CN101159675A - 在ip多媒体子系统中实现提高用户服务质量的方法 - Google Patents

Abstract

一种IMS网元用于提高用户服务质量的方法，包括步骤：(a)依据IMS用户优先级在现有机制上增加单路呼叫的带宽资源管理及媒体流量控制机制；(b)对呼叫两侧的带宽进行协商，并依协商的带宽值和协议生成的通道信息，对呼叫两侧的媒体报文进行过滤，以确保每路媒体流中实际入网的流量特性参数符合带宽协商值；(c)将在带宽协商值范围的媒体报文进行分类，对不符合匹配规则的媒体报文直接发送；对符合匹配规则的媒体报文依据三色令牌桶CAR算法进行限流处理。本发明能够有效地实现按用户优先级为用户提供服务，并为服务计费提供更精确的处理依据。

Description

在IP多媒体子系统中实现提高用户服务质量的方法

技术领域

本发明涉及IP(Internet Protocol)网络服务质量(QoS，Quality of Service)技术，尤其涉及在IP多媒体子系统(IMS，IP Multimedia System)中，对于会话边界控制器(SBC，Session Boundary Controller)、媒体网关控制功能实体(MGF，Media Gateway Function)、边界网关(BGW，Border Gateway)等网元在媒体层面实现提高用户服务质量的方法。

背景技术

随着IMS的兴起与高速发展，IMS希望在任何地方与任何时间利用蜂窝技术提供因特网业务的优势得到了极大的推广，分组交换技术以其高效率的优势逐渐取代电路交换技术。但是，分组交换技术提供实时多媒体业务的同时，也经受着极大的安全性风险及服务质量(QoS，Quality of Service)的挑战。IMS主要在分组域创造一个这样的环境：任何业务在进行过程中都有很大的灵活性，这种灵活性也给安全机制的保障带来了巨大的挑战。IMS结构是一个通过标准化接口连接的功能的集合，应用者可以自由地将两种功能结合在一个节点中，也可以把一种功能拆分在多个节点中。其中，IMS中媒体网关以及边界会话控制器这类网元在实现会话级流量控制上的均衡策略，逐渐引起了人们的关注。

IMS中SBC提供电路交换(CS，Circuit Switch)网络和IMS之间的用户平面连接，它的终结来自CS网络的承载信道和来自各骨干网(例如，IP网络中的RTP流或者ATM骨干网中的AAL2/ATM连接)的媒体流；SBC就是用于执行这些终结之间的转换，并且在需要时为用户平面进行代码转换和信号处理。IMS选择会话初始协议(SIP，Session Initial Protocol)作为会话控制协议，是因为SIP很容易创建一个新的具有更大承载能力的业务，故将其应用于IMS-SBC上。IMS-SBC利用动态甄别技术，在会话建立初期为呼叫会话动态分配资源，建立呼叫端到被呼叫端的信道资源，该资源一旦被分配，便不被其它会话分享，且具有唯一性，直到该会话释放。呼叫过程中分配的端口资源固定不能动态变化，且每路会话上没有流量控制的概念；在呼叫结束后动态释放为该会话分配的资源，使得这些资源可以循环再被新的呼叫利用。信道建立后呼叫端的媒体报文依照该信道的资源模式被进行相应的转发或者是丢弃处理，一条信道唯一映射一路呼叫方与被呼叫方，其它媒体报文一旦发送到该信道上便被予以丢弃；信道被释放后，原来呼叫两侧的终端继续按照原来的路径发送的媒体报文亦被予以丢弃。

每个设备(或网元)都有自己的容量。IMS-SBC的最大容量从注册用户方面讲，支持最大的呼叫路数；从设备网口媒体包的转发方面讲，网口有最大的转发容量。基于目前业界的SBC在实现过程中没有考虑到流量的分配问题，如果当前的注册用户数到达一定值M，即M路用户，若每路用户一起发媒体的流量为N，则当M*N的流量值超过了设备网口的最大流量时，会出现有部分媒体包被丢弃而不能被转发的情况。被丢弃的媒体包存在一定的随机性，如果前面注册的用户其媒体报文已经占满的整个设备的处理带宽，可能会导致后来注册的用户的一个媒体包也不能被转发，即该路用户虽然在线，但此时在线的是语音，而视频流不通，即出现用户在线但得不到充分服务的情况。如果希望所有在线用户都得到服务，由于一些用户流量增大，会导致其他一些用户流量减小；而因为目前媒体报文的包在转发时没有优先级的规定，故对所有的媒体包一视同仁。这样会造成：在信令注册时是高优先级用户，在实际的服务中却没有得到相应的服务待遇，其优先级资源被普通用户抢占。

如图1所示，是现有的IMS-MGW的组网示意图。从信令层面上看，注册的信令流量并不很大，故信令包一般不会超过设备的处理包的容量；而从媒体层面上看，媒体包的流量则是巨大的。由于IMS-MGW对于媒体报文没有优先级的规定，这样，如果注册的所有用户终端ITM的媒体流量超过了IMS-MGW的处理能力，则会发生媒体流拥塞，使得一些用户虽然注册在线却又得不到应享有的服务。

因此，现有技术亟待解决：IMS网元能够在媒体层面按用户优先级将用户带宽管理和流量均衡控制细化，从而有效地实现按用户优先级为用户提供服务，并为服务计费提供更精确的处理依据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供在IP多媒体子系统中实现提高用户服务质量的方法，能够支持各种方式下的带宽控制及流量均衡的功能，使用户服务层面细化，从而有效地实现按用户优先级对用户进行服务。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种在IP多媒体子系统中实现提高用户服务质量的方法，适用于IMS网元，包括如下步骤：

(a)依据IMS用户优先级在现有机制上增加单路呼叫的带宽资源管理及媒体流量控制机制；

(b)对呼叫两侧的带宽进行协商，并依照协商的带宽值和协议生成的通道信息，对呼叫两侧的媒体报文进行过滤，以确保每路媒体流中实际入网的流量特性参数符合带宽协商值；

(c)将在带宽协商值范围的所述媒体报文进行分类，对不符合匹配规则的媒体报文直接发送；对符合匹配规则的媒体报文依据三级令牌桶约定访问速率CAR算法进行限流处理。

进一步地，在步骤(a)前包括步骤：在IMS用户的终端媒体层面上引入用户优先级概念。

进一步地，步骤(b)依据用户自定义的带宽值或是媒体类型当前的打包信息对带宽进行协商。

进一步地，打包信息包括打包周期、打包时长或打包类型。

进一步地，步骤(b)过滤是使用参数控制功能，设立对每路媒体流的监测机制，通过监测对属于超出带宽协商值范围的媒体报文打上非法标记，作为网络发生拥塞时首先要丢弃的信元。

进一步地，步骤(c)不符合匹配规则的媒体报文为用户优先级别最高的媒体报文，符合匹配规则的媒体报文为用户优先级次高级及普通级的媒体报文。

进一步地，步骤(c)限流处理还包括步骤：

(c1)进一步依据用户优先级别将媒体报文置入相应的令牌桶；

(c2)根据令牌桶当前的CAR参数，更新处理媒体报文时刻的令牌桶当前的令牌个数，若判断媒体报文长度小于或等于当前的令牌个数，则将媒体报文从令牌桶转发，并从当前的令牌个数中减去媒体报文长度；若判断媒体报文长度大于当前的令牌个数，则将媒体报文置入下一级令牌桶并返回执行步骤(c2)，或者将媒体报文丢弃。

进一步地，在步骤(c1)前还包括配置各级令牌桶参数及CAR参数的步骤：

(c1-1)配置各级令牌桶的最大流量限制：根据IMS网元当前流量的最大媒体处理能力及当前并发的最大呼叫数，确定第三级令牌桶的最大流量值；根据第三级令牌桶的最大流量及用户需求，确定第二级令牌桶的最大流量值；根据第二级令牌桶的最大流量和所述用户需求确定第一级令牌桶的最大流量值；

(c1-2)根据协商的带宽值计算获得令牌桶的令牌添加速率TokenRate；

(c1-3)根据TokenRate，计算获得令牌桶深度Tokenmax；

(c1-4)根据TokenRate和Tokenmax计算获得最大时间粒度Tokenmax。

进一步地，步骤(c2)更新令牌桶当前的令牌个数包括以下流程步骤：

(c2-1)根据当前媒体报文到达的时刻与上次处理的媒体报文的时刻，计算时间粒度DeltaTick；

(c2-2)若DeltaTick大于Tickmax，则将令牌桶当前的令牌个数TokenNew更新为Tokenmax，并结束流程；

(c2-3)若DeltaTick小于或等于Tickmax，则计算TokenNew等于当前新增加的令牌数与当前累积的令牌数相加；

(c2-4)若计算出的TokenNew大于Tokenmax，则更新TokenNew等于Tokenmax，并结束流程；若计算出的TokenNew小于或等于Tokenmax，则保持计算出的TokenNew不变。

进一步地，协议生成的通道信息包括：转发信息、该路用户的优先级、协商的带宽值、是否限制速率、是否经过三级令牌桶以及从各级令牌桶进入其下一级牌桶的策略。

本发明与现有技术相比较，将媒体的QoS引入了单路呼叫，即在媒体层面上引入用户优先级概念，并据此在单路呼叫引入带宽控制及对媒体报文流量进行分类处理，将符合匹配规则的媒体报文通过三色令牌桶CAR算法进行突发流量的平整及缓冲，使受控的粒度缩小，因而能够根据用户优先级来识别用户配置，以此提供相应的服务。再有，可以实现更精确的数据采集与数据的实时转发，特别是对于以流量进行计费的服务模式下，为IMS以具体流统计服务方面提供依据。

附图说明

图1是现有的IMS-MGW组网结构示意图；

图2是本发明对现有的IMS-MGW组网结构进行改进的示意图；

图2a是利用三色令牌桶CAR算法对媒体报文进行限流控制的示意图；

图3是本发明的方法根据三色令牌桶原理进行媒体限流操作流程图；

图4是本发明的方法进行更新当前令牌个数操作流程图；

图5是本发明的方法进行更新时间粒度操作流程图。

具体实施方式

由于IMS业务数据流量集中于用户媒体层面上的媒体包流量，故本发明在用户终端的媒体层面上引入用户优先级概念，使高优先级用户可以得到大流量的媒体带宽服务，并将最大注册的用户数所并发的媒体流限定在设备的最大容量上。因此，本发明在现有的机制上增加单路呼叫的带宽资源管理及媒体流量控制，以及是否实现该带宽资源管理或是否实现该流量控制的开关。IMS中的网元设备可以根据用户的需求打开或者是关闭这些开关。该路带宽可以协商，并依协商后的带宽将对呼叫两端的单方向的媒体报文进行过滤、分类，对符合匹配规则的媒体报文进行流量缓冲、整平及限制操作。由此使得用户的服务层面被细化，从而有效地实现按用户优先级对用户进行服务，并为服务计费提供了更精确的依据。

下面结合具体实施例和附图对本发明上述技术方案进行详细说明。

本发明在用户终端的媒体层面上引入用户优先级概念，使高优先级用户可以得到大流量的媒体带宽服务，如图2所示，并将最大注册的用户数所并发的媒体流限定在设备的最大容量上。

本发明提供的在IP多媒体子系统中实现提高用户服务质量的方法，适用于IMS中的网元，包括步骤：

(a)在用户终端的媒体层面上引入用户优先级概念，并依用户优先级在现有机制上增加单路呼叫的带宽资源管理和及媒体流量控制机制；

(b)对呼叫两侧的带宽进行协商，并依照协商的带宽值和协议生成的通道信息，对所述呼叫两侧的媒体报文进行过滤，以确保每路媒体流中实际入网的流量特性参数符合带宽协商值；

(c)将过滤合法的媒体报文再进行分类，对不符合匹配规则的媒体报文直接发送；对符合匹配规则的媒体报文依据三级令牌桶约定访问速率CAR算法进行限流处理。

目前在业界动态甄别技术，一般是地址到地址的映射，IMS中的网元，譬如IMS-MGW作为单边会话方的发启者与终结者，动态地为创建的会话分配相关的地址信息，依据基本5元组信息将呼叫端与被呼叫端绑定，包括：呼叫端(ip地址+端口port)\IMS-MGW入口(ip+port)\IMS-MGW出口(ip+port)\被呼叫端(ip+port)\protocol。呼叫被绑定后的媒体流，只有完全符合上述基本5元组信息的才可以通过，而只要其中有一项不符合都不予转发。一路呼叫的映射关系建立后，保活到会话结束。

本发明在上述基本5元组信息的基础上，增加对呼叫两侧的带宽资源管理和是否实现该带宽资源管理开关，并增加媒体流量控制以及是否实现该流量控制的开关。IMS-MGW根据用户的优先级或用户服务级别，来确定进行带宽管理和流量控制的策略，即选择打开或者是关闭这些开关。对呼叫两侧的带宽可以进行协商，该协商依据用户自定义的带宽值或是媒体类型当前的打包周期PACKED PERID、打包时长PACKED CYCLE或打包类型PACKETYPE进行。

IMS-MGW依照协商的带宽，对于该带宽下要通过的媒体报文进行过滤，具体来讲，就是运用UPC(Using Parameter Control使用参数控制)功能，对每路媒体流设立监测与限制机制，以确保每路媒体流中实际入网的流量特性参数符合协商值。目前UPC中的限制措施主要是对属于超越协商值的那部分流量的信元打上非法标记，表示这部分信元的服务质量不能保证，一旦网络发生拥塞首先丢弃这类信元，譬如直接将其置入PCR。

关于媒体流的监测，不同的媒体包由于打包类型与编码格式不一样，导致流量的计算公式不一致，媒体类型有语音流、视频流、还支持数据流；语音流因为不同的终端设备也会不同的编码格式，譬如用g.729编码，并在ethernet网上传输。以下举例说明媒体包的流量计算法则：

以下对一路媒体(譬如话音)需要多大带宽进行计算，以估计各种不同编码方式下的媒体所需要的带宽阀值：

g.729每路话音是8kbit/s，那么开始转换，8kbps×1000＝8000bps；

g.729每秒需要带宽8000bps/8＝1000bytes/s；

如果默认都是每20ms的话音封成一个包(packet)，则可以算出每秒内发送多少个packet：1s/20ms＝50个；

即g.729每20ms需要的带宽为：1000bytes/s/50＝20bytes/s；

之后以太网帧头为6-byte，ip包头20-byte，udp包头8-byte，rtp包头12-byte，这样，再加上g.729的payload(即媒体数据载荷)为20bytes，亦即每20ms就要产生一个6+20+8+12+20＝66-byte长度的帧，那么每秒就要发送50个66-byte，等于3300-byte；转成kbit/s：3300byte/s*8/1000＝26.4kbit/s，最终得出g.729一路话音占用带宽(包括layer2 header)为26.4kbps。

根据预设的匹配规则再对媒体报文进行分类，不符合匹配规则的报文(譬如优先级别很高的用户)直接发送；符合匹配规则的报文(譬如一般优先级别的用户)经三色令牌桶CAR算法进行流量缓冲、整平及限制处理。

关于用户优先级别，通常有优先级最高级、次高级以及普通级之分。其中，优先级最高级适合紧急呼叫用户、贵宾级(VIP，Very Important Person)用户等；优先级次高级适用于白名单用户等，优先级普通级则适用于普通白名单用户等。

在此，有必要首先对三色令牌桶算法原理进行介绍。

所谓令牌桶是网络设备的内部存储池，而令牌则是以给定速率填充令牌桶的虚拟信息包。每个到达的令牌都会从数据队列领出相应的数据包进行发送，发送完数据后令牌被删除。

假设一有限容量的漏桶(桶的深度对应某种流量参数，譬如令牌的产生速率等)，到达的信元(报文)进入漏桶，经漏桶渗漏后输出到网络。该漏桶以每单位时间一个容量单位的连续速率向外渗漏(该速率对应于某种业务的信元速率参数，譬如令牌的产生速率、峰值信息速率等)，同时每当一个信元到达时，则桶容量加1。当信元到达速率超过漏桶渗漏速率时，连续累积的信元会使漏桶充满，这时如果还有信元到达该漏桶，则该信元就会溢出漏桶(即进行漏桶溢出处理)，该信元即是违约信元。

三色令牌桶，实质为三级漏桶处理，如图2a所示。第一级漏桶为红色令牌桶(PCR)，第二级漏桶为黄色令牌桶(SCR)，第三级漏桶为绿色令牌桶(TCR)。

三色令牌桶算法，是一种通过采用三级令牌桶约定访问速率(CAR，Conformed Access Rate)的算法处理，来达到限制媒体流量的目的。先根据预设的匹配规则先对媒体报文进行分类，不符合匹配规则的报文不需要经过令牌桶的处理，直接发送；符合匹配规则的报文，则需要经三色令牌桶处理。当桶中有足够的令牌，则报文可以被继续发送下去，同时令牌桶中的令牌量按报文的长度相应地减少；当令牌桶中的令牌不足时，报文就不能被发送，只有等到桶中生成了新的令牌，报文才可以发送。这就可以限制报文的流量只能是小于等于令牌生成的速度，达到限制报文流量的目的。

红、黄、绿每个令牌桶有自己的令牌大小，即桶深(最大令牌数Tokenmax)，其限定了每次媒体包能通过的最大数据长度。根据一路带宽的带宽值与当前处理芯片的性能(譬如运行速度)可以计算该桶深，依此对报文的流量进行均衡控制。

对于进入不同令牌桶的媒体报文分别做不同的处理：

(1)红色令牌桶(PCR)处理：对于进入红色令牌桶的报文，根据用户配置进行违约报文的定时丢包处理，定时器的长度取决于该路用户的优先级与分配的服务等级；

(2)黄色令牌桶(SCR)处理：对于进入黄色令牌桶的报文，根据用户配置将违约报文定时转移到红色令牌桶，定时器的长度取决于该路用户的优先级与分配的服务等级；

(3)绿色令牌桶(TCR)处理：对于进入绿色令牌桶的信元，根据用户配置将违约报文定时转移到黄色令牌桶，定时器的长度取决于该路用户的优先级与分配的服务等级。

每种不同的处理方式均可以提供人机命令接口，即系统通过人工干预的方式提供对处理的灵活配置，譬如根据用户优先级别来配置是否经过三色令牌桶处理，以及是直接置入PCR，还是分别先置入TCR或SCR。这种机制对于单路用户根据其服务特性及优先级，作为未来IMS实现QoS细化的一种手段，可以精确地为每一路媒体进行不同的配置，从而为媒体多元化服务提供了平台，有效解决了目前的无法在媒体层面区分用户优先级的问题。本发明借鉴三色标签实施的三级令牌桶机制，能够有效地限制溢出带宽，平整突发流量，且算法流程简单，灵活地适应于各种网络的环境与用户的要求。

本发明提供的IP多媒体子系统实现对单路用户限流访问的方法，用于根据用户的优先级为用户提供服务，其基本思想是以分级(三级)流量为控制目标，每级的流量运算以该级令牌桶的CAR算法为核心。

(a)分类媒体包；对于每路呼叫收到的媒体包，首先按照协议生成的通道信息对媒体包进行分类，确定是否需要对其实行限流控制，若需要则再对其进行过滤，以确保每路媒体流中实际入网的流量特性参数符合协商值；通过过滤合法的媒体报文才允许进入相应的令牌桶入口；

协议带下来的通道信息不仅携带转发信息，同时还携带：该路媒体的优先级，协商的带宽，是否限制速率、是否经过TCR、SCR及PCR，从TCR进入SCR的策略，以及从SCR进入PCR的策略。

(b)配置各级令牌桶CAR参数，即最大流量限制、桶深(Tokenmax，最大令牌数)等；

对于绿色令牌桶(TCR)，该桶的最大流量限制值为：设备当前流量的最大媒体处理能力/当前并发的最大呼叫数；黄色令牌桶(SCR)的最大流量限制值为：绿色令牌桶最大流量限制值*N；红色令牌桶(PCR)的最大流量限制值为：黄色令牌桶最大流量限制值*M；N与M的值应用在不同的场景下，可以根据用户的需求(譬如，用户的服务特性等)来配置，并根据用户配置的带宽值生成具体执行的参数。

根据媒体包协商的带宽值(一般以bps为单位)计算CAR参数：

(1)每个桶的令牌添加速率TokenRate＝带宽值/(8*1000*G)；

其中，G＝0.8为调整系数；

(2)再根据TokenRate，来计算每个桶深(Tokenmax)：

Tokenmax(Byte)＝间隔时间(s)*设定的速率(byte/s)，其限定了每次数据包能通过的最大数据长度，建议采用下面的公式计算：

Tokenmax＝1.5(s)*TokenRate(byte/s)；

(3)计算最大时间粒度Tickmax＝Tokenmax/TokenRate。

(c)对需要进行限流控制的媒体流依据令牌桶CAR算法进行处理；

受控的该路媒体包到达相应的令牌桶入口，根据该令牌桶当前的参数，即最大流量限制值、令牌添加速率(TokenRate)以及CAR算法判断对该媒体包的处理，如果该媒体包没有超过该令牌桶深度则走转发流程，如果该媒体包超过令牌桶深度，则走进入下一级令牌桶或被丢弃流程。

上述三色令牌桶CAR的算法流程应用于各种不同硬件时，具体参数不同。图3所示的CAR的算法流程是以IQ族(IQ2000，IQ2200)的网络处理器为应用实例加以说明，该流程包括以下步骤：

301：CAR适应适配，即根据预设的匹配规则先对媒体报文进行分类，不符合匹配规则的报文不需要经过令牌桶的处理，直接发送；符合匹配规则的报文，则需要经令牌桶算法处理；

302：读出CAR内容，包括：上次媒体包限流时间、当前令牌桶内令牌个数以及该令牌桶的令牌添加速率TokenRate；利用这些参数可以更新处理媒体包时刻的令牌桶当前的令牌个数(TokenNew，参见图4)；

303：判断当前的媒体报文(媒体包长)是否小于令牌桶当前的令牌个数(即Token-媒体包长≥0)；若是，执行步骤304；若否执行步骤306；

304：表明该媒体报文在当前时刻是顺行流量，则更新当前媒体包经过流量限制后的相关CAR参数(令牌桶转发计数)；

305：根据该路媒体信息转发该媒体包，流程结束；

306：表明该媒体报文在当前时刻是溢出限制流量的，则回退当前的令牌数目；

307：更新当前媒体报文经过流量限制后的相关CAR参数(令牌桶溢出计数)；

308：将该报文进行流量溢出处理(媒体包在绿色令牌桶时进入黄色令牌桶以限制流量，媒体包在黄色令牌桶时进入红色令牌桶以限制流量，媒体包在红色令牌桶时则进行丢包处理)。

本发明方法的CAR算法流程中更新当前令牌桶内令牌个数(即图3流程步骤302)的流程，如图4所示，即图3所示流程步骤302的详细流程，包括以下步骤：

401：根据当前媒体包到达的时刻与上次处理的媒体包的时刻计算更新时间粒度DeltaTick，并读取最大时间粒度Tickmax；

402：判断DeltaTick是否大于Tickmax，若是，执行步骤403；若否执行步骤404；

403：更新令牌桶的即时令牌数TokenNew等于该令牌桶深度Tokenmax，结束流程；

404：更新当前新增令牌数Token为当前的时间粒度乘以该桶的令牌添加速率TokenRate(每个令牌桶由于深度不同，添加令牌的速率也不同)；

405：更新当前包处理时的即时令牌值TokenNew为当前新增令牌数Token加上当前累积的令牌数TokenOld；

406：判断当前TokenNew是否小于桶深度Tokenmax，若是结束流程；若否则返回步骤403执行。

如图5所示，表示的是更新时间粒度流程图，即图4所示流程中步骤401的详细流程，包括以下步骤：

501：从硬件时钟上读取当前媒体包进行限流处理的时刻(在网络处理器上从硬件时钟获得的值取反，因为该时钟是递减的)，再读取当前软件时钟(自己维护)，一般该软件时钟值为64位不会溢出，分高32位NewTick_H32与低32位NewTick_L32；

502：判断如果软件时钟NewTick_L32是否大于硬件时钟，若是执行步骤503；若否，保持软件时钟不变，并执行步骤504；

503：将软件时钟NewTick_H32加1；

504：求当前包处理时刻NewTick与上次处理时刻OldTick的时间间隔DteltaTick＝NewTick-OldTick；

505：判断该时间间隔DteltaTick高位是否大于1？是则执行506；否则执行507；

506：更新该时间间隔DteltaTick＝Tickmax，而后执行步骤510；

507：判断该时间间隔DteltaTick是否为正值？是则是执行508；否则执行509；

508：判断该时间间隔DteltaTick是否等于0？是则执行510，否则返回506执行；

509：将该时间间隔DteltaTick取反变为正值；

510：保持该时间间隔DteltaTick值为当前时间粒度；

511：判断是否需要更新软件时钟？是则执行512，否则结束流程；

512：更新软件时钟，结束流程。

综上所述，由于本发明能够在媒体层面上引入用户优先级概念，并据此在单路呼叫引入带宽控制，以及对媒体报文流量按用户优先级进行分类处理，将符合匹配规则的媒体报文通过三色令牌桶CAR算法进行突发流量的平整及缓冲，使得用户的服务层面被细化，从而能够有效地实现按用户优先级为用户提供服务，并为服务计费提供了更精确的依据。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种在IP多媒体子系统中实现提高用户服务质量的方法，适用于IP多媒体子系统IMS网元，所述方法包括如下步骤：

(a)依据IMS用户优先级在现有机制上增加单路呼叫的带宽资源管理及媒体流量控制机制；

(b)对所述呼叫两侧的带宽进行协商，并依照协商的带宽值和协议生成的通道信息，对所述呼叫两侧的媒体报文进行过滤，以确保每路媒体流中实际入网的流量特性参数符合带宽协商值；

(c)将在所述带宽协商值范围的所述媒体报文进行分类，对不符合匹配规则的所述媒体报文直接发送；对符合所述匹配规则的所述媒体报文依据三级令牌桶约定访问速率CAR算法进行限流处理。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(a)前包括步骤：在所述IMS用户的终端媒体层面上引入所述用户优先级概念。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(b)依据用户自定义的带宽值或是媒体类型当前的打包信息对所述带宽进行协商。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，所述打包信息包括打包周期、打包时长或打包类型。

5.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(b)所述过滤是使用参数控制功能，设立对所述每路媒体流的监测机制，通过所述监测对属于超出所述带宽协商值范围的所述媒体报文打上非法标记，作为网络发生拥塞时首先要丢弃的信元。

6.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(c)所述不符合匹配规则的所述媒体报文为用户优先级别最高的所述媒体报文，所述符合匹配规则的所述媒体报文为用户优先级次高级及普通级的所述媒体报文。

7.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(c)所述限流处理还包括步骤：

(c1)进一步依据用户优先级别将所述媒体报文置入相应的令牌桶；

(c2)根据所述令牌桶当前的所述CAR参数，更新处理所述媒体报文时刻的所述令牌桶当前的令牌个数，若判断所述媒体报文长度小于或等于所述当前的令牌个数，则将所述媒体报文从所述令牌桶转发，并从所述当前的令牌个数中减去所述媒体报文长度；若判断所述媒体报文长度大于所述当前的令牌个数，则将所述媒体报文置入下一级令牌桶并返回执行步骤(c2)，或者将所述媒体报文丢弃。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤(c1)前还包括配置各级所述令牌桶参数及所述CAR参数的步骤：

(c1-1)配置各级所述令牌桶的最大流量限制：根据所述IMS网元当前流量的最大媒体处理能力及当前并发的最大呼叫数，确定第三级令牌桶的最大流量值；根据所述第三级令牌桶的最大流量及用户需求，确定第二级令牌桶的最大流量值；根据所述第二级令牌桶的最大流量和所述用户需求确定第一级令牌桶的最大流量值；

(c1-2)根据所述协商的带宽值计算获得所述令牌桶的令牌添加速率TokenRate；

(c1-3)根据所述TokenRate，计算获得所述令牌桶深度Tokenmax；

(c1-4)根据所述TokenRate和所述Tokenmax计算获得最大时间粒度Tokenmax。

9.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(c2)所述更新令牌桶当前的令牌个数包括以下流程步骤：

(c2-1)根据当前所述媒体报文到达的时刻与上次处理的所述媒体报文的时刻，计算时间粒度DeltaTick；

(c2-2)若所述DeltaTick大于所述Tickmax，则将所述令牌桶当前的令牌个数TokenNew更新为所述Tokenmax，并结束流程；

(c2-3)若所述DeltaTick小于或等于所述Tickmax，则计算所述TokenNew等于当前新增加的令牌数与当前累积的令牌数相加；

(c2-4)若计算出的所述TokenNew大于所述Tokenmax，则更新所述TokenNew等于所述Tokenmax，并结束流程；若计算出的所述TokenNew小于或等于所述Tokenmax，则保持计算出的所述TokenNew不变。

10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述协议生成的通道信息包括：转发信息、该路用户的优先级、协商的带宽值、是否限制速率、是否经过所述三级令牌桶以及从各级所述令牌桶进入其下一级所述令牌桶的策略。

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