CN100441034C

CN100441034C - 服务通用分组无线业务支持节点控制资源分配的方法

Info

Publication number: CN100441034C
Application number: CNB2004100969350A
Authority: CN
Inventors: 谷玮; 郭龙平
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2004-12-06
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2024-12-06
Also published as: CN1787683A

Abstract

本发明公开了一种服务通用分组无线业务支持节点(SGSN)控制资源分配的方法，包括：配置漫游用户业务质量(QoS)限制表，用于记录QoS受限的漫游移动终端(MS)归属功能陆地移网络(PLMN)及该归属网络的MS漫游到本PLMN所使用分组数据业务的最高QoS。当SGSN收到MS发起的包含请求QoS参数的PDP上下文的激活请求后，确定该用户是否是漫游用户，如果是，SGSN选择该用户归属网络对应的最高QoS、用户签约QoS及请求的QoS中最小QoS进行资源协商，得到SGSN支持的QoS作为当前QoS，并向GGSN发起含有当前QoS的PDP上下文激活请求。应用本方法，运营商可根据实际需要对不同PLMN的漫游MS提供不同QoS限制规则，有效地控制资源分配。

Description

服务通用分组无线业务支持节点控制资源分配的方法

技术领域

本发明涉及通信系统中的资源分配技术，特别是指一种服务通用分组无线业务(GPRS)支持节点(SGSN)控制资源分配的方法。

背景技术

图1所示为现有技术中GPRS/通用移动通讯系统(UMTS)网络结构示意图。参见图1所示，现有UMTS系统采用了与第二代移动通信系统类似的结构，由UMTS陆地无线接入网(UTRAN，UMTS Territorial Radio AccessNetwork)、核心网(CN)与移动终端(MS)构成，并且，该UMTS系统还保持了对全球移动通信系统(GSM)的兼容性，即GSM中的无线子系统(BSS)可以直接通过A接口和Gb接口接入CN。其中，UTRAN用于处理所有与无线有关的功能，而CN处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换和路由功能。CN从逻辑上分为电路交换域(CS，Circuit Switched Domain)和分组交换域(PS，Packet SwitchedDomain)，分别支持话音和数据业务。

CS域包括移动交换中心服务器(MSC-Server)，媒体网关(MGW)和网关移动业务交换中心服务器(GMSC-Server)等节点，其中，MSC-Server用于传输CS域的控制面数据，实现移动性管理，呼叫控制，鉴权加密等功能，GMSC-Server用于实现GMSC的呼叫控制和移动性控制的控制面功能，如实现呼入呼叫的路由以及和外部网通信完成网间结算等功能，MGW用于实现用户面数据的传输；PS域包括服务通用分组无线业务支持节点(SGSN)，网关通用分组无线业务支持节点(GGSN)等节点，其中，GGSN主要负责和外部网络进行接口，同时，GGSN还负责实现用户面数据的传输。归属网络服务器(HSS)用于存储用户签约信息。SGSN在PS域中的位置和CS域的MSC/VLR类似，其核心功能是实现路由转发、移动性管理(Mobility Management，MM)、会话管理(Session Management，SM)和用户信息存储(Information Storage)等功能。

SGSN所保存的用户信息包括两个部分，一部分是从归属位置寄存器(HLR)获得的用户签约信息，这部分信息对于SGSN而言是固定的，除非HLR发送消息通知SGSN修改，因此我们一般称之为用户的静态数据；另一部分是用户的动态信息，主要包括移动位置信息和已激活的分组数据协议(PDP)上下文等，这部分信息随着用户位置的移动和PDP上下文的激活、修改和去激活随时变化，因此将其称为用户的动态数据。

在移动通信系统中，每个MS都拥有一个唯一的国际移动用户标识(IMSI)，IMSI由移动国家号(MCC)、移动网络号(MNC)、移动用户标识编号(MSIN)构成；MS必然归属某个通信网络，每个通信网络都拥有不同的公共陆地移动网络(PLMN)标识(ID)，PLMN ID由MCC、MNC构成。一个PLMN内的MS其IMSI中的MNC、MCC必定与其所属的PLMNID相同，如中国移动的MCC为460，MNC为00，其网内的MS的IMSI都以46000开头；中国联调的MCC为460，MNC为01，其网内的MS的IMSI都以46001开头，换句话说，根据IMSI就可以判断某个MS是否属于某个PLMN。

在移动通信系统发展初期，MS只能在本PLMN内使用，超出本PLMN覆盖的区域就无法进行任何业务。随着移动通信业务的发展和移动用户移动范围的扩大，各PLMN之间互连互通的需求越来越突出，于是运营商之间开展业务合作，通过签署漫游协议，允许对方的MS漫游到本PLMN，使用本PLMN的网络资源进行各种业务，比如中国移动的用户漫游到国外可以就近使用当地某个PLMN的网络资源进行业务。漫游功能方便了使用移动业务的用户，促进了移动业务的发展。

SGSN要实现MS与GGSN间分组数据包的路由与转发功能，必须在MS到SGSN、SGSN到GGSN间建立一条逻辑通道，3GPP协议把这个过程称为PDP激活流程。PDP激活成功后，MS、SGSN、GGSN上均保存一个PDP上下文，PDP上下文中记录了MS到GGSN间传输分组数据包的映射和路由信息，以及协商的传输分组数据包时可以提供的QoS。通俗地讲，PDP激活流程就是打通MS到GGSN的逻辑通道，并协商好在该通道上以什么样的服务质量来进行数据业务。QoS主要包括可靠性、传输延迟、最大传输速率、保证速率、误码率、发送次序、支持的最大数据包长度等。分组数据业务QoS与业务类型密切相关，对于不同的业务类型SGSN提供不同的QoS，比如Conversational和Streaming业务一般会要求较高的传输速率和稳定的时延抖动，而Interactive业务和Background业务对时延不太敏感，对误码率却有较高的要求。一般来说，QoS越高，特别是传输速率越高，占用网络资源越多。网络资源是有限的且随着系统负荷的变化随时变化，所以当网络资源紧张时可以适当降低PDP的QoS，当网络资源宽裕时再适当提高PDP的QoS，这个过程称为PDP修改流程；用户使用完分组业务后需要拆除MS到GGSN的数据通道，这个过程称为PDP去激活流程。在PDP激活、修改、去激活的过程中始终伴随着MS、SGSN和GGSN间QoS的协商，对UMTS网络还存在SGSN和RNC之间的RAB QoS协商。通过和各网元的QoS协商以达到网络资源的合理分配。

对运营商而言，其设备系统容量是一定的，为获得最好的客户满意度，需要能区分不同级别的用户和不同业务对资源不同的需求，从而为不同级别用户的不同业务分配合适的资源，以达到系统资源的合理分配和有效利用。

现在世界的一大趋势是全球化，越来越多用户来往于世界各地，对移动设备运营商来说，这些商务人士总在不断的漫游。GPRS业务的发展趋势是要提供能和固定网络媲美的业务，使业务不因移动而有所逊色。各个运营商在开展业务时，一般都按自己本地的实际情况设置不同的APN，在手机上设置APN一般而言是比较麻烦的，需要对GPRS业务有一定的认识和了解。为避免用户漫游到其他运营商的网络后需要修改APN才能进行GPRS数据业务而给用户带来的极大不便，一般运营商会将签约数据中的VPLMN NOTALLOWED设置成“YES”，即不允许漫游用户使用VPLMN的GGSN接入外部网络。

因此，漫游用户上网进行业务的数据通路如图2所示，UC-B为PLMN B网络中的用户终端，当UC-B漫游到PLMN A网络时，直接通过PLMN A网络的2G/3G接入网接入到PLMN A网络中。

而如果一个运营商所在范围内有大量的漫游用户(这种情况在一些国际化的大都市是很平常的情况，如香港、上海)，而这些用户在HPLMN中签约至少384Kbps的业务并经常上网进行数据业务(随着3G的发展，越来越多需要高带宽的业务将会呈现给用户)，这样漫游用户消耗了所拜访网络的大量空口接入资源，而导致运营商无法为本网用户提供较好的服务，甚至出现因为网络资源拥塞无法接受本网用户的服务请求，这种情况和IP固网中的“拒绝服务”(DOS，Denial of Service)类似。

在这种情况下，RAN是没有办法识别用户是否漫游，无法进行有效的空口资源调配。特别是对GPRS网络，现在BSC一般都不支持PFC，根本就无法实现全局资源协商控制和有效的分配。故此时唯一能知道用户是否漫游且能进行有效资源控制的网络实体就只有SGSN了。如前所述，PDP激活过程就其本质而言，实际上就是各网元资源分配协商的过程，SGSN在此过程中起着承上启下的枢纽作用。本地运营商可以根据和其他运营商签订的漫游协议，在SGSN灵活配置，通过控制漫游用户PDP激活过程中的资源指配实现网络资源的有效管理，从而很方便的解决了上述问题。

图3所示为漫游用户QoS限制控制示意图。参见图3，运营商A、B、C、D的运营网络分别对应PLMN A、B、C、D，如果运营商A分别与运营商B、C、D签署不同的漫游协议。根据协议内容，PLMN B的MS可以漫游到PLMN A进行分组数据业务，但是其QoS受限制机制B约束，PLMN D的MS可以漫游到PLMN A进行分组数据业务，但是其QoS受限制机制D的约束，PLMN C的MS可以漫游到PLMN A进行分组数据业务，其QoS不受人为限制，即与PLMN A的MS同等对待。

从上述实例中可以看出，现在已经广泛使用的资源分配控制的手段：SGSN分配网络资源时不区分漫游MS和本PLMN的MS，全部按照相同的QoS协商原则分配网络资源，即对于一个特定的PLMN网络，与其签约的用户如果在两个PLMN网络漫游时，全部采用一种QoS协商原则。由于网络资源是有限的，而这种情况下如果存在大量的漫游用户，则需要占用大量的网络资源，由此可导致本PLMN的MS无法正常使用业务，因此，对于本地网络的运营商来说，无法真正有效控制自身网络资源的分配。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种服务通用分组无线业务支持节点控制资源分配的方法，使其能根据本地网络资源情况对不同的PLMN的漫游MS提供不同的QoS限制机制，进而有效地控制资源分配。

为了达到上述目的，本发明提供了一种服务通用分组无线支持节点控制资源分配的方法，该方法是这样实现的：

在服务通用分组无线业务支持节点SGSN中或者在SGSN可以读取的设备实体中配置漫游用户业务质量QoS限制表，用于记录QoS受限的漫游移动终端MS归属公共陆地移动网络PLMN标识，以及该归属网络的MS漫游到本PLMN所使用分组数据业务的最高QoS，该方法还包括：

a.服务GPRS支持节点SGSN收到MS发送的包含请求QoS参数的分组数据协议PDP上下文的激活请求后，根据自身所保存的该用户终端对应的用户归属网络标识，确定该用户是否是漫游用户，如果是，则执行步骤b，否则，跳出本流程；

b.SGSN判断所述漫游用户业务质量QoS限制表中是否记录了该用户的归属网络标识，如果是，则选择所述漫游用户业务质量QoS限制表中该用户归属网络对应的最高QoS、用户签约QoS以及请求QoS中最小QoS进行资源协商，得到SGSN所支持的QoS作为当前QoS。

步骤a中SGSN保存的该用户终端对应的用户归属网络标识是IMSI号码，该IMSI号码是SGSN收到该MS发送的含有IMSI号码的附着请求时保存。

所述漫游用户业务质量QoS限制表通过网络侧的操作维护台设置在SGSN中。步骤b中所述用户签约QoS是从归属位置寄存器HLR获得。

本发明通过配置漫游用户QoS限制表，用于记录QoS受限的漫游MS归属PLMN，以及该归属网络的MS漫游到本PLMN所使用分组数据业务的最高QoS。当SGSN收到MS发起的包含请求QoS参数的PDP上下文的激活请求后，根据SGSN中保存的归属网络标识确定该用户是否是漫游用户，如果是漫游用户，SGSN选择该用户归属网络对应的最高QoS、用户签约QoS以及请求QoS中最小的QoS在SGSN上进行资源协商，得到SGSN所能支持的QoS作为当前协商的QoS，并向GGSN发起含有QoS的PDP上下文激活请求，与GGSN协商得到PS域核心网最终的QoS，然后利用最终的QoS为该用户分配资源。当然在UMTS网络中，SGSN会以此QoS和RNC进行进一步的资源协商。

因此，应用本发明的方法，运营商在分配资源时可根据实际需要对不同PLMN的漫游MS提供不同的QoS限制规则，比如，针对不同的友好PLMN灵活配置不同的漫游用户QoS限制机制，实现不同PLMN漫游用户QoS的分级控制实现运营商对资源分配的可控，提供丰富多样的业务，有效地控制资源分配。

附图说明

图1为GPRS/UMTS系统组网示意图；

图2为漫游用户使用GPRS业务的示意图；

图3为现有技术中漫游用户QoS限制机制控制示意图；

图4为实现本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

由于MS要使用分组数据业务，必须先激活PDP上下文，分组数据业务的QoS就是相应PDP的QoS，因此漫游用户QoS限制，其实就是限制漫游用户激活的PDP的QoS，即在PDP QoS协商过程中引入漫游用户QoS限制机制。

因此，本发明的核心方法是：配置漫游用户QoS限制表，用于记录QoS受限的漫游MS归属PLMN，以及该归属网络的MS漫游到本PLMN所使用分组数据业务的最高QoS。并且，漫游用户QoS限制表可以通过SGSN的操作维护台设置到SGSN，也可以以文件的方式直接设置在SGSN可以读取的任何设备实体中。当SGSN收到MS发起的包含请求QoS参数的PDP上下文的激活请求后，根据SGSN中保存的归属网络标识确定该用户是否是漫游用户，如果是漫游用户，SGSN选择该用户归属网络对应的最高QoS、用户签约QoS以及请求QoS中最小的QoS在SGSN上进行资源协商，得到SGSN所能支持的QoS作为当前协商的QoS，并向GGSN发起含有当前协商QoS的PDP上下文激活请求，并与GGSN协商得到PS域核心网最终的QoS，否则，进行本地正常的QoS控制。

由于IMSI与MS归属移动网络PLMN ID中MCC、MNC必然相同，因此，上述归属网络标识直接可以通过MCC、MNC来表示。

举例说明，某个运营商A同PLMN ID为46000的中国移动、PLMN ID为46001的中国联通以及PLMN ID为46002的运营商B签署漫游协议，允许这三个PLMN的MS漫游到本PLMN，根据漫游协议，中国移动的MS漫游到运营商A的网络使用分组数据业务时的最高QoS为QoS1，中国联通的MS漫游到运营商A的网络使用分组数据业务时的最高QoS为QoS1，运营商B的MS漫游到运营商A的网络使用分组数据业务时只要网络资源允许，QoS不受人为限制；针对这种情况，运营商A可通过操作维护台在漫游用户QoS限制表中增加PLMN ID为46000和46001配置数据，因对PLMN ID为46002的运营商B的MS不作QoS限制，则不需要在漫游用户QoS限制表中配置。

MCC	MNC	漫游用户QoS限制
MCC	MNC	漫游用户QoS限制	460	00	QoS1
460	01	QoS2	460	00	QoS1

表1

参见图4所示，本发明方法的具体实现过程如下：

步骤400：通过操作维护台在SGSN中配置漫游用户QoS限制表，用于记录QoS受限的漫游MS归属PLMN，以及该归属网络的MS漫游到本PLMN所使用分组数据业务的最高QoS。

步骤401：SGSN收到MS发起的PDP上下文激活请求，其中包含用户请求的QoS参数。

步骤402：SGSN根据自身保存的归属网络标识确定该用户是否是漫游用户，如果是，则执行步骤403，否则，执行步骤405。

需要说明的是，由于MS在发起PDP激活请求之前，已经向SGSN发起过附着请求，通过处理用户的附着流程，SGSN获得用户的IMSI并保存，那么也就是保存了该用户终端对应的用户归属网络标识。因此，当SGSN收到该用户的激活请求时，可以直接根据自身保存的该用户的IMSI确定该用户的归属网络。这是现有技术中即可实现的。

步骤403：SGSN判断漫游用户QoS限制表中是否记录了该用户的归属网络标识，如果是，则认为该用户为受限用户，再获取该用户归属网络对应的最高业务质量QoS，执行步骤404，否则，认为该用户为不受限用户，再执行步骤405。

步骤404：SGSN比较该用户签约QoS、归属网络对应的最高业务质量QoS以及用户请求的QoS的大小，选择其中最小的QoS在SGSN上进行资源协商，得到SGSN所能支持的QoS作为当前QoS，再执行步骤406。

步骤405：SGSN比较该用户签约QoS及用户请求的QoS的大小，选择其中最小QoS在SGSN上进行资源协商，得到SGSN所能支持的QoS作为当前QoS。

并且，在上述步骤404和405中用户签约QoS是预先从HLR中获得。

步骤406：SGSN向GGSN发起PDP上下文激活请求，其中包含当前QoS参数。此后GGSN收到该激活请求后，按照现有技术中正常的处理流程处理。

因此，如果运营商要限制从某个PLMN漫游到本PLMN的MS的QoS，只需要在PDP流程中QoS协商子流程，即图4所示的SGSN协商QoS的流程中，根据表1配置和用户所请求的QoS、用户在HLR中签约的QoS，以最低值和周边网络设备，即GGSN、RNC协商完成网络侧资源分配过程即可。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1、一种服务通用分组无线业务支持节点控制资源分配的方法，其特征在于，在服务通用分组无线业务支持节点SGSN中或者在SGSN可以读取的设备实体中配置漫游用户业务质量QoS限制表，用于记录QoS受限的漫游移动终端MS归属公共陆地移动网络PLMN标识，以及该归属网络的MS漫游到本PLMN所使用分组数据业务的最高QoS，该方法还包括以下步骤：

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中SGSN保存的该用户终端对应的用户归属网络标识是该MS的IMSI号码，该IMSI号码是SGSN收到该MS发送的含有IMSI号码的附着请求时保存。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述漫游用户业务质量QoS限制表通过网络侧的操作维护台设置在SGSN中。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b中所述用户签约QoS是从归属位置寄存器HLR获得。