CN100518136C - 在分组模式移动通信网中区分服务质量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种管理服务质量的方法，它旨在与分组模式移动通信网一起使用。本发明的特征在于：如果当网络资源正被访问以便为网络用户执行服务时发生网络过载，则在网络的每一个节点处执行如下步骤，包括：确定用于访问资源的总优先级，所述总优先级由与服务类型相关的至少一个服务质量参数和对应于用户优先级的至少一个服务质量参数的组合来定义；和根据所确定的总优先级，把至少一个预定义的服务质量处理应用到对应于所述服务的数据流上。

Description

在分组模式移动通信网中区分服务质量的方法
技术领域
本发明通常涉及电信领域，并且尤其涉及一种在使用分组交换的移动通信网框架内区分服务质量的方法。
背景技术
在这样的一个环境内，服务质量是指移动通信网络运营商特别地依据网络资源最优化而提供的充分符合要求以满足它的用户的服务容量。
根据本发明的方法要被应用到使用在3GPP标准框架内被标准化的GPRS或UMTS技术的移动网上。为了避免使本说明太厚重，在本说明的末尾处提供一个词汇表，该词汇表包括在此使用的所有缩写词的定义，读者可以参考之。
GPRS标准规定了一种新服务，它用于支持在GSM上的分组模式数据发射并允许向移动运营商的用户提供对基于IP的那些服务(例如电子消息传送、文件下载、网站或WAP访问等)的接入。因此可以在属于GPRS网的一个外部网(通常是互联网)的服务器和移动电话之间交换数据(以IP分组的形式发射的数据)。
为此目的，在移动电话和无线接入网之间建立一条无线信道，然后在核心网内路由数据流。因此，在构造方面来说，GPRS网包括如图1A所示的两个主要部分：核心网RC，它组合了与分组路由相关的网络元件；和接入网RA，它建立与移动电话MS的无线链路。
接入网RA组合了基站收发信机BTS和基站控制器BSC实体。这个组被称为基站子系统BSS，它使用基站收发信机和基站控制器来管理GSM型蜂窝电话网的无线资源。BSS的任务尤其是管理与移动电话MS的无线信道的建立并存储与移动电话请求的数据传送有关的服务质量。
接下来，核心网RC由如下网络元件构成：
-HLR，它是一个数据库，其包含所有网络用户的配置文件并且它被用来管理移动电话用户。它尤其包含与用户和服务相关的服务质量数据。
-SGSN，它是一个网络服务节点，其确保与接入网的通信链路的管理。它存储用户配置文件并控制用户请求的网络资源。
-GGSN，它是一个网络服务节点，其用作网关以便确保与外部网(通常是互联网)的互连。
在确保安全性的同时，核心网GPRS因此经由网关(服务节点GGSN)与外部互连，服务节点GGSN包含允许移动电话与外部网(尤其是互联网)进行通信的路由数据。为了能够发送数据到移动电话，GGSN使用另一服务节点SGSN，它管理移动性，尤其是在移动电话移动时管理移动电话的验证、加密和跟踪。这些网络元件整合了IP路由器功能并构成一个IP网络型网络。
关于移动电话标准UMTS，它可以被认为是上面定义的GPRS网络的一个扩展，并且已被设计来为路由多媒体通信(互联网访问、视频会议、视频游戏、多媒体论坛型即时交换)而提供更强大的满意度，尤其是在吞吐量方面。现在，UMTS和GPRS分成不同的版本或形式，并且尤其是被称为版本99的版本，在下面的说明对此进行特别的参考。
参考图1B，关于接入网部分(关于UMTS标准的被称为UTRAN)，被称为节点B的新的基站收发信机将代替GPRS的BTS，并且被称为RNC的更大容量的基站控制器将代替BSC。
关于UMTS框架内的核心网RC，它存储实际上构成GPRS的那些元件，同时升级SGSN和GGSN服务节点。HLR也通过新用户配置文件的引入而被升级。
在版本99中，所有的服务由已标准化了的四类业务支持：″会话式″、″流式传输″、″交互式″和″后台″。
″会话式″和″流式传输″类被特别设计来传送诸如语音或视频之类的实时流。然而，关于″流式传输″类，对应于观看(或收听)实时视频(音频)的用户，比″会话式″类别在数据传输时间上有较少的约束。
″交互式″和″后台″类对应于非实时服务，并且被设计来使用在诸如导航、电子邮件和FTP应用之类的传统互联网应用框架内。由于这些类别不是实时的，所以由于重发和编码过程使它们提供了明显更好的误码率。
已经看到，本发明尤其涉及GPRS或UMTS网络中的服务质量(QoS)管理领域。而且，现阶段看来有必要回忆一下主要的QoS参数。
GPRS或UMTS支持服务的QoS参数描述了UMTS网络向支持服务用户提供的服务。QoS参数组形成的QoS配置文件规定了这种服务。因此，这些标准化了的参数允许定义在该网络上的一个数据流的主要特性，尤其是在吞吐量、业务类型、优先权等方面的特性。这些QoS参数与用户预订的流的类型相关。如果用户预订了好几种不同的流，则他们将有好几个QoS配置文件。此数据被存储在HLR中的用户配置文件中，并且使用不同的过程被发射给如下实体：SGSN、GGSN以及BSS/RNC。
事实上，用户的QoS配置文件对应于相对于用户请求的特定值的最大经授权的极限值。QoS配置文件还可以对应于运营商配置的一个缺省配置文件。
在一个QoS配置文件中规定的QoS参数具体如下：
″分配保留优先权″(allocation Retention Priority)：这个ARP参数表示用户优先权。它能够具有值1(高优先权)到3(低优先权)。对于用户预订的每个PDP环境，它被提供给HLR。它被定义为用于分配/保留无线资源的优先权。
应该注意：在GPRS支持服务的框架内，这个参数不被发射给BSS；因此，它只在SGSN和GGSN服务节点级可用。
另一方面，在UMTS支持服务的框架内，它被使用于UTRAN的SGSN、GGSN和RNC中以给出(尤其向一个PDP环境的激活给出)优先权。在RNC中，ARP参数包括四个子参数：″优先级″，″占先(pre-emption)性能″，″允许被占先(Pre-emption Vulnerability)″和″允许排队″。SGSN在从HLR中接收此ARP参数后，向子参数给出数值。因此，然后它是表示用户优先权的″优先级″子参数。
-″优先类别(Precedence Class)″：在版本97中最初规定的此QoS参数在它被使用时表示用户的优先权。它的值可以与″分配保留优先权″(ARP)参数的值相同。
因此，先前所述的参数″优先类别″和″分配保留优先权″(或者它的子参数″优先级″)同样与对应于用户优先级的一个数据单元相关。
-″业务类别″：此QoS参数表示与服务类型相关的优先权。正如在版本99中所指出的，所有的服务由四个业务类别支持。而且，此QoS参数可以具有值：″会话式″(高优先权，因为实时需求是很重要的)、″流式传输″、″交互式″和″后台″(低优先权)。
-″业务处理优先权″(THP)：此QoS参数允许规定″交互式″业务类别的优先级。此参数可以有三个值。
除了这些参数之外，还可以为了信息通知的目的规定如下参数，因为它们不被使用在本发明的框架的范围内：
-″传送延迟″：此QoS参数表示在分组传送期间的最大延迟。它只用于优先权服务。
-″确保的位速率″：此QoS参数表示在分组传送期间的吞吐量。它只用于实时服务。
-″最大位速率″：此QoS参数表示最大吞吐量。
如上所述的QoS参数组被定义在3GPP电信标准的框架内。然而，它们的使用未被标准化。
现在将描述为接入GPRS服务而实现的主要过程。参考图2和3描述这些过程。在下面描述的过程允许移动电话连接到网络、预留核心网中的资源、在实体之间交换QoS参数、以及建立无线信道。一旦所有这些过程被建立了，用户将能够经由GPRS网络发射或接收数据。
因此，为了接入GPRS服务，移动终端MS必须首先利用参考图2所述的网络连接方法连接到网络。当用户进入GPRS网络覆盖区时(例如当他们打开他们的移动终端时)，此方法开始应用。这种方法允许在移动终端MS和SGSN服务节点之间建立一条逻辑链路。
在第一阶段期间，终端MS请求连接到GPRS网络的可能性。此请求经由BSS和本地SGSN而被执行，并且包括允许定位该终端的数据，尤其是IMSI数字。
在第二阶段期间，在SGSN和HLR之间实现一种被称为MAP协议的交换协议。具体地说，SGSN向HLR发射移动终端MS的位置数据更新。
在返回方向上，在第三阶段期间，由于接收到的位置数据更新，HLR向SGSN传送用户数据，该用户数据描述了用户有权使用的服务(一个或多个)，具体地说是用户所预订的QoS(一个或多个)(如果用户预订了好几个服务)和ARP参数(一个或多个)。
在第四和第五阶段期间，每个SGSN和HLR实体分别发送一个确认，确认的目的地是另一个实体。这终止了在这些实体之间用于把终端MS连接到网络上的数据交换协议。
最后，SGSN经由BSS发送一个连接接受给终端MS。
参考图3描述一个包括分组会话创建的用于创建PDP环境的过程。它允许移动终端请求在SGSN和GGSN中存储PDP环境并因此在核心网中预留用于执行用户期望的服务的资源。PDP环境是表征一个基础传输服务的一组数据单元。它包括根据一种特定的协议以及根据一个特定的服务质量配置文件(吞吐量、延迟、优先权等)允许用户与规定的PDP地址通信的参数。
当用户希望在GPRS网络上发送或接收数据以便执行他们预订的一个服务时，这种方法因此被应用。它由移动用户触发，并允许终端由执行与该GPRS用户请求的外部网络互连的GGSN服务节点所知。当这个PDP环境激活方法完成时，在各个网络节点之间交换相应的质量服务配置文件，并且然后可以开始在GPRS网络和对应于用户请求的服务的外部网之间的数据传输。
此方法尤其实现了GTP协议。在第一阶段期间，移动终端MS请求在将通过其发射数据的核心网中创建一个GTP隧道。在此请求期间，它规定这个隧道请求的QoS。
SGSN然后执行接受检查。为此，它把期望的QoS与它在移动终端和网络的连接方法期间接收到的预订的QoS(或预订的QoS之一)进行比较。如果用户请求的QoS超过了预订的QoS，则取决于关于允许确定请求的资源在SGSN级是否可用的一个检查，SGSN可以拒绝或修改隧道创建请求。
在第三阶段期间，SGSN把隧道创建请求与来自SGSN进行的检查中的QoS参数一起中继给GGSN。这被称为协商的QoS。ARP参数也在此阶段期间被SGSN发射给GGSN。
在第四阶段期间，GGSN也执行一个接受检查。此检查允许根据协商的QoS属性来确定请求的资源在GGSN级是否可用。如果是这种情况，那么接受功能预留相应的资源，并且GGSN确认移动终端的请求。
在第五阶段期间，SGSN接受移动终端的请求，并把最后的QoS、PFI参数和RPL参数发送给移动终端。
在这个PDP环境创建方法的最后，在SGSN和考虑与用户协商的QoS参数的GGSN之间创建一个GPRS隧道。
一种被称为″分组流环境″的方法因此包括把与数据传送相关的QoS参数从SGSN传送给BSS。在BSS级存储的所有数据依据名称″分组流环境″或PFC而被标准化，并将在与BSS交换的各种消息中被PFI识别。
PFC尤其包括下列QoS参数：″优先类别″，″业务类别″，″业务处理优先权″，″确保的位速率″，以及″最大位速率″。ARP参数同样在BSS级未被存储。
最后，一种被称为TBF建立的特殊方法被实现用于建立用户必须可用的无线信道以便发送或接收数据。当终端MS或BSS必须通过无线接口发射数据并且在特定的移动终端和BSS之间没有现有的信道时，用于建立TBF的方法发生了。上行的TBF是指从移动终端发射给网络的数据，而下行的TBF是指网络到移动终端的方向。无线信道的特性取决于与用户以及与对应于数据流的服务相关的QoS参数。
现在将考虑用于在UMTS支持服务的框架内激活一个PDP环境的方法。
正如象在GPRS框架的情况下那样，当PDP环境被激活时，UMTS网络的各个节点接收根据请求的PDP环境规定的服务质量数据和在HLR处存储的用户数据，它们描述了尤其用户能够以预订的QoS和ARP参数接入的那些服务。
当用户位置被更新时，对应于用户优先级的那个数据-即，包含在定义用户预订的PDP环境(一个或多个)的数据中的ARP参数-被发射给SGSN。当用户激活PDP环境时，这个信息被发射给GGSN，然后发射给RNC。
参考图4详细描述这种方法。
在第一阶段期间，移动终端MS请求向它的连接SGSN激活一个PDP环境，规定期望的QoS。SGSN可以特别根据预订数据修改期望的QoS。这被称为协商的QoS。
在第二和第三阶段期间，SGSN以协商的QoS发送请求给GGSN。GGSN反过来可以修改或拒绝该QoS，并且GGSN如此协商的QoS被返回给SGSN。
在第四和第五阶段期间，SGSN发送一个请求给RNC以便通过以RAB参数的形式描述QoS来分配必要的资源。这些参数尤其包括所述的业务类别和ARP参数。应该注意：RNC可以接受或拒绝所请求的RAB。
最后，第六阶段包括：通过在网络上向它发送协商的服务质量来接受移动终端MS的请求。
然而，在数据的建立和传送期间，GPRS/UMTS网络中存在一些可能的瓶颈。这尤其涉及SGSN、GGSN和BSS/UTRAN设备。不论在可用的吞吐量方面还是存储空间或处理器负载方面，它们每一个都只有有限的资源。可是，应该注意：它基本上是无线接入(BSS/UTRAN)，这是通过这些类型的网络传送数据时的限制因素。
因此，在成本降低的环境内，当定义具有一个适合于不同类型的支持业务(这些业务的通带和服务质量需求相差悬殊)的性能的无线覆盖范围时，网络资源以及值得注意的无线最优化变得很关键。如早已看到的，尤其互联网业务的引入要求显示既适于话音业务又适于数据业务的网络而不论实时与否。
这就是为什么当考虑移动网络的限制条件并提高它的效率时改善服务质量的管理趋向于变成一个主要关心问题的原因了。此外，因为感觉到的服务质量对用户满意度有重要影响，因此确保适当的服务质量管理的能力将被视为区分各个GPRS/UMTS运营商的重要因素。
当网络设备之一过载时用于管理服务质量的一个简单机制可以包括″先来先服务″型方法。但是移动运营商不满意这类方法，因为它没有考虑用户配置文件，也没有考虑被请求的服务类型。因此期望使用诸如上面在说明书中定义的那些之类的QoS参数。
现在，象当前应用得那样在GPRS或UMTS网络中基于QoS参数的使用来管理服务质量还不是令人满意的。很显然，即使QoS参数本身被标准化，但它们的使用却没有。在网络中这些QoS参数的使用实际上由包括SGSN、GGSN和BSC/RNC的网络的各个元件生产商所执行的实施选择所引起。
结果，在GPRS/UMTS网络元件级存在某些实施，其仅仅基于特定的QoS参数来提供处理。生产商选择的用于管理QoS参数的处理可以是与用户请求的服务相关的一个处理，以便在网络过载的情况下帮助访问资源和在QoS方面更受限制的那些应用(通常是实时或多媒体应用)。当PDP环境被激活时，主要使用在SGSN、GGSN、和BSS/RNC中在GPRS/UMTS网络框架内可用的服务相关的QoS参数″业务类别″和″业务处理优先权″来完成这种区分。
在网络过载的情况下为特定用户帮助访问资源也是一种已知技术。使用对应于用户优先级的一个QoS参数来完成这种区分。在GPRS网络的框架内，例如可以使用SGSN和GGSN的ARP参数以及使用BSS中的″优先类别″参数来完成这种区分；而在UMTS网络的框架中，例如可以使用SGSN和GGSN的ARP参数以及使用RNC中的ARP参数组(″优先级″、″占先性能″、″允许被占先″以及″允许排队″)来完成这种区分。
因此，在所有这些实施中，与这些QoS参数相关的处理以一种线性方式(即相继地)来完成。因此，这导致根据服务(如果在GPRS/UMTS网络的每个节点级考虑的QoS参数主要与服务有关)或者根据用户(如果在GPRS/UMTS网络的每个节点级考虑的QoS参数主要与用户有关)执行的服务质量管理。
在GPRS/UMTS网络中当前管理服务质量的方式因此表现出一个重要的缺陷，因为它例如不允许在为优先用户保持非实时应用资源的同时帮助对实时应用进行资源访问。
本发明的目的是通过考虑管理服务和用户之间在网络上的资源分布的需求提供一种允许在诸如GPRS/UMTS网络之类的分组交换移动通信网中调整服务质量管理的方法来解决这些缺点。
通过基于与服务类型和用户相关的QoS参数的综合考虑使用允许在网络过载情况下区分网络上的服务质量的服务质量管理方法来实现这个目的。
发明内容
为此目的，本发明涉及一种在分组模式移动通信网中的服务质量管理方法，其中为了与一个数据流对应的网络用户的服务的执行，该方法包括一个基于与用户优先级对应的至少一个服务质量参数和与服务类型相关的至少一个服务质量参数来确定与所述数据流关联的总优先级(NPG)的阶段，所述方法特征在于还包括一个将所述总优先级(NPG)与将要被应用到所述数据流上的至少一个服务质量处理相关联的阶段，所述服务质量处理区分对网络资源的访问。
优选地，该方法将包括一个阶段，该阶段包括：在网络过载的情况下，通过考虑与这个数据流相关的总优先级和与对应于在网络发现的其它用户的数据流相关的总优先级，向该数据流应用上述服务质量处理。
根据一个实施例，根据一个表格来确定与数据流相关的总优先级，所述表格规定分别对应于用户优先级和服务类型的两个服务质量参数的每个组合的总优先级数值。
优选地，网络由运营商管理，并且总优先级可以由所述网络运营商配置。
优选地，移动网络包括一个核心网和一个接入网，并且由节点组中的至少一个节点来实现，其中所述节点组包括一个确保与接入网的通信链路的管理的核心网服务节点、一个确保与外部网络互连的核心网服务节点和一个接入网无线资源管理节点。
优选地，与用于确定总优先级(NPG)的用户优先级对应的服务质量参数包括如下参数组中的一个，所述参数组包括：
-″分配保留优先权″服务质量参数，
-″分配保留优先权″服务质量参数的″优先级″子参数，
-″优先类别″服务质量参数，
所述服务质量子参数和参数被定义在3GPP电信标准的框架内。
优选地，与用于确定总优先级(NPG)的服务类型相关的服务质量参数包括在电信3GPP标准的框架中定义的服务质量参数′业务类别′。
在一个变型中，与用于确定总优先级(NPG)的服务类型有关的服务质量参数还包括在3GPP电信标准的框架内定义的″业务处理优先权″服务质量参数，以便当数据流对应于一个交互型服务时把一个优先级与网络上的数据流相关。
本发明还涉及一种用于实现本发明方法的设备，用于与一个数据流对应的网络用户的服务的执行，所述设备包括根据对应于用户优先级的至少一个服务质量参数和与服务类型相关的至少一个服务质量参数来确定与所述数据流关联的总优先级(NPG)的装置，所述设备的特征在于还包括用于将总优先级(NPG)与将被应用到所述数据流上的至少一个服务质量处理相关联的装置，所述服务质量处理区分对网络资源的访问。
优选地，该设备被安排用于把一个服务质量处理应用到一个数据流上，同时考虑与这个数据流关联的总优先级和与对应于网络上的其它用户的数据流关联的总优先级。
根据一个实施例，该设备与一个行为表关联，该表格为分别对应于用户优先级和服务类型的两个服务质量参数的每个组合规定了一个总优先级值。
有利地，总优先级可以由网络运营商配置。
本发明还涉及根据本发明的设备的一个核心网服务节点，其确保与接入网的通信链路的管理。
本发明还涉及根据本发明的设备的一个核心网服务节点，其确保与外部网的互连。
最后，本发明涉及根据本发明的设备的一个接入网无线资源管理节点。
附图说明
在阅读为了说明和非限制性目的而给出的如下说明之后，将更好地理解本发明，并且其它特性和优点将变得明显；说明书参考附图，其中：
-图1A早已被描述过了，它说明了一个GPRS网络的结构；
-图1B也早已被描述过了，它说明了一个UMTS网络的结构；
-图2也已经被描述过了，它说明了用于把移动终端连接到GPRS型网络上的方法的主要阶段；
-图3也早已被描述过了，它说明了用于在GPRS型网络的框架内激活一个PDP环境的方法的主要阶段；
-图4也早已被描述过了，它说明了用于在UMTS型网络的框架内激活一个PDP环境的方法的主要阶段；
-图5说明了依据根据本发明确定的一个总优先级在GPRS网络框架内无线资源管理节点BSS的一个行为示例；
-图6说明了依据根据本发明确定的一个总优先级在GPRS网络框架内SGSN/GGSN服务节点的一个行为示例。
具体实施方式
首先，本发明的说明将参考GPRS型移动通信网给出。UMTS网络的应用反过来在稍后在说明书中将描述的实施方式中隐含某些差别。然而，本发明的原理同样适用于如上所述的每一种类型的网络。
因此，本发明的方法允许基于与服务和用户相关的优先权而在数据流的处理中给出优先权。这种优先化考虑了用户和服务类型的这一事实，允许相对于其它用户给予某些用户类优先权同时根据吞吐量和延迟提供具有不同需求的服务。移动通信网络运营商因此将在创建面向它的用户的提供方面有显著的灵活性。
为了那么做，在GPRS移动通信网的框架内，当访问用于执行对应于一个激活的PDP环境的服务的资源时，在网络过载的情况下，本发明提供的服务质量管理建议组合至少如下QoS参数：
-在核心网的SGSN和GGSN服务节点级的″分配保留优先权″、″业务类别″，可能还有″业务处理优先权″，和
-在接入网的BSS无线资源管理节点级的″优先类别″、″业务类别″，可能还有″业务处理优先权″。
因此，在GPRS网络的每一BSS、SGSN和GGSN节点级，根据本发明的服务质量管理一般来说包括：组合至少与服务类型相关的QoS参数与至少对应于用户优先级的服务质量参数，其中与服务类型相关的QoS参数尤其包括″业务类别″QoS参数，可能还包括″业务处理优先权″QoS参数，对应于用户优先级的服务质量参数尤其包括用于SGSN和GGSN服务节点的″分配保留优先权″QoS参数以及用于BSS节点的″优先类别″参数。
实际上，正如先前在说明书中看到的，在GPRS网络框架内，在涉及为了激活的PDP环境而把与数据流相关的QoS参数从SGSN传送给BSS的PFC方法期间，″分配保留优先权″参数不被发射给BSS。此外，根据本发明的一个实施例，″优先类别″参数在BSS级被使用，当它被使用时，在PFC方法期间它接着从SGSN被传送给BSS。这个参数将具有与″分配保留优先权″参数相同的数值，并且将以相同的方式定义用户优先级。
还应当注意到：″业务类别″和″业务处理优先权″参数密切相关；当后者对应于一个交互服务类型时，后者只被用于表示与一个数据流相关的优先级。因此，它只在″业务类别″QoS参数使用交互式数值时才被使用。
根据本发明基于QoS参数的此特定组合的服务质量管理，允许建立一些优先级用于在网络过载的情况下处理网络上的不同数据流。有利地，这些优先级可以由网络运营商配置。
根据本发明，这些可配置优先级的每一个都与至少一个预定义的QoS处理相关，预定义的QoS处理可以被每一个网络节点(BSS，SGSN，GGSN)使用来在网络过载的情况下区分对资源的访问。
一些预定义的QoS处理可以被应用，例如：
-接受控制，它包括：检查资源是否可用于在所述网络的节点级建立呼叫。因此，在网络过载的情况下并且取决于本发明确定的与数据流相关的优先级，接受控制处理确定请求是否应该被接受；
-占先，它包括：占先另一无线接入支持服务(RAB)的资源的可能性。因此，在网络节点级过载的情况下，网络节点级基于根据本发明的QoS参数组合确定的优先级，以便确定具有低优先级的用户并强迫把他们从网络中删除；
-区分的资源分配，它包括：在信道建立请求期间，在网络过载的情况下，并且对于所述网络的每个节点，考虑根据本发明的QoS参数的组合所确定的优先级，以便在此优先级分配一个成比例的吞吐量。
对于根据本发明的服务质量管理，下面的表格通过提供GPRS框架内的BSS的行为示例而描述了一个行为列表。在此示例中，该表格定义了九个总优先级，每一个都具有将被BSS应用的一个预定义的服务质量处理。通过考虑与服务类型相关的QoS参数(″业务类别″、″业务处理优先权″)和与用户优先权相关的QoS参数(″优先类别″)，行为表格因此依据根据本发明确定的用于访问网络资源的总优先级识别BSS必须执行的QoS处理。
BSS将能够在上行或下行无线信道创建请求期间应用这些机制。
BSS级的行为表格
Figure C20048000173200171
在此示例中，目的是创建对应于″优先权类别″参数值等于1的一个奖赏(Premium)用户类别，同时分开实时(″″会话式″和″流式传输″业务类别支持的服务)和非实时(由″交互式″和″后台″业务类别支持的服务)之间的服务处理。
图5说明了参考上述行为表格的BSS的行为。在此示例中，对被请求资源的访问对应于在BSS级存储的QoS配置文件；此配置文件使用PFI参数而被识别，并包含值为″2″的″优先类别″参数，同时″业务类别″和″业务处理优先权″(THP)分别具有值″交互式″和″1″。根据本发明，在此示例中，分别对应于用户优先级和与服务类型相关的优先级的这些QoS参数的组合允许确定等于5的一个总优先级NPG。
根据等于5的总优先级，BSS因此必须应用如下QoS处理：
-区分的资源分配
-在7到9的总优先级上的占先，和
-接受控制
在SGSN和GGSN服务节点级，下面的表格描述了根据本发明用于管理服务质量的这些节点的行为示例。此表格定义了五个总优先级。它因此依据根据本发明确定的总优先级来识别要被SGSN和GGSN执行的QoS处理，并且同时，考虑与服务类型相关的QoS参数(″业务类别″、″业务处理优先权″)和与用户优先权相关的QoS参数(″分配保留优先权″)。在这些节点级，对应于用户优先级的QoS参数是″分配保留优先权″(ARP)参数，而不是象BSS中那样是″优先类别″参数。
取决于总优先级，SGSN和GGSN节点必须应用表格中该描述的QoS处理。在PDP环境创建请求期间，SGSN可以应用这些处理。
SGSN/GGSN级的行为表格
Figure C20048000173200191
在此示例中，目的是向具有高优先权的用户给出首选项；即，ARP参数等于1以及从而能够为它们的实时服务而占先所有其它用户的那些；即，″会话式″和″流式传输″业务类别支持的服务。
图6因此说明了参考上述表格的SGSN/GGSN的行为。在此示例中，对被请求资源的访问对应于在SGSN/GGSN级存储的一个QoS配置文件，其中：ARP参数具有值″1″，同时″业务类别″参数具有值″流式传输″，而业务处理优先权″(THP)参数未被使用。根据本发明，在此示例中，分别对应于用户优先级和与服务类型相关的优先级的这些QoS参数的组合允许确定等于1的一个总优先级NPG。
根据等于1的这个总优先级，SGSN/GGSN因此必须应用如下预定义的QoS处理：
-区分的资源分配
-在低于9的所有总优先级上的占先，和
-接受控制
具体地说，在网络的每个BSS、SGSN和GGSN节点级，使用为应用预定义的服务质量处理所实现的服务质量区分算法来获取采样数据表中的数据的利用。因此，此算法的输入是与服务类型和用户相关的QoS参数值，并且它的输出将是根据所述QoS参数的组合所述节点必须应用的QoS处理。
应该指出：图5和6中，就象利用因此被应用的QoS处理那样，由一方面对应于与服务类型相关的优先级而另一方面对应于用户优先级的特定QoS参数组合所确定的总优先级，只是为了实施例示例的说明目的而给出的。根据运营商选择用于网络的服务质量管理策略，当然可以使用其它配置选择，而没有离开本发明的框架。
现在将考虑本发明在UMTS型移动通信网中的应用。当访问用于执行对应于一个激活的PDP环境的服务的资源时，在网络过载的情况下，在UMTS框架内根据本发明的服务质量管理建议组合至少如下QoS参数：
-在核心网的SGSN和GGSN服务节点级的″分配保留优先权″、″业务类别″，可能还包括″业务处理优先权″，和
-在接入网的RNC无线资源管理节点级的″优先级″、″占先性能″、″允许被占先″、″允许排队″、″业务类别″，可能还包括″业务处理优先权″。
因此，在UMTS网络的每一个RNC、SGSN和GGSN节点级，根据本发明的服务质量管理大体上包括：组合至少与服务类型相关的QoS参数(更具体地说，包括QoS参数″业务类别″，可能还包括″业务处理优先权″)与至少对应于用户优先级的服务质量参数(它包括用于SGSN和GGSN服务节点的″分配保留优先权″，以及更具体地说，包括用于RNC节点的″分配保留优先权″参数的″优先级″子参数)。
实际上，在UTRAN中，″分配保留优先权″(ARP)参数包括四个子参数：″优先级″、″占先性能″、″允许被占先″和″允许排队″。SGSN在接收来自HLR中的ARP参数后把数值分配给子参数。ARP在PDP环境创建方法期间被发送给GGSN。另一方面，子参数是被发送给RNC的那些，具体地说，它是″优先级″子参数，其将在RNC级被使用于UTRAN中以便分配一个优先级给用户。
不考虑实施方式中的这个细微差别，在上面应用到GPRS型网络的实施示例中示出的原理保持不变。
示出了一个UMTS网络示例，其中定义了三个用户类别：
-类别1：HLR中的ARP＝1
-类别2：HLR中的ARP＝2，和
-类别3：HLR中的ARP＝3
在此网络中，在无线级网络过载的情况下，期望的结果是：实现一个预定义的QoS处理，其中：类别1的用户的非实时服务占先类别3的用户的非实时服务。因此，在每个网络节点级，为在每个节点级应用预定义的占先处理实现如下服务质量区分算法：
如果(″业务类别″＝交互式，或者″业务类别″＝后台)并且(ARP＝1)，
那么占先(″业务类别″＝交互式，或者″业务类别″＝后台)并且(ARP＝3)
在这里，当SGSN和GGSN节点被考虑时ARP被认为是″分配保留优先权″参数，并且当RNC节点被考虑时ARP被认为是″优先级″子参数。
因此，此算法的输入是与服务类型相关的QoS参数值(″业务类别″)和与用户相关的QoS参数值(ARP)，并且它的输出是根据所述QoS参数的组合应当被所述节点应用的QoS处理。
取决于UMTS网络运营商选择的服务质量管理策略，还可以使用其它预定义的QoS处理。
一个QoS处理可以包括：例如在网络过载的情况下，实时服务可以占先非实时服务资源，除非这些资源已经被分配给黄金用户。
如下服务质量区分算法因此被实现用于在每个节点级应用这个预定义的QoS处理：
如果(″业务类别″＝流式传输，或者″业务类别″＝会话式)，那么占先(″业务类别″＝交互式，或者″业务类别″＝后台)并且(ARP＝3或者ARP＝2)
有利地，通过本发明，现在可确保必要的资源分配来为所谓的优先权用户提供适当的服务，同时根据这些服务，考虑其它用户的需要。本发明由于在每个网络节点级为了分配资源而组合考虑对应于与服务类型相关的优先级的QoS参数和对应于用户优先级的服务质量参数，从而在网络过载的情况下实现较好的服务质量管理。
词汇表
这个词汇表提供了此专利申请中使用的英文缩写词一览表。这些缩写词被定义在3GPP电信标准的框架内。
GPP (ETSI的)第三代合伙计划
ETSI欧洲电信标准学会
GPRS通用分组无线业务
GSM 全球移动通信系统
UMTS环球移动电信系统
IP  网际协议
BTS 基站收发信机
BSC 基站控制器
BSS 基站子系统
HLR 原籍位置寄存器
SGSN正在服务的GPRS支持节点
GGSN网关GPRS支持节点
UTRAN UMTS陆地无线接入网
RNC 无线网络控制器
QoS 服务质量
FTP 文件传送协议
ARP 分配保留优先权
PDP 分组数据协议
THP 业务处理优先权
IMSI国际移动用户标识
PFC 分组流环境
PFI分组流标识符
RPL 无线优先级
TBF 临时块流
RAB 无线接入载体
GTP GPRS隧道协议
MAP 移动应用部分

Claims (15)

1、一种在分组模式移动通信网中的服务质量管理方法，其中为了与一个数据流对应的网络用户的服务的执行，该方法包括一个基于与用户优先级对应的至少一个服务质量参数和与服务类型相关的至少一个服务质量参数来确定与所述数据流关联的总优先级的阶段，所述方法特征在于还包括一个将所述总优先级与将要被应用到所述数据流上的至少一个服务质量处理相关联的阶段，所述服务质量处理区分对网络资源的访问。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于：它包括一个在网络过载的情况下，通过考虑与此数据流相关的总优先级和与对应于在网络上发现的其它用户的数据流的总优先级，把所述服务质量处理应用到所述数据流上的阶段。
3、根据权利要求1或2的方法，其特征在于：根据一个行为表格来确定与数据流相关的总优先级，所述行为表格规定分别对应于用户优先级和服务类型的两个服务质量参数的每个组合的总优先级值。
4、根据权利要求3的方法，其特征在于：所述网络由运营商管理，并且总优先级可以由所述网络运营商配置。
5、根据权利要求1或2的方法，其特征在于：移动网络包括核心网和接入网，并且由节点组中的至少一些节点来实现，其中所述节点组包括一个确保与接入网的通信链路的管理的核心网服务节点、一个确保与外部网络的互连的核心网服务节点和一个接入网无线资源管理节点。
6、根据权利要求1或2的方法，其特征在于：与用于确定总优先级的用户优先级对应的服务质量参数包括如下参数组中的一个，所述参数组包括：
-″分配保留优先权″服务质量参数，
-″分配保留优先权″服务质量参数的″优先级″子参数，
-″优先类别″服务质量参数，
所述服务质量子参数和参数被定义在3GPP电信标准的框架内。
7、根据权利要求1或2的方法，其特征在于：用于确定总优先级的与服务类型相关的服务质量参数包括在3GPP电信标准框架内定义的″业务类别″服务质量参数。
8、根据权利要求7的方法，其特征在于：用于确定总优先级的与服务类型相关的服务质量参数还包括在3GPP电信标准的框架内定义的″业务处理优先权″服务质量参数，以便当数据流对应于一个交互式服务时把一个优先级与网络上的数据流相关联。
9、一种用于实现权利要求1到8中任一项的方法的设备，用于与一个数据流对应的网络用户的服务的执行，所述设备包括根据对应于用户优先级的至少一个服务质量参数和与服务类型相关的至少一个服务质量参数来确定与所述数据流关联的总优先级的装置，所述设备的特征在于还包括用于将总优先级与将被应用到所述数据流上的至少一个服务质量处理相关联的装置，所述服务质量处理区分对网络资源的访问。
10、根据权利要求9的设备，其特征在于还包括通过考虑与所述数据流关联的总优先级和与对应于网络上的其它用户的数据流关联的总优先级，用于把所述至少一个服务质量处理应用到所述数据流上的装置。
11、根据权利要求9或10的设备，其特征在于它与一个行为表格相关联，该行为表格为分别对应于用户优先级和服务类型的两个服务质量参数的每个组合规定了一个总优先级值。
12、根据权利要求9或10的设备，其特征在于还包括用于使总优先级由网络运营商配置的装置。
13、一种确保与接入网的通信链路的管理的核心网的服务节点，其特征在于包括根据权利要求9或10所述的设备。
14、一种确保与一个外部网络的互连的核心网的服务节点，其特征在于包括根据权利要求9或10所述的设备。
15、一种接入网的无线资源管理节点，其特征在于包括根据权利要求9或10所述的设备。
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