CN101442428B - 一种端到端QoS的申请方法、系统和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种端到端QoS申请方法，包括以下步骤：通用开放接口USI系统接收应用服务器发送的QoS申请，并生成向策略与计费控制PCC系统发送的QoS请求；USI系统向PCC系统发送所述生成的QoS请求，并接收所述PCC系统发送的QoS分配结果。本发明还公开了一种端到端服务质量QoS的申请系统。通过使用本发明，PCC系统向USI系统开放动态QoS接口，实现WiMAX系统的动态QoS能力通过USI接口向第三方应用开放功能。上层应用实体通过USI系统向PCC系统提供业务需要的QoS信息，实现了上层应用实体和PCC系统的QoS信息的传递和协商，实现接入网的动态QoS能力的开放，以及从上层应用和接入网端到端的QoS保证。
Description
技术领域
本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种端到端QoS的申请方法、系统和设备。
背景技术
USI(Universal Services Interface，通用业务开放接口)系统是WiMAX(Worldwide Interoperability Microwave Access Forum，微波接入全球互通论坛)网络将业务能力开放给网内或网外的第三方应用的接口。通过调用USI提供的业务能力，第三方应用开发针对WiMAX接入用户的业务将变的更简单，并可以更加方便的为WiMAX接入用户提供个性化的服务。WiMAX网络通过USI系统开放的能力包括QoS(Quality of Service，服务质量)、位置服务等。
应用驱动的QoS是指应用可以动态的改变用户接入网络的QoS(例如带宽等)。应用对QoS的动态改变可以是临时改变(定义一个有效时间)，也可以是作为用户每次连接网络时缺省的QoS。
PCC(Policy and Charging Control，策略和计费控制)系统是3GPP定义的一种资源分配和控制框架，用于网络的QoS和计费控制。PCC主要包括PCRF(Policy and Charging Rule Function，策略和计费决策功能)、PCEF(Policyand Charging Enforcement Function，策略和计费执行功能)、SPR(SubscriptionProfile Repository，用户数据存储)模块，分别对应的主要功能是策略决策、策略执行、用户数据存储(PCRF需要向SPR请求用户数据信息用于策略决策)。WiMAX将PCC构架引入WiMAX网络用于QoS和计费控制。WiMAX网络引入的PCC系统，在PRCF与PCEF之间增加了PDF(Policy DistributionFunction，策略分发功能)模块，PDF是一个逻辑功能模块(实际部署时，可以与PCRF一起部署)，用于与其他网络的PCC系统实现互通；PDF与PCRF用Gx接口连接，PDF实现的功能是向PCRF隐藏WiMAX网络策略执行点(PCEF)的分布式特性和移动特性。PCEF根据位于的网络位置不同，又分为A-PCEF和C-PCEF：A-PCEF位于接入网络中，执行接入网络的QoS和计费；C-PCEF位于核心网中，执行核心网络的QoS和计费。
发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在以下缺点：
WiMAX网络缺少一种适合向第三方应用开放的安全的QoS申请接口和接口调用流程，来开放WiMAX网络的QoS能力，导致QoS信息无法在上层应用和WiMAX网络之间的动态传递和协商。
发明内容
本发明的实施例提供一种端到端QoS的申请方法、系统和设备，用于实现ASP(Application Service Provider，应用业务提供商)/iASP(internet ASP，互联网应用业务提供商)等应用服务器通过USI系统申请到端对端QoS。
为达到上述目的，本发明的实施例提供一种端到端QoS的申请方法，包括以下步骤：
通用开放接口系统接收应用服务器发送的QoS申请，并生成向策略与计费控制系统发送的QoS请求；
通用开放接口系统向策略与计费控制系统发送所述生成的QoS请求，接收所述策略与计费控制系统发送的QoS分配结果，并将所述QoS分配结果发送给应用服务器。
本发明的实施例还提供一种端到端QoS的申请系统，包括：
应用服务器实体，用于接收用户的请求，并向通用开放接口系统发送QoS请求；
通用开放接口系统实体，用于根据所述应用服务器实体发送的QoS申请，生成QoS请求并向所述策略与计费控制系统发送；接收所述策略与计费控制系统发送的QoS分配结果；发送所述QoS分配结果给应用服务器；
策略与计费控制系统实体，用于接收所述通用开放接口系统实体发送的QoS请求并返回QoS分配结果。
本发明的实施例还提供一种通用开放接口系统实体，用于端到端QoS的申请，包括：
QoS请求生成单元，用于根据应用服务器实体发送的QoS申请，生成向策略与计费控制系统发送的QoS请求；
转换单元，用于将所述QoS请求生成单元生成的QoS请求进行转换后向策略与计费控制系统发送；
所述通用开放接口系统实体，还用于接收所述策略与计费控制系统发送的QoS分配结果，并将所述QoS分配结果发送给应用服务器。
与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：
通过PCC系统向USI系统开放动态QoS接口，实现WiMAX系统的动态QoS能力通过USI接口向第三方应用开放功能。上层应用实体通过USI系统向PCC系统提供业务需要的QoS信息，实现了上层应用实体和PCC系统的QoS信息的传递和协商，实现接入网的动态QoS能力的开放，以及从上层应用和接入网端到端的QoS保证。
附图说明
图1是本发明的实施例一中一种端到端QoS的申请方法的流程图；
图2是本发明的实施例一中USI系统漫游的示意图；
图3是本发明的实施例一中USI系统漫游的另一示意图；
图4是本发明的实施例一中USI系统漫游的再一示意图；
图5是本发明的实施例二中一种端到端QoS的申请方法的流程图；
图6是本发明的实施例三中一种端对端QoS申请系统的结构图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明的实施方式做进一步说明。
本发明的实施例一中，提供了一种端到端QoS的申请方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤s101、用户终端接入WiMAX网络，用户终端与应用服务器完成应用层交互(如用户终端在应用服务器的注册、鉴权)，应用服务器触发QoS请求。
步骤s102、应用服务器向USI系统发起QoS请求。
步骤s103、USI系统对所述QoS请求进行鉴权，鉴权通过后将所述QoS请求转发给PCC系统。
步骤s104、PCC系统根据收到的所述QoS请求进行QoS分配，并将QoS分配结果返回给USI系统。
步骤s105、USI系统将所述QoS分配结果发给应用服务器。
本发明实施例中，在步骤s104中，如果接入网资源不够或用户的签约QoS不满足应用服务器的要求，PCC系统可以拒绝USI系统的QoS请求或进行QoS裁减，PCC系统返回QoS授权的结果或裁减的QoS给USI系统，USI系统进而将收到的结果返回给应用服务器。
以下对上述步骤s101～步骤s105的具体实现过程分别进行描述。
步骤s101、用户终端接入WiMAX网络，并在应用服务器触发QoS请求。
具体的，步骤s101进一步包括：
(1)用户建立WiMAX IP-CAN(IP Connectivity Access Network IP，连接接入网)路径，在IP-CAN建立流程中，PCEF向PCRF发送请求PCC Rules，请求中携带用户请求建立的IP-CAN类型(这里为WiMAX)和用户标识，该用户标识可以包括用户NAI(Network Access Identifier，网络接入标识)和/或IP地址。
(2)该请求经过PDF转发。PDF存储PCEF发送的信息，并将请求转发给对应的PCRF。该步骤为可选。
(3)PCRF根据IP-CAN类型和用户标识信息获取该用户的QoS和PCCRules。
(4)PCRF进行用户建立IP-CAN的鉴权和策略决策，通过后将匹配该IP-CAN的PCC Rules(带有需要实施的QoS信息)返回给PDF，同时PCRF会存储用户和对应的PCC Rules信息。
(5)PDF收到PCC Rules后存储并将转发给PCEF。
(6)PCEF执行收到的PCC Rules完成IP-CAN的建立。
(7)完成IP-CAN建立后，用户终端通过与应用服务器的交互，向应用服务器发起业务请求，比如播放一段视频，触发了应用服务器的QoS请求逻辑。
步骤s102，应用服务器向USI系统发送QoS请求。
本发明实施例中，该QoS请求可以为Apply QoS消息。表1为本发明实施例提供的一种Apply QoS消息的内容，其中，QoSIdentifier与DefaultQoS为必许携带的参数，其他参数为可选，具体请参考表1中的描述。
表1：applyQoS消息的定义
其中，UserID的内容为用户ID(如用户接入网络标识NAI)和/或用户的IP地址(IPv4或IPv6地址)，用户ID由用户名(username)和域名(realm)两部分组成，出于保护用户隐私的目的，提供给应用服务器的用户ID可能使用一段字面无意义的特定字符串代替用户名部分，例如使用用户的假名NAI(pseudonym NAI)地址，假名NAI与用户真实的NAI的对应关系保存在用户归属网络的服务器中(如AAA服务器)，USI系统或是PCC系统收到应用服务器提供的假名NAI，如果需要查询用户的真实NAI，可以向保存用户NAI对应关系的服务器(AAA服务器)查询用户真实NAI，以进一步验证用户身份或是获取用户配置信息。除了使用用户接入网络标识(NAI)作为用户ID方案外，USI系统也可以为用户生成一个用户ID标识，其中的域名部分携带USI系统域名信息，并由USI系统维护用户ID标识与用户接入网络标识的关系，USI系统将用户ID标识提供给用户，在用户发起的业务请求中携带用户ID标识。
本发明实施例中，表1中UserID的描述如下表2所示：
表2：关于UserIID的描述
| 字段 | 类型 | 可选 | 描述 |
| ID | 字符串类型 | 否 | 用户ID标识 |
| Ipv4 | 字符串类型 | 是 | Ipv4地址 |
| Ipv6 | 字符串类型 | 是 | Ipv6地址 |
本发明实施例中，表1中QoSProperties的描述如下表3所示：
表3：关于QoSProperties的描述
MediaComponentDescription参数与现有技术中3GPP Rx接口规范中定义的Media-Component-Description参数一致，即Media-Component-Description中各子参数的定义和使用与规范描述的一样。如果QoSProperties参数中携带了MediaFlowDescriptionInSDPFormat参数而没有携带MediaComponentDescription参数，当USI系统与PCC系统的PCRF相连时，USI系统要根据MediaFlowDescriptionInSDPFormat参数参考3GPP的PCCQoS参数映射规范定义的由SDP(Session Description Protocol，会话描述协议)到Media-Component-Description取值的映射关系方法，生成MediaComponentDescription配置参数，再通过Rx接口发送给PCRF；如果USI系统与PCC系统的PDF/PCEF相连时，这两个参数也可以不用携带。
本发明实施例中，MediaComponentDescription的描述如下表4所示。
表4：MediaComponentDescription的描述
本发明实施例中，Media-Sub-Component参数如下表5所示：
表5：关于Media-Sub-Component的参数
该步骤中，应用服务器获取USI系统地址的实现方式如下：应用服务器根据用户的QoS请求中携带的网络接入标识(NAI)或IP地址如用户的HoA(MSHome Address，移动终端的归属地址)地址，获取用户的USI系统地址，并向该地址发送申请QoS请求。具体的，应用服务器可以根据WiMAX网络提供商提供的USI接口相关信息，建立用户ID或是IP地址范围与USI地址的对应关系，从而应用服务器根据QoS请求中的用户ID信息来从所述的对应关系中获取USI地址；或者是根据用户的ID中的域名信息查询DNS(Domain Name System，域名系统)，来获取用户USI的地址；另外还可以是在用户的业务请求中直接携带了用户归属USI地址信息。
在用户漫游情况下，应用服务器获取USI系统地址的实现方式如下：应用服务器获取的USI地址可能是用户拜访地网络的USI地址，也可能是用户归属地网络的USI地址。例如应用服务器根据HoA地址信息获取USI地址时，如果用户拜访地CSN(Connectivity Service Network，连接服务网络)网络的HA与用户终端建立连接并为用户提供移动IP服务，则应用服务器获得的是用户拜访地的USI地址。如果应用服务器根据用户在向应用服务器发送的业务请求中携带的内容获取USI地址，则根据用户入网配置到用户终端USI地址的不同，可能是用户归属网络USI地址也可能是用户拜访地网络USI地址；而由用户的NAI信息获得的是用户归属地网络的USI地址。针对这些情况，要求USI系统支持用户漫游的处理。
USI系统漫游方案如下：
方案一：当应用服务器向用户归属网络的USI系统(H-USI)发送QoS请求时，归属网络的USI系统向用户归属AAA(Authentication、Authorization andAccounting，认证、授权和计费)(H-AAA)服务器查询用户当前位置信息(拜访网络地址)后，将QoS请求发送给拜访网络的USI系统(V-USI)，其中归属网络USI系统与拜访网络USI系统之间的接口可以使用USI系统与应用服务器的接口(接收应用服务器消息的USI系统负责转发应用服务器请求)，或者是使用USI系统与PCC系统的接口(接收USI发送消息的USI系统负责转发给对应的PCC系统)。上述过程如图2所示)。
方案二：当应用服务器向用户归属地网络的USI系统发送QoS请求时，归属网络的USI系统向用户归属网络的PCC系统(H-PCC)发送QoS请求，归属网络的PCC系统发现用户漫游，将QoS请求发送给用户拜访网络的PCC系统(V-PCC)(如通过归属网络的PCRF将请求发送给拜访网络的PCRF)。上述过程如图3所示。
方案三：当应用服务器向用户拜访网络的USI系统发送QoS请求时，拜访网络的USI系统将请求发送给拜访网络PCC系统，拜访网络的PCC系统向用户归属网络的PCC系统请求策略决策，归属网络的PCC系统根据用户数据进行处理，将处理结果返回给拜访网络的PCC系统进行策略执行上述过程如图4所示。
步骤s103，USI系统对请求发起方应用服务器进行接口访问鉴权，鉴权通过后将请求发送到PCC系统。
具体的，该鉴权方式可以是证书等现有技术，如果是证书方式就要求请求中携带证书信息。USI系统通过请求的鉴权后，通过USI与PCC系统的接口，将请求发送给PCC系统。
USI系统与PCC系统连接点如下：USI系统与PCC系统可能存在多个连接点方案：
USI与PCC系统的PCRF连接时，为减少对PCC系统的修改，USI与PCRF连接接口可以使用3GPP定义的Rx接口，向PCRF发送QoS请求，当然，也可以使用其它接口。当USI与PCRF连接接口使用3GPP定义的Rx接口时，USI系统根据收到的QoS申请消息，再结合与PCC系统接口类型，将请求消息转换为Rx接口请求消息再向PCC系统发送QoS请求。本发明实施例中，USI系统与PCRF连接时，USI在鉴权通过后可以将所述QoS请求转换为发送Rx(diameter协议)接口的AA-Request消息并发送给PCRF。本发明实施例中，USI实施转换如下表6所示：
表6：关于USI实施转换的描述
如果USI系统与PCC系统的PDF/PCEF连接时，则相对于连接PCRF，USI系统要实现PCRF的部分功能：完成策略决策，根据用户的配置数据(USI系统与PCC系统保存用户策略的SPR功能实体有接口)生成符合用户会话的PCCRules，完成应用服务器的QoS请求到PCC规则的转换，并按照3GPP Gx接口规范生成相应的PCC Rules；要求与PCEF上保持的QoS数据同步；并要求用户接入网络时，PDF/PCEF向USI系统发送IP-CAN会话相关信息，USI系统记录用户IP-CAN会话信息。为减少PCC系统的修改，USI系统与PDF/PCEF连接的接口可以使用3GPP定义的Gx接口。本发明实施例中，USI系统收到应用服务器发送的QoS请求后，可以通过Gx接口(diameter协议)的Re-Auth-Request(RAR)消息发送给PDF，USI转换关系如下表7所示：
表7：关于USI转换关系的描述
本发明实施例中，QoS-Information的定义如下表8所示：
表8：QoS-Information的定义
对于USI系统收到的应用服务器请求QoS消息与USI系统发送到PCC系统的请求QoS消息，需要USI系统来完成转换功能。USI系统对外开放接口承载协议可以是web services协议、SIP、HTTP等，而USI系统与PCC系统的接口承载是diameter协议(Rx或是Gx接口)，因此还要求USI系统同时支持多种接口协议栈(如：web services和diameter)。为了简化USI系统的处理，USI系统也可以直接对应用服务器开放PCC系统的diameter接口，这样USI系统就不需要进行如上所述的接口转换和协议转换，但这种方案就需要应用服务器支持Rx或是Gx接口和diameter，对应用服务器提出了较高的要求而限制了应用服务器对USI系统的使用。
步骤s104，PCC系统根据收到QoS的请求进行动态QoS分配，并将结果返回给USI系统
PCC系统收到USI系统发送的QoS请求以后，如果USI系统与PCRF连接，则PCRF根据请求中的用户的网络接入标识或是IP地址，找到对应的IP-CAN会话，对请求中携带的QoS参数进行鉴权，如果QoS参数是该用户可以申请的，PCRF下发PCC Rules到PCEF实施该QoS参数，并将结果通过Rx接口的AA-Answer消息返回给USI系统。如果USI系统是与PDF/PCEF连接，则USI系统根据用户标识或是IP查找注册的IP-CAN会话，通过IP-CAN会话找到对应IP-CAN注册时的diameter会话，将请求信息通过diameter会话(Gx接口)下发给PDF/PCEF进行Qos实施，PDF/PCEF通过Gx接口的Re-Auth-Answer消息返回结果给USI系统。
本发明实施例中，AA-Answer消息的定义如下表9所示：
表9：AA-Answer消息的定义
本发明实施例中，Re-Auth-Answer消息的定义如下表10所示：
表10：Re-Auth-Answer消息的定义
USI系统收到PCC系统返回的QoS执行结果后(AA-Answer或是Re-Auth-Answer消息)，根据其中的Result-Code字段，向应用服务器返回成功或者失败响应，如果失败，可以进一步将Error-Message字段一同上报给应用服务器。
进一步的，本发明实施例中，USI系统对计费标识的处理：USI系统向PCC系统发送applyQoS请求时，携带的计费标识是USI系统生成计费的标识，USI系统将关联应用服务器与USI计费标识，以及接入网络计费标识与USI系统的计费标识，这样的关联可以根据需要，用于USI系统与应用服务器的计费结算，和USI系统与接入网络的计费结算；如果需要USI系统也可以将接入网络与应用服务器的计费标识进行关联，来完成接入网络与应用服务器的计费关联和结算。应用服务器也可以请求USI系统上报USI系统的计费标识，用于应用服务器端进行USI系统与应用服务器的结算。引入USI计费标识的目的是向应用服务器屏蔽接入网络的计费标识，应用服务器只需与USI进行接口调用的费用结算。
步骤s105，USI系统收到PCC发送的结果后，将QoS请求结果发送给应用服务器。
本发明实施例中，可以通过ACK消息把QoS请求结果发送给应用服务器。所述ACK消息的定义如下表11所示：
表11：关于ACK消息的定义
本发明不仅对WiMAX系统适用，对其他接入系统，如3G系统，WLAN系统等同样适用。本文仅以WiMAX系统为例进行了说明。在其他的系统(3G、WLAN等网络)中，只要网络部署了PCC系统和通用开放业务接口系统(USI或是OSA)，通用开放接口系统都可以同样使用本发明使用的接口和流程来实现对应用服务器的QoS能力开放，来建立端到端的QoS控制和承载。
本发明实施例中，QoS终止流程可以如下：
应用发起的终止QoS请求，例如用户终端发起终止业务请求到ASP/iASP应用服务器，ASP/iASP应用服务器可以发起terminateQoS请求到USI系统，USI系统通过PCC系统终止QoS。其中，terminateQoS请求携带QoSIdentifier参数，取值可以与applyQoS请求中的一致。terminateQoS方法描述如下表17所示：
表17：关于terminateQoS方法的描述
USI系统收到terminateQoS请求或者是applyQoS请求中的Duration参数所指示的时间达到后，向PCC系统发起暂停或是终止QoS会话请求申请：
USI系统通过Rx接口与PCC系统相连的情况下，如果terminateQoS消息中的type参数为DISABLED则发送Rx接口的AA-Request(AAR)消息，与发送QoS请求的AA-Request区别在于Flow-Status字段配置为DISABLED；如果type类型是REMOVED，USI系统发送Session-Termination-Request(STR)消息用于终止用户会话，并且在PCC系统返回终止成功后，USI系统将终止成功消息返回给ASP/iASP应用服务器，然后终止与ASP/iASP应用服务器之间的会话。本发明实施例中，Session-Termination-Request消息中的参数如下表18所示。
表18：Session-Termination-Request消息中的参数
USI系统通过Gx接口与PCC系统相连的情况下，发送Re-Auth-Request(RAR)消息，在terminateQoS消息中type为DISABLED的情况下，与发送QoS请求的Re-Auth-Request区别在于FLOW-STATUS为DISABLED；如果是type为REMOVED，则FLOW-STATUS配置为REMOVED，并且在PCC系统返回终止成功后，USI系统将成功消息返回给ASP/iASP应用服务器，然后终止与ASP/iASP应用服务器之间的会话。
收到终止QoS请求消息后，PCC系统卸载会话的配置QoS的PCC Rules，终止成功后返回终止成功消息给USI系统，在其中携带返回值与其他信息(如错误时的错误信息和发送错误信息的主机地址等)，与applyQoS请求的返回消息类似，具体可以参考3GPP定义的Rx接口或是Gx接口规范，在此就不再做详细的描述。
PCC系统实施端到端QoS方案：
用户终端到ASN GW部分的QoS保障由ASN GW(A-PCEF)执行，这部分是现有技术实现，WiMAX标准有比较详细的描述，在本发明中就不再详细叙述。ASN GW到HA之间的保障，如果HA(C-PCEF)执行QoS保障功能，则这部分由HA执行QoS策略保障QoS，否则，由ASN GW(A-PCEF)执行QoS策略，并在ASN GW到HA之间的隧道(tunnel)上实施QoS，方法是通过实现DiffServ边界网关功能，在ASN GW与HA之间的IP包头的DSCP字段配置相应的QoS等级标签，或者是ASN GW负责通过RSVP协议建立与HA之间的QoS保障通道。
与ASP/iASP应用服务器之间经过的外部网络承载的QoS问题，有如下几种解决方案：1)WiMAX网络的PCRF与外部网络的PCEF有信令接口，PCRF向PCEF发送QoS策略，外部网络的PCEF执行策略来实现QoS；2)当外部网络没有PCEF或是WiMAX网络与外部网络没有PCC接口时，HA(C-PCEF)作为网络的边界网关，负责实施WiMAX网络到ASP/iASP应用服务器之间的QoS，当外部网络支持DiffServ服务时，C-PCEF作为DiffServ的边界网关，实现到ASP/iASP应用服务器之间的差分QoS(DiffServ QoS)服务，如果外部网络支持综合QoS(InteServ QoS)服务，C-PCEF可以使用RSVP协议来实现到ASP/iASP应用服务器之间的QoS服务。3)如果HA不支持C-PCEF功能或者是C-PCEF功能不支持QoS策略的执行，则要有ASN GW(A-PCEF)进行QoS实施，修改用户数据的IP包头，在DSCP字段标识QoS标识，或者是ASN GW负责建立与ASP/iASP应用服务器的RSVP通路。同时ASN GW还有负责到HA之间的隧道通信的QoS，如上段所述。
以下结合具体的应用场景，对本发明的实施方式作进一步描述。
本发明的实施例二中，以应用服务器向WiMAX用户提供视频留言信箱业务为例，当应用服务器在向用户播放多媒体视频留言时，向USI系统申请到用户终端的单向QoS保障IP链路，该申请过程如图5所示，包括以下步骤：
步骤s501：应用服务器向USI系统发送apply QoS请求。
该apply QoS请求用XML描述的请求如下，请求消息可以使用HTTP、WebServices、SIP等承载信令携带：
上述消息内容中，携带请求方法的缸c字段，取值为applyQoS，表示方法是用于申请QoS，此次QoS申请的session id标识，例子中表示为id＝″f31d5ad″。
携带用户标识(userID)，用户ID为假名NAI地址，用户IP为一个IPv6的HoA地址。另外，携带QoS标识(QoSidentifier)用于标识此次QoS申请，应用服务器可以利用这个标识向USI请求更新申请(如更改参数等)。
另外，携带可选参数DefaultQoS表示是否为用户使用此业务的Default QoS数据，同时网络侧(USI系统)保存有该用户对该业务请求的QoS数据，实施缺省的QoS参数；如果网络侧没有存储时，可以存储请求中的QoS参数和业务数据，如果请求没有携带则返回错误信息给应用服务器。
另外，QoSProperties参数中：携带可选参数Duration表示此次QoS请求对于IP流的实施时长，USI系统根据这个参数进行计时，在超过此时长时发送中止QoS请求，并通知应用服务器；携带可选参数UpStreamSpeedRate标识上行最大速率；携带可选参数DownStreamSpeedRate标识下行最大速率；携带可选参数MediaComponentDescription用于描述具体的QoS请求数据，与3GPP Rx接口规范描述一致，具体可以参考该规范。
另外，携带可选参数ChargingIdentifier，用于应用服务器通知网络侧，应用的计费标识。
另外，携带可选参数SpcificAction用于表示应用服务器要求网络侧上报的时间和数据，例子中要求上报承载丢失和承载释放事件。
另外，携带可选参数Reservation-Priority，表示应用服务器对于此次请求要求的优先级处理，优先级的定义与现有规范中定义一致，如果USI系统不支持可以不携带此参数。
步骤s502：USI系统调用鉴权，并向PCC系统发送AA-Request请求。
具体的，USI系统收到请求并通过对应用服务器调用接口鉴权，向PCC系统的PRCF模块通过Rx接口发送AA-Request请求，各AVP(Attribute ValuePair，属性值对)取值(diameter协议)如下表12所示：
表12：AA-Request请求中的AVP取值
| AA-Request消息(AVP) | 取值 |
| Session-Id | “Usi1.nsp1.com：33041；23432；893；0AF3B81” |
| Auth-Application-Id | 16777236 |
| Origin-Host | “usi1.nsp1.com” |
| Origin-Realm | “nsp1.com” |
| Destination-Realm | “nsp2.com” |
| AF-Application-Identifier | “MultiMediaMail” |
| Media-Component-Description | 见下表13 |
| AF-Charging-Identifier | “usi-c123456789” |
| Specific-Action | 2 |
| Specific-Action | 4 |
| Subscription-ID | “pseudonymsnsp1.com” |
| Reservation-Priority | 4 |
| Framed-IPv6-Prefix | “5555::aaa:bbb:ccc:ddd” |
Media-Component-Description取值如下表13所示：
表13：Media-Component-Description的取值
| AVP | 取值 |
| Media-Component-Number | 1 |
| Media-Sub-Component | 见表14 |
| AF-Application-Identifier | “MultiMediaMail” |
| Media-Type | 1 |
| Max-Requested-Bandwidth-UL | 0 |
| Max-Requested-Bandwidth-DL | 1600000 |
| Flow-Status | 1 |
| Reservation-priority | 4 |
Media-Sub-Component取值如下表14所示：
表14：Media-Sub-Component的取值
步骤s503、PCC系统的PCRF收到AA-Request消息后，找到对应用户的会话，审核QoS请求后，将PCC Rules(携带请求的QoS信息)下发执行，在收到执行成功结果，将成功结果信息通过AA-Answer消息返回给USI系统。
AA-Answer消息的取值如下表15所示：
表15：AA-Answer消息的取值
| AA-Answer消息(AVP) | 取值 |
| Session-Id | “Usi1.nsp1.com：33041；23432；893；0AF3B81” |
| Auth-Application-Id | 16777236 |
| Origin-Host | “usi1.nsp1.com” |
| Origin-Realm | “nsp1.com” |
| Result-Code | 2001 |
| Access-Network-Charging-Identifier | “asn-c123456789” |
| Access-Network-Charging-Address | “10.70.113.202” |
注：Result-Code为2001标识请求执行完全成功
步骤s504、USI系统收到PCC系统的PCRF返回的成功消息后，根据请求中携带的Duration参数配置开始计时(在时间达到是要发送中止QoS请求到PCC系统)，并将成功的结果通过Ack消息返回给应用服务器。
该Ack消息用XML描述如下：
本发明的实施例三中，与实施例二的不同点在于应用服务器在apply QoS消息中携带MediaFlowDescriptionInSDPFormat参数到USI系统，USI系统根据收到的MediaFlowDescriptionInSDPFormat参数到Rx接口参数的映射，再通过Rx接口AA-Request消息向PCRF发送apply QoS请求。
该apply QoS请求用XML描述的请求如下，
注：MediaFlowDescriptionInSDPFormat字段中，c、a、m、b字段的定义与IETF标准定义的SDP规范(rfc4566)描述的一致：c描述连接数据，a描述参数配置，m描述媒体参数，b描述带宽参数。另外，也可以直接将SDP信息作为一个字段信息提供在MediaFlowDescriptionInSDPFormat字段中，而不区分子字段(c、a、m、b等)。
USI系统根据收到的MediaFlowDescriptionInSDPFormat参数，经过转换得到Media-Component-Description，如表16所示。
表16：根据收到的SDP转换得到的Media-Component-Description
USI系统将转换得到的Media-Component-Description，作为AA-Request消息的参数，发送给PCRF，后续的处理与实施例二中的描述一致，不再做详细描述。
本发明的实施例四中，提供一种应用服务器注册缺省QoS参数到USI系统的方法。在注册完成以后，应用服务器再进行QoS申请时，就不需要携带具体的QoS参数，而使用一个QoS索引就可以了。applyQoS消息用于注册缺省QoS功能如下：
USI系统收到信息后，通过DefaultQoS和ModifyExistingSession参数的配置，获知此次请求是请求保存QoS缺省配置参数到WiMAX网络。USI系统负责维护QoS缺省参数与QoS索引的关系；如果请求中携带了用户信息，则该缺省QoS参数是属于这个用户的，否则该缺省参数所有用户都可以使用。USI系统保持成功后将结果返回给应用服务器。如果ModifyExistingSession配置为1(需要携带UserID参数)，此时还需要USI系统将请求发送到PCC系统修改用户正在进行的会话的QoS。
通过本发明的实施例提供的上述方法，由PCC系统向USI系统开放动态QoS接口，实现WiMAX系统的动态QoS能力通过USI接口向第三方应用开放功能。上层应用实体通过USI系统向PCC系统提供业务需要的QoS信息，实现了上层应用实体和PCC系统的QoS信息的传递和协商，实现接入网的动态QoS能力的开放，以及从上层应用和接入网端到端的QoS保证。
本发明的实施例还提供一种端到端QoS的申请系统，如图6所示，包括：
应用服务器实体10，用于接收用户的请求，并向通用开放接口系统发送QoS请求。
通用开放接口USI系统实体20，用于根据所述应用服务器实体发送的QoS申请，生成向PCC系统发送的QoS请求向所述PCC系统发送；并接收所述PCC系统发送的QoS分配结果。
PCC系统实体30，用于接收所述通用开放接口系统实体发送的申请QoS请求，根据用户信息一起动态生成用户的PCC Rules；动态实施PCC Rules实现动态QoS并返回QoS分配结果。
其中，应用服务器实体10进一步包括：
请求接收单元11，用于接收用户的QoS申请；
地址获取单元12，用于获取通用开放接口系统实体的地址，并将所述请求接收单元11接收的QoS申请向所述获取到的地址发送。
其中，通用开放接口系统实体20进一步包括：
QoS请求生成单元21，用于根据所述应用服务器实体10发送的请求，生成向PCC系统实体30发送的申请QoS请求；
转换单元22，用于将申请QoS请求生成单元21生成的申请QoS请求进行转换后向PCC系统实体30发送。
通过本发明的实施例提供的上述系统和设备，由PCC系统向USI系统开放动态QoS接口，实现WiMAX系统的动态QoS能力通过USI接口向第三方应用开放功能。上层应用实体通过USI系统向PCC系统提供业务需要的QoS信息，实现了上层应用实体和PCC系统的QoS信息的传递和协商，实现接入网的动态QoS能力的开放，以及从上层应用和接入网端到端的QoS保证。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台设备执行本发明各个实施例所述的方法。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (16)
1.一种端到端服务质量QoS的申请方法，其特征在于，包括以下步骤：
通用业务开放接口系统接收应用服务器发送的QoS申请，并生成向策略与计费控制系统发送的QoS请求；
所述通用业务开放接口系统向策略与计费控制系统发送所述生成的QoS请求，接收所述策略与计费控制系统发送的QoS分配结果，并将所述QoS分配结果发送给应用服务器；
其中，所述通用业务开放接口系统是微波接入全球互通论坛WiMAX网络将业务能力开放给网内或网外的第三方应用的接口系统。
2.如权利要求1所述端到端QoS的申请方法，其特征在于，所述生成向策略与计费控制系统发送的QoS请求具体为：
生成通用业务开放接口系统计费标识，并将所述通用业务开放接口系统计费标识与所述应用服务器、接入网络计费标识进行关联；
将所述通用业务开放接口系统计费标识添加在所述QoS请求中。
3.如权利要求1所述端到端QoS的申请方法，其特征在于，所述生成向策略与计费控制系统发送的QoS请求具体为：
获取接收到的会话描述协议描述的媒体参数；
将所述描述的媒体参数转换为所述策略与计费控制系统支持的媒体成分描述参数，并添加在申请QoS请求中。
4.如权利要求1所述端到端QoS的申请方法，其特征在于，所述生成向策略与计费控制系统发送的QoS请求具体为：
生成用户终端标识，所述标识包括用户终端的接入网络标识和地址；
将所述用户终端标识添加在所述QoS请求中。
5.如权利要求1所述端到端QoS的申请方法，其特征在于，通用业务开放接口系统接收应用服务器发送的QoS申请中包括QoS时长字段时，所述接收所述策略与计费控制系统发送的QoS分配结果后还包括：
根据所述应用服务器发送的QoS申请中携带的QoS时长字段，对QoS申请成功后的有效时间进行控制。
6.如权利要求1所述端到端QoS的申请方法，其特征在于，所述接收应用服务器发送的QoS申请前，还包括：
所述应用服务器获取通用业务开放接口系统的地址，并向所述地址发送QoS申请；
所述应用服务器获取通用业务开放接口系统的地址具体为：
获取用户请求中携带的用户标识或地址，并根据预先建立的通用业务开放接口系统的地址、与用户标识或地址范围的对应关系，获取通用业务开放接口系统的地址；或
根据用户标识中的域名信息查询域名系统DNS，获取通用业务开放接口系统的地址；或
解析直接在用户请求中携带的通用业务开放接口系统的地址。
7.如权利要求1所述端到端QoS的申请方法，其特征在于，用户为漫游用户时，所述通用业务开放接口系统向策略与计费控制系统发送所述生成的QoS请求具体为：
用户归属网络的通用业务开放接口系统接收应用服务器发送的QoS申请后，向用户归属服务器查询用户拜访网络地址，并将所述QoS申请发送给用户拜访网络的通用业务开放接口系统，所述用户拜访网络的通用业务开放接口系统将所述生成的QoS请求向策略与计费控制系统发送；或
用户归属网络的通用业务开放接口系统接收应用服务器发送的QoS申请后，向用户归属网络的策略与计费控制系统发送生成的QoS请求，用户归属网络的策略与计费控制系统发现用户漫游，将所述QoS请求发送给用户拜访网络的策略与计费控制系统；或
用户拜访网络的通用业务开放接口系统接收应用服务器发送的QoS申请后，将生成的QoS请求发送给用户拜访网络的策略与计费控制系统，用户拜访网络的策略与计费控制系统向用户归属网络的策略与计费控制系统发送所述生成的QoS请求，并接收所述归属网络的策略与计费控制系统返回的分配结果。
8.如权利要求1所述端到端QoS的申请方法，其特征在于，所述接收应用服务器发送的QoS申请前还包括：
接收应用服务器注册的缺省QoS参数；
所述接收应用服务器发送的QoS申请具体为：
接收应用服务器根据用户请求发送的QoS索引；根据所述索引以及所述缺省QoS参数，获取QoS申请。
9.如权利要求1所述端到端QoS的申请方法，其特征在于，所述向策略与计费控制系统发送所述生成的QoS请求具体为：
与所述策略与计费控制系统的策略和计费决策功能PCRF连接时，将所述QoS请求转换为请求消息，通过与所述PCRF的Rx接口，向PCRF发送所述转换后的请求消息；或
与所述策略与计费控制系统的策略分发功能PDF/策略与计费执行功能PCEF连接时，将所述QoS请求转换为策略与计费控制规则，并通过与所述PDF/PCEF的Gx接口，向PDF/PCEF发送所述策略与计费控制规则。
10.如权利要求1所述端到端QoS的申请方法，其特征在于，所述接收所述策略与计费控制系统发送的QoS分配结果具体为：
与所述策略与计费控制系统的PCRF连接时，接收所述PCRF通过Rx接口发送的应答消息，所述应答消息携带QoS的分配结果；或
与所述策略与计费控制系统的PDF/PCEF连接时，接收所述PDF/PCEF通过Gx接口发送的应答消息，所述应答消息携带QoS的分配结果。
11.如权利要求1所述端到端QoS的申请方法，其特征在于，所述接收所述策略与计费控制系统发送的QoS分配结果后，还包括：
通用业务开放接口系统将所述QoS分配结果发送给所述应用服务器；所述QoS分配结果包括直接对申请QoS请求的授权、或对申请QoS请求的修改。
12.如权利要求11所述端到端QoS的申请方法，其特征在于，所述通用业务开放接口系统将QoS分配结果发送给所述应用服务器后，还包括：
通用业务开放接口系统接收到应用服务器发送的终止QoS请求、或所述QoS申请成功后的有效时间到达时，所述通用业务开放接口系统向策略与计费控制系统发送暂停或中止QoS的请求。
13.一种端到端QoS的申请系统，其特征在于，包括：
应用服务器实体，用于接收用户的请求，并向通用业务开放接口系统发送QoS请求；其中，所述通用业务开放接口系统是微波接入全球互通论坛WiMAX网络将业务能力开放给网内或网外的第三方应用的接口系统；
通用业务开放接口系统实体，用于根据所述应用服务器实体发送的QoS申请，生成QoS请求并向所述策略与计费控制系统发送；接收所述策略与计费控制系统发送的QoS分配结果；发送所述QoS分配结果给应用服务器；
策略与计费控制系统实体，用于接收所述通用业务开放接口系统实体发送的QoS请求并返回QoS分配结果。
14.如权利要求13所述端到端QoS的申请系统，其特征在于，所述应用服务器实体进一步包括：
请求接收单元，用于接收用户的QoS申请；
地址获取单元，用于获取通用业务开放接口系统实体的地址，并将所述请求接收单元接收的QoS申请向所述获取到的地址发送。
15.如权利要求13所述端到端QoS的申请系统，其特征在于，所述通用业务开放接口系统实体进一步包括：
QoS请求生成单元，用于根据所述应用服务器实体发送的QoS申请，生成向策略与计费控制系统发送的QoS请求；
转换单元，用于将所述QoS请求生成单元生成的QoS请求进行转换后向策略与计费控制系统发送。
16.一种通用业务开放接口系统实体，用于端到端QoS的申请，所述通用业务开放接口系统是微波接入全球互通论坛WiMAX网络将业务能力开放给网内或网外的第三方应用的接口系统，其特征在于，包括：
QoS请求生成单元，用于根据应用服务器实体发送的QoS申请，生成向策略与计费控制系统发送的QoS请求；
转换单元，用于将所述QoS请求生成单元生成的QoS请求进行转换后向策略与计费控制系统发送；
所述通用业务开放接口系统实体，还用于接收所述策略与计费控制系统发送的QoS分配结果，并将所述QoS分配结果发送给应用服务器。
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