CN101512971A - 基于网际协议多媒体子系统的通信系统中的策略管理方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种包括多个接入网络(274、276、284)的基于网际协议多媒体子系统(IMS)的通信系统(200)，其中，所述多个接入网络的每个接入网络实现与所述多个接入网络中的其它接入网络不同的传输协议，包括应用平面服务质量(QoS)策略服务器(206)，该应用平面服务质量(QoS)策略服务器(206)在支持服务质量(QoS)代理(232)的情况下跨越多个传输网络而协调和管理QoS策略，从而提供集中地一致管理的QoS策略，所述策略管理是传输控制平面和网络拓扑结构不可知的。

Description

基于网际协议多媒体子系统的通信系统中的策略管理方法和装置

相关申请的引用

本申请要求于2006年8月28日提交的标题为“METHOD ANDAPPARATUS FOR POLICY MANAGEMENT IN AN INTERNETPROTOCOL MULTIMEADIA SUBSYSTEM-BASEDCOMMUNICATION SYSTEM(基于网际协议多媒体系统的通信系统中的策略管理方法和装置)”的序列号为No.60/823,663的临时申请的优先权，其为共同拥有并且通过引用的方式将其全部内容合并于此。

技术领域

本发明总体上涉及固定和移动融合通信(FMC)系统，并且具体地涉及在基于网际协议多媒体子系统(IMS)的FMC通信系统中的策略管理。

背景技术

电信与因特网融合业务和高级网络协议(TISPAN)是定义用于固定网络和从电路交换网络迁移到基于分组的网络的下一代网络(NGN)架构的标准组织，所述基于分组的网络具有可在电路交换网络和基于分组的网络中服务的架构。TISPAN NGN是基于合作子系统共享公共组件的概念，并通过定义独立于任何特定底层网络技术的创建服务的一般手段来定义通过多个网络提供通信服务的手段，无论所述底层网络是电路交换网络，还是基于分组的网络、固定网络或移动网络。这种面向子系统的开放式架构使得随时间而添加新子系统能够覆盖新的需求和服务级别，并保证网络资源、应用以及用户设备为所有的子系统所共用，从而为最终用户、终端和服务移动性提供便利。

TISPAN NGN架构的主要子系统之一是基于3GPP(第三代合作伙伴计划)IP多媒体子系统(IMS)，从而使得服务提供商能够通过固定有线线路和移动电信网络两者来部署基于网际协议(IP)的多媒体通信服务。用IMS，可以通过任何IP网络来提供服务，诸如GPRS(通用分组无线服务)、WLAN(无线局域网络)、DSL(数字用户线路)、电缆等。IMS基础设施是基于IP的，在IMS核心网络元件之间使用标准会话发起协议(SIP)/IP信令。由于最初被设计用于移动网络，所以IMS可以向外部电路交换网以及外部IP网络提供基于IP的服务。3GPP技术规范(TS)23.002 v6.6.0将IMS定义为包括通过核心网络的分组交换域来提供IP多媒体服务(诸如音频、视频、文本、聊天等及其组合)的所有核心网络组件。该定义背后的总体网络架构具有两部分：接入网络和核心网络。所述接入网络向用户提供无线接入点、顾客预置接入点以及链路，并且所述核心网络提供服务控制和到其它接入点、到其它固定网络以及到其它应用和服务资源的会话连接。

例如，图1是示例性的基于TISPAN NGN IMS的通信系统100的框图。从功能的观点来看，IMS使用分层架构并包括一组接口、SIP代理和服务器(诸如媒体服务器)以及媒体网关(用于连接到诸如PSTN(公共交换电话网)等非IP网络)。在IMS架构内存在三个不同的操作平面：应用/服务平面102、服务控制平面120以及传输控制平面150。通信系统100还包括用于通过物理介质与诸如客户端设备190等最终用户交换信令和承载业务的承载平面170。

应用/服务平面102包括一个或多个应用服务器(AS)104(示出一个)。所述一个或多个AS 104是主持和执行服务的会话发起协议(SIP)实体，并可以在多种模式下操作，诸如SIP用户代理终止功能。AS 104耦合到计费模块110，该计费模块110为系统用户提供针对提供给用户的服务而计费的能力。AS 104还耦合到服务控制平面120，并且具体耦合到呼叫会话控制功能(CSCF)124和用户配置文件数据库142，诸如归属用户服务器(HSS)或用户配置文件服务功能(UPSF)。

服务控制平面120处理会话信令，并包括处理信令业务流的许多不同功能，诸如可以包括代理CSCF(P-CSCF)126、服务CSCF(S-CSCF)128和/或询问CSCF(I-CSCF)130的呼叫会话控制功能(CSCF)124、媒体资源功能控制器(MRFC)122、接入网关控制功能(AGCF)134、边界网关控制功能(BGCF)136、媒体网关控制功能(MGCF)138、边界控制功能(BCF)140以及用户配置文件数据库142。CSCF 124、MRFC 122、AGCF 134、BGCF 136以及MGCF 138可以统称为通信系统100的IMS核心网络。

传输控制平面150提供用于通过承载平面170来传输信令和数据并且用于在服务控制平面120与各种数据传输机制之间互相配合的资源协商和调度，所述各种数据传输机制可用于通过承载平面170来传输信令和数据。传输控制平面150包括一个或多个资源和准入控制子系统(RACS)154、160(示出了两个)和网络附着子系统(NASS)152。资源和准入控制子系统(RACS)是负责策略控制、资源预留和准入控制的TISPAN子系统，并向应用提供用于从接入网络请求和预留资源从而使运营商能够基于每个会话实行准入控制的机制。每个RACS 154、160包括诸如一个或多个策略决策功能(PDF)和服务策略决策功能(SPDF)等策略决策功能156、162，并且还可以包括接入资源和准入控制功能(A-RACF)或核心资源和准入控制功能(C-RACF)。每个PDF/SPDF 156、162通常负责与应用层中的服务子系统对接并允许那些系统从NGN接入网络和核心网络请求所预留的网络资源。当PDF/SPDF接收到这些请求之一时，其应用可以由每个服务提供商规定的策略规则，以便限定其网络将如何工作。所述策略可以定义例如针对会话服务的用户授权、针对内容许可的用户权利检查、可用于各种类型的服务的大量资源、用以实现准入控制的机制、网络准入控制以及服务质量(QoS)。

PDF/SPDF可以与A-RACF对接，以预留接入带宽资源。每个RACS154、160可以通过部署多个A-RACF——每种接入网络类型一个——支持多种类型的接入网络。RACS是将策略控制注入TISPAN架构的点，并且是用以使诸如订购超额、保证QoS以及类似网络级能力等特征处于TISPAN架构的各种子系统的作用下的机制。NASS 152本质上是与最终用户相关的数据储存库。NASS保存策略信息和用户位置信息，并基于用户的配置文件提供到(out in)网络中的实际终端设备的IP地址分配、用户验证以及网络接入和接入网络配置的授权。

承载平面170提供用于经由多种无线和有线线路接入网络中的任何一种在通信系统100的基础设施102、120、150、170与诸如客户端设备190等最终用户之间交换数据和信令的物理手段。例如，如图1所示，通信系统100的基础设施能够经由固定宽带接入网络174、无线电接入网络(例如，包括GPRS支持节点(GSN)176、无线电网络控制器(RNC)178以及基础收发站(BTS)180的GPRS接入网络等)以及例如包括媒体网关182(诸如一个或多个媒体网关功能(MGF)、信令网关功能(SGF)以及边界网关功能(BGF))的网络和有线线路网络184(诸如公共交换电话网(PSTN)或综合服务数字网(ISDN))等常规有线线路网络与客户端设备190通信。承载平面170还包括提供各种用于多媒体资源的功能的媒体资源功能处理器(MRFP)172，所述功能包括提供将由MRFC 122控制的资源、混合输入的媒体流、寻求媒体流的来源(用于多媒体通告)以及处理媒体流。

固定移动融合(FMC)(即，有线线路和无线设备融合到单一电信系统中)提出通过诸如DSL、WLAN、GSM(全球移动通信系统)、GPRS以及W-CDMA(宽带码分多址)等多个接入技术将不同的IP服务递送到支持多个接入技术的混合设备。在FMC下，基于IP的AS 104经由媒体和信令网关与电路交换网络和诸如基于IP的基于分组的网络进行互操作。然而，当前提出的通过TISPAN NGN系统的FMC实现的缺点是现有的移动和固定网络具有一定水平的QoS差异，并且QoS控制策略主要位于传输控制平面中，即，3GPP PCC、ITU-T RACF、MMD PM和TISPAN RACS中目前指定的传输网络中。由于固定和移动运营商将其固定和移动网络融合并通过此类网络来提供一组公共的应用，所以固定和移动域中的用户将期望相同的用户体验，无论他们是在固定还是移动传输网络中接受服务。然而，策略决策功能(PDF/SPDF)目前在各个类型的传输网络的每一个中独立地操作，并且为了提供一致的用户体验并不为协调其对于特定用户应用的策略规则而直接通信。

因此，需要在不引入新的开放式接口的情况下在基于IMS的TISPAN NGN环境中跨越不同类型的多种传输网络的协调且一致的QoS策略控制，因为在不同的传输网络中定义这些策略决策功能之间的新接口和协议将是漫长而繁琐的过程。

附图说明

图1是现有技术的示例性基于TISPAN IMS的通信系统的框图。

图2是依照本发明的实施例的示例性基于TISPAN IMS的通信系统的框图。

图3是依照本发明的实施例的图2的通信系统的各种元件之间的信令接口的框图。

图4是依照本发明的实施例的图2的客户端设备的框图。

图5是依照本发明的实施例的图2的呼叫会话控制功能的框图。

图6是依照本发明的实施例的图2的应用服务质量策略服务器(AQoSPS)的框图。

图7是图示依照本发明的实施例的向图2的AQoSPS注册的图2的客户端设备的注册的信号流图。

图8是图示依照本发明的另一实施例的由图2的通信系统发起基于QoS的切换的信号流图。

技术人员将理解，附图中的元件是为了简单和清楚起见而图示的，并且不一定按比例绘制。例如，附图中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件被放大，以有助于改善对本发明的各种实施例的理解。而且，经常并不图示在可商业化实施例中有用或必要的公共和熟知元件，以便有利于减少对本发明的这些不同实施例的模糊观点。

具体实施方式

为了解决对用于在不引入新的开放式接口的情况下在基于IP多媒体子系统(IMS)的TISPAN NGN环境中跨越不同类型的多种传输网络的协调和一致的服务质量(QoS)策略控制的方法和装置的需要，提供了一种基于网际协议多媒体子系统(IMS)的通信系统，该系统包括应用平面服务质量(QoS)策略服务器，该应用平面服务质量(QoS)策略服务器在QoS代理的支持下跨越多个传输网络协调和管理QoS策略，从而提供一致管理的QoS策略，该策略管理是传输控制平面和网络拓扑结构不可知的。

通常，本发明的实施例包括用于在包括多个接入网络的基于IMS的通信网络中管理QoS策略的装置，其中，所述多个接入网络的每个接入网络实现与所述多个接入网络的其它接入网络不同的传输协议。该装置包括应用QoS策略服务器，该应用QoS策略服务器具有保存与所述多个网络的每个网络相关联的QoS策略的至少一个存储设备和被配置成管理该QoS策略的处理器。

本发明的另一实施例包括用于在包括多个接入网络的基于IMS的通信网络中管理QoS策略的方法，其中，所述多个接入网络的每个接入网络实现与所述多个接入网络的其它接入网路不同的传输协议。该方法包括通过应用服务器保存与所述多个接入网络的每个网络相关联的QoS策略并在应用平面处管理该QoS策略。

现在转到附图，参照图2～8可以更全面地描述本发明。图2图示了依照本发明的实施例的基于IMS的通信系统200的架构的框图。为了促进蜂窝式通信系统的多个部件之间的数据交换，已经开发了称为协议的协定。该协议指定解释跨越网络交换的数据分组的每个数据位的方式。为了简化网络设计，已经开发了使该协议分层的公知技术。协议分层将网络设计分为功能层，然后分配单独的协议以执行每个层的任务。协议的分层表示通常称为协议栈。协议栈内的单独层在其它协议栈的对应层内逻辑上(如果不是物理上)终止。如图2所示，在IMS架构内存在三个不同的操作层或平面，即，应用/服务平面202、服务控制平面220以及传输控制平面250。通信系统200还包括用于通过物理介质与客户端设备290交换信令和承载业务的承载平面270。

应用平面包括一个或多个应用服务器(AS)204(示出了一个)和应用服务质量策略服务器(AQoSPS)206。AS 204是会话发起协议(SIP)实体，会话发起协议(SIP)实体主持和执行服务并可以在多种模式下操作，诸如SIP用户代理终止功能。AS 204和AQoSPS 206中的每一个耦合到计费模块210，该计费模块210为系统用户提供对提供给用户的服务计费的能力。AS 204和AQoSPS 206中的每一个还耦合到服务控制平面220，并且具体是耦合到呼叫会话控制功能(CSCF)224和用户配置文件数据库242，诸如归属用户服务器(HSS)或用户配置文件服务功能(UPSF)。

AQoSPS 206也是提供服务质量(QoS)策略管理的SIP实体。例如，AQoSPS 206确定QoS策略，例如，用于通信会话的E2E(端到端)QoS度量(例如延迟或抖动)和应用QoS(例如帧速率、编解码器)，并估计此类策略以确保从资源的观点来看可以满足特定应用的需要并可以通过网络来递送。例如，当不能满足预定的QoS或特定的会话或程序要求更高的QoS时，AQoSPS 206还估计替换QoS。AQoSPS 206还将默认的QoS策略信息初始化，例如用于通信会话的初始过滤准则(iFC)。AQoSPS 206保存与包括在通信系统200中的所有可能的接入网络274、276和284(示出了三个)相关联的QoS策略信息。例如，当触发点(QoS报告)指示不良的QoS估计时，AQoSPS 206可以经由诸如QoS代理232等QoS代理询问与诸如多个接入网络274、276和284之一的替换接入网络相关联的诸如RACS 254和260等RACS，以检查是否可以向诸如客户端设备290等接受服务的客户端设备提供更好的通信条件。该QoS策略服务触发信息(例如iFC)是与客户端设备相关联的用户的配置文件的一部分，该配置文件可以在客户端设备的注册期间(经由公知的第三方注册程序)从诸如用户配置文件数据库142等用户配置文件数据库下载到诸如S-CSCF 226等S-CSCF，并由AQoSPS 206从S-CSCF检索，或者该配置文件可以在注册期间由AQoSPS直接下载。

通过在应用平面202处提供QoS策略管理，通信系统200提供集中管理的QoS策略，该策略管理是传输控制平面和网络拓扑结构不可知的。通过提供一种所有的应用均从集中式网络独立的应用级策略层请求QoS策略的架构，通信系统100比现有技术提供更好的应用可升级性并更好地为游动和漫游方案提供便利——一种不需要知道用户如何或在哪里连接到网络的应用。另外，由于融合的多服务环境可以包括几百万的用户且每个用户具有许多服务和设备，所以集中式QoS策略管理方案将允许服务提供商更容易地通过QoS策略进行控制。

如上所述，通信系统200还包括服务控制平面220、传输控制平面250和承载平面270。服务控制平面220处理会话信令并包括许多不同的功能以处理信令业务流。服务控制平面220包括呼叫会话控制功能(CSCF)224，其实现一个或多个代理CSCF(P-CSCF)226、服务CSCF(S-CSCF)228和询问CSCF(I-CSCF)230。服务控制平面220还包括耦合到CSCF的边界网关控制功能(BGCF)236、耦合到CSCF和BGCF的媒体网关控制功能(MGCF)238、耦合到CSCF的媒体资源控制功能(MRFC)222、耦合到CSCF的接入网关控制功能(AGCF)234、耦合到CSCF和BGCF的边界控制功能(BCF)240以及诸如归属用户服务器(HSS)或用户配置文件服务功能(UPSF)的用户配置文件数据库142。同时，MRFC 222、CSCF 224、AGCF 234、BGCF 236、MGCF 238和BCF 240在本文中统称为通信系统100的IMS核心网络。

如本领域中所已知的，MGCF 138与CS  F224通信，并控制用于在诸如网关182等相关联网关中媒体信道的连接。MGCF 138执行在ISUP与IMS呼叫控制协议之间的协议转换。网关182可以终止来自电路交换网络的承载信道以及来自分组网络的媒体流。所述网关可以支持媒体转换、承载控制和有效负荷处理。MRFC 222控制在媒体资源功能处理器(MRFP)272中的媒体流资源。MRFC 222解释从AS和S-CSCF进入的信息，并相应地控制MRFP。它还生成CDR。BGCF 236控制往返于PSTN 288的呼叫传输。BCF 240提供在不同服务提供商网络之间的界限的全面控制。用户配置文件数据库242保存服务配置文件，诸如由预定到通信系统200的每个客户端设备预定的服务，并保持预定到通信系统200的每个客户端设备的能力。

CSCF 224充当集中式路由引擎、策略管理器和策略实行点以促进使用IP传输的多个实时应用的递送。它是应用敏感的，并使用动态会话信息管理网络资源(特征服务器、媒体网关和边缘设备)并根据应用和用户上下文提供这些资源的预先分配。I-CSCF 228是在运营商的网络内用于目的地是该网络的用户和目前位于该网络的服务区内的漫游用户的所有连接的接触点。在运营商的网络内，可以存在多个I-CSCF。S-CSCF 226负责识别用户的服务特权，选择到诸如AS204和AQoSPS 206的应用服务器的接入，并提供到那些服务器的接入。

P-CSCF 230是用于诸如客户端设备290等客户端设备的IMS核心网络中的SIP信令接触点。P-CSCF 230负责将在被访问网络中来自用户终点的(即，来自诸如客户端设备290等客户端设备的用户元件的)SIP注册消息转发到I-CSCF 228，并且负责将后续呼叫建立请求和响应转发到S-CSCF 226。P-CSCF 230保持在逻辑用户SIP统一资源标识符(URI)地址和物理用户元素IP地址之间的映射以及用于认证和保密的安全关联性。P-CSCF 230还通过针对会话级策略(诸如用于会话服务的用户授权和用于内容许可的用户权利检查等)与资源和准入控制子系统(RACS)254、260和策略决策功能/服务策略决策功能(PDF/SPDF)256、262对接来支持准入控制以及网络准入控制。然而，QoS策略通过AQoSPS206管理。因此，CSCF224并且优选为P-CSCF230还包括QoS代理232，该QoS代理232与AQoSPS 206对接并充当在AQoSPS与传输控制平面250的功能之间并且进一步在AQoSPS 206与客户端设备中实现的应用层QoS客户端(诸如客户端设备290上实现的QoS客户端292)之间的代理。更具体地，QoS代理232充当用于QoS策略管理的锚点，而无论服务于客户端设备的传输/接入网络，诸如接入网络274、276和284。QoS代理232提供任何需要的互相配合，以便在客户端设备上操作的应用层QoS客户端能够与AQoSPS 206通信，例如证明用于经由各种运输/接入网络中的每一个在AQoSPS 206与客户端设备之间通信的协议转换和中继。QoS代理232还对接于资源和准入控制子系统(RACS)，并且具体对接于接入资源和准入控制功能(A-RACF)，以预留接入带宽资源。

传输控制平面250提供用于通过承载平面270传输信令和数据和用于在服务控制平面220与各种数据传输机制之间互相配合的资源协商和调度，所述各种数据传输机制可用于经由承载平面传输信令和数据。传输控制平面250包括一个或多个(RACS)254、260以及网络附着子系统(NASS)252。每个RACS254、260包括各自的策略决策功能256、262，诸如一个或多个策略决策功能(PDF)和服务策略决策功能(SPDF)，并且还可以包括接入资源和准入控制功能(A-RACF)258。每个PDF/SPDF 256、262通常负责对接于应用层中的服务子系统，将会话级策略应用于诸如用于会话服务的用户授权和用于内容许可的用户权利检查等会话，并且负责网络准入控制。NASS 152本质上是与最终用户相关联的数据的储存库。NASS保存策略信息和用户位置信息，并基于用户的配置文件提供到网络中的实际终端设备的IP地址分配、用户认证以及网络接入和接入网络配置的授权。

承载平面270提供用于经由多个无线和有线线路接入网络274、276、284中的任何一个在通信系统200的基础设施202、220、250、270与诸如客户端设备290的最终用户之间交换数据和信令的物理手段，其中，所述多个接入网络274、276、284中的每个接入网络实现与所述多个接入网络的其它接入网络不同的传输协议。例如，如图2所示，通信系统200的基础设施能够经由固定宽带接入网络274、无线接入网(RAN)276和常规有线线路网络284与客户端设备190通信。RAN 276可以包括第三代合作伙伴计划(3GPP)接入网络，该第三代合作伙伴计划(3GPP)接入网络包括GPRS支持节点(GSN)278、无线电网络控制器(RNC)280和基站收发台(BTS)282，并且常规有线线路网络284可以包括公共或企业有线线路网络288，诸如公共交换电话网(PSTN)或综合服务数字网(ISDN)以及在IMS核心网络与有线线路网络288之间对接的媒体网关286，诸如一个或多个媒体网关功能(MGF)、信令网关功能(SGF)以及边界网关功能(BGF)。承载平面270还包括提供各种用于多媒体资源的功能的多媒体资源功能处理器(MRFP)272，所述功能包括提供将由MRFC222控制的资源、混合输入的媒体流、寻求媒体流的来源(用于多媒体通告)以及处理媒体流。

图3是依照本发明的实施例的图2的通信系统的各种元件之间的信令接口的框图。AS 204和AQoSPS 206分别通过SIP接口耦合到CSCF 224，从而耦合到P-CSCF 230和QoS代理232。AS 204和AQoSPS206中的每一个还通过直径接口(Diameter interface)而耦合到计费模块210。CSCF 224并且具体是P-CSCF 230和QoS代理232通过SIP接口还耦合到MRFC 222、MGCF 238和客户端设备290中的每一个，从而耦合到QoS客户端292。MRFC 222和MGCF 238还通过H.248接口而分别耦合到MRFP 272和媒体网关286。CSCF 224并且更具体是P-CSCF 230还通过直径接口耦合到RACS 240和254中的每一个。SIP、H.248和直径协议均是本领域中众所周知的，并且这里将不会更详细描述。

现在参照图4、5和6，分别提供了依照本发明的实施例的客户端设备290、CSCF 224和AQoSPS 206中的每一个的框图。客户端设备290包括用户设备(UE)，诸如但不限于蜂窝式电话、无线电话、具有射频(RF)能力的个人数字助理(PDA)或提供到诸如膝上型计算机等数字终端设备(DTE)的RF接入的无线调制解调器。客户端设备290、CSCF 224和AQoSPS 206中的每一个包括各自的处理器402、502、602，诸如一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)及其组合或本领域的技术人员所知的此类其它设备。客户端设备290、CSCF 224和AQoSPS 206中的每一个还包括各自的与相应处理器相关联的至少一个存储设备404、504、604，诸如随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)和/或只读存储器(ROM)或其等同物，所述存储设备存储数据和程序，诸如会话发起协议(SIP)相关程序，所述程序可以由处理器来执行并允许客户端设备、CSCF和AQoSPS执行在通信系统200中操作所需的全部功能。

客户端设备290和CSCF 224中的每一个的处理器402、502还基于存储在客户端设备和CSCF的各自的至少一个存储设备404、504中的指令来分别实现应用层或平面、QoS客户端292和服务控制层或平面、QoS代理232。客户端设备290还包括至少一个收发器406，其促进客户端设备经由通信系统200的多个接入网络274、276和284中的每一个而与IMS核心网络通信。

AQoSPS 206还在AQoSPS的所述至少一个存储设备604中保存与服务于多个接入网络274、276、282的每个RACS 254、260和与每个RACS相关联的PDF/SPDF 256、260相关联的路由信息，并且保存全部多个接入网络274、276、282的QoS策略信息和初始过滤准则(iFC)的数据库。因此，AQoSPS 206了解所述多个接入网络所共用的QoS策略和iFC以及使所述多个接入网络不重叠的QoS策略和iFC。通过了解由多个接入网络274、276、282中的每一个实现的QoS策略和iFC，AQoSPS 206能够确定诸如客户端设备290等客户端设备从多个接入网络中的一个接入网络切换到所述多个接入网络中的另一接入网路是否适当。此外，通过保存全部所述多个接入网络274、276、282的QoS策略信息和初始过滤准则(iFC)，AQoSPS 206能够集中地管理全部多个接入网络274、276、282的服务质量(QoS)。此外，当诸如客户端设备290等最终用户向IMS核心网络注册时，AQoSPS 206可以从用户配置文件数据库242或CSCF 224下载诸如由用户预定的服务和QoS等至少一部分相关联用户配置文件，并将其存储在AQoSPS的至少一个存储设备604中。

本发明的实施例优选地在客户端设备290、CSCF 224和AQoSPS中的每一个内实现，并且更具体地优选用软件程序和指令实现或在软件程序和指令中实现，所述软件程序和指令存储在所述至少一个存储设备中并由客户端设备、CSCF和AQoSPS的处理器来执行。然而，本领域的普通技术人员认识到，本发明的实施例可以替代地在例如集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)等硬件中实现，诸如在用户设备或IMS服务器中实现的ASIC，并且本文中对“用于......的手段”的所有引用可以指的是本发明的任何此类实现。基于本公开，本领域的技术人员将很容易地能够在不进行实验的情况下制作或实现此类软件和/或硬件。

通信系统200包括无线分组数据通信系统。为了使MS 202和208与接入网络220建立分组数据连接，MS和接入网络中的每一个依照公知的无线通信协议来操作。通过依照公知的协议来操作，MS的用户可以确信MS将能够与接入网络220通信并经由接入网络与外部网络建立分组数据通信链接。优选地，通信系统200依照TISPAN NGN标准来操作，该标准规定无线通信系统操作协议，包括无线电系统参数和呼叫处理程序。然而，本领域的普通技术人员认识到，通信系统200可以依照通过多个电信网络来递送基于网际协议(IP)的多媒体通信服务的各种无线通信系统中的任何一个来操作。

当建立了IP会话时，由诸如PDF/SPDF 256和262的PDF/SPDF和支配关于资源的会话处理的AQoSPS 206来确定策略。通常，策略作为一组规则被获得，最典型的是被定义为必须满足的一组条件以及由此产生的一组应当采取措施。所述规则可以基于静态信息，诸如将包含在用户配置文件中的信息，或者基于某些动态信息，诸如在特定网络链路上正在使用的当前宽带量。AQoSPS 206提供集中式QoS策略管理功能，该集中式QoS策略管理功能确保QoS可以被服务采用或将QoS赋予服务，即，确定是否可以被满足并可以由网络提供特定应用的QoS需要。

现在参照图7，提供了图示依照本发明的实施例的客户端设备290向AQoSPS 206注册的信号流图700。当客户端设备290通过向CSCF224并且具体是向P-CSCF 230组合并传送SIP注册器消息来发起(702)IMS注册时，信号流图700开始。如本领域中所已知的，SIP注册器消息包括诸如SIP URI等与注册设备相关联的标识符和呼叫标识符。另外，SIP注册器消息可以表示由客户端设备调用的应用或服务。

响应于接收到注册消息，CSCF 224并且具体是P-CSCF 230可以经由S-CSCF 226通过参考用户配置文件数据库242来认证(704、706)客户端设备290。作为认证过程的一部分，S-CSCF 226从用户配置文件数据库242下载并存储与客户端设备290相关联的配置文件，该配置文件包括与客户端设备相关联的用户预定的服务，并且还可以包括作为用户配置文件的一部分的QoS策略服务触发信息，例如iFC。如本领域所已知的，iFC规定要求给定AS的条件。然而，如果S-CSCF 226已经例如根据先前的请求存储了与客户端设备290相关联的一组有效iFC，则S-CSCF可能不需要经由用户配置文件数据库来认证客户端设备。

响应于接收到来自客户端设备290的注册消息，并进一步响应于认证客户端设备是否需要认证，CSCF 224并且具体是S-CSCF 226通过经由P-CSCF 230向客户端设备传送确认消息(优选为SIP 200 OK消息)来应答(708、710)SIP注册器消息。另外，响应于接收到来自客户端设备290的注册消息(并且响应于认证客户端设备是否需要认证)，CSCF 224并且具体是S-CSCF 226估计(712)所下载的iFC，以确定任何触发器是否适用于客户端设备。基于所下载的iFC的估计，CSCF 224并且具体是S-CSCF 226优选地通过将SIP注册器消息转发到AQoSPS将客户端设备290的基于SIP的注册路由(714)到AQoSPS206。例如，iFC可以表示诸如SIP注册器消息或被修改成包括QoS协议的SIP注册器消息等特定SIP消息将被转发到AQoSPS 206。CSCF224还可以例如通过识别服务于客户端设备的RACS和/或PDF/SPDF通知AQoSPS 206接入网络正服务于客户端设备。

响应于接收到来自CSCF 244的基于SIP的注册，AQoSPS 206估计(716)与所表示的应用或服务相关联的QoS策略，还可以估计与正服务的接入网络相关联和/或预定于客户端设备(即，客户端设备290)的QoS策略，并确定是否将QoS赋予客户端设备。当可以经由多个接入网络向客户端设备290提供应用或服务时，AQoSPS 206还可以确定所述多个接入网络中的一个或多个是否可以满足所表示的应用或服务的QoS要求。当接入网络可以满足所表示的应用或服务的QoS要求，并且在各种其它实施例中AQoSPS还确定客户端设备预定和/或支持的QoS要求时，AQoSPS 206通过向CSCF 224并且具体是S-CSCF 226传送SIP消息(优选为SIP 20 OK消息)将QoS赋予客户端设备，从而授予QoS。然后，信号流700结束。

在本发明的另一实施例中，AQoSPS 206还可以与客户端设备290并且更具体是客户端设备的QoS客户端292协商(718)与QoS相关联的服务级协定(SLA)。在此类实施例中，AQoSPS 206与客户端设备290的应用层并且更具体是QoS客户端292建立对等通信。在一个此类实施例中，QoS客户端可以将SIP注册消息修改成包括与所表示的应用或服务相关联的所提议的QoS。在另一此类实施例中，QoS客户端可以将所请求的QoS封装在由客户端设备向AQoSPS传送的另一SIP消息中。响应于接收到所提议的QoS并确定与所表示的应用或服务相关联的QoS策略，AQoSPS 206确定(716)是否赋予所请求的QoS。

在确定是否赋予所请求的QoS时，AQoSPS 206可以针对由与客户端设备290相关联的用户预定的QoS查询CSCF 224或用户配置文件数据库242。当客户端设备290并且更具体是客户端设备的QoS客户端292提出AQoSPS 206可接受的QoS时，AQoSPS可以通过传送应答该提议的SIP消息来响应该提议。另一方面，当AQoSPS 206不接受所提议的QoS时，则AQoSPS可以用拒绝该提议的SIP消息来响应和/或用应对不同的所提议的QoS的SIP消息来响应。然后，客户端设备290的QoS客户端292可以接受该应对提议，或者可以反复地继续协商直到发生QoS的最终拒绝或接受。响应于对于所请求的服务赋予QoS，AQoSPS 206可以通知计费模块210所赋予的QoS，以便计费模块可以针对服务的提供而对客户端设备适当地收费，例如，当赋予更高的QoS时，对该服务收取更高费率。然后，信号流图700结束。

在本发明的又一实施例中，作为确定提供应用或服务的QoS的一部分，AQoSPS 206还可以选择用于向客户端设备290提供应用或服务的接入网络274、276、284。即，AQoSPS 206了解多个接入网络274、276、284的每个接入网络的QoS能力，并可以选择用于提供服务的接入网络。为了确定适当的接入网络，AQoSPS 206可以经由QoS代理232查询与每个接入网络相关联的RACS 254、260的可用带宽、拥挤条件和/或所报告的信道条件。然后，AQoSPS 206可以将所赋予的QoS传送到与所选择的接入网络274、276、284相关联的RACS 254、260并且具体是PDF/SPDF 256、262。

现在参照图8，提供了图示依照本发明又一实施例的由通信系统200发起基于QoS的切换的信号流图800。当客户端设备290向AQoSPS206注册(802)并建立(804)包括一个或多个实时承载的通信会话时，信号流图800开始。作为会话建立的一部分，AQoSPS 206仅仅为了信令的接收而仍然连接到会话，即AQoSPS 206不在呼叫的承载路径中。

在会话期间的一些点，AQoSPS 206从客户端设备290请求(806)与正服务的或第一接入网络相关联的QoS呼叫报告。例如，可以例行通过通信系统200间断或周期性地向AQoSPS 206提供QoS呼叫报告，或者AQoSPS 206可以向客户端设备传送SIP Info消息，该SIP Info消息被修改成包括呼叫报告请求。在本发明的一个此类实施例中，响应于正在通知与服务接入网络相关联的RACS 254、260并且更具体是服务RACS的各个PDF/SPDF 256、262所提供的QoS已经劣化和/或对于正在提供的应用或服务来说不再是可接受的，AQoSPS 206可以请求QoS呼叫报告。例如，QoS呼叫报告的频率和/或最大数目可以是承载平面并且更具体是物理层、与所提供的服务相关联的QoS配置文件的一部分，所述QoS配置文件被保存在AQoSPS 206的至少一个存储设备604中。所述QoS配置文件还可以包括表示所报告的QoS正在变为低得不可接受的警告阈值。响应于建立通信会话，或响应于接收到QoS呼叫报告的请求，客户端设备290向AQoSPS 206传送(808)QoS呼叫报告。AQoSPS 206还可以从其它接入网络正在服务的其它客户端设备接收关于除第一正服务的接入网络之外的接入网络的QoS呼叫报告。

AQoSPS 206估计(810)从客户端设备290接收到的QoS呼叫报告。当AQoSPS 206确定所报告的QoS正在变为低得不可接受时，AQoSPS 206可以向多个接入网络274、276、284的第二目标接入网络发起通信会话的切换。即，响应于确定所报告的QoS正在变为低得不可接受，AQoSPS 206请求(812)CSCF 224并且具体是P-CSCF 230的QoS代理232提供所需的切换信息，诸如资源(例如带宽)、多个接入网络274、276、284的每个其它接入网络中的可用性、任何可用的信道条件信息以及用于会话的QoS授权，即，协商QoS，即，QoS经协商并随后由网络赋予。响应于接收到来自AQoSPS 206的查询，QoS代理232随后针对所请求的切换信息查询(814)RACS并且具体是PDF/SPDF或与其它接入网络相关联的传输平面策略实行功能(PEP)(未示出)。

响应于接收到来自QoS代理232的查询，每个被查询的PDF/SPDF或PEP向QoS代理232提供(816)所请求的切换信息，并且QoS代理将该信息转发(818)到AQoSPS 206。基于从QoS代理232接收到的切换信息，并进一步基于保存在AQoSPS 206的至少一个存储设备604中的任何运营商策略和保存在由用户配置文件数据库242保存的用户配置文件中的任何用户偏好，所述用户偏好由AQoSPS从用户配置文件数据库检索或者由AQoSPS从CSCF 224请求，AQoSPS 206确定(820)是否切换通信会话并进一步确定所述其它接入网络的目标接入网络。响应于确定将通信会话切换到目标接入网络，AQoSPS 206经由QoS代理232向服务于目标接入网络的PDF/SPFD或PEP传送(822、824)SIP消息，该SIP消息指令PDF/SPDF或PEP发起通信会话到目标接入网络的切换。然后，信号流图800结束。

通过经由处于服务控制平面或层的QoS代理而在应用平面或层提供协调QoS策略功能以及QoS策略控制，通过使QoS策略控制与传输层硬件和软件分离来实现容易引入新服务的NGN目标。通过提供全球化QoS策略服务器，可以跨越不同类型的多个接入网络并利用在基于IMS的TISPAN NGN环境中的不同传输层协议而很容易地协调QoS策略。此外，通过提供经由服务控制平面QoS代理而与传输控制平面或层、硬件和软件相互作用的应用平面QoS策略服务器，通信系统200在不需要附加接口或协议的情况下以协调的方式来监控并控制QoS。

虽然已经参照其具体实施例具体地示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离如以下权利要求所阐明的本发明的范围的情况下，可以对其元件进行各种改变或等同替换。因此，本说明书和附图应当被视为是说明性而非限制性的，并且所有此类改变和替换都旨在被包括在本发明的范围内。

上面已经针对具体的实施例描述了益处、其它优点以及问题的解决方案。然而，这些益处、优点、对问题的解决方案以及可能导致任何益处、优点或解决方案发生或变得更明显的任何元素都不应当被解释为任何或全部权利要求的关键的、必需的或必要的特征或元素。如本文所使用的，术语“包括”、“包含”或其任何变体都旨在涵盖非排他性包含内容，以便包括元素列表的过程、方法、制品或装置不仅包括那些元素，而且可以包括未明确列出或为此类过程、方法、制品或装置所固有的其它元素。还应当理解，诸如第一和第二、顶部和底部等关系术语(如果有的话)的使用仅仅是用来将一个实体或动作与另一个实体和动作区别开，而不一定要求或暗示此类实体或动作之间存在实际的此类关系或顺序。

Claims (18)

1.一种用于在包括多个接入网络的基于网际协议多媒体子系统(IMS)的通信系统中进行服务质量(QoS)策略管理的装置，其中，所述多个接入网络的每个接入网络实现与所述多个接入网络的其它接入网络不同的传输协议，并且其中，所述装置包括应用QoS策略服务器，所述应用QoS策略服务器具有：

至少一个存储设备，保存与所述多个网络的每个网络相关联的QoS策略；以及

处理器，被配置成管理所述QoS策略。

2.根据权利要求1的装置，其中，所述处理器还被配置成与客户端设备的应用层建立对等通信并与所述客户端设备协商与服务级协定相关联的服务质量。

3.根据权利要求1的装置，其中，所述处理器被配置成通过下列中的一项或多项来管理所述服务质量(QoS)策略：

估计与所述多个接入网络的一个或多个接入网络相关联的QoS策略，并基于所述估计赋予用于通信会话的QoS；

估计一个或多个应用和服务的QoS要求，并基于所述估计赋予用于通信会话的QoS；以及

考虑预订的QoS。

4.根据权利要求1的装置，其中，所述处理器还被配置成选择所述多个接入网络中用于由客户端设备接入的接入网络。

5.根据权利要求1的装置，其中，所述处理器还被配置成基于由所述多个接入网络的第一接入网络提供的服务质量而发起从所述第一接入网络到多个接入网络的第二接入网络的切换。

6.根据权利要求5的装置，其中，所述处理器被配置成通过从由所述第一接入网络提供服务的客户端设备请求服务质量(QoS)报告、接收所请求的QoS报告、并基于所接收到的QoS报告发起到所述第二接入网络的切换，来发起切换。

7.根据权利要求6的装置，其中，所述处理器被配置成通过针对切换信息而查询与所述第二接入网络相关联的策略决策功能来发起切换。

8.根据权利要求7的装置，还包括服务控制平面服务质量代理，并且其中，所述处理器经由所述服务控制平面服务质量代理查询与所述第二接入网络相关联的所述策略决策功能，并且其中，所述服务质量代理中继QoS报告并充当策略设置锚点且执行协议转换。

9.根据权利要求8的装置，其中，所述服务质量代理在呼叫会话控制功能中实现。

10.一种用于在包括多个接入网络的基于网际协议多媒体子系统(IMS)的通信系统中进行服务质量(QoS)策略管理的方法，其中，所述多个接入网络的每个接入网络实现与所述多个接入网络的其它接入网络不同的传输协议，并且其中，所述方法包括：

由应用服务器保存与所述多个多网络的每个多网络相关联的QoS策略；以及

在应用平面处管理所述QoS策略。

11.根据权利要求10的方法，还包括：

与客户端设备的应用层建立对等通信；以及

与所述客户端设备协商与服务级协定相关联的服务质量。

12.根据权利要求10的方法，其中，管理包括下列一项或多项：

估计与所述多个接入网络的一个或多个接入网络相关联的服务质量(QoS)策略，并基于所述估计赋予用于通信会话的QoS；

估计一个或多个应用和服务的服务质量(QoS)要求，并基于所述估计赋予用于通信会话的QoS；以及

考虑预订的QoS。

13.根据权利要求10的方法，还包括在应用层处选择所述多个接入网络中用于由客户端设备接入的接入网络。

14.根据权利要求10的方法，还包括基于由所述多个接入网络的第一接入网络提供的服务质量，在应用层处发起从所述第一接入网络到所述多个接入网络的第二接入网络的切换。

15.根据权利要求14的方法，其中，发起切换包括：

从由所述第一接入网络服务的客户端设备请求服务质量(QoS)报告；

接收所请求的QoS报告；以及

基于所接收到的QoS报告，发起到所述第二接入网络的切换。

16.根据权利要求15的方法，其中，发起切换还包括针对切换信息而经由服务控制平面服务质量代理查询与所述第二接入网络相关联的策略决策功能。

17.根据权利要求16的方法，还包括由所述服务质量代理执行协议转换。

18.根据权利要求16的方法，还包括在在呼叫会话控制功能中实现所述服务质量代理。

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