CN101072170B - 无线通讯网络中策略和计费规则功能网元的寻址方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无线通讯网络中策略和计费规则功能网元的寻址方法，其包括：用户设备UE附着到所在地无线通讯网络时，UE在策略和计费规则功能网元PCRF上注册；所在地网络的接入网元和/或交换网元的策略和计费执行功能模块PCEF将UE注册的PCRF标识信息传送给UE，UE保存注册的PCRF标识信息；UE向归属地网络的应用功能网元AF注册，并将UE注册的PCRF标识信息传送给AF，AF保存UE和PCRF之间的映射关系。通过采用这种技术方案，本发明确保UE的所有业务连接受到同一个PCRF的控制以及AF和PCEF寻址到相同的PCRF。

Description

无线通讯网络中策略和计费规则功能网元的寻址方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种无线通讯网络中策略和计费规则功能网元的寻址方法。

背景技术

目前在无线通讯领域中数据通讯具有广阔的发展前景。如图1所示，一个典型的无线通讯网络一般由至少一个无线接入网络、至少一个接入网元和至少一个交换网元组成。其中，

无线接入网络包括一定数量的基站及其控制装置，该网络用于连接用户设备(User Equipment，UE，例如，手机、无线数据卡等)；

接入网元则用于连接无线接入网络，进行用户的移动性管理，转发用户数据；

交换网元用于连接接入网元，将来自接入网元的用户上行数据转发给至少一个分组数据网络(Packet Data Network，PDN)，例如，分组数据网络可以是国际互联网Internet或者企业内部网Intranet等、并且将来自分组数据网络的用户数据转发给接入网元；

应用功能网元(Application Function，AF)用于接受用户的业务使用申请，并向策略和计费规则功能网元下发用户使用的业务信息；

策略和计费规则功能网元(Policy and Charging Rule Function，PCRF)则向接入网元或者交换网元上的策略和计费执行功能模块(Policy andCharging Enforcement Function，PCEF)发送用户正在使用的策略和计费规则信息。

在无线通讯网络中，接入网元和交换网元可以是合一的，也可以将接入网元的移动性管理功能和数据转发功能分别放在两个独立的网元上。策略和计费规则功能网元PCRF的策略功能和计费规则功能可以分别放在两个独立的网元上。策略和计费规则信息用于确定用户在开展业务时所允许使用的网络资源(例如，保证数据传输带宽、数据分组最大时延等)和对用户的业务实施的计费的方式(例如，按照业务的时长计费、按照业务传输的数据流量计费等等)。

当用户要开展业务时，先向应用功能网元AF申请所要使用的业务。应用功能网元AF向策略和计费规则功能网元PCRF发送用户使用的业务信息。策略和计费规则功能网元PCRF根据用户的业务信息和签约信息进行决策，确定用户所使用的策略和计费规则。应用功能网元AF得到策略和计费规则功能网元PCRF的允许后，同意用户开展业务的申请。用户建立一个从用户设备到分组数据网络的通讯连接，该连接途经无线接入网络、接入网元、交换网元到分组数据网络，用于承载用户已经申请的业务数据流。在建立连接的过程中，接入网元和/或者交换网元上的策略和计费执行功能模块PCEF向策略和计费规则功能网元PCRF申请该连接所使用的策略和计费规则信息。策略和计费规则功能网元PCRF向策略和计费执行功能模块PCEF下发已经决策的所述信息。策略和计费执行功能模块PCEF根据所述信息对用户的业务数据连接进行控制和计费。

目前策略和计费执行功能模块PCEF和应用功能网元AF是各自寻找所对应的策略和计费规则功能网元PCRF。策略和计费执行功能模块PCEF根据用户设备UE所连接的分组数据网络信息(即发起激活连接使用的接入点标识参数)和/或者用户设备UE的网络接入标识(Network Access Identity，NAI，如IMSI(International Mobile Subscriber Identity，国际移动用户标识)或者MSISDN(Mobile Station International ISDN Number，移动台国际ISDN号码))来寻找合适的策略和计费规则功能网元PCRF。策略和计费规则功能网元PCRF和接入点标识参数以及用户设备UE的网络接入标识NAI之间的映射关系预先配置在策略和计费执行功能模块PCEF上。

应用功能网元AF根据用户设备UE的IP地址(IP地址由分组数据网络分配，和接入点标识参数相关)和用户设备的标识(IMSI、MSISDN或者用户设备的应用层标识)来寻找合适的策略和计费规则功能网元PCRF。策略和计费规则功能网元PCRF和用户设备的IP地址以及用户设备的标识之间的关系预先配置在应用功能网元AF上。

然而，现有技术存在如下技术问题：

1.当网络中存在多个策略和计费规则功能网元PCRF的时候，如果策略和计费执行功能模块PCEF使用UE的PDN信息来寻址PCRF，AF使用UE的IP地址寻址PCRF，当UE发起的多个业务连接不同的PDN，可能会导致这些连接受不同的PCRF控制。在多个PCRF上会重复保存用户的与策略和计费规则相关的签约信息，造成PCRF使用资源上的浪费。由多个PCRF分别控制一个UE的多个连接，使得PCRF之间协调网络资源变得非常困难，有可能导致这些连接使用的网络资源之和超过允许UE所能使用的最大资源限制。

2.如果使用UE的标识来寻址PCRF，则PCEF只能得到UE的网络接入标识(IMSI或者MSISDN)，而AF只能得到UE的应用层标识(例如，QQ号码或者网络电话号码)，这样可能导致PCEF和AF寻址到不同的PCRF。UE使用第三方的业务时尤其存在这个问题。

3.即使同时使用UE的标识和分组数据网络信息(或者UE的IP地址)仍然无法避免技术问题1。

4.如图2所示，在漫游网络的架构下，AF只能寻址到归属地网络的PCRF，而漫游地网络的接入网元或者交换网元上的PCEF只能寻址到漫游地网络的PCRF，然而，现有技术针对漫游地的PCRF和归属地的PCRF之间如何寻址并没有给出具体的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是在于提供一种无线通讯网络中策略和计费规则功能网元的寻址方法，能够确保应用功能网元AF和策略和计费执行功能模块PCEF寻址到相同的策略和计费规则功能网元PCRF。

为解决上述技术问题，本发明是通过采用如下技术方案来实现：

本发明一种无线通讯网络中策略和计费规则功能网元的寻址方法，其包括以下步骤：

A1、用户设备附着到所在地无线通讯网络时，用户设备在策略和计费规则功能网元上注册；

B1、所在地网络的接入网元和/或交换网元的策略和计费执行功能模块将用户设备注册的策略和计费规则功能网元标识信息传送给用户设备，用户设备保存注册的策略和计费规则功能网元标识信息；

C1、用户设备向所在地网络的应用功能网元注册，并将用户设备注册的策略和计费规则功能网元标识传送给应用功能网元，应用功能网元保存用户设备和策略和计费规则功能网元之间的映射关系。

根据该方法，当用户设备处于非漫游场景下，步骤A1包括如下步骤：

步骤A11、用户设备请求所在地网络的接入网元和/或交换网元建立连接；

步骤A12、所在地网络的接入网元和/或交换网元上的策略和计费执行功能模块根据用户设备信息寻址归属地网络的策略和计费规则功能网元，向归属地网络的策略和计费规则功能网元注册用户设备信息。

根据该方法，步骤A1还包括：

步骤A13、归属地网络的策略和计费规则功能网元向所在地网络的策略和计费执行功能模块返回注册用户设备信息成功的响应消息。

根据该方法，当用户设备处于漫游场景下，步骤A1包括如下步骤：

步骤A11、用户设备向漫游地网络的接入网元和/或交换网元申请建立连接；

步骤A12、漫游地网络的接入网元和/或交换网元上的策略和计费执行功能模块根据用户设备的网络接入标识信息或者分组数据网络信息寻址漫游地网络的策略和计费规则功能网元，向漫游地网络的策略和计费规则功能网元注册用户设备信息；

步骤A13、漫游地网络的策略和计费规则功能网元根据用户设备信息寻址归属地网络的策略和计费规则功能网元，向归属地网络的策略和计费规则功能网元注册用户设备信息。

根据该方法，步骤A1还包括：

步骤A14、归属地网络的策略和计费规则功能网元保存用户设备和漫游地网络的策略和计费规则功能网元之间的映射关系；

步骤A15、漫游地网络的策略和计费规则功能网元将归属地网络的策略和计费规则功能网元的标识信息发送给漫游地网络的策略和计费执行功能模块。

根据该方法，在步骤A14中，归属地网络的策略和计费规则功能网元向漫游地网络的策略和计费规则功能网元返回注册用户设备信息成功的响应消息；在步骤A15中，漫游地网络的策略和计费规则功能网元向漫游地网络的策略和计费执行功能模块返回注册用户设备信息成功的响应消息。

根据该方法，所述用户设备信息包括用户设备的网络接入标示信息或者分组数据网络信息。

根据该方法，当用户设备处于漫游场景下，所述用户设备注册的策略和计费规则功能网元标识信息包括归属地网络的策略和计费规则功能网元的标识信息和漫游地网络的策略和计费规则功能网元的标识信息。

根据该方法，当用户设备向归属地网络的应用功能网元申请业务时，

用户设备将用户设备注册的归属地网络的策略和计费规则功能网元标识信息传送给应用功能网元，应用功能网元保存用户设备和归属地网络的策略和计费规则功能网元之间的映射关系；

归属地网络的应用功能网元根据映射关系将用户设备申请的业务信息发给用户设备注册的归属地网络的策略和计费规则功能网元。

根据该方法，当用户设备处于漫游场景下，进一步包括：

归属地网络的策略和计费规则功能网元将用户设备的策略和计费规则信息发给漫游地网络的策略和计费规则功能网元。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明技术方案能确保UE的业务连接受到同一个PCRF的控制，从而减少了PCRF的资源浪费，以及保证了UE的业务连接所消耗的资源之和不大于允许UE使用最大的资源。

2.本发明技术方案能确保AF和PCEF寻址到相同的PCRF。

3.本发明技术方案能保证漫游场景下，归属地网络的PCRF能准确地将策略和计费规则信息发给漫游地网络的PCRF，从而保证UE在漫游地也可以使用归属地的业务。

4.本发明技术方案所使用的技术方法简单、系统资源的消耗较小。

附图说明

图1为无线通讯网络系统结构。

图2为漫游场景的无线通讯网络架构图。

图3为本发明非漫游场景下的PCRF寻址方法。

图4为本发明漫游场景下的PCRF寻址方法。

具体实施方式

为使本发明所要解决的技术问题、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明做进一步的详细说明。

本发明无线通讯网络中策略和计费规则功能网元的寻址方法，其基本思想是：当UE附着到无线通信系统时，先在PCRF上注册。UE取得并保存注册的PCRF的标识信息。在UE向AF注册时，将PCRF的标识信息发给AF，由AF保存UE和PCRF之间的映射关系。当UE开展业务的时候，AF根据映射关系将业务信息发给UE注册的PCRF，由该PCRF完成策略和计费规则的决策。

在非漫游场景下，UE建立带有业务的连接的具体的步骤如下：

步骤1：UE向接入网元或者交换网元请求建立缺省连接(用于和AF进行信令交互)。

步骤2：接入网元或者交换网元上的PCEF根据UE的网络接入标识信息或者PDN信息寻址PCRF。PCEF向PCRF注册UE信息。

步骤3：PCRF向PCEF返回注册UE信息成功的响应消息。

步骤4：PCEF将PCRF的标识信息通过缺省连接建立响应消息发送给UE，UE保存PCRF的标识信息。

步骤5：UE发起注册AF，将PCRF的标识信息发送给AF，AF保存UE和PCRF之间的映射关系。

其中以上步骤1-5为无线通讯网络中策略和计费规则功能网元的寻址方法，以下步骤为策略和计费规则功能网元的寻址方法的应用实施例。

步骤6：UE向AF申请使用业务。

步骤7：AF向UE指定的PCRF发送业务信息。

步骤8：PCRF决策允许业务后返回AF接受业务信息成功的响应消息。

步骤9：AF通知UE业务申请成功。

步骤10：UE向接入网元或者交换网元请求建立承载业务的连接。

步骤11：接入网元或者交换网元上的PCEF向PCRF请求该业务连接的策略和计费规则。

步骤12：PCRF将该业务连接的策略和计费规则信息发给PCEF。

步骤13：接入网元或者交换网元返回业务连接建立成功响应。

步骤14：UE开始进行业务数据传输。

在漫游场景下，UE建立带有业务的连接的具体步骤如下：

步骤1：UE向漫游地网络的接入网元或者交换网元申请建立缺省连接(用于UE和AF之间的信令交互)。

步骤2：漫游地网络的接入网元或者交换网元上的PCEF根据UE的网络接入标识信息或者分组数据网络信息寻址漫游地网络的PCRF，并将UE信息注册到PCRF上。该PCRF用于漫游用户的业务的策略和计费规则控制。

步骤3：漫游地网络的PCRF根据UE的网络接入标识信息寻址UE的归属地网络的PCRF，并将UE信息注册到其归属地网络的PCRF上。该PCRF用于归属地网络对在外漫游用户的连接控制。

步骤4：归属地网络的PCRF保存UE的网络接入标识或者分组数据网络信息和漫游地网络的PCRF之间的映射关系，并向漫游地网络的PCRF返回注册UE信息成功的响应消息。

步骤5：漫游地网络的PCRF在注册成功后，将归属地网络的PCRF的标识信息发送给漫游地网络的接入网元或者交换网元的PCEF，并向漫游地网络的PCRF返回注册UE信息成功的响应消息。

步骤6：漫游地网络的接入网元或者交换网元通过缺省连接建立响应消息将归属地网络的PCRF和漫游地网络的PCRF的标识信息发送给UE。

步骤7：UE在注册归属地网络的AF时，将归属地网络的PCRF的标识信息发送给归属地网络的AF。归属地网络的AF保存UE和归属地网络的PCRF之间的映射关系。

其中以上步骤1-7为无线通讯网络中策略和计费规则功能网元的寻址方法，以下步骤为策略和计费规则功能网元的寻址方法的应用实施例。

步骤8：UE向归属地网络的AF申请业务。

步骤9：归属地网络的AF将业务信息发给归属地的PCRF。

步骤10：PCRF在决策允许业务后，根据UE的标识将策略和计费规则信息发给UE注册的漫游地网络的PCRF。

步骤11：漫游地网络的PCRF返回接收成功响应消息。

步骤12：归属地网络的PCRF返回AF接收成功响应消息。

步骤13：AF向UE返回申请业务成功响应。

步骤14：UE向漫游地网络的接入网元或者交换网元请求建立业务连接。

步骤15：接入网元或者交换网元上的PCEF向漫游地网络的PCRF请求业务连接的策略和计费规则。

步骤16：漫游地网络的PCRF将UE的业务相关的策略和计费规则下发给漫游地网络的PCEF。

步骤17：漫游地网络的接入网元或者交换网元返回UE业务连接建立响应。

步骤18：UE在该业务连接上进行业务数据传输。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线通讯网络中策略和计费规则功能网元的寻址方法，其包括以下步骤：

A1、用户设备附着到所在地无线通讯网络时，用户设备在策略和计费规则功能网元上注册；

B1、所在地网络的接入网元和/或交换网元的策略和计费执行功能模块将用户设备注册的策略和计费规则功能网元标识信息传送给用户设备，用户设备保存注册的策略和计费规则功能网元标识信息；

C1、用户设备向所在地网络的应用功能网元注册，并将用户设备注册的策略和计费规则功能网元标识传送给应用功能网元，应用功能网元保存用户设备和策略和计费规则功能网元之间的映射关系。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当用户设备处于非漫游场景下，步骤A1包括如下步骤：

步骤A11、用户设备请求所在地网络的接入网元和/或交换网元建立连接；

步骤A12、所在地网络的接入网元和/或交换网元上的策略和计费执行功能模块根据用户设备信息寻址归属地网络的策略和计费规则功能网元，向归属地网络的策略和计费规则功能网元注册用户设备信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤A1还包括：

步骤A13、归属地网络的策略和计费规则功能网元向所在地网络的策略和计费执行功能模块返回注册用户设备信息成功的响应消息。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当用户设备处于漫游场景下，步骤A1包括如下步骤：

步骤A11、用户设备向漫游地网络的接入网元和/或交换网元申请建立连接；

步骤A12、漫游地网络的接入网元和/或交换网元上的策略和计费执行功能模块根据用户设备的网络接入标识信息或者分组数据网络信息寻址漫游地网络的策略和计费规则功能网元，向漫游地网络的策略和计费规则功能网元注册用户设备信息；

步骤A13、漫游地网络的策略和计费规则功能网元根据用户设备信息寻址归属地网络的策略和计费规则功能网元，向归属地网络的策略和计费规则功能网元注册用户设备信息。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤A1还包括：

步骤A14、归属地网络的策略和计费规则功能网元保存用户设备和漫游地网络的策略和计费规则功能网元之间的映射关系；

步骤A15、漫游地网络的策略和计费规则功能网元将归属地网络的策略和计费规则功能网元的标识信息发送给漫游地网络的策略和计费执行功能模块。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，

在步骤A14中，归属地网络的策略和计费规则功能网元向漫游地网络的策略和计费规则功能网元返回注册用户设备信息成功的响应消息；

在步骤A15中，漫游地网络的策略和计费规则功能网元向漫游地网络的策略和计费执行功能模块返回注册用户设备信息成功的响应消息。

7.如权利要求2-5任一项所述的方法，其特征在于，所述用户设备信息包括用户设备的网络接入标识信息或者分组数据网络信息。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当用户设备处于漫游场景下，所述用户设备注册的策略和计费规则功能网元标识信息包括归属地网络的策略和计费规则功能网元的标识信息和漫游地网络的策略和计费规则功能网元的标识信息。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当用户设备向归属地网络的应用功能网元申请业务时，

用户设备将用户设备注册的归属地网络的策略和计费规则功能网元标识信息传送给应用功能网元，应用功能网元保存用户设备和归属地网络的策略和计费规则功能网元之间的映射关系；

归属地网络的应用功能网元根据映射关系将用户设备申请的业务信息发给用户设备注册的归属地网络的策略和计费规则功能网元。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，当用户设备处于漫游场景下，进一步包括：

归属地网络的策略和计费规则功能网元将用户设备的策略和计费规则信息发给漫游地网络的策略和计费规则功能网元。

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