CN101090573A - 处理服务质量需求的方法、无线通信网络以及接入网网元 - Google Patents

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Abstract

一种在无线通信网络(1)中，特别是在WiMAX或3GPP LTE/SAE网络中，处理服务质量QoS需求的方法。所提出的方法包括从无线核心网(4)的第一网元(8)向无线接入网(3)的网元(6)发送QoS需求(A)，该无线接入网(3)的网元(6)涉及向请求具有所述QoS需求的服务的用户设备(2)分配资源。所提出的方法还包括：从该无线接入网网元(6)向该无线核心网(4)的第二网元(11)发送注册消息(B)以便注册所述用户设备(2)；在该注册消息(B)中包括至少一个参数，该参数指示所述QoS需求(A)将被发送到的无线接入网网元(6)中的实体(7)的标识符。

Description

处理服务质量需求的方法、无线通信网络以及接入网网元
相关申请的交叉引用
本发明基于优先申请EP 06291009.6，在此通过引用的方式并入其内容。
技术领域
本发明涉及一种在诸如WiMAX或3GPP LTE/SAE(第三代合作伙伴计划长期演变/系统架构演变)网络之类的无线通信网络中处理服务质量(QoS)需求的方法。
本发明还涉及一种用于在诸如WiMAX接入网之类的无线通信接入网中使用的接入网网元。
此外，本发明涉及一种无线通信网络和一种用于在这种网络中处理QoS需求中使用的计算机程序产品。
背景技术
在诸如WiMAX(全球微波接入互操作)网络之类的无线通信网络中，一般而言移动终端(用户设备、移动台)经由一般被称为基站(BS)和被称为接入服务网关(ASN-GW)或无线接入控制器(WAC)的接入网网元来附连到特定的接入网。为了查明ASN是否能给需要特定服务的用户设备提供特定的QoS，由WiMAX核心网的网元向所述用户设备附连/注册到的WAC发布网络发起的QoS请求。为此，必需定位相应的WAC以便正确地对所述请求编址。例如，所述网络发起的QoS请求可以是由WiMAX核心网的策略决定功能(PDF)所发布的IP多媒体子系统(IMS)请求。
在该上下文中，QoS请求包括发送QoS参数，QoS参数指定了服务质量参数，并且被用于基于诸如比特率、带宽等经由网络监视所估计的或所控制的可测量参数来区分电信服务。
用于解决上述就特定的WAC而言来定位终端的技术问题的现有技术解决方案在于：定义在ASN-GW(WAC)与WiMAX核心网的PDF之间的新接口，包括用于用户设备位置更新的专用消息。在本文献中，WiMAX核心网将可替代地被称为连接服务网(CSN)，而且相应地其PDF可以被称为CSN-PDF。与IMS相关的服务有关时，CSN可以被称为IMS核。
上述现有技术解决方案具有以下固有缺点：需要新接口定义，同时受限于功能架构，在该功能架构中CSN包括PDF，然而在CSN中引入了特殊的依赖于移动性的特征。换言之，现有技术解决方法无法与关注于与不具有用于管理移动性特征的PDF的传统IP-CSN相互作用的实现策略相配合。
发明内容
本发明的目的是提供一种在无线通信网络中处理QoS需求的方法，其使用标准的实现(例如，标准的WiMAX实现)而无需定义新接口，并且其允许与不包括用于管理移动性特征的PDF的传统IP-CSN相互作用。本发明的目的还在于提供一种无线通信网络(例如，WiMAX网络或3GPP LTE/SAE网络)和一种用于在无线接入网中使用的接入网网元，以及计算机程序产品，其中该无线通信网络和接入网网元能够将上面所定义的方法转变成实践。
根据本发明的第一方面，该目的是通过提供上面所定义类型的方法来实现的，其包括从无线核心网的第一网元向无线接入网的网元发送QoS需求，该无线接入网的网元涉及向请求具有所述QoS需求的服务的用户设备分配资源，该方法还包括：
-从该接入网网元向核心网的第二网元发送注册消息以便注册该用户设备；
-在所述注册消息中包括至少一个参数，该参数指示在该QoS需求将被发送到的接入网网元中的实体的标识符。
根据本发明的第二方面，该目的是通过提供上面所定义类型的接入网网元来实现的，其包括：
-用于从无线核心网的第一网元接收相应的QoS需求的装置；
-用于向该无线核心网的第二网元发送注册消息以便注册该用户设备的装置；
-用于在所述注册消息中包括至少一个参数的装置，该参数指示了该QoS需求将被发送到的接入网网元中的实体的标识符。
根据本发明的第三方面，该目的是通过提供诸如WiMAX网络之类的无线通信网络来实现的，其包括：
-无线接入网，其具有根据本发明的所述第二方面的接入网网元，以及
-无线核心网，其具有用于向该无线接入网的所述网元发送QoS需求的第一网元以及用于从该无线接入网的所述网元接收注册消息以便注册用户设备的第二网元，其中该第一网元适合于向所述参数指定的实体发送所述QoS需求。
根据本发明的第四方面，该目的是通过提供一种上面所定义类型的计算机程序产品来实现的，其包括当在无线网络的网元上安装并执行时能进行下面操作的程序代码序列：
-从无线核心网的第一网元向无线接入网的网元发送QoS需求，该无线接入网的网元涉及向请求具有所述QoS需求的服务的用户设备分配资源；
-从该接入网网元向无线核心网的第二网元发送注册消息以便注册该用户设备；
-在所述注册消息中包括至少一个参数，该参数指示该QoS需求将被发送到的接入网网元中的实体的标识符。
通过这种方式，本发明利用了这样一个一般事实，即借助于移动注册消息处理了无线移动性(在由诸如WiMAX或3GPP LTE/SAE网络之类的无线通信网络所覆盖的区域中的终端的移动性)。因此，通过在所述注册消息中包括一个包含QoS消息必须被发送到的WAC的标识符的字段，可以解决上面所提及的技术问题，而无需依靠新接口定义并且无需在无线CSN/IMS核中创建用于QoS管理的任何依赖于移动性的特征。
替代如在现有技术中那样指定在WAC和PDF之间的新接口，本发明的实施例还包括：在无线移动性的上下文中所使用的给无线核心网的第二网元的标准注册消息中包括所述标识参数，以及内部地从无线核心网的所述第二网元向无线核心网的第一网元中继所述参数，无线核心网的所述第一网元接着可以向该特定WAC的QoS管理实体(服务流激活(SFA)实体)发送QoS消息。
根据本发明，在CSN内内部地中继标识参数的所述步骤可以在无线核心网的第二网元和第一网元之间直接地发生，或者通过无线核心网的另一个网元来间接地发生。
在本发明的上下文内，对于WiMAX网络，可以用CSN-PDF来标识无线核心网的第一网元，可以用归属地代理(HA)来标识无线核心网的第二网元，可以用WAC(ASN-GW)来标识接入网网元，以及用认证-授权-计费/认证-授权-计费代理(AAA/AAA代理)模块来标识用于内部地中继标识参数的无线核心网的其他网元。
如上面已经叙述的那样，在根据本发明的方法的另一实施例中，所述服务是IP多媒体子系统(IMS)服务。
因为WiMAX以及IMS是完全基于IP的，所以在根据本发明的方法的另一实施例中，所述注册消息是标准化的移动IP(MIP)注册消息。
在根据本发明方法的又一实施例中，标识参数是接入网网元(WAC)中的QoS管理实体也即SFA的IP地址。通过这种方式，WAC的QoS管理实体可以直接用它的IP地址来进行编址。
在根据本发明方法的另一实施例中，结合用户设备的移动事件来发送所述注册消息。换言之，每当用户设备(终端)经历移动更新也即改变其WAC附连时，就如上面详细描述的那样发送包括至少一个标识参数的新注册消息。
在根据本发明方法的另一实施例中，所述参数包括在根据RFC 3115的厂商/组织专用扩展(Vendor/Organisation Specific Extension)中，RFC3115预见了移动IP注册消息中的所述扩展。
从后续的参考附图仅通过举例给出的优选实施例的描述中，可以获得本发明的其他优点和特性。根据本发明，上面以及下面所提及的特征可以单独地或者相结合起来使用。不应该将所描述的实施例看成穷举，而应该将其看成关于基于本发明的基本概念的示例。
特别地，应当注意，尽管使用了WiMAX专用的术语，但是本发明不限于WiMAX网络，并且可以同等地结合其他无线通信网络(例如上面所提及的3GPP LTE/SAE网络)来使用。
附图说明
图1是根据本发明的无线通信网络的示意框图；
图2是在根据本发明方法的第一实施例中用于标识网络实体的第一注册消息的一部分；
图3是在根据本发明方法的第二实施例中用于标识网络实体的第二注册消息的一部分；以及
图4是根据本发明方法的实施例的流程图。
具体实施方式
现在将仅通过示例而不做任何限制，参考以WiMAX网络形式设计的无线通信网络来描述本发明的各实施例。
图1是根据本发明的实施例的WiMAX网络1的示意框图。图1的WiMAX网络1一般对应于网络工作组(NWG)网络参考模型(NRM)，而且一般包括(移动)用户台(终端、用户设备)2、接入服务网络(ASN)3、以及连接服务网络(CSN)4。贯穿本文献，ASN 3也被称为(WiMAX)接入网，而CSN 4也被称为(WiMAX/IMS)核心网。
ASN 3还包括至少一个基站5和也被称为无线接入控制器(WAC)的ASN网关(ASN-GW)6。WAC 6还包括服务流激活(SFA)模块7。
在CSN 4内，图1的WiMAX网络1还包括策略决定功能(PDF)8和认证-授权-计费(AAA)模块9。在所示出的实施例中，PDF 8和AAA/AAA代理9可以被包括在公共的物理实体(外壳)10中。此外，CSN 4包括移动IP(MIP)归属地代理(HA)11。
通过标注为R1的连接将用户设备2和ASN 3连接起来，其中R1指NRM的对应的参考点。类似地，通过标注为R3的连接将ASN 3和CSN 4连接起来，以及通过标注为R6的连接将基站5和ASN 3内的WAC 6连接起来。
上述网络1基于标准的WiMAX架构。然而，在示出的根据本发明的实施例的上下文中，WAC 6还包括装置/模块12、13，其各自的功能在后面将变得明显。
在图1的WiMAX网络1的操作期间，如用箭头M、M’所指示的那样，用户设备2是移动的，因此它可以离开/进入用户设备2所附连的/所注册的ASN 3也即基站5和WAC 6的覆盖区域(未示出)。为了向用户设备2确保所需的服务质量(QoS)，将包括了相应的QoS需求的网络发起的服务质量(QoS)请求，例如起源于CSN 4处的IP多媒体子系统(IMS)请求，从PDF 8推送到WAC 6中的SFA 7。在图1中，这用箭头A来指示。所述QoS需求包括QoS参数，其用于基于诸如所需的比特率之类的经由网络监视所估计的或所控制的可测量参数来区分电信服务。
为了连续地针对相应的WAC 6/SFA 7对用户设备2进行定位，每当发生用户设备2的移动事件时，也即无论何时用户设备2连接到新的基站/WAC，就如图1中的箭头B所指示的那样从所述WAC(例如WAC 6)向归属地代理11发送特殊形式的MIP注册消息。在本发明的上下文中，所述特殊的MIP注册消息包括扩展，该扩展包括指示SFA 7标识符的至少一个参数，SFA 7也即QoS需求将被发送到的WAC中的那个特定实体。
下面将参考附图2和附图3来描述所述MIP注册消息扩展的特殊格式。归属地代理11接收MIP注册消息(箭头B)并且直接地(图1中的实线箭头C)或经由AAA/AAA代理9来间接地(图1中的虚线箭头D、D’)将至少所述扩展和/或所述参数中继或转发给PDF 8。
通过这种方式，PDF 8“知晓”要向哪个SFA/WAC发送QoS需求发起的请求，例如关于IMS的请求。注意，在本发明的上下文中，除了根据NRM的现有接口以外，在ASN-GW(WAC)与CSN-PDF之间不必定义用于带有用户设备移动更新的消息的额外接口。还请注意，和例如传统IP CSN形成对比，上述本发明的方法一般不依赖于其中CSN 4具有PDF 8的功能架构。因为SFA/WAC标识参数的信令内部地出现在CSN 4内，所以本方法能够重用如在例如基于TISPAN的网络中所提供的现有功能。在该上下文中，将必须用相应的传统功能来代替图1的PDF 8。
换言之，所提出的解决方案利用固定的WiMAX架构在CSN层进行了会聚。
图2是在根据本发明的实施例中所使用的MIP注册消息中的扩展的第一实施例。图2的消息扩展对应于如在文献RFC 3115(http://rfc.net/rfc3115.txt)中所指定的移动IP厂商/组织专用扩展中的第一个。因此，本发明的基本思想是通过向MIP注册消息添加厂商专用的信息元/扩展(参见图1中的箭头B)，而管理用于QoS管理的终端位置。在本发明的实施例中，所添加的MIP厂商专用的信息元对应于WAC 6中的SFA实体7的IP地址，该WAC 6管理网络发起的QoS请求(参见图1中的箭头A)。
因为像这样的移动IP厂商/组织专用扩展对于本领域的普通技术人员而言是公知的，所以在本文献中将不再更详细地讨论在图2和图3中所描绘的消息扩展。
图2是常规厂商/组织专用扩展(NVSE)。在NVSE内，将字段“厂商-NVSE-值”保留用于特定类型的厂商NVSE扩展，对其的管理由涉及的网络设备的厂商来完成。在根据本发明的本实施例中，厂商-NVSE-值字段包括WAC-SFA IP地址。此外，图2中的字段“厂商-NVSE-类型”指示特定类型的厂商-NVSE-扩展。对厂商-NVSE-类型的管理也是由厂商来完成。在本发明的上下文中，可以给厂商-NVSE-类型字段分派特定的值，例如“X”，以便指示本扩展将被用于终端定位的目的而且将因此被中继给CSN-PDF。
图3示出根据所引用的文献RFC 3115的关键厂商/组织专用扩展(CVSE)。像图2中的NVSE一样，CVSE也具有厂商类型字段和厂商值字段，如前面所描述的那样在本发明的上下文中其可以被用于终端定位。
如本领域的普通技术人员所公知的那样，在关键扩展和常规扩展之间的根本区别在于这样的事实：在遇到关键扩展但是不能识别关键扩展的情况下，必须悄悄地丢弃包括该扩展的消息，而在遇到常规扩展但是不能识别常规扩展的情况下，仅应当忽略该扩展而仍必须处理相应的消息数据的剩余部分。
图4是说明根据本发明的方法的实施例的流程图。
该方法始于步骤S100。在后续的步骤S102中，用户设备2(图1)的移动事件发生，也即用户设备2移动进入新的基站5/ASN-GW 6的覆盖区域。
因此，在后续的步骤S104中，由用户设备2发布相应的移动IP注册请求，用于经由作为外地代理的ASN 3(图1)传输给归属地代理11(图1)。
在步骤S106中，由WAC 6(图1)中的接收装置12接收所述移动IP注册请求。
注意，步骤S104到S106是可选的；在步骤S102中，用户设备2的移动事件可以直接在ASN 3内触发移动IP注册请求。
如前面参考图2、图3所描述的那样，优选地将包含在移动IP注册请求中的所述参数包括进如在RFC 3115中所详细描述的同样标准化的移动IP厂商/组织专用扩展(步骤S108)。
接着，如图1中的箭头B所指示的那样，在步骤S110中将移动IP注册请求转发给归属地代理11。该请求被传递给包括装置13，用于在所述(标准化的)移动IP注册请求消息中包括指示WAC 6(图1)中的SFA 7的标识符的至少一个参数。
归属地代理11接收移动IP注册消息，并在步骤S112中根据厂商类型字段中的项将该消息中继给CSN-PDF 8，如前面参考图2和图3所描述的那样。在步骤S112中，中继给PDF 8可以如图1中的箭头C所指示的那样直接发生，或者可以如图1中的箭头D、D’所指示的那样经由AAA/AAA代理9间接地发生。
在后续的步骤S114中，发布网络发起的QoS请求，例如IMS-PDF请求。由于接收到终端定位信息，所述请求被导引给WAC 6中的相应的SFA实体7，其管理针对涉及的用户设备2的网络发起的QoS请求(图1中的箭头A；步骤S116)。
最后，在步骤S118中，ASN 3通知针对该特定服务的所需资源是否可用并且是否可以分配。
该方法终止于步骤S120。
在这种方法中，所提出的解决方案不需要定义在ASN-GW(WAC)与CSN-PDF之间的用于定位消息的新接口，以便管理QoS。同时，确保了与传统无线/WiMAX网络之间的兼容性。

Claims (10)

1.一种在无线通信网络中，特别是在WiMAX网络中，处理服务质量需求的方法，所述方法包括从无线核心网的第一网元向无线接入网的网元发送QoS需求，所述无线接入网的网元涉及向请求具有所述QoS需求的服务的用户设备分配资源，所述方法还包括：
-从所述无线接入网网元向所述无线核心网的第二网元发送注册消息，以便注册所述用户设备；
-在所述注册消息中包括至少一个参数，所述参数指示在所述QoS需求将被发送到的所述无线接入网网元中的实体的标识符；
-响应于接收到所述QoS需求，从所述实体发送响应给所述第一网元，所述响应指示针对所述服务的QoS需求是否可用并且是否可以分配。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：将所述参数从所述无线核心网的所述第二网元转发给所述无线核心网的所述第一网元。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述服务是与IP多媒体子系统相关的服务。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述注册消息是标准化的移动IP注册消息。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述参数是所述无线接入网网元中的所述实体的IP地址。
6.根据权利要求1所述的方法，其还包括：结合所述用户设备的移动事件来发送所述注册消息。
7.根据权利要求1所述的方法，其还包括：在根据RFC 3115的注册消息的厂商/组织专用扩展中包括所述参数的步骤。
8.一种在无线接入网中使用并且适合于用作向请求具有指定服务质量QoS的服务的用户设备分配资源的接入网网元，其包括
-用于从无线核心网的第一网元接收相应的QoS需求的装置；
-用于向所述无线核心网的第二网元发送注册消息以便注册所述用户设备的装置；
-用于在所述注册消息中包括至少一个参数的装置，所述参数指示所述QoS需求将被发送到的接入网网元中的实体的标识符；
-用于响应于接收到所述QoS需求从所述实体发送响应给所述第一网元的装置，所述响应指示针对所述服务的QoS需求是否可用并且是否可以分配。
9.一种无线通信网络，特别是WiMAX网络，其包括：
-无线接入网，其具有根据权利要求8所述的接入网网元，以及
-无线核心网，其具有用于向所述无线接入网的所述网元发送QoS需求的第一网元以及用于从所述无线接入网的所述接入网网元接收注册消息以便注册所述用户设备的第二网元，其中所述第一网元适合于向由所述参数指定的实体发送所述QoS需求。
10.一种用于在无线网络中特别是WiMAX网络中在处理服务质量QoS需求中使用的计算机程序产品，其包括当在所述无线网络的所述网元上安装并执行时能进行下面操作的程序代码序列：
-从无线核心网的第一网元向无线接入网的网元发送QoS需求，该无线接入网的网元涉及向请求具有所述QoS需求的服务的用户设备分配资源；
-从所述无线接入网网元向所述无线核心网的第二网元发送注册消息，以便注册所述用户设备；
-在所述注册消息中包括至少一个参数，所述参数指示所述QoS需求将被发送到的无线接入网网元中的实体的标识符；
-响应于接收到所述QoS需求，从所述实体(7)发送响应给所述第一网元(8)，所述响应指示针对所述服务的QoS需求是否可用并且是否可以分配。
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