CN101459651A - 一种促进QoS建立的方法、服务器及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种促进QoS建立的方法。该方法包括:认证、授权和计费(AAA)服务器接收服务质量QoS请求,所述QoS请求来自于通用业务开放接口USI系统,根据用户信息和所述QoS请求进行QoS授权,根据所述授权生成服务质量属性集(QoS Profile),并向接入网络发送所述QoS Profile。本发明实施例还公开了一种促进QoS建立的服务器和系统。采用本发明实施例的方式,通过扩展AAA服务器接口能力,实现AAA服务器可以动态下发QoS的能力,同时AAA服务器能够向USI系统开放动态进行QoS传输的接口,实现系统的动态QoS能力通过USI接口向第三方应用提供开放功能。

Description

一种促进QoS建立的方法、服务器及系统
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域,具体地,涉及一种促进QoS建立的方法、服务器及系统。
背景技术
WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access,微波存取全球互通)技术是以IEEE 802.16的系列宽频无线标准为基础提出的一种空中接口标准。其主要目标之一是提供一种在城域网一点对多点的多厂商环境下可有效地互操作的宽带无线接入手段。
USI(Universal Services Interface,通用业务开放接口)是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。通过调用USI系统提供的业务能力接口,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、位置服务等。
在WiMAX R1.0版本系统中,一种非PCC(Policy and Charging Control,策略和计费控制)的QoS(Quality of Service,服务质量)网络构架如图1所示。其中,业务流管理(Service Flow Management,简称SFM)逻辑实体位于ASN(Access Service Network,接入服务网络)内,它负责创建、许可、激活、修改以及删除业务流,它由许可控制(AC)功能以及关联的本地资源信息组成;业务流授权(Service Flow Authorization,简称SFA)逻辑实体位于ASN内,它基于资源管理策略负责网络级的许可控制,SFA由一个QoS策略数据库和相关的策略功能块(PF)组成,该策略数据库在AAA过程中,从用户的归属NSP加载用户预定义的QoS属性信息;用户的鉴权、认证和计费(Authentication,Authorization and Accounting,简称AAA)功能实体位于CSN(ConnectivityService Network,连接服务网络)内。ASN和CSN之间的互操作接口为R3接口,该R3接口采用RADIUS(Remote Authentication Dial In User Service,远程身份验证拨入用户服务,IETF RFC2865规范)协议。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术中,CSN中的AAA服务器与ASN中的Anchor-SFA之间的采用RADIUS协议的R3接口只支持ASN在用户注册时,向AAA服务器发送请求用户QoS授权请求,不支持AAA服务器在用户入网后主动发起的下发QoS Profile信息到接入网服务器方式。进一步的,ASN也不支持在用户入网后QoS业务流的动态创建。其中,AAA服务器根据用户签约信息和请求数据进行授权,只能在用户注册时将授权的静态QoS Profile(服务质量属性集)信息下载到ASN,不能实现用户入网后动态对QoS Profile进行更新。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种促进QoS建立的方法、服务器和系统。
本发明实施例公开了一种促进QoS建立的方法。该方法包括:
认证、授权和计费AAA服务器接收服务质量QoS请求,所述QoS请求来自于通用业务开放接口USI系统;根据用户信息和所述QoS请求进行QoS授权;根据所述授权生成服务质量属性集QoS Profile;向接入网络发送所述QoSProfile。
本发明实施例公开了一种认证、授权和计费AAA服务器,该服务器包括:
服务质量请求接收单元,用于接收来自于通用业务开放接口USI系统的服务质量QoS请求;
服务质量授权单元,用于根据用户信息和所述QoS请求进行QoS授权;
服务质量属性集生成单元,用于根据所述服务质量授权单元授权生成服务质量属性集QoS Profile;
服务质量属性集发送单元,用于向接入网络发送所述服务质量属性集生成单元生成的所述QoS Profile。
同时本发明实施例还公开一种促进QoS建立的系统,该系统包括:
通用业务开放接口USI系统,用于发送服务质量QoS请求;
认证、授权和计费AAA服务器,用于接收所述服务质量QoS请求,根据用户信息和所述QoS请求进行QoS授权,根据所述QoS授权生成服务质量属性集QoS Profile,并发送所述QoS Profile。
与现有技术相比,本发明实施例所公开的实施方式,通过扩展AAA服务器接口能力,实现AAA服务器可以动态下发QoS的能力,同时AAA服务器能够向USI系统开放动态进行QoS传输的接口,实现系统的QoS能力动态通过USI接口向第三方应用提供开放功能。
附图说明
图1为现有技术中一种非PCC的QoS网络构架图;
图2为本发明实施例中一种促进QoS建立的方法流程图;
图3为本发明实施例一中USI系统漫游的示意图;
图4为为本发明实施例一中USI系统漫游的另一示意图;
图5为本发明实施例一种具体业务应用的示意图;
图6为本发明实施例的AAA服务器的功能结构;
图7为本发明实施例的系统架构示意图。
具体实施例
下面结合附图及具体实施例,对本发明实施方式进行进一步说明。
图2为本发明实施例中一种促进QoS建立的方法流程图,该方法包括步骤:
步骤201、MS(Mobile Station,移动台)接入WiMAX网络,MS与应用服务器(AF/ASP/iASP)完成应用层交互(如用户在应用服务器的注册、鉴权),应用服务器触发QoS请求。
步骤202、应用服务器向USI系统发送QoS请求。
步骤203、USI系统将QoS请求发送给AAA服务器,AAA服务器根据用户信息和QoS请求信息,进行动态QoS授权,AAA服务器动态生成和下发动态QoS Profile给接入网络。
步骤204、接入网络根据收到的动态QoS Profile信息,进行QoS实施并将结果返回给AAA服务器。
步骤205、AAA服务器将收到的结果转发给USI系统,USI系统将收到的结果发给应用服务器。
需要说明的是,在步骤203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,AAA服务器可以拒绝USI系统的请求或进行QoS裁减,AAA服务器返回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201~步骤205的具体实现进行说明。
步骤201中,MS接入WiMAX网络和触发应用服务器的业务QoS请求逻辑是属于本发明之外的现有技术包含的内容,在此不做详细描述;具体的例子可以是用户接入WiMAX网络后,向应用服务器发起播放一段视频的请求,而触发了应用服务器的QoS请求逻辑。
步骤202中,应用服务器向USI发送QoS请求消息,消息定义可以如下表1所示:
表1
 
字段 类型 可选 描述
UserID 字符串类型 用户标识,如用户NAI地址
Appl icationID 字符串类型 应用标识
Media FlowDescription/MediaFlow Description inSDP Format         字符串类型 媒体流描述/使用SDP(会话描述协议)格式的媒体流描述,SDP编码在IETF SDP规范中描述(可参考RFC4566)           
其中,UserID(用户ID)可以为URI(Uniform Resource Identifiers,通用资源标识符;如IETF rfc2396定义)格式,由用户名(username)和域名(realm)两部分组成,取值可以为用户的NAI地址;但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),除了使用用户接入网络标识(NAI)作为UserID方案外,NSP或USI系统也可以为用户生成一个UserID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,NSP/USI系统将用户ID标识提供给用户,在用户通过与应用服务器的交互将用户ID标识发送给应用服务器。
本步骤中,应用服务器根据用户请求中携带的用户标识(如可以为用户的网络接入标识(NAI)或是IP地址或是其他方式分配给用户的带有USI地址信息的用户标识),获取用户的USI地址,并向该地址发送申请QoS请求;具体的应用服务器获得USI地址,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(URI地址中的域名信息)或是IP地址范围与USI地址的对应关系;或者是通过用户的ID中的域名信息查询DNS来获取用户USI的地址;另外也可以在用户的业务请求中携带USI地址信息。其中,应用服务器在用户漫游情况下获取USI地址可能不同。
在用户漫游情况下,应用服务器获取USI地址根据方法的不同,可能获取的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。例如应用服务器获取USI地址方法是根据HoA地址信息,而如果用户拜访地CSN网络的HA与用户终端建立连接,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;如果应用服务器获取USI地址的方法是用户在向应用服务器发送的业务请求中携带,则根据用户入网配置到用户终端USI地址的不同而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ID(可以为用户的接入网络标识)信息获得的是用户归属地网络的USI地址。
针对这些情况,就要求USI系统支持用户漫游的处理,USI系统漫游方案如下:
方案1)应用服务器向用户归属网络的USI系统发送QoS请求;归属网络的USI系统鉴权后向用户归属AAA服务器发送QoS请求;用户归属AAA服务器根据用户签约信息和QoS请求进行动态QoS授权;并将授权的动态QoS Profile(具体可以包括带宽,比特率,业务优先级,时延,抖动,分类器等参数中的部分或者全部)下发到用户拜访地AAA服务器;V-AAA作为代理AAA服务器将QoS Profile转发给接入网络实施;接入网根据QoSProfile进行接纳控制和创建用于承载该业务的接入网业务流(如果接入网有已有承载可用,则接入网可发起业务流修改流程,根据QoS Profile修改已有的业务流);接入网向AAA服务器返回实施结果,AAA服务器将响应消息转发给USI系统,USI系统将响应消息返回给应用服务器。其详细流程可参考图3所示。
方案2)应用服务器向用户拜访网络的USI系统发送QoS请求;拜访网络的USI系统对请求进行鉴权(可能需要归属网络的USI系统协助)后,将请求发送给拜访网络AAA服务器;拜访网络的AAA服务器向用户归属网络的AAA服务器发送QoS请求;归属网络的AAA服务器根据用户签约数据和请求内容进行QoS授权;并将授权的QoS Profile(包括带宽,比特率,业务优先级,时延,抖动,分类器等参数)信息发送给拜访地的AAA服务器;拜访地AAA服务器将动态QoS Profile下发到接入网实施(接入网实施过程与方案1相同),接入网实施后将结果放回。详细流程可参考图4所示。
步骤203中,USI系统将对QoS请求发起方应用服务器进行鉴权,鉴权方式可以是证书等现有技术确认应用服务器身份,再查询USI系统运营商的配置策略来确定该应用服务器是否允许调用QoS请求接口。如果是证书方式认证身份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将QoS请求转发给AAA服务器。
进一步的,AAA服务器收到QoS请求后,根据UserID字段和AAA服务器上存储的用户信息找到对应的用户签约信息、用户当前会话状态信息,再根据QoS请求的内容,进行QoS授权,并将授权后的动态QoS Profile通过RADIUS扩展消息CoA请求消息下发给接入网络实施。与IETFRFC3576定义的CoA请求消息区别点在于,要在CoA请求消息中携带一个新增的QoS-Descriptor属性(attribute)字段,QoS-Descriptor属性定义可以如下表2所示。
表2
 
TLV编号 TLV名称 长度(字节) 数量
1 QoS ID 3 1
2 Global Service Class Name 2+6 0-1
3 Service Class Name 2+Length 0-1
4 Schedule Type 3 1
5 Traffic Priority 3 0-1
6 Maximum Sustained Traffic Rate 6 0-1
7 Minimum Reserved Traffic Rate 6 0-1
8 Maximum Traffic Burst 6 0-1
9 Tolerated Jitter 6 0-1
10 Maximum Latency 6 0-1
11 Reduced Resources Code 3 0-1
12 Media Flow Type 2+1 0-1
13 Unsolicited Grant Interval 4 0-1
 
TLV编号 TLV名称 长度(字节) 数量
14 SDU Size 4 0-1
15 Unsolicited Polling Interval 4 0-1
16 Media Flow Description in SDP Format 2+Length 0-1
注:TLV即RADIUS协议中属性(Attribute)的内容:类型(type)、长度(length)、取值(Value)
步骤204中,接入网络根据收到的动态QoS Profile信息,进行QoS实施并将结果返回给AAA服务器(CoA的响应消息,ACK或是NACK,具体可参照IETF RFC3576的定义)。接入网络对动态QoS Profile的实施,可以参考IEEE 802.16e规范和WiMAX NWG1.0相关规范。
步骤205中,AAA服务器将收到的结果转发给USI系统(响应消息可以参考IETF RFC3576中对CoA消息的响应消息定义),USI系统将收到的结果发给应用服务器。
下面通过一个具体业务应用的实施例来对本发明实施方式进行说明。具体流程如图5所示:
步骤501、应用服务器向WiMAX用户提供一键通(PTT,Push To Talk)业务,WiMAX用户向应用服务器发起业务PTT业务请求(按下PTT键),请求发送语音,应用服务器收到业务请求后,向USI系统请求QoS,用XML描述的请求如下,请求消息可以使用HTTP、Web Services、SIP等承载信令携带:
<?xml version="1.0"?>
<usi xmlns="urn:wimax:params:xml:ns:usi"version="0"state="full">
<usi func="applyQoS"id="f31d5ad">
     <UserID>pseudonyms@nsp1.com</UserID>
     <ApplicationID>A123456789</ApplicationID>
<MediaFlowDescriptionInSDP>
”c=IN IP6 5555::aaa:bbb:ccc:ddd
m=audio3456RTP/AVP9/
a= rtpmap:97AMR
a= rtcp:5560;m=application2000udp TBCP
a= fmtp:TBCP queuing=1;tb_priority=2;timestamp=1
b=AS:160”
</MediaFlowDescriptionInSDP>
</usi>
上述消息内容中,携带请求方法的func字段,取值可以为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)信息,为用户假名NAI地址。
携带SDP格式的媒体流描述(MediaFlowDescriptionInSDP)用于描述媒体流信息。
步骤502、USI系统对请求发起方的应用服务器进行鉴权,通过将收到请求转发给AAA服务器。AAA服务器根据UserID字段,找到对应的用户,取得该用户的签约信息、用户当前会话状态信息,再根据QoS请求内容,进行QoS授权,将授权的动态QoS信息通过CoA请求消息下发给接入网络,请求消息中QoS-Descriptor字段的取值如下表3所示。
表3
 
TLV编号 TLV名称 取值
1 QoS ID 请求消息中的QoS唯一编号,根据配置取值,具体参考WiMAX规范
2 Global Service Class Name 根据配置取值,具体参考IEEE802.16e规范
3 Service Class Name 根据配置取值,具体参考IEEE802.16e规范
 
TLV编号 TLV名称 取值
4 Schedule Type 根据配置取值,具体参考IEEE802.16e规范               
5 Traffic Priority 根据配置取值,具体参考IEEE802.16e规范               
6 Maximum Sustained Traffic Rate 根据配置取值,具体参考IEEE802.16e规范               
7 Minimum Reserved Traffic Rate 根据配置取值,具体参考IEEE802.16e规范               
8 Maximum Traffic Burst 根据配置取值,具体参考IEEE802.16e规范               
9 Tolerated Jitter 根据配置取值,具体参考IEEE802.16e规范               
10 Maximum Latency 根据配置取值,具体参考IEEE802.16e规范               
11 Reduced Resources Code 表明请求方在资源受限时是否愿意接受降低请求资源,可以不携带                  
12 Media Flow Type 表示媒体类型,可以不携带
13 Unsolicited Grant Interval 根据配置取值,具体参考IEEE802.16e规范               
14 SDU Size 根据配置取值,具体参考IEEE802.16e规范               
15 Unsolicited Polling Interval 根据配置取值,具体参考IEEE802.16e规范               
16 Media Flow Description in SDPFormat 与USI发送到AAA服务器消息中的MediaFlowDescriptionInSDP参数取值一致              
步骤503、接入网中的SN/NAS收到CoA请求消息后,进行动态QoS实施,QoS实施成功后,返回ACK消息给AAA服务器;如果失败则返回NACK消息,并携带错误原因字段。
步骤504、AAA服务器将收到的成功消息转发给USI系统,USI系统将成功消息转发给应用服务器:
<?xml version="1.0"?>
<usi xmlns="urn:wimax:params:xml:ns:usi"version="0"state="full">
<usi func="ack"id="f31d5ad">
<ResultCode>0</ResultCode>
       </usi>
注:0标识成功响应
本发明实施例公开一种认证、授权和计费(AAA)服务器,用于促进QoS建立的。如图6所示,该AAA服务器包括:
服务质量请求接收单元601,用于接收来自于通用业务开放接口USI系统的服务质量(QoS)请求;
服务质量授权单元602,用于根据用户信息和所述服务质量请求接收单元601接收到所述QoS请求进行QoS授权;
服务质量属性集生成单元603,用于根据所述服务质量授权单元602授权生成服务质量属性集(QoS Profile);
服务质量属性集发送单元604,用于向接入网络发送所述服务质量属性集生成单元603生成的所述QoS Profile。
进一步包括,该AAA服务器还可以包括:
服务质量实施响应消息接收单元605,用于接收接收QoS实施响应,所述QoS实施响应由所述接入网络在接收所述QoS Profile进行QoS实施后发送。
本发明实施例还公开一种促进QoS建立的系统,如图7所示,该系统包括:
通用业务开放接口(USI)系统701,用于发送服务质量(QoS)请求;
认证、授权和计费(AAA)服务器702,用于接收所述USI系统701发送的所述服务质量QoS请求,根据用户信息和所述QoS请求进行QoS授权,根据所述QoS授权生成服务质量属性集QoS Profile,并发送所述QoS Profile。
进一步,该系统还可以包括:
接入网络703,用于接收所述AAA服务器发送的QoS Profile,进行QoS实施,并向所述AAA服务器返回所述QoS实施结果。
需要说明的本发明各实施例所公开的实施方式不仅对WiMAX系统适用,对其他接入系统,如3G系统,WLAN系统等同样适用。例如在3G系统中,认证授权服务器(家乡签约服务器HSS或AAA服务器或GGSN)生成用户的QoS profile后(具体过程可参考上面实施例所公开的实施方式),认证授权服务器下发给3G接入网中的QoS执行实体进行QoS控制和承载建立。
综上所述,本发明实施例的所公开的方式,与现有技术相比,本发明实施例所公开的实施方式,通过扩展AAA服务器接口能力,实现AAA服务器可以动态下发QoS的能力,同时AAA服务器能够向USI系统开放动态进行QoS传输的接口,实现系统的QoS能力动态通过USI接口向第三方应用提供开放功能。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1、一种促进服务质量QoS建立的方法,其特征在于,该方法包括:
认证、授权和计费AAA服务器接收服务质量QoS请求,所述QoS请求来自于通用业务开放接口USI系统;根据用户信息和所述QoS请求进行QoS授权;根据所述授权生成服务质量属性集QoS Profile;向接入网络发送所述QoSProfile。
2、如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括步骤:
接收QoS实施响应,所述QoS实施响应由所述接入网络在接收所述QoSProfile进行QoS实施后发送。
3、如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述QoS请求包括:
用户标识、应用标识及媒体流描述信息。
4、如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述用户信息包括:
用户签约信息及用户当前会话状态信息。
5、如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述AAA服务器通过CoA请求消息向接入网络发送所述QoS Profile。
6、如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述CoA请求消息携带服务质量描述QoS-Description信息。
7、一种认证、授权和计费AAA服务器,其特征在于,包括:
服务质量请求接收单元,用于接收来自于通用业务开放接口USI系统的服务质量QoS请求;
服务质量授权单元,用于根据用户信息和所述QoS请求进行QoS授权;
服务质量属性集生成单元,用于根据所述服务质量授权单元授权生成服务质量属性集QoS Profile;
服务质量属性集发送单元,用于向接入网络发送所述服务质量属性集生成单元生成的所述QoS Profile。
8、如权利要求7所述的服务器,其特征在于,进一步包括:
服务质量实施响应消息接收单元,用于接收接收QoS实施响应,所述QoS实施响应由所述接入网络在接收所述QoS Profile进行QoS实施后发送。
9、一种促进QoS建立的系统,其特征在于,所述系统包括:
通用业务开放接口USI系统,用于发送服务质量QoS请求;
认证、授权和计费AAA服务器,用于接收所述服务质量QoS请求,根据用户信息和所述QoS请求进行QoS授权,根据所述QoS授权生成服务质量属性集QoS Profile,并发送所述QoS Profile。
10、如权利要求9所述的系统,其特征在于,所述系统进一步包括:
接入网络,用于接收所述AAA服务器发送的QoS Profile,进行QoS实施,并向所述AAA服务器返回所述QoS实施结果。
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