CN101848453A - 动态调整数据传输的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态调整数据传输的方法和装置，本发明的方法包括：获得传输各个用户数据的承载状态参数；按照获得的承载状态参数以及存储的参数配置信息生成承载QoS配置信息；按照生成的承载QoS配置信息，设置传输各个用户数据的承载状态参数；按照设置后的承载状态参数传输各个用户数据。本发明的方法和装置可有效调节传输用户数据的承载状态参数，从而在网络资源较多时，增加用户带宽和传输速率，提高用户体验；在网络资源较少时，调节用户的带宽和速率，增加用户的接入，从而提高各个用户使用网络资源的使用率。

Description

动态调整数据传输的方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及动态调整数据传输的方法和装置。

背景技术

目前，第三代合作伙伴计划(3GPP，3rd Generation PartnershipProject)和3GPP2中，定义了一种适用于各种网际协议(IP，InternetProtocol)连接接入网络的策略控制和计费控制功能网元——策略控制和计费(PCC，Policy Control and Charging)架构，PCC用于完成资源接纳控制，主要针对移动接入网络的特性实现一定的服务质量控制和计费策略控制，PCC提供的主要功能包括：基于用户的定制信息实现策略控制以及基于服务数据流的计费控制。

PCC位于业务控制层与接入层之间，或者位于业务控制层与承载层之间，向业务控制层屏蔽接入层或承载层的具体技术和拓扑信息。PCC从业务控制层接收与业务相关的服务质量(Quality ofSevice，简称为QoS)授权参数，然后将QoS授权参数与接纳控制参数、网络的拓扑参数等相结合，并将与业务相关的QoS授权参数转化为IP QoS参数，然后将转化的IP QoS参数提供给相关的接入层或承载层节点和业务网关设备，这些设备根据接收到的IP QoS参数信息和自身的功能实现相应的QoS控制。其中，策略控制主要是指门控(Gating Control)和QoS控制(QoS Control)，计费控制是指基于数据流的计费(Flow Based Charging，FBC)。

参见图1所示的基于3GPP/3GPP2标准的实现PCC基本功能的网元架构图，如图1所示，包括以下设备：

应用功能设备AF(AF，Application Function)是提供应用功能的设备，所涉及的应用功能需要对用户侧进行动态策略/计费控制，策略和计费规则功能设备PCRF(PCRF，Policy and Charging RuleFunction)提供动态的应用会话信息。

签约信息存储功能设备SPR(SPR，Subscription ProfileRepository)，用于存储用户的业务配置信息。其中，用户的业务配置信息一般包括用户的多个业务配置信息，每个业务配置信息包括应当为该用户提供的服务质量配置信息和所采用的计费配置信息。

PCRF设备包括策略控制决策设备和基于数据流的计费控制功能设备。PCRF对策略和计费执行功能设备(Policy and ChargingEnforcement Function，PCEF)进行基于业务数据流的检测、门控、QoS授权和基于流计费的网络控制。PCRF设备通过Rx接口与AF设备进行通信，通过Sp接口与SPR设备进行通信，通过Gx接口与PCEF设备进行通信。PCRF设备检查AF设备提供的业务信息是否与运营商预定义的配置信息以及从SPR设备得到的用户配置信息一致，在二者一致的情况下，根据AF设备提供的业务信息生成相应的配置信息，并将其下发给PCEF设备。PCRF设备还要对AF设备提供的业务信息进行QoS授权。

PCEF设备，用于QoS策略执行、服务数据流检测、执行基于数据流的计费及门控功能，可以集成在网关(GW)中。

其中，服务数据流检测是指PCEF设备根据激活的PCC配置(PCC Rule)中的服务数据流模板对服务器数据流进行检测，服务数据流模板包括源端口、源地址、源设备、目的地址、目的地址的端口、协议号等信息，以便识别数据包是否属于一个服务数据流。

执行QoS策略是指PCEF设备根据激活的PCC配置对一个服务数据流执行授权的QoS控制，执行基于数据流的计费是指PCEF设备根据PCC配置中的计费配置信息和计费键(Charging Key)对通过的服务数据流进行计费，PCEF设备根据PCC配置的计费要求进行计费信息的收集和上报。

执行门控是指PCEF只允许服务数据流在门控打开时通过。

在3GPP R7的PCC架构中，PCRF设备支持承载事件的订阅，包括有承载丢失、承载恢复，不支持PCEF设备具体的承载状态参数的上报，例如丢包率、时延，实际占用带宽等。因此，PCRF设备只是被动地接收承载层的通知消息，通知消息仅包括：承载状态相关的承载丢失和承载恢复事件，通过这些通知消息，PCRF设备无法对PCEF设备的以下承载状态进行调整，这些承载状态包括每个用户的传输的具体参数，如传输带宽、传输速率等。从而导致当网络处于繁忙的阶段，可能会存在多个用户使用带宽出现拥塞的现象；当网络处于空闲的阶段，可能会存在资源利用率低的现象；每个用户设备设定的网络通信速率和稳定性又各不相同，当网络拥塞或网络空闲时，会对用户设备和网络造成的影响，如，对于网络拥塞的现象，带宽占用小的用户可能会出现频繁掉线的情况；对于网络空闲时，又存在资源利用率低的情况。

发明内容

本发明旨在提供一种动态调整数据传输的方法和装置，其能够解决PCRF设备无法对PCEF设备的承载状态进行调整的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种动态调整数据传输的方法，包括：获得传输各个用户数据的承载状态参数；按照获得的承载状态参数以及存储的参数配置信息生成承载QoS配置信息；按照生成的承载QoS配置信息，设置传输各个用户数据的承载状态参数；按照设置后的承载状态参数传输各个用户数据。

根据本发明的另一个方面，还提供一种动态调整数据传输的装置，包括：获取模块，用于获得传输各个用户数据的承载状态参数；决策模块，用于按照获得的承载状态参数以及存储的参数配置信息生成承载QoS配置信息；设置模块，按照生成的承载QoS配置信息，设置传输各个用户数据的承载状态参数；传输模块，按照设置后的承载状态参数传输各个用户数据。

本发明的方法和装置可有效调节传输用户数据的承载状态参数，从而在网络资源较多时，增加用户带宽和传输速率，提高用户体验；在网络资源较少时，调节用户的带宽和速率，增加用户的接入，从而提高各个用户使用网络资源的使用率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是相关技术的PCC系统的架构示意图；

图2是实施例一中PCRF设备设置PCEF设备的承载状态参数的流程图；

图3是实施例一中PCRF设备重配置PCEF设备承载参数的流程图；

图4是实施例二中PCRF设备重配置PCEF设备承载参数的流程图；

图5是实施例三中装置的结构图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面阐述本发明的实施例一，在实施例一中，PCRF设备会首先设置PCEF的承载状态的参数，设置的参数包括：丢包率、时延、实时的带宽状态、用户设备等级等情况。设置的过程可参见图2所示出的流程图，包括以下步骤：

S201：PCRF收到PCEF的IP联合接入网络IPCAN IP-CAN(IP-Connectivity Access Network)会话授权请求，请求消息中携带用户设备UE的IP地址和用户ID、及承载ID信息。

S202：PCRF保存IPCAN会话携带的用户ID和承载ID。

S203：PCRF对根据用户ID到SPR设备查询用户业务配置信息，发送获取用户业务配置信息的请求消息给SPR设备，消息中携带用户ID。

S204：SPR将用户业务配置信息通过响应消息发送给PCRF，PCRF将用户业务配置信息保存到本地存储。

S205：PCRF根据IPCAN会话中的承载ID生成相应的承载状态参数。根据IPCAN会话中的承载状态参数、用户业务配置信息和本地存储的参数配置信息进行处理，生成承载QoS配置信息和用户计费配置信息。

S206：PCRF通过3GPP Gx接口的承载会话授权响应消息将会话及含有设置阈值的承载QoS配置信息下发给承载设备PCEF，这些阈值包括：3GPP会话授权响应消息格式如下：

    <CC-Answer>::＝<Diameter Header：272，PXY>

<Session-Id>

        {Auth-Application-Id}

        {Origin-Host}

        {Origin-Realm}

        [Result-Code]

        [Experimental-Result]

        {CC-Request-Type}

        {CC-Request-Number}

        [Bearer-Control-Mode]

       *[EVent-Trigger]

        [Origin-State-Id]

         *[Charging-Rule-Remove]

         *[Charging-Rule-Install]

          [Charging-Information]

          [Online]

          [Offline]

         *[QoS-Information]

        [Error-Message]

        [Error-Reporting-Host]

       *[Failed-AVP]

       *[Proxy-Info]

       *[Route-Record]

       *[AVP]

在[Charging-Rule-Install]AVP中扩展承载丢包率的阈值AVP以及带宽阈值AVP，扩展后的[Charging-Rule-Install]AVP如下：

Charging-Rule-Install::＝<AVP Header：1001>

                    *[Charging-Rule-Definition]

                    *[Charging-Rule-Name]

                    *[Charging-Rule-Base-Name]

                     [Bearer-Identifier]

                     [BEARER-Threshold]丢包率阈值

                 [Bandwidth-DL-Threshold]上行带宽阈值

                 [Bandwidth-UL-Threshold]下行带宽阈值

                *[AVP]

承载设备PCEF在安装含有阈值的承载QoS配置信息后，通过定时检测等方式检查承载丢包率或者占用的带宽，在承载丢包率或者上下行带宽达到阈值时，向PCRF设备请求会话的重新配置。

PCRF对PCEF进行阈值设置后，PCEF会在判断到当前的承载状态参数超过所设定的阈值后，上报PCEF，PCRF调整PCEF的承载状态参数。下面通过图3所示的流程图详细说明，参见图3，包括以下步骤：

图3是本发明中承载设备在检测到承载状态达到阈值时，向PCRF上报的承载状态，PCRF对承载及业务进行重新决策的流程图，描述了改进的PCRF根据承载状态动态调整承载策略的流程。包括以下步骤：

S301：PCEF判断当前的承载状态参数超过设置的阈值后，向PCRF发起IPCAN重配置请求。

承载设备PCEF分析当前承载状态参数和PCRF设置的阈值，实时的向PCRF报告承载的使用状态，当承载状态参数超过阈值后，请求对IPCAN会话进行重新决策。

在3GPP Gx接口的CC-Requet消息中，当{CC-Request-Type}AVP取值为2时，结合[Charging-Rule-Report]AVP，承载设备PCEF上报当前的承载状态参数，并请求PCRF进行重新配置。

S302：PCRF更新之前保存的IPCAN会话信息。

PCRF更新IPCAN的会话信息，即IPCAN重配置请求中的消息内容。

S303：PCRF根据用户业务配置信息和本地的参数配置信息，结合当前的承载状态参数，对IPCAN会话和承载QoS配置信息进行重新处理，生成新的承载QoS配置信息和用户计费信息，其中，用户的计费信息包括在各个不同的时间段使用网络各个项功能业务时的费用。

在此步骤中，承载QoS配置信息可以仅通过参数配置信息、承载状态参数生成。例如：按照参数配置信息运算出当前时间段的承载状态参数的调节值，按照所述调节值调整承载状态参数，并使用参数配置信息以及调整后的承载状态参数生成承载QoS配置信息。

S304：PCRF向PCEF发送重新配置响应消息。

在重新配置响应消息中，通知承载设备PCEF使用消息中的承载QoS配置信息设置承载状态参数，PCEF使用设置后的承载状态参数传输用户的数据。

例如：当前时间段属于网络资源空闲较多阶段。此时，可调节承载状态参数，如提高用户的带宽、传输速率，从而提高用户的网络体验感受，对于观看视频的用户，可有效提高视频质量，对于浏览网页的用户，可有效提高浏览速度。对于当前时间段属于网络资源空闲较少的阶段。此时，可调节承载状态参数，如降低用户的带宽、传输速率，PCEF使用调节后的承载状态参数传输用户数据，从而使更多的用户使用网络。

对于用户业务配置信息，可结合本地的参数配置信息、承载状态参数，生成用户计费信息，其中，用户的计费信息包括在各个不同的时间段使用网络各个项功能业务时的费用；对于不同的网络较空闲时间段和网络较拥塞的时间段，具有不同的用户计费，从而使用户尽量选择网络空闲时间段使用网络。

上面的实例一中，通过对PCEF设置阈值，使PCEF的承载状态参数超过阈值时，通知PCRF设备重新决策。PCRF设备还可主动与PCEF设备进行会话，从而获得PCEF的当前承载状态参数，PCRF重新配置生成承载QoS配置信息。下面通过实施例二说明此过程，参见图4所示出的流程图，包括以下步骤：

S401：PCRF发起主动查询承载状态的请求；

PCRF向PCEF发起查询承载状态的请求消息，指示承载设备PCEF报告当前承载状态，并使用3GPP Gx接口的RAR(Re-Auth-Request)消息，在查询承载状态的请求中携带RAR消息中的上报指示，指示PCEF上报当前承载状态参数；

S402：承载设备PCEF在响应消息RAA消息中，上报当前的承载状态参数。

所使用的3GPP Gx接口的RAA(Re-Auth-Answer)消息中，携带同实施一中步骤S301的AVP扩展，承载设备PCEF利用响应消息的[Charging-Rule-Report]AVP上报会话所有承载状态参数，包括丢包率、时延和实际带宽。

S403：PCRF更新IPCAN会话信息；

上述步骤S401、S402也属于IPCAN会话，只是使用的消息不同于实施一中的消息。因此，PCRF设备更新IPCAN会话信息，即相依消息RAA中的消息内容。

S404：IPCAN会话的重配置及配置生成；

PCRF根据存储的用户业务配置信息和参数配置信息，结合PCEF反馈的响应RAA信息中的承载状态参数，对IPCAN会话和承载QoS配置信息进行重新处理，生成新的承载QoS配置信息和用户计费信息，其中，用户的计费信息包括在各个不同的时间段使用网络各个项功能业务时的费用。

在此步骤中，承载QoS配置信息可以仅通过参数配置信息、承载状态参数生成。例如：按照参数配置信息运算出当前时间段的承载状态参数的调节值，按照所述调节值调整承载状态参数，并使用参数配置信息以及调整后的承载状态参数生成承载QoS配置信息。

S405：PCRF推送承载决策请求；

PCRF向PCEF推送IPCAN会话决策请求消息，将新生成的承载QoS配置信息和用户计费信息发送至承载设备PCEF。

S406：PCEF推送承载决策响应；

PCEF安装承载QoS配置信息，使用承载QoS配置信息配置承载状态参数，并使用用户计费信息对用户进行计费，通过承载决策响应消息向PCRF反馈配置结果。

PCEF使用设置后的承载状态参数传输用户的数据。

在上述的实施例中，当用户接入IP网络时，PCEF设备指示PCRF设备对用户授权，当用户离开网络时，PCEF设备也会指示PCRF设备删除用户的数据。

PCEF使用更新后的承载状态参数，可有效调节网络资源与用户的体验。对于当前时间段属于网络资源空闲较多阶段。此时，可调节承载状态参数，如提高用户的带宽、传输速率，从而提高用户的网络体验感受，对于观看视频的用户，可有效提高视频质量，对于浏览网页的用户，可有效提高浏览速度。对于当前时间段属于网络资源空闲较少的阶段。此时，可调节承载状态参数，如降低用户的带宽、传输速率，PCEF使用调节后的承载状态参数传输用户数据，从而使更多的用户使用网络。

在上述设备中，承载设备PCEF可以集成在通信网络中的GGSN设备内，或集成在接入网关GW内，PCRF设备可以集成在网络中的RCP服务器内。

本发明的方法可有效调节承载设备PCEF的承载状态参数，从而在网络资源较多时，提高用户体验；在网络资源较少时，提高各个用户使用网络资源的使用率。

上面详细说明了本发明的方法流程，本发明可以采用各种形式的装置实现，装置中的各个模块集成在一起，也可以分别集成在如图1所示的各个设备中。下面给出优选地实施例详细说明，参见图5所示出的装置结构框图，包括：

获取模块40，用于获得传输各个用户数据的承载状态参数；

决策模块42，用于按照获得的所述承载状态参数以及存储的参数配置信息生成承载QoS配置信息；

设置模块44，按照所述生成的承载QoS配置信息，设置所述传输各个用户数据的承载状态参数；

传输模块46，按照所述设置后的承载状态参数传输所述各个用户数据。

优选地，所述获取模块40包括：

发送模块400，用于通过PCRF设备向PCEF设备发送查询请求；

反馈模块402，用于通过所述PCEF设备向所述PCRF设备发送当前传输各个用户数据的承载状态参数；

或，所述获取模块40包括：

阈值设置模块404，用于通过所述PCRF设备设置所述PCEF设备的承载状态阈值；

状态上报模块406，用于通过所述PCEF设备判断检测的承载状态参数达到所述承载状态阈值时，触发所述PCEF设备向所述PCRF设备发送当前传输各个用户数据的承载状态参数。

优选地，所述决策模块42包括：

运算模块420，用于按照所述PCEF设备按照所述参数配置信息运算出当前时间段的承载状态参数的调节值；

调整模块422，用于按照所述调节值调整所述获得的承载状态参数；

QoS生成模块424，用于使用所述参数配置信息以及调整后的所述承载状态参数生成所述承载QoS配置信息。

优选地，

所述装置还包括：

用户信息获取模块48，用于在所述决策模块生成所述承载QoS配置信息之前，通过所述PCRF设备获得用户的业务配置信息；

所述决策模块42还包括：

计费信息生成模块426，用于通过所述PCRF设备按照获得的所述承载状态参数以及存储的参数配置信息、所述业务配置信息生成用户计费配置信息。

优选地，所述装置还包括：

计费信息传输模块50，用于在所述计费信息生成模块426生成用户计费配置信息之后，通过所述PCRF设备将所述用户计费配置信息发送至所述PCEF设备；

计费模块52，用于在所述传输模块传输所述各个用户数据的过程中，使用所述用户计费配置信息统计所述各个用户的计费信息，其中，用户的计费信息包括在各个不同的时间段使用网络各个项功能业务时的费用。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动态调整数据传输的方法，其特征在于，包括：

获得传输各个用户数据的承载状态参数；

按照获得的所述承载状态参数以及存储的参数配置信息生成承载QoS配置信息；

按照所述生成的承载QoS配置信息，设置所述传输各个用户数据的承载状态参数；

按照所述设置后的承载状态参数传输所述各个用户数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获得传输各个用户数据的承载状态参数的过程包括：

PCRF设备向PCEF设备发送查询请求；所述PCEF设备向所述PCRF设备发送当前传输各个用户数据的承载状态参数；

或，所述PCRF设备设置所述PCEF设备的承载状态阈值；所述PCEF设备判断检测的承载状态参数达到所述承载状态阈值时，所述PCEF设备向所述PCRF设备发送当前传输各个用户数据的承载状态参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，按照获得的所述承载状态参数以及存储的参数配置信息生成承载QoS配置信息的过程包括：

所述PCEF设备按照所述参数配置信息运算出当前时间段的承载状态参数的调节值；

按照所述调节值调整所述获得的承载状态参数；

使用所述参数配置信息以及调整后的所述承载状态参数生成所述承载QoS配置信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，生成承载QoS配置信息之前，还包括：

所述PCRF设备获得用户的业务配置信息；

所述PCRF设备按照获得的所述承载状态参数以及存储的参数配置信息、所述业务配置信息生成用户计费配置信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述PCRF设备生成用户计费配置信息之后，还包括：

所述PCRF设备将所述用户计费配置信息发送至所述PCEF设备；

所述PCEF设备传输所述各个用户数据的过程中，使用所述用户计费配置信息统计所述各个用户的计费信息。

6.一种动态调整数据传输的装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获得传输各个用户数据的承载状态参数；

决策模块，用于按照获得的所述承载状态参数以及存储的参数配置信息生成承载QoS配置信息；

设置模块，按照所述生成的承载QoS配置信息，设置所述传输各个用户数据的承载状态参数；

传输模块，按照所述设置后的承载状态参数传输所述各个用户数据。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：

发送模块，用于通过PCRF设备向PCEF设备发送查询请求；反馈模块，用于通过所述PCEF设备向所述PCRF设备发送当前传输各个用户数据的承载状态参数；

或，阈值设置模块，用于通过所述PCRF设备设置所述PCEF设备的承载状态阈值；状态上报模块，用于通过所述PCEF设备判断检测的承载状态参数达到所述承载状态阈值时，触发所述PCEF设备向所述PCRF设备发送当前传输各个用户数据的承载状态参数。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述决策模块包括：

运算模块，用于按照所述PCEF设备按照所述参数配置信息运算出当前时间段的承载状态参数的调节值；

调整模块，用于按照所述调节值调整所述获得的承载状态参数；

QoS生成模块，用于使用所述参数配置信息以及调整后的所述承载状态参数生成所述承载QoS配置信息。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述装置还包括：

用户信息获取模块，用于在所述决策模块生成所述承载QoS配置信息之前，通过所述PCRF设备获得用户的业务配置信息；

所述决策模块还包括：

计费信息生成模块，用于通过所述PCRF设备按照获得的所述承载状态参数以及存储的参数配置信息、所述业务配置信息生成用户计费配置信息。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

计费信息传输模块，用于在所述计费信息生成模块生成用户计费配置信息之后，通过所述PCRF设备将所述用户计费配置信息发送至所述PCEF设备；

计费模块，用于在所述传输模块传输所述各个用户数据的过程中，使用所述用户计费配置信息统计所述各个用户的计费信息。

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