CN102387063A

CN102387063A - 一种ifom错误时的处理方法和系统

Info

Publication number: CN102387063A
Application number: CN201010269015XA
Authority: CN
Inventors: 周星月; 周晓云
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2030-08-30
Also published as: WO2012028044A1; CN102387063B

Abstract

本发明公开了一种IP流迁移(IFOM)错误时的处理方法和系统，方法包括：IFOM过程中的用户设备(UE)和网络侧之间完成流迁移的路由规则协商后，如果网络侧出现服务质量(QoS)资源管理相关故障，策略和计费规则功能实体(PCRF)将出现故障的流迁移信息通知给UE的家乡代理(HA)，触发对故障的处理操作。通过本发明的方法和系统，解决了现有IFOM的过程中，为迁移的流申请资源失败的情况下，会导致迁移后的业务流的QoS得不到保障甚至业务中断等问题。

Description

一种IFOM错误时的处理方法和系统

技术领域

本发明涉及通信领域的IP流迁移(IFOM)技术，尤其涉及一种IFOM错误时的处理方法和系统。

背景技术

第三代合作伙伴计划(3GPP，3rd Generation Partnership Project)演进的分组系统(EPS，Evolved Packet System)如图1所示，图1为非漫游场景的EPS网络架构图，该网络架构由演进的通用移动通信系统陆地无线接入网(E-UTRAN，Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)、移动管理单元(MME，Mobility Management Entity)、服务网关(S-GW，Serving Gateway)、分组数据网络网关(P-GW，Packet Data Network Gateway)、归属用户服务器(HSS，Home Subscriber Server)、策略和计费规则功能实体(PCRF，Policy andCharging Rules Function)及其他支撑节点组成。

应用功能实体(AF，Application Function)提供业务应用的接入点，这些业务应用所使用的网络资源需要进行动态的策略控制。在业务面进行参数协商时，AF将相关业务信息传递给策略控制与计费规则功能实体(PCRF，Policy andCharging Rules Function)。如果这些业务信息与PCRF的策略相一致，则PCRF接受该协商；否则，PCRF拒绝该协商，并在反馈中同时给出PCRF可接受的业务参数。随后，AF可将这些参数返回给用户设备(UE，User Equipment)。其中，AF和PCRF之间的接口是Rx接口。

PCRF是策略和计费控制(PCC，Policy and Charging Control)的核心，负责策略决策和计费规则的制定。PCRF提供了基于业务数据流的网络控制规则，这些网络控制包括业务数据流的检测、门控(Gating Control)、服务质量(QoS，Quality of Service)控制以及基于数据流的计费规则等。PCRF将其制定的策略和计费规则发送给策略和计费执行功能(PCEF，Policy and Charging EnforcementFunction)执行，同时，PCRF还需要保证这些规则和用户的签约信息一致。PCRF制定策略和计费规则的依据包括：从AF获取与业务相关的信息；从用户签约数据库(SPR，Subscription Profile Repository)获取与用户策略计费控制签约信息；从PCEF获取与承载相关网络的信息。

PCEF通常位于网关(GW，GateWay)内，在承载面执行PCRF所制定的策略和计费规则。PCEF按照PCRF所发送的规则中的业务数据流过滤器对业务数据流进行检测，进而对这些业务数据流执行PCRF所制定的策略和计费规则。在承载建立时，PCEF按照PCRF发送的规则进行QoS授权，并根据AF的执行进行门控控制。根据PCRF发送的计费规则，PCEF执行相应的业务数据流计费操作，计费既可以是在线计费，也可以是离线计费。如果是在线计费，则PCEF需要和在线计费系统(OCS，Online Charging System)一起进行信用管理。离线计费时，PCEF和离线计费系统(OFCS，Offline Charging System)之间交换相关计费信息。PCEF与PCRF之间的接口是Gx接口，与OCS之间的接口是Gy接口，与OFCS之间的接口是Gz接口。PCEF一般都位于网络的网关上，如通用分组无线服务(GPRS，General Packet Radio Service)中的GPRS网关支持节点(GGSN，GPRS Gateway Support Node)、智能无线局域网(I-WLAN，Intelligent Wireless Local Area Networks)中的分组数据网关(PDG，Packet DataGateway)。

与PCC架构功能类似，宽带论坛(BBF，Broadband Forum)提出了宽带策略控制架构—集中式部署功能架构(BPCF，Centralized Deployment FunctionalArchitecture)，BPCF主要功能是制定相应的策略；策略执行点(PEF，PolicyEnforcement Point)通常驻留在固网传输设备中，例如：宽带接入服务器(BRAS，Broadband Remote Access Server)/宽带网络网关(BNG，Broadband NetworkGateway)，根据BPCF制定的相应策略进行执行；认证授权计费服务器(AAA，Authentication Authorization and Accounting)，储存用户签约信息。业务应用功能(AF，Application Function)，为BPCF制定策略，提供相应的业务信息。目前BPCF的架构还比较粗略，相关细节还在进一步的制定中。

IP流迁移(IFOM，IP Flow Mobility)技术可以实现IP业务流在不同接入系统之间的迁移，UE可以根据网络拥塞状况和策略对业务流路由路径进行修改，从而保证通信质量，改善用户体验。举例说明，如图2所示，UE同时通过3GPP接入系统和I-WLAN接入系统连接到同一个PDN，通过3GPP网络的业务流包括语音IP流、传统视频流、非传统视频流，通过I-WLAN接入系统的业务流包括Web业务流和文件传输协议(FTP，File Transfer Protocol)流。当UE移动到I-WLAN信号覆盖较弱的区域时，通过I-WLAN传输的业务流质量受到影响，此时UE发起将Web流从I-WLAN迁移到3GPP的IFOM流程，以保证Web应用的传输质量。如图3所示，在成功迁移后，Web流的路径变更为从3GPP网络传输。

在IFOM的过程中，UE和网络侧通过双隧道移动IPv6(DSMIPv6，Dual-Stack Mobile IPv6)的信令进行流迁移信息的协商；完成信令协商后，UE和网络侧对相应的流迁移路由规则信息做相应修改。此时，网络侧可能会为迁移的流申请网络承载资源以进行QoS保障，那么，在申请资源失败的情况下，对已经进行路由规则修改的业务流如何进行处理目前没有相应的解决方案。而如果不处理，则会导致迁移后的业务流的QoS得不到保障甚至出现业务中断等问题，从而使得用户体验变差。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种IFOM错误时的处理方法和系统，以解决现有IFOM的过程中，为迁移的流申请资源失败的情况下，会导致迁移后的业务流的QoS得不到保障甚至业务中断等问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种IP流迁移(IFOM)错误时的处理方法，该方法包括：

IFOM过程中的用户设备(UE)和网络侧之间完成流迁移的路由规则协商后，如果网络侧出现服务质量(QoS)资源管理相关故障，策略和计费规则功能实体(PCRF)将出现故障的流迁移信息通知给所述UE的家乡代理(HA)，触发对故障的处理操作。

所述出现故障的流迁移信息为：流的路由规则信息或流的路由规则标识。

在PCRF将出现故障的流迁移信息通知给UE的HA之后，该方法进一步包括：

所述HA向PCRF发送确认消息，并通过绑定解除指示消息将出现故障的流迁移信息通知给所述UE；

所述UE向HA发送绑定解除消息确认。

在所述UE向HA发送绑定解除消息确认之后，该方法进一步包括：

所述UE向HA发送绑定更新消息，通知所述HA为故障所对应的流重新选择路由路径；

所述HA向PCRF发送IP连接访问网络(IP-CAN)会话修改请求消息，其中包含需要更新的路由规则信息；

所述PCRF向HA发送IP-CAN会话修改响应消息；

所述HA向UE发送绑定更新确认消息。

所述为故障所对应的流重新选择路由路径，具体为：

将故障所对应的流回退到流迁移之前的路由路径上、或者为故障所对应的流选择新的路由路径、或者为故障所对应的流选择默认路径。

本发明还提供了一种IFOM错误时的处理系统，该系统包括：网络侧、PCRF、UE和UE的HA，其中，

所述UE和网络侧，用于在IFOM过程中完成流迁移的路由规则协商；

所述PCRF，用于在所述UE和网络侧完成流迁移的路由规则协商后，当网络侧出现QoS资源管理相关故障时，将出现故障的流迁移信息通知给所述UE的HA，触发对故障的处理操作。

所述HA进一步用于，在PCRF将出现故障的流迁移信息通知给UE的HA之后，所述HA向PCRF发送确认消息，并通过绑定解除指示消息将出现故障的流迁移信息通知给所述UE；

相应的，所述UE进一步用于，向HA发送绑定解除消息确认。

所述UE进一步用于，向HA发送绑定更新消息，通知所述HA为故障所对应的流重新选择路由路径；

相应的，所述HA进一步用于，向PCRF发送IP-CAN会话修改请求消息，其中包含需要更新的路由规则信息；

所述PCRF进一步用于，向HA发送IP-CAN会话修改响应消息；

所述HA还用于，向UE发送绑定更新确认消息。

所述UE进一步用于，通知HA将故障所对应的流回退到流迁移之前的路由路径上、或者为故障所对应的流选择新的路由路径、或者为故障所对应的流选择默认路径。

本发明所提供的一种IFOM错误时的处理方法和系统，在IFOM过程中的UE和网络侧之间完成流迁移的路由规则协商后，如果网络侧出现QoS资源管理相关故障，PCRF将出现故障的流迁移信息通知给UE的HA，触发对故障的处理操作。通过本发明，解决了现有IFOM的过程中，为迁移的流申请资源失败的情况下，会导致迁移后的业务流的QoS得不到保障甚至业务中断等问题，保证了业务的连续性，保证了用户体验质量。

附图说明

图1为现有技术中非漫游场景的EPS网络架构图；

图2为现有技术中IP流迁移的示意图一；

图3为现有技术中IP流迁移的示意图二；

图4为本发明一种IFOM错误时的处理方法流程图；

图5为本发明实施例一所示场景下IFOM错误时的处理方法流程图；

图6为本发明实施例二所示场景下IFOM错误时的处理方法流程图；

图7为本发明实施例三所示场景下IFOM错误时的处理方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。

本发明所提供的一种IFOM错误时的处理方法，如图4所示，主要包括以下内容：IFOM过程中的UE和网络侧之间完成流迁移的路由规则协商(步骤401)后，如果网络侧出现QoS资源管理相关故障，PCRF将出现故障的流迁移信息通知给UE的家乡代理(Home Agent)，触发对故障的处理操作(步骤402)。

其中，出现故障的流迁移信息可以为：流的路由规则(routing rule)信息或流的路由规则标识(routing rule ID)。故障的处理操作包括：为故障所对应的流重新选择路由路径，具体的，可以将故障所对应的流回退到流迁移之前的路由路径上、或者为故障所对应的流选择新的路由路径、或者为故障所对应的流选择默认路径。

下面结合具体实施例对上述IFOM错误时的处理方法进一步详细阐述。

本发明实施例一的应用场景为：UE同时连接到3GPP接入网和非3GPP接入网，对于同一个家乡地址(Home Address)建立了多个绑定关系和多个IP流绑定关联注册；UE向HA发送绑定更新消息，将通过非3GPP传输的业务流迁移到3GPP网络中传输，PCRF为迁移过来的业务流申请QoS承载资源失败。此处，3GPP中的S-GW和P-GW采用基于代理移动IPv6(PMIPv6，Proxy MobileIPv6)移动性管理协议的S5接口。如图5所示，具体流程主要包括以下步骤：

步骤501，UE当前同时连接到3GPP和非3GPP接入网，对属于同一个PDN连接且通过不同接入网的业务流建立了绑定关联。

步骤502，UE向HA发送绑定更新(Binding Update)消息，该消息中携带UE的家乡地址、绑定标识、流绑定信息等；HA收到绑定更新消息后，根据绑定标识和流绑定信息，修改对应业务流的路由规则信息。

步骤503，P-GW(HA)向PCRF发送IP连接访问网络(IP-CAN，IP-Connectivity Access Network)会话修改请求消息，该请求消息中包含需要更新的路由规则信息等。其中，P-GW(HA)是表示P-GW包含HA的功能，P-GW与HA是合设的。

步骤504，PCRF向P-GW发送IP-CAN会话修改响应消息。

步骤505，HA向UE返回绑定更新确认(Binding Update Acknowledgement)消息，以对UE的业务流绑定操作进行确认，该消息中包含绑定生命周期(lifetime)、UE的家乡地址、绑定标识、流绑定信息。

步骤506，PCRF向S-GW发送网关控制和QoS提供消息，消息中包含QoS规则和事件触发器等信息。

步骤507，S-GW向MME发送更新承载请求(Update Bearer Request)消息，消息中包含流程传输标识(PTI，Procedure Transaction Id)、EPS承载标识、EPS承载QoS信息、数据流模版(TFT，Traffic Flow Template)、接入点名称-最大汇聚比特率(APN-AMBR，Access Point Name-Aggregate Maximum BitRate)。

步骤508，MME向演进基站(eNB，evolved NodeB)发送会话管理请求(承载修改请求或会话修改请求)消息，将PTI、EPS承载标识、EPS承载QoS参数、TFT、APN-AMBR发给eNB进行承载修改。

步骤509，eNB根据收到的会话管理请求消息中的信息协调分配QoS相关承载资源失败。

步骤510，eNB向MME发送承载修改响应消息，通知MME请求的EPS承载QoS未能分配。

步骤511，MME向S-GW发送更新承载响应消息，通知EPS承载QoS分配失败。

步骤512，S-GW向PCRF发送网关控制和QoS规则执行响应消息，通知PCRF相应的QoS规则执行失败。

步骤513，PCRF向P-GW(HA)发送PCC规则提供消息，通知PCC规则执行失败，该消息中包含信息用以标识无法分配QoS资源的业务流，该信息可以是业务流的路由规则(routing rule)信息，也可以是routing rule ID(要求HA需保存和PCRF上一致的routing rule ID)。

步骤514，P-GW(HA)向PCRF发送确认消息。

步骤515，P-GW(HA)将QoS资源申请失败的业务流信息通知给UE，此处可以通过在绑定解除指示消息中携带流绑定信息来通知UE。

步骤516，UE向P-GW(HA)发送绑定解除消息确认。

步骤517，UE向P-GW(HA)发送新的绑定更新消息，将之前的业务流回退到原来的路由路径上。此处，UE的操纵取决于UE本地的策略实现，UE也可以为业务流选择新的路由路径或选择默认路由。

步骤518，P-GW(HA)向PCRF发送IP-CAN会话修改请求消息，请求消息中包含需要更新的路由规则信息等。

步骤519，PCRF向P-GW发送IP-CAN会话修改响应消息。

步骤520，P-GW(HA)向UE发送绑定更新确认消息。

本发明实施例二的应用场景为：UE同时连接到3GPP和BBF的WLAN接入系统，对于同一个家乡地址建立了多个绑定关系和多个IP流绑定关联注册；UE向HA发送绑定更新消息，将通过3GPP传输的业务流迁移到BBF网络中传输，BPCF为迁移过来的业务流申请QoS承载资源失败。如图6所示，具体流程主要包括以下步骤：

步骤601，UE当前同时连接到3GPP和BBF的WLAN接入系统，对属于同一个PDN连接且通过不同接入网的业务流建立了绑定关联。

步骤602，UE向HA发送绑定更新(Binding Update)消息，消息中携带UE的家乡地址、绑定标识、流绑定信息等；HA收到绑定更新消息后，根据绑定标识和流绑定信息，修改对应业务流的路由规则信息。

步骤603，P-GW(HA)向PCRF发送IP-CAN会话修改请求，请求消息中包含需要更新的路由规则信息等。

步骤604，PCRF向P-GW发送IP-CAN会话修改响应消息。

步骤605，HA向UE返回绑定更新确认消息，以对UE的业务流绑定操作进行确认，该消息中包含绑定生命周期(lifetime)、UE的家乡地址、绑定标识、流绑定信息。

步骤606，PCRF向BPCF发起S9^*会话请求消息，消息中包含QoS规则和事件触发器等信息。

步骤607，BPCF在BBF接入系统根据收到的会话管理请求消息中的信息协调分配QoS相关承载资源失败。

步骤608，BPCF向PCRF返回S9^*会话响应消息，指示QoS相关资源申请失败。

步骤609，PCRF向P-GW(HA)发送PCC规则提供消息，通知PCC规则执行失败，该消息中包含信息用以标识无法分配QoS资源的业务流，该信息可以是业务流的路由规则(routing rule)信息，也可以是routing rule ID(要求HA需保存和PCRF上一致的routing rule ID)。

步骤610，P-GW(HA)向PCRF发送确认消息。

步骤611，P-GW(HA)将QoS资源申请失败的业务流信息通知给UE，此处可以通过在绑定解除指示消息中携带流绑定信息来通知UE。

步骤612，UE向P-GW(HA)发送绑定解除消息确认。

步骤613，UE向P-GW(HA)发送新的绑定更新消息，将之前的业务流回退到原来的路由路径上。此处，UE的操纵取决于UE本地的策略实现，UE也可以为业务流选择新的路由路径或选择默认路由。

步骤614，P-GW(HA)向PCRF发送IP-CAN会话修改请求消息，请求消息中包含需要更新的路由规则信息等。

步骤615，PCRF向P-GW发送IP-CAN会话修改响应消息。

步骤616，P-GW(HA)向UE发送绑定更新确认消息。

本发明实施例三的应用场景为：UE同时连接到3GPP接入网和非3GPP接入网，对于同一个家乡地址建立了多个绑定关系和多个IP流绑定关联注册；UE向HA发送绑定更新消息，增加一个新的业务流传输路由规则(建立新的业务流绑定关联)在3GPP网络中传输，而PCRF为新的业务流申请QoS承载资源失败。此处，3GPP中的S-GW和P-GW采用的基于PMIPv6移动性管理协议的S5接口。如图7所示，具体流程主要包括以下步骤：

步骤701，UE当前同时连接到3GPP和非3GPP接入网，对属于同一个PDN连接且通过不同接入网的业务流建立了绑定关联。

步骤702，UE向HA发送绑定更新(Binding Update)消息，该消息中携带UE的家乡地址、绑定标识、流绑定信息等；HA收到绑定更新消息后，根据绑定标识和流绑定信息，增加一个新的业务流传输路由规则，即建立新的业务流绑定关联。

步骤703，P-GW(HA)向PCRF发送IP-CAN会话修改请求消息，该请求消息中包含需要增加的路由规则信息等。

步骤704，PCRF向P-GW发送IP-CAN会话修改响应消息。

步骤705，HA向UE返回绑定更新确认(Binding Update Acknowledgement)消息，以对UE的业务流绑定操作进行确认，该消息中包含绑定生命周期(lifetime)、UE的家乡地址、绑定标识、流绑定信息。

步骤706，PCRF向S-GW发送网关控制和QoS提供消息，消息中包含QoS规则和事件触发器等信息。

步骤707，S-GW向MME发送更新承载请求(Update Bearer Request)消息，消息中包含PTI、EPS承载标识、EPS承载QoS信息、TFT、APN-AMBR。

步骤708，MME向eNB发送会话管理请求(承载修改请求或会话修改请求)消息，将PTI、EPS承载标识、EPS承载QoS参数、TFT、APN-AMBR发给eNB进行承载修改。

步骤709，eNB根据收到的会话管理请求消息中的信息协调分配QoS相关承载资源失败。

步骤710，eNB向MME发送承载修改响应消息，通知MME请求的EPS承载QoS未能分配。

步骤711，MME向S-GW发送更新承载响应消息，通知EPS承载QoS分配失败。

步骤712，S-GW向PCRF发送网关控制和QoS规则执行响应消息，通知PCRF相应的QoS规则执行失败。

步骤713，PCRF向P-GW或HA发送PCC规则提供消息，通知PCC规则执行失败，该消息中包含信息用以标识无法分配QoS资源的业务流，该信息可以是业务流的路由规则(routing rule)信息，也可以是routing rule ID(要求HA需保存和PCRF上一致的routing rule ID)。

步骤714，P-GW(HA)向PCRF发送确认消息。

步骤715，P-GW(HA)将QoS资源申请失败的业务流信息通知给UE，此处可以通过在绑定解除指示消息中携带流绑定信息来通知UE。

步骤716，UE向P-GW(HA)发送绑定解除消息确认。

步骤717，P-GW(HA)向PCRF发送IP-CAN会话修改请求消息，请求消息中包含需要更新的路由规则信息等。

步骤718，PCRF向P-GW发送IP-CAN会话修改响应消息。

对应上述IFOM错误时的处理方法，本发明还提供了一种IFOM错误时的处理系统，包括：网络侧、PCRF、UE和UE的HA。其中，UE和网络侧，用于在IFOM过程中完成流迁移的路由规则协商。PCRF，用于在UE和网络侧完成流迁移的路由规则协商后，当网络侧出现QoS资源管理相关故障时，将出现故障的流迁移信息通知给UE的HA，触发对故障的处理操作。

较佳的，HA进一步用于，在PCRF将出现故障的流迁移信息通知给UE的HA之后，HA向PCRF发送确认消息，并通过绑定解除指示消息将出现故障的流迁移信息通知给UE；相应的，UE进一步用于，向HA发送绑定解除消息确认。

较佳的，UE进一步用于，向HA发送绑定更新消息，通知HA为故障所对应的流重新选择路由路径；

相应的，HA进一步用于，向PCRF发送IP-CAN会话修改请求消息，其中包含需要更新的路由规则信息；

PCRF进一步用于，向HA发送IP-CAN会话修改响应消息；

HA还用于，向UE发送绑定更新确认消息。

较佳的，UE进一步用于，通知HA将故障所对应的流回退到流迁移之前的路由路径上、或者为故障所对应的流选择新的路由路径、或者为故障所对应的流选择默认路径。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1.一种IP流迁移(IFOM)错误时的处理方法，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述IFOM错误时的处理方法，其特征在于，所述出现故障的流迁移信息为：流的路由规则信息或流的路由规则标识。

3.根据权利要求1或2所述IFOM错误时的处理方法，其特征在于，在PCRF将出现故障的流迁移信息通知给UE的HA之后，该方法进一步包括：

所述UE向HA发送绑定解除消息确认。

4.根据权利要求3所述IFOM错误时的处理方法，其特征在于，在所述UE向HA发送绑定解除消息确认之后，该方法进一步包括：

所述PCRF向HA发送IP-CAN会话修改响应消息；

所述HA向UE发送绑定更新确认消息。

5.根据权利要求3所述IFOM错误时的处理方法，其特征在于，所述为故障所对应的流重新选择路由路径，具体为：

6.一种IFOM错误时的处理系统，其特征在于，该系统包括：网络侧、PCRF、UE和UE的HA，其中，

7.根据权利要求6所述IFOM错误时的处理系统，其特征在于，所述出现故障的流迁移信息为：流的路由规则信息或流的路由规则标识。

8.根据权利要求6或7所述IFOM错误时的处理系统，其特征在于，所述HA进一步用于，在PCRF将出现故障的流迁移信息通知给UE的HA之后，所述HA向PCRF发送确认消息，并通过绑定解除指示消息将出现故障的流迁移信息通知给所述UE；

相应的，所述UE进一步用于，向HA发送绑定解除消息确认。

9.根据权利要求8所述IFOM错误时的处理系统，其特征在于，所述UE进一步用于，向HA发送绑定更新消息，通知所述HA为故障所对应的流重新选择路由路径；

所述PCRF进一步用于，向HA发送IP-CAN会话修改响应消息；

所述HA还用于，向UE发送绑定更新确认消息。

10.根据权利要求8所述IFOM错误时的处理系统，其特征在于，所述UE进一步用于，通知HA将故障所对应的流回退到流迁移之前的路由路径上、或者为故障所对应的流选择新的路由路径、或者为故障所对应的流选择默认路径。