級TBF 臨時塊流RAB 無線接入載體GTP GPRS隧道協議MAP 移動應用部分
權利要求
1.在分組模式移動通信網中的服務質量管理方法，其特徵在於為了由用戶向數據流對應的網絡執行一個服務，該方法包括一個階段，該階段包括基於與用戶優先級對應的至少一個服務質量參數和與服務類型相關的至少一個服務質量參數來確定與數據流關聯的總優先級(NPG)。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於它包括一個階段，其包括基於所述總優先級(NPG)確定將要被應用到數據流上的至少一個服務質量處理。
3.根據權利要求2的方法，其特徵在於它包括一個階段，其包括在網絡過載的情況下，通過考慮與此數據流相關的總優先級和與對應於在網絡上發現的其它用戶的數據流的總優先級，把所述服務質量處理應用到數據流上。
4.根據權利要求1到3中任何一項的方法，其特徵在於根據一個表格來確定與數據流相關的總優先級，所述表格規定分別對應於用戶優先級和服務類型的兩個服務質量參數的每個組合的總優先級值。
5.根據權利要求4的方法，其特徵在於所述網絡由運營商管理，並且總優先級可以由所述網絡運營商配置。
6.根據權利要求1到5中任何一項的方法，其特徵在於行動網路包括核心網(RC)和接入網(RA，UTRAN)，並且由節點組中的至少一些節點來實現，其中所述節點組包括一個確保與接入網的通信鏈路的管理的核心網服務節點(SGSN)、一個確保與外部網絡的互連的核心網服務節點(GGSN)和一個接入網無線資源管理節點(BSS/RNC)。
7.根據權利要求1到6中任何一項的方法，其特徵在於與用於確定總優先級(NPG)的用戶優先級對應的服務質量參數包括如下參數組中的一個，所述參數組包括-″分配保留優先權″服務質量參數，-″分配保留優先權″服務質量參數的″優先級″子參數，-″優先類別″服務質量參數，所述服務質量子參數和參數被定義在3GPP電信標準的框架內。
8.根據權利要求1到7中任何一項的方法，其特徵在於用於確定總優先級(NPG)的與服務類型相關的服務質量參數包括在3GPP電信標準框架內定義的″業務類別″服務質量參數。
9.根據權利要求8的方法，其特徵在於用於確定總優先級(NPG)的與服務類型相關的服務質量參數還包括在3GPP電信標準的框架內定義的″業務處理優先權″服務質量參數，以便當數據流對應於一個交互式服務時把一個優先級與網絡上的數據流相關聯。
10.用於實現權利要求1到9中任何一項的方法的裝置，它被安排用於由數據流對應的網絡的用戶執行服務，以便根據對應於用戶優先級的至少一個服務質量參數和與服務類型相關的至少一個服務質量參數來確定與數據流關聯的總優先級(NPG)。
11.根據權利要求10的裝置，其特徵在於它被安排用於根據與數據流相關的總優先級(NPG)來確定將被應用到此數據流上的至少一個服務質量處理。
12.根據權利要求10和11中任何一項的裝置，其特徵在於它被安排用於把一個服務質量處理應用到一個數據流上，同時考慮與這個數據流關聯的總優先級和與對應於網絡上的其它用戶的數據流關聯的總優先級。
13.根據權利要求10到12中任何一項的裝置，其特徵在於它與一個行為表相關聯，該表格為分別對應於用戶優先級和服務類型的兩個服務質量參數的每個組合規定了一個總優先級值。
14.根據權利要求10到13中任何一項的裝置，其特徵在於總優先級可以由網絡運營商配置。
15.根據權利要求10到14中任何一項的裝置的核心網(RC)的服務節點(SGSN)，其確保與接入網(RA，UTRAN)的通信鏈路的管理。
16.根據權利要求10到14中任何一項的裝置的核心網(RC)的服務節點(GGSN)，其確保與一個外部網絡的互連。
17.根據權利要求10到14中任何一項的裝置的接入網的無線資源管理節點(BSS/RNC))。
全文摘要
本發明涉及一種管理服務質量的方法，它旨在與分組模式移動通信網一起使用。本發明的特徵在於如果當網絡資源正被訪問以便為網絡用戶執行服務時發生網絡過載，則在網絡的每一個節點處執行如下步驟，包括確定用於訪問資源的總優先級，所述總優先級由與服務類型相關的至少一個服務質量參數和對應於用戶優先級的至少一個服務質量參數的組合來定義；和根據所確定的總優先級，把至少一個預定義的服務質量處理應用到對應於所述服務的數據流上。
文檔編號H04L12/56GK1723662SQ200480001732
公開日2006年1月18日 申請日期2004年8月5日 優先權日2003年9月11日
發明者納塔裡·貝茲奧特, 弗朗希斯·德羅尼 申請人:法國電信公司