CN101779478B - 访问和归属网络的分组过滤/分类和/或策略控制支持 - Google Patents

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Abstract

一种为无线电信系统所服务的漫游移动节点(MN)——即用户设备(UE)(10)——支持经由IP多媒体子系统(IMS)对所选互联网协议(IP)多媒体应用的访问的方法。该方法包括：在所述UE(10)和所述UE(10)正在其中漫游的访问网络的本地访问网关(30)之间建立第一IP隧道(20)，所述第一隧道(20)在所述本地访问网关(30)处被锚接；在所述UE(10)和所述UE(10)所属的归属网络的归属网关(40’)之间建立第二IP隧道(22’)，所述第二隧道(22’)在所述归属网关(40’)处被锚接；针对UE(10)在所述本地访问网关(30)处接收数据分组；过滤在所述本地访问网关(30)处接收的分组，以将相应业务适当地分类成以不同服务质量(QoS)等级在所述第一隧道中支持的多个数据流(20a、20b、...20n)之一；针对UE(10)在所述归属网关(40’)处接收数据分组；以及过滤在所述归属网关(40’)处接收的分组，以将相应业务适当地分类成以不同QoS等级在所述第二隧道(22’)中支持的多个数据流(22a、22b、...22n)之一。

Description

访问和归属网络的分组过滤/分类和/或策略控制支持
技术领域
本发明的主题涉及无线电信网络领域。特定应用是结合互联网协议(IP)多媒体子系统进行的，并且说明书对其做出特定参照。然而，可理解，本发明主题的多个方面也适合于其他类似网络、设备和/或应用。
背景技术
在无线电信领域中已知，IP多媒体子系统(IMS)是用于向无线移动设备用户传送IP多媒体的体系架构(初始由无线标准体第三代合作伙伴计划(3GPP)设计)。也就是说，IMS支持无线电信系统或网络中的IP多媒体应用和/或服务的使用。一般地，IMS使得无线网络服务提供商和/或运营商能够向他们的订户(即移动用户)提供基于和/或建立在互联网应用、服务和/或协议(例如，包括SIP(会话发起协议)，其用于管理IP多媒体会话)上的多媒体服务。
一般地，在无线电信和/或分组交换网络的领域中，术语服务质量(QoS)涉及资源预留控制机制。例如，这些机制根据所建立的规则和/或策略，向不同的用户和/或数据流提供不同的QoS等级和/或分类，或向网络业务供应一定的性能等级。例如，一些业务类型(例如实时或交互业务)通常需要较高QoS等级实现足够的性能，而较低QoS等级可满足其他类型的业务。在任意给定的时间，存在有限量的网络资源可用于在该时间所体验的特定业务负载。由此，典型地期望基于每个数据流代表的业务类型来向不同数据流提供各种各样的QoS等级，以优化资源分配和/或管理(例如包括带宽专用、抖动和/或延时控制、损耗特征管理等)。
一般地，在策略控制规则功能单元(PCRF)的辅助下建立用于允许经由IMS访问各个多媒体应用和/或服务的和/或用于设置或确定QoS等级的规则和/或策略。策略功能一般协调各个网络资源，以适当的QoS等级向授权的订户提供被请求的服务。其负责识别订户可能打算使用的服务的策略规则。策略控制架构确定和实施动态QoS，并控制对于在提供特定被请求服务中涉及的网络架构元素的访问许可策略。PCRF是为了确定策略规则而实时指定的节点。例如，可激活一组策略规则以均实时地验证访问许可、管理QoS等。PCRF通过其与接入网关节点处实现的策略控制实施功能单元(PCEF)的交互来实施这些策略规则。策略规则可基于静态信息(例如在订户策略库(SPR)中维护的定制简档)、动态信息、和可用资源来构成。由此，一旦服务请求满足了这种规则的组合，那么可触发期望的行为；例如——为服务分配被请求的带宽或适当QoS等级，或拒绝服务。对于策略规则的这种类型的架构允许无线网络运营商在最优利用网络资源的同时部署服务逻辑。
现在参照图1，示出访问电信网络和归属电信网络的相关部分。在典型的无线或移动漫游情形下，支持多媒体的移动节点(MN)、移动终端(MT)或移动站(MS)——在这里一般称为用户设备(UE)10——可支持两个IP隧道20和22，以例如经由适当的IMS来访问所选IP多媒体应用和/或服务。以这个方式的两个IP隧道的使用一般称为双IP锚接(anchoring)。可理解，每个隧道一般可承载去往和/或来自UE 10的各种不同类型的业务或数据流。
如图所示，第一IP隧道20一般被锚接在本地或访问网络处(即，在本地访问网关30处)。一般地，隧道20典型地承载去往和/或来自UE 10的载体业务。通过本地锚接隧道20，可通过例如不必向归属网络回传这个业务来优化载体业务路由。由此，可实现传输和/或设备成本和/或开销的降低。第二IP隧道22一般被锚接在归属网络处(即在归属网关40处)。一般地，隧道22典型地承载去往和/或来自UE 10的控制信令和/或应用数据。这样，归属网络更容易能够保持对UE 10经由IMS访问的IP多媒体应用和/或服务的明显控制度。
然而，在传统实施例中，仅在本地访问网关30中对隧道20所承载的业务应用和/或支持分组过滤和策略实施。如图所示，这通过在本地访问网关30处实现的分组分类功能第一和/或PCEF 32来实现。也就是说，一般地，仅在本地访问网关30中应用分组过滤，以将下行业务(即由隧道20承载的去往UE 10的业务)分类成多个单独业务或数据流(例如数据流20a、20b、…20n)，其每个具有适于特定业务类型的适当QoS等级——例如尽力而为、实时音频和视频等。类似地，仅在本地访问网关30处，例如根据从SPR 50、归属PCRF(hPCRF)52和/或访问PCRF(vPCRF)54向PCEF 32传播的策略规则，来支持策略实施。
根据所示架构可以理解，传统地在隧道22的归属网关40中不支持分组分类和/或策略实施。相反，在一个隧道22中传输所有类型的“归属业务”。因此，在隧道22中缺少QoS区分可导致高优先级业务的堵塞和/或延迟，并且不期望地降低了总资源效率。
由此，提供一种新的和改进的系统和/或方法，以克服上述问题和其他问题。
发明内容
根据一个实施例，提供一种为无线电信系统所服务的漫游移动节点(MN)支持经由IP多媒体子系统(IMS)对所选互联网协议(IP)多媒体应用的访问的方法。该方法包括：在所述MN和所述MN正在其中漫游的访问网络的本地访问网关之间建立第一IP隧道，所述第一隧道在所述本地访问网关处被锚接；在所述MN和所述MN所属的归属网络的归属网关之间建立第二IP隧道，所述第二隧道在所述归属网关处被锚接；针对所述MN在所述本地访问网关处接收数据分组；过滤在所述本地访问网关处接收的分组，以将相应业务适当地分类成以不同服务质量(QoS)等级在所述第一隧道中支持的多个数据流之一；针对所述MN在所述归属网关处接收数据分组；以及过滤在所述归属网关处接收的分组，以将相应业务适当地分类成以不同QoS等级在所述第二隧道中支持的多个数据流之一。
根据另一实施例，一种无线电信网络向无线电信网络所服务的漫游移动用户设备(UE)提供经由IP多媒体子系统(IMS)对所选互联网协议(IP)多媒体应用的访问。该网络包括：本地访问网关，所述本地访问网关是所述UE正在其中漫游的访问网络的一部分；在所述UE和所述本地访问之间建立的第一IP隧道，所述第一隧道在所述本地访问网关处被锚接；归属网关，所述归属网关是所述MN所属的归属网络的一部分；在所述UE和所述归属网关之间建立的第二IP隧道，所述第二隧道在所述归属网关处被锚接；在所述本地访问网关处实现的第一分组分类功能，所述第一分组分类功能被操作为针对所述UE过滤在所述本地访问网关处接收的分组，以将相应业务适当地分类成以不同服务质量(QoS)等级在所述第一隧道中支持的多个数据流之一；以及在所述归属网关处实现的第二分组分类功能，所述第二分组分类功能被操作为针对所述UE过滤在所述归属网关处接收的分组，以将相应业务适当地分类成以不同QoS等级在所述第二隧道中支持的多个数据流之一。
在阅读和理解本说明书之后，本领域普通技术人员会清楚在此公开的本发明主题的多个优点和益处。
附图说明
本发明的主题可采用各种组件和组件排列以及各个步骤和步骤的排列的形式。附图仅用于示出优选实施例的目的，并非理解为限制。此外，可理解，附图并非按规定比例。
图1是示出结合无线漫游情形实现双IP锚接的传统网络架构的框图。
图2是示出结合无线漫游情形实现双IP锚接的示例性网络架构的框图，该架构适于实践本发明主题的多个方面。
具体实施方式
为了清晰和简化，本说明书引用结构和/或功能单元、相关通信标准、协议和/或服务、以及在本领域中一般公知的其他组件，无需对于他们的配置或操作进行进一步详细的说明，除非根据和/或为了适应这里呈现的优选实施例而对他们进行修改或改变。
本说明书涉及使用双IP锚接方法向漫游无线或移动设备提供经由IMS对所选IP多媒体应用和/或服务的访问。更具体地，本说明书描述了这样一种系统和/或方法，用于支持不仅对于访问网络业务的，而且对于归属网络业务的QoS和/或访问许可控制和/或管理。以上目的通过在IP隧道之一被锚接到的归属网关处实现附加分组过滤和/或策略实施支持来适当地实现。
现在注意图2，示出与图1中所示的传统电信网络架构类似的架构，其中类似的标号表示类似的元素。然而，特别地，图2中所示的示例性实施例与图1的不同在于，图2的示例性实施例中所示的归属网关40’配备或设置有分组分类功能和/或PCEF 42，而传统归属网关40不包括或不支持这种功能。因此，根据图2中所示的示例性实施例，对访问网络的和归属网络的业务都应用和/或支持QoS和策略实施。相反，根据图1中所示的传统实施例，仅对访问网络的业务应用和/或支持QoS和策略实施，而对归属网络业务则不然。
具体地，图2中示出归属电信网络和UE 10(例如支持多媒体的MT、MS或其他MN)正在其中漫游的访问网络的相关部分。如图所示，UE 10支持两个IP隧道20和22’，以例如经由适当IMS访问所选IP多媒体应用和/或服务。如上所述，以这个方式的两个IP隧道的使用一般称为双IP锚接。可理解，每个隧道可选地承载去往和/或来自UE 10的各种不同类型的业务或数据流。
在图2所示的实施例中，第一IP隧道20被锚接在访问网络处(即，在本地访问网关30处)。适当地，隧道20典型地承载去往和/或来自UE 10的载体业务。第二IP隧道22’被锚接在归属网络处(即在归属网关40’处)。适当地，隧道22’典型地承载去往和/或来自UE 10的控制信令和/或应用数据。
以惯用的方式，在本地访问网关30中为隧道20所承载的业务应用和/或支持分组过滤和策略实施。如图所示，这通过在本地访问网关30处实现的分组分类功能和/或PCEF 32来实现。例如，在本地访问网关30中应用分组过滤，将下行业务(即由隧道20承载的去往UE 10的业务)分类成多个单独业务或数据流(例如数据流20a、20b、…20n)，其每个具有适于特定业务类型的适当QoS等级——例如尽力而为、实时音频和视频等。类似地，在本地访问网关30处例如根据从SPR 50、归属PCRF(hPCRF)52和/或访问PCRF(vPCRF)54向PCEF 32传播的策略规则来支持策略实施。
可选地，以使用通常称为业务流模板(TFT)的惯用方式，通过在本地访问网关30处实现的分组分类功能和/或PCEF 32来执行分组过滤和/或分类。一般地，TFT是一系列例如多达8个滤波器，其允许与滤波器匹配的业务根据特定分组数据协议(PDP)上下文被路由。例如，PDP上下文是代表UE 10和PDN(公共数据网络)之间的逻辑关联的数据结构，其中所述PDN运行穿过GPRS(通用分组无线业务)网络。所述上下文定义了例如路由、QoS等方面。于是，在实践中，当流入数据分组到达本地访问网关30时，在该处实现的分组分类功能基于TFT做出PDP上下文选择，并将流入数据分组映射到具有指定QoS属性的正确PDP上下文。
在由3GPP定义的通用移动电信系统(UMTS)中，通常结合GPRS网络使用上述PDP。当然备选地，可用的接入网络或架构可包括例如第三代合作伙伴计划2(3GPP2)所定义的码分多址(CDMA)和/或高分组速率数据(HPRD)系统。在这种情况下，在MN(即UE 10)和分组数据服务节点(PDSN)(即本地访问网关30)之间通常采用点对点协议(PPP)，并且在一些情况下，在MN和PDSN之间根据3GPP2稍后采用的增强来使用非PPP——例如以支持语音IP(VoIP)。在任意情况下，应理解，本发明的主题还适于这种备选网络、架构和/或通信协议。
此外，根据图2所示的示例性实施例，在隧道22’所承载的业务的归属网关40’中应用和/或在该处支持分组过滤和/或策略实施。如图所示，这通过在归属网关30处实现的分组分类功能和/或PCEF 42来实现。例如，在归属网关40’中应用分组过滤，以将下行业务(即由隧道22’承载的去往UE 10的业务)分类成多个单独业务或数据流(例如数据流22a、22b、…22n)，其每个具有适于特定业务类型的适当QoS等级——例如尽力而为、实时音频和视频等。类似地，在归属网关40’处也例如根据从SPR50和/或hPCRF 52向PCEF 42传播的策略规则来支持策略实施。
更具体地，根据图2的示例性实施例，在UE 10和归属网关40’之间建立的IP隧道22’内多个数据流22a、22b、…22n被分配有不同QoS等级。由此，通过分组分类功能和/或PCEF 42来过滤由归属网关40’接收的对于UE 10的流入业务，以将业务分类成针对当前特定类型的业务具有适当QoS等级的数据流22a、22b、…22n之一。适当地，基于与UE 10相关联的标准IP 5元组地址执行上述过滤。
一般地，由归属网关40’接收的数据的每个分组包括这样的头部，该头部通常包含标准IP 5元组地址——例如包括源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口和协议标识。于是，在实践中，分组分类功能和/或PCEF42可选地监视分组头部以检测5元组地址的值，并基于该信息例如根据从SPR 50和/或hPCEF 52向PCEF 42传播的策略规则来设置或确定分组的适当QoS等级。可选地，根据以上确定，分组被标记或加标签，以便被路由或导向到具有和/或支持相应QoS的数据流22a、22b、…22n之一中。适当地，标记或设置在分组头部中的适当字段，以指示或反映对于该分组期望的和/或适当的QoS——例如，可选地标记或设置服务类型(ToS)字节、区分服务代码点(DSCP)、服务级别(CoS)字段等。由此，将具有类似标识的QoS指定的分组聚集到相同的数据流中，即具有和/或支持相应QoS的数据流22a、22b、…22n之一。这样，在隧道22’中的QoS区分的建立通常产生更加有效的资源分配和/或使用和/或倾向于缓解对于来自归属网络的更高优先级业务的堵塞和/或延迟。
尽管在图2中没有示出，但是可理解，在实践中，在归属网关40和UE 10之间建立的IP隧道22’隧接和/或延伸或经过各种类型网络和/或网络子系统中的一个或多个，例如无线电接入网络(RAN)。可将隧道22’经过的上述网络或网络子系统看作通常驻留在IP隧道22’的外部或以外。也就是说，对于建立隧道22’所经过的外部或以外的网络和/或网络子系统来说，在IP隧道22’中分配的数据流22a、22b、…22n典型地是透明的。由此，可选地提供归属网关40，以在任意给定时间向外部或以外的网络通知在隧道22’中承载的数据流22a、22b、…22n的特定QoS级别。适当地，例如，这通过在特定时间从形成在隧道22’中承载的数据流22a、22b、…22n的分组的头部发送或传送DSCP值来实现。由此，建立隧道22’所经过的外部或以外的网络和/或网络子系统能够以这个方式分配资源和/或选择对于“以外的”隧道22’的QoS(例如通过在外部的或以外的网络和/或网络子系统中适当设置DSCP以对应于由归属网关40向其传送的DSCP值)，从而在任意给定时间充分支持——适当地基于每个分组——在隧道22’中承载的透明数据流22a、22b、…22n的QoS等级。
综上，可理解，结合这里呈现的特定实施例，结合定义的单元和/或组件描述了某些结构和/或功能特征。然而，可想象，为了相同或类似的利益，这些特征同样也可与其他单元和/或组件相结合(如果适合)。还可理解，可选择地采用示例性实施例的不同方面，以适当地实现适于期望应用的其他备选实施例，因此其他备选实施例实现了这里结合的方面的相应优点。
还可理解，这里描述的特定单元或组件可具有经由硬件、软件、固件或其组合适当实现的他们的功能。此外，应理解，在这里结合在一起的某些单元在适当的环境下可以是单独的单元或被分割。类似地，通过一个特定单元实现的多个特定功能可通过独立地用于执行不同功能的多个不同单元来实现，或者某些单独的功能可以被分开和通过协调操作多个不同单元执行。备选地，可以物理地或功能地组合这里所述和/或所示的彼此不同的一些单元或组件(如果适合)。
总之，参照优选实施例阐述了本发明。明显地，在阅读和理解本发明时，可进行其他的修改和改变。本发明可理解为包括所有这些修改和改变，只要他们在所附权利要求或其等同物的范围内。

Claims (10)

1.一种向无线电信系统所服务的漫游移动节点(MN)提供经由IP多媒体子系统(IMS)对所选互联网协议(IP)多媒体应用的访问的方法，所述方法包括：
(a)在所述MN和所述MN正在其中漫游的被访问网络的本地访问网关之间建立第一IP隧道，所述第一隧道在所述本地访问网关处被锚接；
(b)在所述MN和所述MN所属的归属网络的归属网关之间建立第二IP隧道，所述第二隧道在所述归属网关处被锚接；
(c)针对所述MN在所述本地访问网关处接收数据分组；
(d)过滤在所述本地访问网关处接收的分组，以将相应业务适当地分类成以不同服务质量(QoS)等级在所述第一隧道中支持的多个数据流之一；
(e)针对所述MN在所述归属网关处接收数据分组；
(f)过滤在所述归属网关处接收的分组，以将相应业务适当地分类成以不同QoS等级在所述第二隧道中支持的多个数据流之一；
(g)在所述归属网关处根据一个或多个策略规则提供策略实施，所述一个或多个策略规则控制对所述IP多媒体应用的访问许可和针对在所述第二隧道中支持的数据流QoS等级的建立中的至少一个；以及
(h)从所述归属网关向建立所述第二隧道经过的网络或网络子系统中的至少一个传送QoS指示，所述QoS指示反映在所述第二隧道中当前支持的数据流中的一个或多个的QoS。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
在所述本地访问网关处根据一个或多个策略规则提供策略实施，所述一个或多个策略规则控制对所述IP多媒体应用的访问许可和针对在所述第一隧道中支持的数据流的QoS等级的建立中的至少一个。
3.如权利要求1所述的方法，其中，在所述归属网关处对分组的过滤基于在每个分组的头部中包含的5元组地址，所述5元组地址包括：源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口和协议标识。
4.如权利要求1所述的方法，其中，使用业务流模板(TFT)执行在所述本地访问网关处对分组的过滤，所述TFT包括一系列滤波器，所述一系列滤波器允许与滤波器匹配的业务根据特定分组数据协议(PDP)上下文被路由，所述PDP上下文是代表所述MN和PDN(公共数据网络)之间的逻辑关联的数据结构，所述数据结构定义了关联的方面，所述方面涉及业务路由和QoS中的至少一个。
5.一种向无线电信网络所服务的漫游移动用户设备(UE)提供经由IP多媒体子系统(IMS)对所选互联网协议(IP)多媒体应用的访问的无线电信网络，所述网络包括：
本地访问网关，所述本地访问网关是所述UE正在其中漫游的被访问网络的一部分；
在所述UE和所述本地访问之间建立的第一IP隧道，所述第一隧道在所述本地访问网关处被锚接；
归属网关，所述归属网关是所述MN所属的归属网络的一部分；
在所述UE和所述归属网关之间建立的第二IP隧道，所述第二隧道在所述归属网关处被锚接；
在所述本地访问网关处实现的第一分组分类功能，所述第一分组分类功能被操作为针对所述UE过滤在所述本地访问网关处接收的分组，以将相应业务适当地分类成以不同服务质量(QoS)等级在所述第一隧道中支持的多个数据流之一；
在所述归属网关处实现的第二分组分类功能，所述第二分组分类功能被操作为针对所述UE过滤在所述归属网关处接收的分组，以将相应业务适当地分类成以不同QoS等级在所述第二隧道中支持的多个数据流之一；
在所述归属网关处实现的策略实施功能，所述策略实施功能被操作为根据策略规则来控制所述IP多媒体应用的访问许可和针对在所述第一隧道中支持的数据流QoS等级的建立中的至少一个；
外部网络或外部网络子系统中的至少一个，所述第二隧道经过所述外部网络或外部网络子系统中的至少一个被建立为使得在所述第二隧道中支持的数据流对所述外部网络或外部网络子系统中的至少一个是透明的；
其中所述归属网关被设置为向所述外部网络或所述外部网络子系统中的至少一个通知在所述第二隧道中当前支持的数据流中的至少一个的QoS等级。
6.如权利要求5所述的网络，所述网络进一步包括：
在所述本地访问网关处实现的策略实施功能，所述策略实施功能被操作为根据策略规则来控制所述IP多媒体应用的访问许可和针对在所述第一隧道中支持的数据流的QoS等级的建立中的至少一个。
7.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：
将所述策略规则传播给在所述归属网关处实现的实施功能以提供所述策略实施，所述策略规则是从包含与所述MN相关联的定制简档的订户策略库(SPR)和所述归属网络的策略控制规则功能(PCRF)中的至少一个传播的。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述传送包括：
在特定时间从形成在所述第二隧道中承载的数据流的分组的头部传送区分服务代码点(DSCP)值，从而在建立所述第二隧道经过的所述网络或网络子系统中的至少一个中能够设置与由所述归属网关向其传送的DSCP值对应的DSCP。
9.如权利要求5所述的网络，所述网络进一步包括：
包含与所述UE相关联的定制简档的订户策略库(SPR)以及所述归属网络的策略控制规则功能(PCRF)中的至少一个，所述策略规则是从所述包含与所述UE相关联的定制简档的订户策略库(SPR)以及所述归属网络的策略控制规则功能(PCRF)中的至少一个传播给所述策略实施功能的。
10.如权利要求5所述的网络，其中所述归属网关在在特定时间从形成在所述第二隧道中承载的数据流的分组的头部传送区分服务代码点(DSCP)值，从而在建立所述第二隧道经过的所述网络或网络子系统中的至少一个中能够设置与由所述归属网关向其传送的DSCP值对应的DSCP。
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