在移動和ip網絡間接口的服務質量支持的製作方法

2023-04-23 01:31:56

專利名稱：在移動和ip網絡間接口的服務質量支持的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及利用DiffServ結構的網絡節點之間數據的優先化。具體地說，描述了在組合CDMA2000/3GPP2網絡中用於在無線電節點和分組數據交換節點保證不同數據分組的服務質量的方法和系統，然而本發明也可以應用於其它組合網絡。
背景技術：
不限制本發明的範圍，其背景結合根據類型區分數據優先次序的網絡結構進行描述。隨著網際網路協議(IP)對於在不同子網上(例如移動、固定、虛擬私人的)的不同數據類型(例如經IP的語音或VoIP、流式視頻、電子商業)變得日益普遍，由此出現需要即隨著數據在整個網絡的不同部分或節點之間移動，管理不同的類型以得到最小的服務質量。而IP在傳統上是用於傳遞分組的盡力而為(best-effort)的方法，行動網路依賴於最小的比特誤碼率。兩種保證不同的子網之間的可靠性的體系被使用綜合業務或Intserv，其中網絡路徑的端節點信號通知網絡它們需要的特定QoS；以及區分業務或DiffServ，其中數據分組承載網絡節點用於確定可適用的QoS的分類信息。不同的QoS在有效的網絡中是必需的，因為不同的應用(例如不同的數據分組類型)對延遲、抖動、分組丟失、變化及其它QoS量度具有不同的需要。例如，VoIP要求非常低的抖動(單程抖動約100ms)以及在約8-64Kbps的帶寬，而文件傳輸應用一般不受抖動困擾而是對分組丟失引起的破壞高度敏感。保證一種服務質量，而非僅僅如同傳統的網際網路協議(IP)網絡路徑中的盡力而為(besteffort)分組中繼，進一步能為需要高可靠性的顧客能實現由網絡操作員執行的差異定價。
本發明涉及DiffServ，其中總的結構基於這樣的總概念進入網絡的業務(例如數據分組)在通過網絡的數據通道的邊界或『邊緣路由器』被分類並且可能被調節(例如被標記、測量、修正、整形)，並且指配給不同的行為集合。各個行為集合通過單個區分服務碼點(DSCP)識別，該DSCP是各個分組的報頭中的比特流(當前為6比特)。在網絡的核心(不在數據通道的′邊緣′的內部節點)中，分組根據與DSCP有關的″每跳(per hop)″行為PHB被轉發。每跳行為代表分組在網絡節點之間移動的閾值；例如延遲、抖動、帶寬等的邊界，並被用於在競爭業務流之間的每個節點分配緩衝器和帶寬資源。定義明確的PHB與分組標記一起使用，以得到任何給定分組的可伸縮的QoS方案。然後，在DiffServ中，用於QoS的信令至少在網絡核心內被消除，這樣，在每個網絡節點要求保持的分組狀態的數量顯著地降低。例如，內部路由器或節點不必追蹤過渡分組的按應用的流或者按客戶的轉發狀態。最後結果是，在DiffServ中，複雜性被推到網絡的邊緣，以保持核心路由器或節點(一般更大量)簡單和快速。
DiffServ域中的邊緣路由器也稱為入口或出口節點，取決於業務方向。圖1描述了其中可以使用DiffServ結構的CDMA2000/3GPP2組合網絡20的現有技術概觀。行動網路22(如採用3GPP2協議的網絡)包括無線電節點RN 24(例如基站BS)，它在RN 24的控制下充當用於從移動臺MS 26的上行鏈路業務的入口節點。來自MS的第一消息28經過RN 24並且到分組數據交換節點(PDSN)30。一旦離開PDSN 30，分組必須承載以下屬性將允許CDMA2000網絡32範圍內的路由器及其它節點以一定質量傳送那個分組，無需每一個不得不「打開」分組並且獨立地確定滿足期望質量所需的適當通路。對於從基於IP的網絡32到MS 26的第二消息34，PDSN 30充當出口節點。由基於IP的網絡32使用以滿足質量標準的手段(例如每跳行為)一般不直接適應於行動網路22。RN 24和PDSN 30之間的接口一般稱為R-P網絡或R-P接口。當前有以下廣闊的概念R-P接口用於便利更廣網絡32和移動22網絡間的DiffServ，但是除了下述的承載一個流的服務實例上的下行鏈路業務以外，發明人知道沒有關於這種功能性如何可以實現的具體細節。
在當前3GPP2標準[3GPP2P.S0001C.4]中，流映射和處理被引入，以映射特定的下行鏈路流到服務實例。主服務實例代表一個R-P連接，並且由在初始化R-P連接中承載的唯一標識符(SR_ID)標識。如3GPP2規範[3GPP2X.S0011-004-C，ver.1.0，August 2003；sections 3 and3.2 et seq.]所述，除主服務實例之外，MN 26還可在與主服務實例相同或不同的R-P連接上，打開一個或多個輔助服務實例，以承載對主服務實例不適合的業務。典型地，主服務實例用來承載初始化和更新MS 26和PDSN 30之間的連接的信令，並且與主服務實例有關的不同輔助服務實例用來承載不同的數據類型(例如流視頻、電子郵件)。(最好為輔助的)服務實例可承載多個流，流是協議層序列的特定實例化，流上的分組通過其傳輸。為了有效地使用輔助服務實例，需要向PDSN 30通知分組過濾器。分組過濾器是PDSN 30用於映射哪個分組將在哪個服務實例上發送的信息。MS發送以支持一個服務實例的業務流模板TFT承載MS IP位址(它可隨著MS 26在歸屬和外網之間移動而改變)和分組過濾器組件，例如但不限於分組目的地IP位址和埠數、協議類型以及服務類型。一個TFT對應於一個服務實例(用SR_ID標識)，允許PDSN 30將不同類型的分組放置到不同的輔助服務實例中。
如上所述的流映射機制似乎僅僅能映射下行鏈路分組到特定的輔助服務實例。此外，因為它僅僅映射下行鏈路分組到服務實例，而沒有描述如何可以辨別那個服務實例上的特定流，它似乎只有當那個服務實例上所有的流(如果超過一個)保證相同分組質量時才是可操作的。儘管一個文檔[TR45Interoperability Specification(IOS)forcdma200 Access Network Intertaces-Part2 Transport″，PN-4545.2-RV3，Ballot Version October 2002]廣泛地陳述服務提供商定義的無線電接入網策略或本地策略能由RN和PDSN用於標記和調節上行鏈路和下行鏈路業務，但它沒有定義這樣做的機制。現有技術具體描述僅僅下行鏈路分組到服務實例的映射以保證行動網路中的服務質量，並且看來似乎不能使不同分組質量的流在同一服務實例上。本技術領域中所需的是在R-P接口處在DiffServ結構中實現服務質量的方式，以保證上行鏈路和下行鏈路業務上的質量，最好是在同一服務實例上流之間可以不同的質量。

發明內容
本發明的一個方面是一種用於在網絡的第一和第二節點之間傳遞的服務實例內的流的建立的方法。上述方法包括從移動臺發送第一請求消息到第一網絡節點。該第一請求消息包括服務實例標識符、唯一地標識移動臺創建的新流的流標識符以及被施加於新流的至少一個質量參數。此外，上述方法包括在第一節點確定至少在第一節點和移動臺之間是否能支持滿足至少一個質量參數的新流。上述方法繼續第一節點發送第二請求消息到第二網絡節點。該第二請求消息包括服務實例標識符和至少一個質量參數，它可以與來自移動臺的第一請求消息中使用的至少一個質量參數相同，或者它可以從第一消息質量參數映射。由第二消息的服務實例標識符標識並滿足第二消息的至少一個質量參數的服務實例由第二節點授權。最好，第二節點發送登記應答消息到第一節點，通知後者上述授權。
另一個方面，本發明是可用來在無線電節點和分組交換數據節點之間的服務實例的幾個流的至少一個上能實現保證的質量的信令協議。首先，信令在移動臺和無線電節點之間建立一個主服務實例。隨後，移動臺信號通知無線電臺服務實例標識符、新流標識符以及用於由流標識符標識的新流的至少一個質量參數。這些最好全部在一個信號消息內。在無線電節點確定能承載流以便滿足至少一個質量參數的候選服務實例(候選服務實例是先前已有和新服務實例之一)之後，無線電節點信號通知移動臺並且信號通知分組數據交換節點候選服務實例標識符，儘管未必同時地或甚至連續地。此外，分組數據交換節點信號通知無線電節點包括候選服務實例標識符的授權。這是一種授權。移動臺經無線電節點信號通知無線電節點和分組數據交換節點中的至少一個唯一標識新流的分組過濾器。基於分組過濾器，無線電節點和分組數據交換節點之一發送給它們中的另一個在新流上的分組。也就是，分組通過利用分組過濾器被置於新流中。
另一個方面，本發明是包括控制器、存儲應用程式的存儲器、發射機和天線的移動臺。控制器確定在移動臺和經空中鏈路連接到移動臺的移動節點之間傳送的數據是第一或者第二數據類型。存儲器存儲應用程式，其關聯或映射第一數據類型與至少一個傳輸質量參數的第一集合，並且關聯或映射不同的第二數據類型與至少一個傳輸質量參數的不同的第二集合。應用程式還具有計算機指令以構造QoS參數請求消息，該消息承載服務實例標識符和至少一個傳輸質量參數的第一或第二集合。QoS參數請求消息中承載的集合是映射到由控制器確定的數據類型的集合。發射機連接在控制器和天線之間，並且發送QoS參數請求消息到移動節點。
根據另一方面，本發明是具有接收機、控制器以及發射機的基站。接收機從經空中鏈路連接到基站的移動臺接收QoS參數請求消息，該消息包括至少已有服務實例標識符和至少一個質量參數的集合。上述控制器連接到接收機，並確定至少基站和移動臺之間新流滿足至少一個質量參數的集合的主體服務實例是先前已有服務實例或新服務實例。最好，新流在移動臺中建立，並且它的標識符也在QoS參數請求消息中。發射機連接到控制器，並且響應上述控制器確定，發送服務連接消息到移動臺以及發送登記請求消息到分組數據交換節點。那些消息中的每一個包括標識主體服務實例的服務實例標識符。
再一方面，本發明是具有接收機、控制器以及發射機的分組數據交換節點，比如網絡的伺服器。接收機從基站接收登記請求消息和過濾器消息。登記請求消息承載服務實例標識符和至少一個質量參數的集合。過濾器消息承載至少一個分組過濾器的集合。控制器確定由服務實例標識符標識的主體服務實例是否可滿足至少一個質量參數的集合。控制器還沿主體服務實例路由滿足分組過濾器的集合中的每一個的數據分組。響應上述控制器確定，發射機發送授權消息到基站。
本發明的實施例的這些及其它特徵、方面和優點在連同附圖參考以下描述後將變得顯而易見。但是應該理解，附圖僅僅設計用於圖解目的，而非作為發明的限制定義。


本發明在下面參考以下附圖進行更具體地描述，除非另有規定，附圖並非按比例繪製。
圖1是經無線電節點RN和分組數據交換節點PDSN在移動臺和外部網之間分組移動的現有技術概觀。
圖2是服務實例的初始設置時，在上行鏈路和下行鏈路方向中能實現QoS DiffServ的圖1網絡節點之間的信令圖。
圖3類似於圖2，但示出用以修改已有服務實例中的QoS的信令。
圖4A是示出第一備選實施例中下行鏈路業務的特定處理的信令圖。
圖4B是示出第一備選實施例中上行鏈路業務的特定處理的信令圖。
圖5A是示出第二備選實施例中下行鏈路業務的特定處理的信令圖。
圖5B是示出第二備選實施例中上行鏈路業務的特定處理的信令圖。
圖6是示出第三備選實施例中上行鏈路業務的特定處理的信令圖。
圖7A是根據本發明配置的移動臺的透視圖，以及圖7B是根據本發明配置的移動臺的方框圖。
具體實施例方式
還如以上背景描述，在服務實例上存在超過一個流時，現有技術似乎不能確定分組應該傳輸哪個流，並且不提供用於PDSN 30的機制以獲得輔助服務實例內不同的流的QoS要求。並非僅僅為每個流增加服務實例，本發明設法在每個(最好為輔助的)服務實例內允許多個流，以在行動網路22中導致較少的R-P連接以及較好地使用可用帶寬(由於較少的信令來建立和維持超量的R-P連接)。為了在R-P接口提供基於DiffServ的QoS，用於邊緣路由器的DiffServ功能性(例如分組分類、標記、測量、修正和整形)應該在RN 24和PDSN 30中實現。為了執行這些功能，本發明提供信令機制以便所有與服務質量(QoS)有關的信息在RN 24和PDSN 30中繼和/或配置。
本發明提供一種改進方法和系統，用於能實現DiffServ網絡的入口和出口節點之間的業務流管理，其中對於上行鏈路和下行鏈路業務存在若干差異。每個方式具有移動節點或移動臺MS 26，向RN 24和PDSN 30提供QoS要求以保證流內分組的質量。在描述的各個單獨的實施例中，最好在鏈路級利用諸如″QoS_BLOB″(如在TIA/IS-707-A-3中定義的)的已知格式或者在IP級經擴展的動態流映射機制信號通知QoS要求。還描述了關於這種QoS信息是如何在RN 24和PDSN 30使用的以提供對R-P接口和外部網32的QoS支持的特定細節。
儘管下面詳細呈示了本發明的特定實施例的使用和實現，但會理解到本發明提供許多能在廣闊的多種環境中體現的發明構思。在此討論的特定實施例對實現和利用本發明充當非限制性的說明，並不想用來限制本發明的範圍或後面的權利要求。
圖2提供MS 26、RN 24和PDSN 30之間的信令體系，以及PDSN30和認證、授權與計費節點(AAA)36之間的外圍信令。AAA 36一般是一種單獨的伺服器，它提供對MS 26的授權以工作在其歸屬網或合作外網(foreign network)內，比如當MS移動到其歸屬網絡區域之外時、當特定的輔助服務實例必須通過外網路由時等。AAA 36用來認證特定的MS 26、對其授權以使用一些或者歸屬網或歸屬網與其具有服務等級協議SLA的外部網的所有服務，以及追蹤所訪問的服務及其它用於根據SLA或用戶協議計算支付的量度。圖2代表本首先，如本領域已知的那樣，MS26和PDSN 30設置38主服務實例。在啟動上行鏈路業務28的情況下，這可以由MS 26進行初始化，或者在啟動下行鏈路業務34的情況下，由PDSN 30通過基站BS24進行初始化。PDSN 30提交接入請求40到涉及特定MS 26的AAA36。AAA 36認證特定的MS 26，並且如果被授權，則提供接受消息42到PDSN 30，該消息42包括MS 26的用戶簡檔。用戶簡檔可包括與MS用戶有關的服務質量參數例如，MS用戶可以是高級的或者黃金用戶，其網絡服務合同對於不同類型的數據保證文件傳輸的最小可靠性，以保證的質量授權接收數字視頻廣播(DVB-H)等。不同類型數據間的質量一般地反映為QoS參數，例如但不限於帶寬(比特/秒)、最大分組延遲(毫秒)以及可接受的分組丟失率(％)。QoS用戶/訂戶簡檔內的QoS參數會隨著對DiffServ和分組傳輸質量漸增的精化而變化和進化，並且可以依賴於行動網路22中的活動、時刻(例如用戶簡檔提供在7am和7pm之間有效的一個QoS，以及在其它時刻有效的較高的QoS)等而變化，所有的都不背離本發明。
在主服務實例建立38之後的某個時間，MS 26知到特定QoS參數有關的或者期望的數據流。例如，MS 26可以準備發送附著於電子郵件文本的數字照片，或者可以準備接收數字視頻廣播。或者，MS 26可以在無線電接入網之間移動。在任一情況下，MS 26建立流和用於它期望建立的每個流的標識符，以便發送有關的數據(例如數字照片分組的一個流、電子郵件文本分組的另一個流等)。稱此為MS_FLOW_ID，承認流是共享協議層的特定實例化的一系列分組。MS 26發送QoS參數請求消息44到RN 24，該請求消息至少包括那些與MS建立的數據流有關的QoS參數以及用於新流的標識符MS_FLOW_ID。最好，這些參數為現有技術中定義的QoS_BLOB格式。在圖2的示例中，QoS參數消息44包括唯一地識別要建立的承載MS 26創建的流MS_FLOW_ID的新R-P連接的服務實例標識符(SR_JD x)。假定例如請求的參數是流MS_FLOW_ID的m比特/秒的最小帶寬。值得注意的是，消息44的QoS參數是請求，而且參數在單個消息內與特定服務實例標識符(SR_JD x)和MS 26創建的特定流標識符(MS_FLOW_ID)相關。
在收到請求的QoS參數之後，RN 24執行許可控制46。在許可控制46中，RN46例如經歸屬或者外網確定行動網路22是否能滿足QoS請求消息44中表示的質量。給出兩個選項在消息48-50建立新服務實例(SR_ID x)，以及在消息48′-50′重新配置已有服務實例(SR_ID y)。
在第一選項中，RN 24處的許可控制46確定網絡設施可以用來滿足請求的QoS參數(例如m bps的最小帶寬)，並且標識為SR_ID x的新服務實例建立如下。這個選項在附圖標記38建立的主服務實例、或者MS 26的任何其它已有服務實例不能適應於MS創建的新流的QoS參數的情況下可以發生。RN 24發送服務連接消息48到MS 26，該消息48包括用於已有服務實例(SR_ID x)的標識符、QoS參數的準許(例如最小x bps帶寬)以及用於MS 26和基站24之間的業務的空中鏈路的連接參數。這個消息48也應該包括QoS準許所應用的MS 26創建的流標識符，其在圖2中固有的為QoS_BLOB格式。
在要求建立一個新連接的情況下(例如A10連接)，RN 24在登記請求消息52中與PDSN 30協調，該登記請求消息52可以與服務連接消息48和服務連接完成信息50並列或者在其之後。對於已有基礎結構內現成的採用，最好登記請求消息52為A11消息格式。但是，本發明包括服務實例標識符(例如SR_ID x)和先前以消息44和48在MS 26和RN 24之間交換的請求和準許的QoS參數中的至少一個(最好為兩者)，以及QoS參數相關的流標識符。PDSN 30授權54新服務實例(SR_ID x)滿足登記請求52的QoS參數。這準許QoS參數請求，因為MS 26創建的流(標識為MS_FLOW_ID)在新服務實例內。一旦授權54，PDSN 30發送登記應答消息56到RN 24，通知它建立滿足請求的QoS參數的新服務實例(SR_ID x)。
在第二選項中，RN 24在許可控制46決定在已有服務實例(SR_JDy)上承載流。對於這個示例假定已有服務實例是允許y毫秒的最大分組延遲的輔助服務實例，而請求的QoS參數是x bps的最小帶寬。RN24將已有服務實例(SR_ID y)的參數重新配置到請求的那些(例如x bps帶寬)，並且發送服務連接消息48′到MS 26，該服務連接消息48′包括可適用的服務實例標識符(例如SR_ID y)、x bps帶寬的準許以及用於MS 26和基站24之間業務的空中鏈路的連接參數。如上，MS 26創建的流標識符也在這個消息48′內。在以上消息48-50和48′-50′描述的任一選項中，MS 26用服務連接完成信息50、50′作為答覆以建立業務信道空中鏈路。
在不要求新連接並且已有連接被重新配置的情況下，信令類似於上述的用於一個新連接的信令，除了以下的例外。從RN 24到PDSN 30的登記請求52包括服務實例標識符(例如SR_ID y)和先前在消息48′發送給MS 26的修改的準許QoS參數，以及QoS參數相關的流標識符。PDSN 30授權54已有服務實例(SR_ID y)以滿足登記請求52的QoS參數。一旦授權54，PDSN 30發送登記應答消息56到RN 24，通知它已有服務實例(SR_ID y)被修改以滿足請求的(並且現在已準許)QoS參數。
為了在分組在上行鏈路28或者下行鏈路34上沿新流發送之前完成信令，MS 26發送保留RESV消息58，該消息承載流標識(MS_FLOW_ID)、流方向(上行鏈路28或下行鏈路34)以及用於輔助服務實例的過濾器參數。RESV消息58一般地可以稱為過濾器消息，因為它承載關於過濾分組的消息。在現有技術中，分組過濾器參數一般為傳輸流模板TFT格式，可繼續本發明的用於受影響網絡的現成採用的實施例，儘管該格式本身不受限制。這個RESV消息58，可以在主服務實例設置38建立的這個主服務實例上，或者在新流的輔助服務實例上，通知PDSN 30哪些分組將進入哪個流，並且因此分組將如何通過外部(基於IP的)網(external network)32的內部節點移動。例如，如果建立兩個流(在一個或兩個服務實例內)，一個用於靜止照片和一個用於IP話音，則RESV消息58標識哪個處於分組報頭中的區分業務代碼點(DSCP)進入哪個流。在超過一個流對對象MS 26有效的情況下，單個TFT可通知多個流和多個過濾器。PDSN 30用RESV確認消息60進行應答。最終結果是PDSN 30具有信息僅僅利用分組報頭的比特將每個分組映射到一個特定流。
例如，假定如上建立兩個流一個用於靜止照片和一個用於VoIP。DSCP是6比特，這樣MS 24在RESV消息58中通知PDSN 30DSCP報頭中具有值011101的分組應該進入第一個流。第一個流僅僅與一個服務實例相關固有地在服務實例/流框架內。PDSN 30不必知道攜有特定DSCP的分組與靜止照片相關；僅僅映射在PDSN 30中是必需的，並且MS 26確定在建立該流中的底層日期類型的適當QoS參數。相同的RESV消息58通知具有DSCP報頭值011110的分組進入第二個流，其可能在或者不在第一服務實例上。這些流中的每一個由於底層數據的不同特性而具有不同的QoS來自照片的分組稍微對延遲不敏感，而合成的照片可能因為分組損失而被顯著破壞，而VoIP分組對延遲敏感但相對地對分組丟失不敏感。用於建立數據流的不同的QoS參數反映底層數據類型，但數據流在MS 26中而非在RN 24或PDSN 30中創建。RESv消息58通知PDSN 30哪些分組進入哪個數據流，並且PDSN 30構造DSCP到數據流的映射。儘管MS可發送順序地布置在兩個VoIP分組之間的照片分組，但PDSN 30僅僅利用報頭中DSCP的知識將它們分開。CDMA2000網絡32內還發送分組的節點不必打開報頭或者甚至知道映射，因為它們工作在綜合業務IntServ模型，其中通過網絡的流在分組進入那個網絡邊緣時是預定的。那些內部節點僅僅中繼(而不知道QoS)潛在的備選流、底層數據類型等。CDMA2000網絡32內部的中繼滿足MS 26請求的服務質量(並且由PDSN 30和RN 24準許)並且不僅僅反映盡力而為試圖移動分組，是通過本發明的有效信令在DiffServ中達到的。
圖3是類似於圖2的信令圖，但在已經建立的由RN 24更新QoS參數的服務實例的環境中。那個環境反映為MS 26和PDSN 30之間經RN 24或基站BS的前進流48(在任何服務實例上)，並且可在RN/BS24由於改變業務或無線電條件的原因期望修改前進流48時發生。RN24選擇對於一個特定的流要更新64哪個QoS參數，並且發送登記請求消息52′到PDSN 30，承載有關的服務實例(SR_ID)、流(MS_FLOW_ID)以及用於那個連接和流的更新的QoS參數。PDSN 30授權更新的QoS參數54′，並且發送登記應答56′回到RN 24，準許更新的QoS參數。在成功授權時，RN 24向MS 26發送服務連接消息48″，其在圖3的環境下包括服務實例標識符(SR_ID)、流標識符(MS_FLOW_ID)、更新和準許的QoS參數，以及在空中鏈路本身也改變了的情況下，還包括任何有關的空中鏈路參數。MS 26用服務連接完成信息50″答覆。在特定流的QoS參數正在升級(例如最小帶寬從x bps變化到2x bps)的情況下，消息48″和50″必須在消息52′和56′之後；要不，它們可並行出現。
在不再需要一個流時，MS 26自身進行確定並且信號通知RN 24標識要去掉的流、它所處的服務實例以及其關聯的QoS參數。RN 24向PDSN 30發送登記請求，包括從MS 26接收的QoS參數、流標識符以及服務實例。如果有關的服務實例沒有承載別的流，則RN 24還可在登記請求消息中請求斷開那個服務實例。PDSN 30刪除用於那個流的分組過濾器並且發送登記應答消息到RN 24。RN 24然後發送服務連接消息到MS 26，以表示該流被去掉，並且如果在那個服務實例上沒有承載別的流，並且整個服務實例被斷開，則RN 24還在服務連接消息中斷開該服務實例。MS 26用服務連接完成消息應答RN24。
圖2的實質在於，RN30從MS 26獲得或導出QoS要求，然後發送QoS要求到PDSN 30。根據第一備選實施例，利用此信息對下行鏈路和上行鏈路業務的各自的處理示出在圖4A(下行鏈路)和圖4B(上行鏈路)中。用於上行鏈路和下行鏈路業務的各自的處理的第二備選實施例示出在圖5A(下行鏈路)和圖5B(上行鏈路)中。用於上行鏈路業務的第三備選實施例示出在圖6中。這些中的每一個都是對圖2的信令的補充，並且示出在PDSN 30或RN 24決定的上行鏈路和下行鏈路策略的實施。同樣在備選實施例中顯示的，圖2中描述的消息在備選實施例中被修改，通過消息標題、消息內容和/或所附的解釋文本而明顯。
在圖4A的下行鏈路上，RN 24發送登記請求66到PDSN 30，但在此第一備選實施例中，消息66包括服務實例標識符和QoS_BLOB消息(其包括QoS參數)。對於下行鏈路業務34，PDSN 30基於請求消息66決定68 DiffServ策略(以下示例)，並因此在服務實例和DiffServ策略之間構造一個映射，其用於將下行鏈路分組34映射到適當的服務實例和流。PDSN 30然後在授權後發送登記應答消息56，並且RN 24發送服務連接消息50，50′，如前所述。然後，MS 26發送RESV消息70的過濾器，其類似於先前描述的RESV消息58，但在這一實例下，它不需包括流標識符，因為其已經在登記請求消息66的QoS_BLOB部分中提供給了PDSN 30。反之，此過濾器消息70包括用於下行鏈路業務的服務實例標識符和TFT(具有用於該流的過濾器參數)。PDSN 30利用過濾器上此附加信息來經服務實例標識符將DiffServ策略映射72到流(利用分組過濾器)。
DiffServ策略可包括但不局限於前述DSCP標記、和/或業務修正/整形策略、以及還可考慮圖2中描述的預定簡檔42。儘管給出了兩個不同的示例，但這些策略的定義可在不同的行動網路22運營商間不同。作為DiffServ標記策略的示例，假定具有QoS參數a)請求的x bps的帶寬、b)請求的y毫秒的最大延遲、以及c)可接受的z％的丟失率的下行鏈路分組要用DSCP值011001標記。其它QoS參數組合和閾值等同為不同的DSCP值。作為DiffServ標記業務修正/整形策略的示例，假定由高優先級用戶(例如支付用於增強服務的額外費用)使用的流應用(它可通過業務類別或應用ID指定)在某些時間將不會超出X bps，比如其中行動網路22傳統上承載更重業務的那些時間。這種DiffServ標記業務修正/整形策略能在特定用戶QoS簡檔中指定，或者可以由本地行動網路22為它的特定限制定義。儘管RN24可以知道那些策略，並非通過在該交界處(傳統上具有最大的限制帶寬)實施它們而使RN 24-MS 26接口過載，然而PDSN 30能通過基於這種策略在它們到達RN 24之前丟下或者整形簡檔外的分組來實施用於下行鏈路業務34的策略。隨著下行鏈路業務經過PDSN 30，PDSN 30基於TFT將分組映射到正確的服務實例，並且用與SR_ID相關聯的正確DSCP標記分組。能執行其它可能的diffserv功能(例如修正、整形)，如上所述。
對於這個第一備選實施例，在如圖4B所示的上行鏈路上，QoS參數和流標識符直接映射到DSCP及其它DiffServ策略。在從MS 26獲得那個信息之後，RN 24決定74哪些diffserv策略(例如DSCP標記)將被用於服務實例，然後在SR_ID和DiffServ策略之間建立映射。登記請求76僅僅需要包括業務實例標識符，因為用於此上行鏈路28流的映射處於RN 24。
在圖5A(下行鏈路)和圖5B(上行鏈路)中描述第二備選。在圖5A中，MS 26發送下行鏈路QoS要求到PDSN 30，與在RESV消息中承載下行鏈路流過濾器的TFT一道。RESV消息中承載的QoS要求包括如上所述相同的信息，或者可包括為DiffServ定義的新信息單元或者FLOWSPEC格式。在接收RESV消息78之後，對於下行鏈路業務，PDSN 30基於QoS要求決定80要應用的DiffServ策略，並且在流(經TFT的過濾器)、承載該流(SR_ID)的服務實例和諸如以上在示例中那些的任何有關的DiffServ策略之間建立映射。登記請求76僅僅需要包括服務實例標識符，並且登記應答56和RESV或者過濾器確認60消息都如前所述。
在如圖5B所述的此第二備選實施例中，對於上行鏈路，MS 26發送RESV消息82到PDSN 30，該RESV消息82包括服務實例標識符、上行鏈路和下行鏈路QoS參數以及下行鏈路的過濾器參數(TFT)。對於上行鏈路業務，PDSN 30利用那個信息決定84DiffServ策略，並且在服務實例和DiffServ策略之間構造一個映射。然後，PDSN30信號通知86RN 24執行PDSN 30決定的上行鏈路業務處理策略。最好，移交實施該策略的這個消息86為已知的COPS格式，並且承載服務實例標識符和在那個服務實例上要應用於上行鏈路業務的決定的策略。或者，該消息86可以是修改的A11消息。由於RN 24已經知道MS 26創建的流(從圖2的消息44)，因此在消息86中標識的服務實例用來唯一地向RN 24標識將實施DiffServ策略的那個服務實例的有關流。某種形式的收悉消息88發送給PDSN 30，並且PDSN30然後發送確認消息60到MS 26。
圖6示出用於上行鏈路28業務的特定處理的第三備選實施例。MS 26發送RESV或者過濾器消息90，其承載服務實例標識符、上行鏈路QoS參數、以及下行鏈路過濾器參數(TFT)。RN 24接收那個RESV消息90。在此實施例中，除轉發90′那個消息90到PDSN 30之外，RN 24截取92RESV消息90，決定用於上行鏈路業務的DiffServ策略，以及將服務實例標識符映射到DiffServ策略。PDSN 30忽略94上行鏈路QoS參數，因為在此實施例中，RN 24實施用於上行鏈路業務的DiffServ策略。PDSN 30發送確認消息60到MS 26，如前所述。
儘管對上行鏈路和下行鏈路業務的解決方案分別進行了圖示，但對應的解決方案能合併在一起，包括用於不同的優選和備選實施例的混合上行鏈路和下行鏈路解決方案。
現在參考圖7A和7B描述在以上信令互換中描述的移動臺26。圖7B的方框圖中描述的某些電子部件也在上述基站24和PDSN 30中。移動臺26可以是但不局限於蜂窩電話或者個人通信器。移動臺26包括一個或多個天線102，用於發送信號到移動節點或基站24，以及用於從移動節點或基站24接收信號。基站24可以是包含PDSN 30和移動交換中心(MSC，未示出)的網絡的一部分。在移動臺26涉及到一個呼叫時，MSC提供到陸地線幹線的連接。移動臺26包括調製器(MOD)104A、發射機104、接收機106、解調器(DEMOD)106A以及控制器108，控制器108分別提供信號給發射機104和接收機106，以及從發射機104和接收機106接收信號。這些信號包括根據可適用的蜂窩系統的空中接口標準的信令信息、用戶語音和/或用戶生成的數據、以及如上具體描述的信號。雖然該發明的教導能容易地應用於GSM類型TDMA移動臺，這些教導也能用於碼分/多址(CDMA)及其它類型的系統。
應該理解，控制器108還包括實現移動臺的音頻的(語音路徑)和邏輯功能所需的電路。舉例來說，控制器108可以包括數位訊號處理器設備、微處理器設備、以及各種模-數轉換器、數模轉換器及其它支持電路。移動臺26的控制和信號處理功能根據這些裝置各自的能力，分配在這些裝置之間。
用戶接口包括常規的耳機或揚聲器110、常規的麥克風112、顯示器114以及用戶輸入設備，典型地是小鍵盤116，所有這些連接到控制器108上。用戶輸入設備還可包括數位相機或者攝像機。小鍵盤116包括常規的數字(0-9)和相關的鍵(#，*)116a，以及用來操作移動臺26的其它鍵116b。這些其它鍵116b可包括例如SEND(發送)鍵、各種菜單滾動和軟鍵以及電源接通/斷開鍵。這些鍵還可與顯示器114一起作為觸敏屏幕，它們的功能可以通過語音識別經揚聲器112啟動，或者不同地實施以執行如與已知的傳統的116a和其它116b鍵的相同或擴展的功能。移動臺26還包括可更換電池118，用於對操作移動臺26所需的各種電路供電。
移動臺26還包括各種存儲器，共同地示出為存儲器120，存儲控制器108在操作移動臺期間使用的多個常量和變量存儲在其中。例如，存儲器120存儲無線系統參數的值、用於移動臺26的唯一標識符、用於控制控制器108的操作的操作程序(每個操作程序典型地在ROM設備中)以及用於運行操作程序的環境中的專門應用的各種軟體應用程式(應用程式典型地在讀/寫RAM設備中)。存儲器120中的操作程序包括例行程序，以在顯示器114呈現消息和消息相關功能給用戶，典型地為各種菜單項。
根據本發明，應用軟體程序122可以是獨立程序或另外修改其它在前已有程序的程序(比如構造具有某些數據的消息44，不然沒有)，應用軟體程序122保存在將數據類型映射到至少一個質量參數的存儲器120中。移動臺26確定用於上行鏈路或下行鏈路分組的底層數據類型，利用應用程式122確定哪個質量參數應用於該數據類型，以及發送QoS參數請求消息44，如上所述。這個QoS參數請求消息44的新穎之處在於它包括來自軟體應用映射的QoS參數和服務實例標識符，並且最好還包括QoS參數將應用的流(在MS中創建)。此外，應用程式使MS 26響應於(即自動地)接收服務連接消息48、48′，發送承載QoS參數和服務實例標識符的RESV或過濾器消息58、70、78、82、90，並且最好還發送流方向和在MS 26中為流創建的流標識符。
典型地除了麥克風112、電池118、揚聲器110、顯示器114和小鍵盤116，圖7B的大部分上述電路也存在於MN24和PDSN 30中。MN24和PDSN 30各自具有應用軟體程序，以構造以上詳述的從那些相應節點發送的消息，它們中的一些響應於從MS 26、MN24或者PDSN 30接收的其它消息，如以上在優選和備選實施例中具體描述的那樣。
儘管已經圖解和描述了目前認為優選和備選的所要求的發明的實施例，但應該意識到，本領域的技術人員很可能產生許多的變化和修改。所附權利要求旨在覆蓋落在所要求的發明的精神和範圍之內的所有變化和修改。
權利要求
1.一種用於在第一和第二節點之間於服務實例內建立數據流的方法，包含從移動臺發送第一請求消息到第一網絡節點，所述第一請求消息包括服務實例標識符、唯一標識所述移動臺創建的新流的流標識符以及用於所述新流的至少一個質量參數；在所述第一節點確定滿足所述至少一個質量參數的新流是否能在所述第一節點和所述移動臺之間被支持；從所述第一節點發送第二請求消息到第二網絡節點，所述第二請求消息包括服務實例標識符和至少一個質量參數；以及在所述第二節點授權由所述第二消息的服務實例標識符標識的滿足所述第二消息的所述至少一個質量參數的服務實例。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述第一節點是無線電節點並且所述第二節點是分組數據交換節點。
3.如權利要求1所述的方法，其中在所述第一節點進行確定包含確定由所述第一請求消息的服務實例標識符標識的在前已有的服務實例能在所述第一節點和所述移動臺之間支持所述新流及其相關聯的至少一個質量參數；以及從所述第一節點發送應答消息到所述移動臺，所述應答消息包括所述第一請求消息的服務實例標識符、所述流標識符以及用於所述新流的所述至少一個質量參數；其中所述第一和第二請求消息的所述服務實例標識符相同。
4.如權利要求1所述的方法，其中在所述第一節點進行確定包含確定由所述第一請求消息的服務實例標識符標識的在前已有的服務實例不能在所述第一節點和所述移動臺之間支持所述新流及其相關聯的至少一個質量參數；確定所述新流將在支持所述至少一個質量參數的新服務實例中；以及從所述第一節點發送應答消息到所述移動臺，所述應答消息包括唯一標識到所述移動臺的所述新服務實例的新服務實例標識符、所述流標識符以及用於所述新流的所述至少一個質量參數；其中所述第二請求消息的所述服務實例標識符是所述新服務實例標識符。
5.如權利要求1所述的方法，其中在發送所述第一請求消息之前，所述第二節點從不同於所述第一節點和所述移動臺的一個節點接收用戶簡檔，所述用戶簡檔包括與所述移動臺相關聯的多個質量參數。
6.如權利要求1所述的方法，還包含從所述移動臺發送過濾器消息到所述第二網絡節點，所述過濾器消息包括所述流標識符、所述新流的流方向以及至少一個分組過濾器。
7.如權利要求6所述的方法，其中所述至少一個分組過濾器包含從與所述移動臺相關聯的所有其它流中唯一地標識所述新流的多個分組過濾器。
8.如權利要求6所述的方法，還包含在發送所述過濾器消息之後，在所述第一節點確定所述新流不能進一步被支持以滿足所述第二消息的至少一個質量參數；從所述第一節點發送修改的第二請求消息到所述第二節點，所述修改的第二消息包括所述第二請求消息的服務實例標識符以及不同於所述第二請求消息的至少一個質量參數的至少一個更新的質量參數；以及在所述第二節點授權由所述第二請求消息的服務實例標識符標識的服務實例，以滿足所述至少一個更新的質量參數。
9.如權利要求6所述的方法，還包含，在所述第一或第二節點之一，映射所述第二請求消息的服務實例標識符到所述流標識符和所述至少一個分組過濾器中的至少一個。
10.如權利要求1所述的方法，還包含確定應用於所述分組的策略，以及映射所述服務實例標識符到所述策略。
11.如權利要求10所述的方法，其中確定策略是在所述第二節點，以及所述策略在所述第二節點對在上行鏈路和下行鏈路方向的至少一個中發送的分組實施。
12.如權利要求10所述的方法，其中確定策略是在所述第一節點，以及所述策略在所述第一節點對至少在從所述第一到所述第二節點的上行鏈路方向中發送的分組實施。
13.如權利要求10所述的方法，其中確定策略是在所述第二節點，以及所述策略在所述第一節點至少對在從所述第一到所述第二節點的上行鏈路方向中發送的分組實施。
14.如權利要求1所述的方法，還包含，在所述第二節點授權服務實例之後，從所述第二節點向所述第一節點發送將所述授權通知所述第一節點的登記應答消息。
15.一種信令協議，允許無線電節點和分組交換數據節點之間的服務實例的幾個流中的至少一個上的保證的質量，包含在移動臺和無線電節點之間建立一個主服務實例；所述移動臺向所述無線電臺信號通知服務實例標識符、新流標識符以及用於由所述流標識符標識的所述新流的至少一個質量參數；在所述無線電節點確定能承載所述流的候選服務實例以便滿足所述至少一個質量參數之後，所述候選服務實例是在前已有和新服務實例之一，所述無線電節點向所述移動臺和分組數據交換節點信號通知所述候選服務實例標識符；分組數據交換節點信號向所述無線電節點信號通知包括所述候選服務實例標識符的授權；所述移動臺向所述無線電節點和所述分組數據交換節點中的至少一個經所述無線電節點信號通知唯一標識所述新流的分組過濾器；以及基於所述分組過濾器在所述無線電和分組數據交換節點之間在所述新流上發送數據分組。
16.如權利要求15所述的信令協議，其中所述移動臺經所述無線電節點信號通知所述無線電節點和所述分組數據交換節點中的至少一個包含信號通知分組過濾器、流方向以及所述流標識符。
17.如權利要求15所述的信令協議，還包含從AAA節點向所述分組交換數據節點信號通知與所述移動臺相關聯的一系列質量參數。
18.如權利要求15所述的信令協議，其中所述無線電節點向所述移動臺和分組數據交換節點信號通知所述候選服務實例標識符，還包含所述無線電節點在單個信令消息中向所述移動臺信號通知所述候選服務實例標識符和參數以建立新的業務空中鏈路。
19.如權利要求15所述的信令協議，其中所述移動臺向所述無線電臺信號通知服務實例標識符、新流標識符以及用於由所述流標識符標識的新流的至少一個質量參數，包含在單個消息中信號通知。
20.一種移動臺，包含控制器，用於確定要在所述移動臺和經空中鏈路連接到所述移動臺的一個移動節點之間傳遞的數據是第一或第二數據類型的一個；存儲器，它存儲應用程式，所述應用程式包含第一數據類型與至少一個傳輸質量參數的第一集合的關聯以及不同的第二數據類型與至少一個傳輸質量參數的不同的第二集合的關聯，所述應用程式還包含計算機指令，以構造包括服務實例標識符和與所述控制器確定的數據類型相關聯的至少一個傳輸質量參數的所述第一或第二集合的QoS參數請求消息；以及發射機，連接在所述控制器和天線之間，用於發送所述QoS參數請求消息到所述移動節點。
21.如權利要求20所述的移動臺，還包括連接在所述天線和所述控制器之間的接收器，用於接收包括服務實例標識符和與所述控制器確定的數據類型相關聯的至少一個傳輸質量參數的集合的服務連接消息，其中所述應用程式還用於響應於接收所述服務連接消息而構造一個過濾器消息，所述過濾器消息包含至少一個過濾器參數的集合和由所述至少一個過濾器參數的集合過濾的數據分組被過濾到的服務實例的標識符。
22.如權利要求21所述的移動臺，其中服務實例的標識符是流標識符，所述流標識符唯一地標識由至少一個過濾器參數的集合過濾的數據分組被過濾到的服務實例上承載的流。
23.一種基站，包含接收機，用於從經空中鏈路連接到所述基站的移動臺接收包括至少已有服務實例標識符和至少一個質量參數的集合的QoS參數請求消息；控制器，連接到所述接收機，用於確定其上新流滿足至少所述基站和所述移動臺之間的至少一個質量參數的集合的主體服務實例是在前已有服務實例還是新服務實例；以及發射機，連接到所述控制器，用於響應於所述控制器確定而發送服務連接消息到所述移動臺，以及發送登記請求消息到分組數據交換節點，所述消息中的每個包含用於所述主體服務實例的服務實例標識符。
24.如權利要求23所述的基站，其中所述登記請求消息還包含至少一個質量參數的集合。
25.一種分組數據交換節點，包含接收機，用於從基站接收登記請求消息和過濾器消息，所述登記請求消息包含服務實例標識符和至少一個質量參數的集合，並且所述過濾器消息包括至少一個分組過濾器的集合；控制器，用於確定由所述服務實例標識符標識的主體服務實例可滿足至少一個質量參數的集合，並且用於沿所述主體服務實例路由滿足分組過濾器的集合中的每個的數據分組；以及發射機，用於響應於所述控制器這樣確定而發送授權消息到所述基站。
26.如權利要求25所述的分組數據交換節點，其中過濾器消息還包含流標識符，並且所述控制器用於沿由所述流標識符標識的數據流路由滿足分組過濾器的集合中的每個的數據分組，所述數據流在所述主體服務實例之內。
全文摘要
移動臺MS、無線電節點RN和分組數據交換節點PDSN之間的信令方式能實現一個質量參數應用到在移動臺和CDMA2000網絡之間傳送的分組。MS創建某一數據類型的分組的新流，並將用於該流的相關質量參數發送到BS。BS確定已有的還是新的服務實例將承載新流，並且從PDSN獲得該服務實例的授權以滿足質量參數。BS或PDSN在流和策略之間構造一個保證滿足質量的映射，並且該映射用來將不同的分組放置到適當的流和服務實例中。策略和實施在上行鏈路和下行鏈路可以不同。
文檔編號G06F13/00GK1860458SQ200480028571
公開日2006年11月8日 申請日期2004年8月6日 優先權日2003年8月6日
發明者H·鄭, M·格賴斯 申請人:諾基亞有限公司