CN102428728B - 用于动态资源保留的方法和布置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通过为业务流(16)提供传输资源(131)和处理资源(123)的组合保留，来允许电信网络(10)中的改进QoS控制的网络节点和方法。能够在从发送器节点(11)到接收器节点(12)的信令消息(17)中发信号通知关于业务流(16)所需要的传输资源量和处理资源量，以便允许保留适当量的处理资源(123)以及传输资源(131)。
Description
技术领域
本发明涉及用于电信网络中的动态资源保留的方法和布置。
背景技术
IP/以太网传输网络中的资源保留方法越来越重要，因为运营商级传输网络需要用于保证的服务、即提供某种保证的服务质量(QoS)的服务的方法。IP(因特网协议)传输当前正引入移动接入网，例如WCDMARAN(宽带码分多址无线电接入网)和LTE(长期演进)网络。在这类接入网中，用户和信令业务往往共享受限传输资源。因此，需要这些传输资源的资源保留。为了提供动态资源保留，使用信令协议。
存在用于QoS控制的若干不同方法，例如IntServ(综合服务)和DiffServ(区分服务)。
IntServ的思路是在每一个路由器中和要求使用路由器中的传输资源的、应当进行单独保留的每一个应用中来实现它。因特网工程任务组(IETF)标准化组织已经规定称作RSVP(资源保留协议)的、用于在IP路由器中进行传输资源保留的信令协议。RSVP能够用于为因特网中的实时和非实时业务来提供IntServ。RSVP信令消息在发送实时业务流之前在沿数据路径的各路由器中保留传输资源。如果在沿数据路径的各路由器中成功地保留传输资源，则准许实时流进入网络。
IntServ方法要求在沿数据路径的各路由器中存储每流保留状态。在各路由器中存储和保持每流状态在流的数量高并且因此保留状态的数量高的大型网络中会成问题。在认识到RSVP和IntServ的这个可缩放性问题之后，IETF规定一种RSVP聚合方法，该方法允许为聚合流进行保留。不一定为每流请求来创建、修改或刷新聚合保留状态。
用于QoS控制的Diff Serv方法能够用于在大规模网络中提供QoS。在DiffServ架构中，通过以聚合为基础而不是每流为基础提供服务并且通过对网络的边缘强加尽可能多的每流状态，来实现可缩放性。通过使用IP分组的报头中的区分服务(DS)，来实现服务区分。IP分组在DiffServ边缘节点分类为每跳行为(PHB)组。在IP报头的DS字段中指示IP分组的可适用PHB。在DiffServ中按照DS字段所指示的PHB来处理分组。DiffServ是可缩放QoS方法，但是它没有提供保证QoS的服务，因此它要求比信令保留方法、例如IntServ更高的带宽。
IETF下一代信令(Next Steps In Signaling)(NSIS)工作组正致力于称作NSIS(下一代信令)的协议，以便满足当今IP网络的新信令要求，参见M.Brunner的RFC 3726“Requirements for Signaling Protocols”(2004年4月发表)。NSIS协议由定义基本信令机制的QoS信令应用层和传输层组成。NSIS的QoS信令应用协议称作NSLP(NSIS信令层协议)。NSLP与RSVP基本相似，但是它具有若干新特征，例如支持不同的QoS模型。
能够在NSIS中实现的一种QoS模型是IntServ模型。正在规范的另一种QoS模型是Diffserv中的资源管理(RMD)。RMD定义Diffserv网络的可缩放准入控制方法。它还包括严重拥塞功能，在可能因例如链路或节点故障而发生的严重拥塞情况下，严重拥塞功能能够终止所需数量的分组流，以便为其余流保持所需QoS。在国际专利申请WO2006/052174 A1(2006年5月18日发表)中描述了这种拥塞功能。
用于QoS控制的上述方法涉及控制对传输资源的使用。当传输资源是限制能够提供的QoS的稀有资源时，这些方法是有用的。但是，在与传输资源不同的限制QoS的因素的情况下，现有技术方法无法提供充分的QoS控制。
发明内容
本发明的一个目的是提供用于QoS控制的方法和布置，它们便于在传输资源的可用性不是唯一的限制QoS的因素的情况下提供保证的服务。
上述目的通过如独立权利要求所述的方法和节点来实现。
本发明的第一实施例提供一种在电信网络的节点中的方法。该方法用于动态保留业务流的资源。该方法包括创建信令消息的步骤。信令消息包括与对其将执行资源的动态保留的业务流相关的资源保留信息。资源保留信息包括电信网络中的业务流的传输所需的传输资源量的指示。资源保留信息还包括处理业务流的业务有效载荷所需的处理资源量的指示。所需资源的这些指示包含在信令消息中，以便允许业务流的业务资源和处理资源的资源保留。该方法还包括向另一个节点发送所创建信令消息的步骤。
本发明的第二实施例提供一种在电信网络的节点中的方法。该方法用于业务流的资源的动态保留。该方法包括接收其中包括与业务流相关的资源保留请求的信令消息的步骤。所接收信令消息中的资源保留请求包括在电信网络中传输业务流所需的传输资源量的指示。资源保留请求还包括处理业务流的业务有效载荷所需的处理资源量的指示。该方法还包括解释所需处理资源量的指示的步骤。在该方法的另一个步骤中，按照所接收请求的资源在这类资源是可用时被保留。
本发明的第三实施例提供一种供电信网络中使用的网络节点。网络节点适合于业务流的资源的动态保留。网络节点包括适合创建信令消息的处理单元，其中信令消息包括与业务流相关的资源保留信息。资源保留信息包括在电信网络中传输业务流所需的传输资源量的指示。资源保留信息还包括处理业务流的业务有效载荷所需的处理资源量的指示。所需资源的这些指示包含在信令消息中，以便允许业务流的业务资源和处理资源的资源保留。网络节点还包括适合向另一个网络节点发送信令消息的输出单元。
本发明的第四实施例提供一种供电信网络中使用的网络节点。网络节点适合于业务流的资源的动态保留。网络节点包括适合接收信令消息的输入单元，其中信令消息包括与业务流相关的资源保留请求。所接收信令消息中的资源保留请求包括在电信网络中传输业务流所需的传输资源量的指示。资源保留请求还包括处理业务有效载荷所需的处理资源量的指示。网络节点还包括适合处理业务流的业务有效载荷的可保留处理资源以及保留单元。保留单元适合解释资源保留请求，以及如果这类资源是可用的，则按照所接收请求来保留资源。
本发明的实施例的一个优点在于，能够提供对于处理业务流的有效载荷的QoS保证以及对于业务流的传输的QoS保证。本发明的实施例可用于确保例如性能监测、故障排除和优化特征等的OSS性能管理功能的稳定操作。操作员能够更密集地使用可选特征，因为他们能够确信它将不会影响正常网络操作。本发明的实施例还可用于保证包括转码操作的QoS的数据流的端对端传输QoS。它在媒体网关需要服务于具有各种处理要求的不同类型的数据流时会是特别有用的。
本发明的实施例的另一个优点在于，不需要分开的消息来控制处理。同一信令消息可用于保留业务流的传输资源以及处理资源。
本发明的实施例的又一个优点在于，在发送业务流之前可提供任何处理问题的信令反馈，并且然后能够采取适当动作。如果处理资源的保留不成功，则不保留传输资源，并且没有不必要地发送数据。
通过阅读以下结合附图的详细描述，本发明的实施例的其它优点和特征将变得显而易见。
附图说明
图1是示出其中实现按照本发明的方法和装置的电信网络的示意框图。
图2是示出按照本发明的一个实施例的QSPEC对象的格式的示意框图。
图3是示出关于性能管理的本发明的实施例的第一应用情况的示意框图。
图4是示出关于媒体会话的转码的本发明的实施例的第二应用情况的示意框图。
图5是示出关于TV服务的转码的本发明的实施例的第三应用情况的示意框图。
图6是示出作为一种在节点中发送指示业务流的所需资源的信令消息的方法的本发明的一个实施例的流程图。
图7是示出作为一种在网络节点中接收指示业务流的所需资源的信令消息的方法的本发明的一个实施例的流程图。
具体实施方式
现在在下文中参照附图更全面地描述本发明，附图中示出本发明的优选实施例。但是，本发明可通过许多不同形式来实施，而不应当理解为局限于本文所提出的实施例；相反，提供这些实施例以使得本公开透彻和全面，并且向本领域的技术人员全面地传达本发明的范围。附图中，相似的参考标号表示相似的元件。
以上论述的QoS控制的所有现有技术方法涉及控制对传输资源的使用。对传输资源的使用能够例如通过保留带宽和转发资源来控制。这些现有技术方法在传输资源的可用性是限制QoS的因素的情况下可能够实现充分QoS控制。但是，情况不总是这样。在一些情况下，尽管网络中存在充足量的传输容量(带宽和转发容量)，也无法达到预期QoS等级。这种情况意味着，限制QoS的因素是传输资源的可用性之外的因素。但是，可能难以识别所遭遇QoS降级的来源。
在一些信令应用以及媒体应用的情况下，已经发现有效载荷的处理是QoS的限制因素。因此，处理资源的可用性对于提供QoS往往与传输资源的可用性同样重要。本发明的实施例提供方法和布置，通过它们能够实现处理资源以及传输资源的动态保留。在这些实施例中，可通过使用包括所需处理资源的指示和所需传输资源的指示的通用信令消息来保留处理资源和传输资源，下面更详细地进行说明。
其中按照本发明的实施例的方法和布置可特别有利的应用领域的一个示例是与网络管理系统的功能相结合。网络管理系统当前没有使用资源保留。在大规模网络中，操作支持系统(OSS)和网络管理系统(NMS)能够对网络生成显著负荷。当操作和维护(OAM)业务及用户业务共享相同传输资源时，它们能够相互影响。OSS和NMS业务的降级能够对网络操作具有显著影响。OSS节点的例如性能监测、故障排除和优化功能等的性能管理(PM)功能涉及收集和处理来自不同网络节点的大量性能数据和统计。这些PM功能需要大量传输和处理资源，并且如果不可用时，则可能导致不稳定操作。
其中按照本发明的实施例的方法和布置可特别有利的应用领域的另一个示例是与转码操作相结合，其中转码操作要求较高处理容量，因为需要业务流的完全解码和编码。
现在将参照多个不同应用情况来说明本发明的实施例。图1是比较一般的应用情况的示意框图。图1中，示意示出电信网络10。在这里假定网络10是IP(因特网协议)网络。网络10包括多个网络节点11、12、13和14。图1中仅示出几个网络节点，以便简化本发明的说明，但是要理解，网络10实际上可能包括大量网络节点。从用于说明本发明的实施例的一个观点来看，网络节点具有分别由示意所示的处理资源123和传输资源131所提供的传输和/或处理功能性。传输功能性在本文中表示与业务(即，本例中的IP分组)的转发相关的功能性，而处理功能性指的是业务有效载荷(即，本例中的IP分组有效载荷)的处理。具有传输功能性的网络节点在本文中称作传输节点，而具有处理功能性的网络节点称作处理节点。还可存在既具有传输功能性又具有处理功能性的节点。图1中，网络节点13是传输节点，网络节点12示为处理节点，而网络节点14是组合传输和处理节点。传输节点的主要作用是转发分组和提供传输QoS。处理节点的主要作用是处理分组的有效载荷并且为有效载荷的处理提供QoS。
图1中，网络节点11是端接于节点12的业务流16的发送器节点，因此节点12是接收器节点。业务流需要用于通过网络10传输业务流的传输资源，并且还需要用于处理其业务有效载荷的处理资源。按照本发明的实施例，可在发送业务流之前保留这些所需的传输资源和处理资源。为此，发送器节点11适合创建信令消息17，其中信令消息17包括与业务流16相关的资源保留信息。资源信息包括所需传输资源量的指示以及所需处理资源量的指示。该信令消息在网络中转发到在网络节点的传输和处理中将要涉及的适当网络节点，使得这些节点能够保留相应节点中需要的传输资源和/或处理资源。
按照本发明的不同实施例，先前已经用于保留传输资源的现有信令协议可用于(可能有一些修改)保留处理资源和传输资源。例如，有可能将NSIS(下一代信令)信令用于处理和传输资源保留，但是也能够使用其它类型的保留信令，例如RSVP(资源保留协议)。
现在将更详细地说明使用NSIS信令的实施例。NSIS不仅支持发送器启动的而且支持接收器启动的传输资源保留。它们之间的主要差别在于，在发送器启动的方法中，发送器节点启动传输资源保留请求，而在接收器启动的传输资源保留的情况下，接收器节点关于传输资源保留请求做出决定。已经用于传输资源保留的发送器和接收器启动信令能够经过修改用于处理资源的保留和传输资源保留。
作为NSIS的QoS信令应用协议的NSLP(NSIS信令层协议)使得有可能使用两个嵌套QoS模型：一个称作启动器QoS模型，而另一个称作本地QoS模型。NSLP指定QSPEC对象，它是包含所有QoS特定信息的NSLP消息的对象。QSPEC对象能够包括描述本地QoS模型的本地QSPEC以及描述启动器QoS模型的嵌套启动器QSPEC。这能够用作用于创建新QoS模型的模板，其中传输资源保留使用由本地QSPEC所描述的本地QoS模型来执行，而处理资源保留使用由启动器QSPEC所描述的启动器QoS模型来执行。图2是该QoS模型的QSPEC对象20的格式的示意框图。
QSPEC对象20包括本地QSPEC 21和嵌套启动器QSPEC 22。本地QSPEC 21包括传输关联业务流所需的传输资源量的指示23。启动器QSPEC 22包括处理关联业务流的有效载荷所需的处理资源量的指示24。传输资源指示23可以是QoS描述符，它能够包括可与诸如IntServ或RMD之类的特定传输保留方法相联系的一个或数个传输资源相关参数。在RMD中，单个32位带宽参数缺省地用于保留。但是，QoS描述符能够包括附加参数，或者能够是由IntServ使用的更复杂描述符，例如令牌桶(token bucket)或多令牌桶。处理资源指示24可包括处理资源相关参数。存在若干不同的示范备选方案：
-处理资源指示24由显式描述处理时间的单个参数组成，例如能够包含以微秒来表示所需处理时间的值的32位字段。如图2所示。
-处理资源指示24包括以隐式方式来描述所需处理资源量的一个或数个参数。适当参数将取决于应用领域。例如，如果业务流涉及PM功能，则适当参数可以是PM数据类型(可能的值：STATS、UETR、GPEH、CTR)和每个计数器类型的计数器数量(例如STATS计数器类型：Accumulator、Gauge、Peg、PDF、Scan、TrigACC或TrigSCAN)，它们能够用于表征有效载荷的复杂度，并且因而提供所需处理资源量的指示。如果业务流包括需要经过转码的有效载荷，则适当参数可以是转码类型(例如AMR到PCN、MPEG2到MPEG4)和转码业务的比特率(kbps)，它能够提供用于对有效载荷进行转码的所需处理资源量的指示。
-处理资源指示24可包括关于应当在处理节点中测量所需处理资源量的指示。如果所需处理资源量不是已知，并且有兴趣了解该量是多少以用于将来保留，则这可能是感兴趣的。如果处理时间在处理资源指示24中指示为未知，则这能够触发处理节点测量给定会话(业务流)的所需处理时间。能够向发送器节点发回信号通知关于该测量，并且在以后的保留中再使用该测量。
启动器QSPEC 22仅在处理节点中来处理，而本地QSPEC在各NSIS节点中来处理。因此，新QoS模型的实现不要求已经适合于NSIS的传输节点的任何修改。
现在将结合图6和图7来说明按照本发明的方法的实施例。图6是在节点中发送请求保留处理资源和传输资源的信令消息17的方法的流程图。图7是在处理节点中接收对处理资源的保留的请求的方法的流程图。
参照图6，当发送器节点希望为业务流或一组流保留处理和传输资源时，它创建信令消息17，信令消息17包括传输所述一个或多个流所需的传输资源的指示以及处理所述一个或多个流的有效载荷所需的处理资源的指示，步骤61。信令消息可以是按照具有QSPEC对象20的NSLP协议的“保留”消息，如以上参照图2所述。信令消息17在步骤62可能经由在所述一个或多个流的传输中将要涉及的其它网络节点发送给接收器处理节点。
假定在步骤62发送的信令消息17是NSLP“保留”消息，该消息将由它所经过的各NSIS认知节点来处理。在传输节点中，将仅处理所需传输资源的指示。在NSLP“保留”消息的这种情况下，它表示传输节点将仅处理本地QSPEC 21。传输节点将按照所需传输资源的指示来保留传输资源(假如所需资源是可用的)。用于保留传输资源的方法是本领域的技术人员众所周知的，并且因此本文不作更详细论述。当处理节点接收到信令消息17时，参见图7的步骤71，它将在步骤72解释所需处理资源的指示。在信令消息17是NSLP“保留”消息的这种情况下，它表示处理节点将处理启动器QSPEC 22。假如所需处理资源是可用的，在步骤75保留所需处理资源。
优选的是，发送器节点接收指示所请求的(传输和/或处理)资源的保留是否成功的某种反馈。因此，接收器节点12可适合向发送器节点11发送响应消息(如图1中的参考标号18所示)，例如按照NSLP的“响应”消息。在响应消息中指示成功保留的情况下，能够发送一个或多个业务流16。在不成功保留的情况下，优选的是，响应消息18指示传输资源的保留未成功、处理资源的保留未成功还是它们两者均未成功。在如上所述来使用NSLP时，这能够通过如下来实现：如果传输资源保留不成功，则在本地QSPEC中设置对应错误标志，以及如果处理资源保留不成功，则在启动器QSPEC中设置错误标志。QSPEC对象在“响应”消息18中回送给发送器节点11。这样，如果保留失败的原因是传输或处理资源问题，则发送器节点将收到通知，并且能够采取适当动作。它可以完全不发送一个或多个计划的业务流，或者设法保留更少量的资源，并且降低一个或多个流的量、处理需求，或者向管理节点发送告警消息。
对于可如何执行处理资源的保留存在若干选项。现在将参照图7来论述按照本发明的不同实施例的一些选项。处理保留与处理节点的处理器的实际负荷相关。在步骤72中解释所需处理资源的指示之后，处理节点可在步骤74检查所需处理资源是否可用。该检查可包括将节点中的所有当前处理资源保留以及信令消息17中指示的所需处理资源求总和。如果该总和低于节点中的可用处理资源的预定阈值，则可在步骤75保留所需处理资源，并且关于保留是成功的消息能够在步骤76发送给发送器节点。然后，业务流可在步骤77在接收器节点中被接收和处理。如果该总和高于可用处理资源的预定阈值，则新的保留不成功，并且关于保留失败的消息可在步骤78发送给发送器节点。可用处理资源的预定阈值可以是节点的最大处理容量或者在不希望允许处理节点进行高达其最大处理容量的保留的情况下可以是较低等级。
由于所需处理资源的指示往往会是所请求的处理时间，所以步骤74可能涉及对某个时间段将对处理时间的当前请求(即，包括未决保留和新请求，但不包括任何已到期保留)求总和。如果总的所请求处理时间的所得总和小于该时间段，则处理节点能够处理包括新请求的所有请求，因此新保留将会成功。否则，新保留不成功。
在步骤77处理业务流时，监管(policing)功能可监测是否在所保留时间之内处理该流。如果处理花费比所保留时间更多的时间，则可丢弃该流，或者可向发送器节点发送通知消息。发送器节点则可通过为下一个流保留更多时间，在后续保留消息中考虑该通知。
处理资源和传输资源的保留应当优选地遵循QoS NSLP中描述的资源管理过程。资源的保留在它们到期之后被去除，但是它们能够在需要时更早地显式拆除。
如上所述，例如通过指示所需处理资源是未知的，按照本发明的一个实施例的可选特征允许信令消息17中的所需处理资源的指示包括关于应当在处理节点中测量所需处理资源量的指示。如果实现该可选特征，则处理节点可适合执行如图7所示的可选步骤73和79-84。如果所需处理资源的指示在步骤73指示所需处理资源量是未知的，则处理节点可在步骤79检查处理负荷(即，节点中的一个或多个相关处理器中的负荷)是否低于预定界限。如果负荷低于界限，则可准许业务流，并且保留成功消息在步骤81发送给发送器节点。在步骤82接收和处理业务流，并且在步骤83测量用于处理业务流的所需处理资源(通常为处理时间)。然后，将所需处理资源的测量发送给发送器节点，发送器节点可使用该测量来为下一个业务流保留适当处理资源量。如果在79发现处理负荷高于预定界限，则不准许业务流，并且保留失败消息在步骤80发送给发送器节点。注意，在步骤81，准许业务流，而没有保留任何处理资源。因此，明智的是，选择在步骤79使用的界限以使得没有处理资源的保留而准许业务流不可能引起处理节点中的超负荷。对按照步骤79-84的方法的一个备选方案是始终准许其所需处理资源量是未知的业务流。但是以处理节点中的超负荷的更大风险。
现在将描述多个不同应用情况，其中对实现本发明的实施例可能特别感兴趣，因为它们需要大量处理容量。
第一应用情况如图3所示，并且涉及操作支持系统(OSS)中的性能管理(PM)功能。在WCDMA和LTE RAN系统中，OSS节点31发送和接收来自与OOS的不同管理功能关联的网络元件32(为了简洁起见，图3中仅示出一个NE 32)、例如节点B和RNC(无线电网络控制器)的消息。特别是性能管理功能需要强大处理和传输要求。在节点B和RNC中，在性能管理计数器中记录和收集若干基本操作事件。计数器或计数器的统计数据由OSS定期检索。PM文件传输应当足够快，并且应当在检索周期结束之前完全完成；否则它影响下一周期的数据。OAM业务的所需带宽通常在假定业务模型的网络规模规划期间来估计；但是它不对文件传输提供保证。OAM和用户业务在传输层中常常没有分离，并且用户数据或较高用户数据的波动可影响OAM操作。此外，OSS节点31(或者专用于处理PM数据的任何其它网络智能节点)中的PM数据的处理要求大量处理资源，这起因于大量计数器和大量被管理网络元件(RAN中的10-20000个小区)。处理可与文件传输并行开始，或者它能够在传输完成时开始。对于处理时间，同样的情况对于文件传输是有效的：它应当在下一个处理周期开始之前完成。如果PM操作失败，则难以或者不可能区分它是传输问题还是处理问题。因此，有利的是实现本发明的一个实施例，以便对于各PM会话，在传输节点33中保留传输资源以及在NE 32和OSS节点31中保留处理容量。为PM操作应用组合处理和传输资源保留的目标是保证PM操作服务。如果服务无法得到保证，则在发送给定PM文件之前通知OSS。
下面对于PM功能所述的实施例使用如上所述的NSIS QoS NSLP信令，但是预知使用其它类型的协议的实施例。为OSS PM操作保留资源的适当方式是采用上述新的QoS模型来进行面向NSIS接收器的保留。在该信令方案中，OSS节点31向网络元件(NE)32发送“询问”消息34，NE 32通常是应当从其中检索PM文件的节点B或RNC。作为响应，NE 32发送“保留”消息17，消息17应当包括嵌套QSpec处理和传输保留对象(本地QSPEC和启动器QSPEC)。在各传输节点33(路由器)中，传输资源按照本地QSPEC来保留。启动器QSPEC优选地包含PM文件的类型和每个计数器类型的计数器数量。OSS节点31中的处理时间取决于PM类型，并且通过良好近似计算，它是计数器数量的线性函数。因此，有可能测量每种类型的PM文件和计数器类型的所需处理时间。当接收到QSPEC对象时，OSS节点31基于QSPEC参数值和对应预先测量系数来估计给定PM文件的所需处理时间。备选地，描述所需处理时间的所测量系数可以在NE中是可用的，并且NE可以能够估计所需处理时间。在这种情况下，NE在启动器QSPEC对象中显式指示所需处理时间。对前面实现的另一个备选或补充实现是，NE指示给定PM文件的处理时间是未知的。在这种情况下，OSS节点31可执行图7所示的步骤79-84。如果准许和处理PM数据流，则可测量处理时间。能够向NE报告该处理时间，并且在下一个类似保留请求从同一NE发送时使用该处理时间。启动器QSPEC中指示的所需处理资源在OSS节点中保留以用于处理给定PM文件，条件是这些资源是可用的。如果传输和处理资源的保留在各节点中是成功的，则OSS节点(使用可靠传输)向NE 32回送指示成功保留的“响应”消息18。此后，能够将PM文件发送给OSS节点31。在正常操作条件下，OSS节点每秒接收若干保留。
第二应用情况如图4所示，并且涉及为异构传输网络中的媒体会话提供保证的服务。对于第二应用情况所述的本发明的实施例使用如上所述的NSIS QoS NSLP信令，但是预知使用其它类型的协议的实施例。在异构传输网络中，在网络的不同部分使用不同的传输协议。不同的网络类型可要求不同的编码。因此，在媒体网关(MGW)节点45对媒体流进行转码。在图4所示的情况下，3G网络40连接到传统公共服务电话网(PSTN)41。在3G部分40中，使用IP传输，并且语音经过AMR(自适应多速率)编码。在PSTN网络41中，使用TDM(时分复用)传输和PCM(脉冲编码调制)语音编码。在网络边缘42，MGW对语音业务进行转码。在3G网络40，在接入部分43以及核心部分44中，按照本发明的这个实施例，采用NSIS协议本地QSPEC来进行IP传输保留。使用相同信令消息，在MGW 45中使用启动器QSPEC对语音业务的转码进行处理保留。在MGW中，最大转码容量取决于所使用的处理器，但是它还取决于实际业务混合。在MGW 45中，将所请求的实际处理容量(包括当前保留和新的请求)与最大处理容量(或者较低预定阈值)进行比较，并且仅当对新会话也存在足够空闲容量时，新的请求才是成功的。成功会话建立的标准在于，传输和处理资源均可被保留。如果会话在3G网络40中始发，则节点B46启动NSIS“保留”消息，其中包括用于传输保留的本地QSPEC和用于处理保留的启动器QSPEC。在各传输节点中，基于本地QSPEC来进行传输保留。在MGW中，基于启动器QSPEC对转码进行处理保留。启动器QSPEC可指示比特率和编码类型。假定所需处理时间是比特率的线性函数。能够对各转码类型(即，从PCM到AMR的转码等)来确定/测量系数。基于这些值，处理时间能够通过线性公式来计算。对所指示的比特率和编码类型进行处理资源的保留，并且该保留可通过刷新“保留”消息来保持。按照NSIS的特征，这表示保留是有效的，直至它到期或者显式拆除。
第三应用情况如图5所示。这种情况也与转码相关。对于第三应用情况所述的本发明的实施例使用如上所述的NSIS QoS NSLP信令，但是预知使用其它类型的协议的实施例。在因特网提供商的网络50中提供电视点播服务，它将IP/以太网用于传输。TV服务在网络52的核心部分中的MPEG4编码中是可用的，但是服务提供商在网络的接入部分51中使用MPEG2。TV服务的媒体流需要在两个网络51、52的边缘53经过转码。在建立新媒体流之前，传输资源和处理资源使用NSIS信令来保留。与前一种应用情况相似，传输保留在路由器中基于本地QSPEC来进行，而处理保留在用于MPEG4/MPEG2转码的边缘节点转码器54中基于启动器QSPEC来进行。
在上述三种应用情况下，传输资源和处理资源均可保留以改进QoS控制。基于NSIS的信令机制用于通过同一信令消息来一起保留传输容量和处理容量。因此，能够为应用提供强大QoS保证，它不仅包括对应用的传输的保证，也包括对应用的处理的保证。NSIS信令机制能够提供与保留的成功有关的反馈，并且在处理资源不充分的情况下，能够采取适当动作。
组合传输和处理资源的保留的上述方法的实现将要求网络节点中的某种适配。发送器节点将必须适合创建信令消息17，其中信令消息17包括所需传输资源量的指示以及所需处理资源量的指示。图1中，示出发送器节点11包括适合此目的的处理单元111。发送器节点11还示为包括适合发送信令消息17的输出单元112。处理节点应当适合解释信令消息17中的所需处理资源的指示，并且能够按照该指示来保留处理资源。图1的接收器节点12示为包括适合于这些任务的保留单元122。但是，如果不是要在组合传输和处理节点14中进行处理的情况下，则该节点还将必须提供有保留单元122(图1中未示出)。按照不同的实施例，保留单元122还可适合执行与调查是否有足够处理资源可用于接受新保留请求相关的以及用于触发处理业务流所需的处理资源量的测量的操作。接收器节点12还示为包括适合接收信令消息17的输入单元121。接收器节点还可包括适合发送指示资源保留是否成功的响应消息的输出单元124。发送器节点和接收器节点的上述单元可实现为分开的单元或者实现为按照不同组合的集成单元。有可能通过某些适配而在现有网络节点中实现本发明的实施例。这类适配通常将仅要求软件适配，但是包括固件、硬件或者它们的组合方面的适配的实现也是可行的。
在附图和说明中，已经公开了本发明的典型优选实施例，虽然采用具体术语，但它们仅在一般且描述性的意义上使用，而不是进行限制，本发明的范围在以下权利要求书中提出。
Claims (24)
1.一种在电信网络(10)的第一节点(11)中用于至少一个业务流的资源(131)的动态保留的方法，所述方法包括：
创建(61)包括与所述至少一个业务流(16)相关的资源保留信息的至少一个信令消息(17)，所述资源保留信息包括在所述电信网络内传输所述至少一个业务流所需的传输资源(131)量的指示(23)以及处理所述至少一个业务流的业务有效载荷所需的处理资源(123)量的指示(24)，以便允许所述至少一个业务流的业务资源和处理资源的资源保留，以及
向至少一个第二节点(12，13，14)发送(62)所述至少一个信令消息，
其中，所述信令消息(17)是NSIS信令层协议NSLP消息，所述所需传输资源(131)量的所述指示(23)包含在所述NSLP消息的本地QSPEC(21)中，并且所述所需处理资源(123)量的所述指示(24)包含在所述NSLP消息的启动器QSPEC(22)中。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述电信网络(10)是因特网协议IP网络。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述所需处理资源量的所述指示(24)包括描述处理所述业务有效载荷所需的处理时间的参数。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，所述所需处理资源(123)量的所述指示(24)包括描述业务有效载荷的类型的参数，以便隐式指示所述所需处理资源。
5.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述所需处理资源量的所述指示(24)包括关于应当在处理节点(12，14)中测量所述所需处理资源的指示。
6.如权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个业务流(16)是产生于电信网络(10)的操作支持系统OSS中的性能管理PM功能的业务，并且其中所述所需处理资源量的所述指示(24)指示处理PM数据所需的资源。
7.如权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个业务流(16)包括需要在所述电信网络中经过转码的有效载荷，并且其中所述所需处理资源量的所述指示指示对所述有效载荷进行转码所需的资源。
8.一种在电信网络(10)的节点(12，14)中用于至少一个业务流(16)的资源(131)的动态保留的方法，所述方法包括：
接收(71)包括与所述至少一个业务流相关的资源保留请求的至少一个信令消息(17)，所述资源保留请求包括在所述电信网络内传输所述至少一个业务流所需的传输资源(131)量的指示(23)以及处理所述至少一个业务流的业务有效载荷所需的处理资源(123)量的指示(24)；
如果这类资源是可用的，则按照所接收请求来保留(75)资源；以及
解释(72)所述所需处理资源量的所述指示，以及如果这类资源是可用的，则保留(75)所述所需处理资源，
其中，所述信令消息(17)是NSIS信令层协议NSLP消息，所述所需传输资源(131)量的所述指示(23)包含在所述NSLP消息的本地QSPEC(21)中而所述所需处理资源(123)量的所述指示(24)包含在所述NSLP消息的启动器QSPEC(22)中，并且其中解释(72)所述所需处理资源量的所述指示包括解释所述启动器QSPEC中的信息。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述电信网络(10)是因特网协议IP网络。
10.如权利要求8或9所述的方法，还包括将所述节点中的当前处理资源保留以及所述至少一个信令消息(17)中指示的所述所需处理资源(123)求总和，将所述总和与所述节点(12，14)中的可用处理资源的预定阈值进行比较，以及如果所述总和低于所述预定阈值，则保留(75)所述所需处理资源。
11.如权利要求8-10中的任一项所述的方法，还包括向所述资源保留请求的发送器(11)发送(76，78)响应消息(18)，所述响应消息在所述所需处理资源被保留(75)时包括关于处理资源(123)的所述保留是成功的指示，而在所述所需处理资源没有被保留时包括关于处理资源的保留失败的指示。
12.如权利要求8-11中的任一项所述的方法，其中，解释(72)所述所需处理资源(123)量的所述指示包括读取描述处理所述业务有效载荷所需的处理时间的参数，或者包括使用描述隐式指示所述所需处理资源的业务有效载荷的类型的参数来计算处理所述业务有效载荷所需的处理时间。
13.如权利要求8-11中的任一项所述的方法，还包括：如果所述所需处理资源量的所述指示(24)包括关于所述所需处理资源是未知的指示，则测量(83)所述节点中处理所述业务有效载荷所需的处理资源。
14.如权利要求13所述的方法，还包括向所述资源保留请求的发送器(11)发送(84)测量结果供将来的对应资源保留请求中使用。
15.如权利要求8-14中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个业务流(16)是产生于所述电信网络(10)的操作支持系统OSS中的性能管理PM功能的业务，并且其中所述保留(75)涉及保留所述节点中用于处理PM数据的资源。
16.如权利要求8-14中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个业务流(16)包括需要在所述电信网络中经过转码的有效载荷，并且其中所述保留涉及保留所述节点中用于对所述有效载荷进行转码的资源。
17.一种供电信网络(10)中使用并且适合于至少一个业务流(16)的资源(131)的动态保留的第一网络节点(11)，所述第一网络节点包括：
处理单元(111)，适合创建包括与所述至少一个业务流相关的资源保留信息的至少一个信令消息(17)，所述资源保留信息包括在所述电信网络内传输所述至少一个业务流所需的传输资源(131)量的指示(23)以及处理所述至少一个业务流的业务有效载荷所需的处理资源(123)量的指示(24)，以便允许所述至少一个业务流的业务资源和处理资源的资源保留；
输出单元(112)，适合向至少一个第二网络节点(12，13，14)发送所述至少一个信令消息，
其中，所述信令消息是NSIS信令层协议NSLP消息，并且其中所述处理单元适合将所述所需传输资源量的所述指示包含在所述NSLP消息的本地QSPEC中，并且将所述所需处理资源量的所述指示包含在所述NSLP消息的启动器QSPEC中。
18.如权利要求17所述的第一网络节点，其中，所述所需处理资源量的所述指示(24)包括关于应当在处理节点(12，14)中测量所述所需处理资源的指示。
19.一种供电信网络(10)中使用并且适合于至少一个业务流(16)的资源的动态保留的网络节点(12，14)，所述网络节点包括：
输入单元(121)，适合接收包括与所述至少一个业务流相关的资源保留请求的至少一个信令消息(17)，
可保留处理资源(123)，适合处理所述至少一个业务流的业务有效载荷；以及
保留单元(122),适合：
解释所述资源保留请求，其中所述资源保留请求包括在所述电信网络内传输所述至少一个业务流所需的传输资源(131)量的指示(23)以及处理所述至少一个业务流的业务有效载荷所需的处理资源(123)量的指示(24)，以及
在这类资源是可用时按照所接收请求来保留资源,
其中，所述信令消息(17)是NSIS信令层协议NSLP消息，所述所需传输资源量的所述指示(23)包含在所述NSLP消息的本地QSPEC(21)中，而所述所需处理资源量的所述指示(24)包含在所述NSLP消息的启动器QSPEC(22)中，并且其中所述保留单元(122)适合读取所述启动器QSPEC以解释所述所需处理资源(123)量的所述指示。
20.如权利要求19所述的网络节点(12，14)，其中，所述保留单元(122)适合
将所述网络节点中的当前处理资源保留以及所述至少一个信令消息中指示的所述所需处理资源求总和，
将所述总和与所述节点中的可用处理资源的预定阈值进行比较，以及
如果所述总和低于所述预定阈值，则保留所述所需处理资源。
21.如权利要求19或20所述的网络节点(12，14)，其中，所述网络节点还包括适合向所述资源保留请求的发送器(11)发送响应消息(18)的输出单元(124)，所述响应消息在所述所需处理资源被保留时包括关于处理资源(123)的所述保留是成功的指示，而在所述所需处理资源没有被保留时包括关于处理资源的保留失败的指示。
22.如权利要求19-21中的任一项所述的网络节点(12，14)，其中，所述保留单元(122)适合在所述所需处理资源量的所述指示(24)包括关于所述所需处理资源是未知的指示时，触发所述网络节点中处理所述业务有效载荷所需的处理资源(123)的测量。
23.如权利要求19-22中的任一项所述的网络节点，其中，所述网络节点是操作支持系统OSS节点(31)，其中所述至少一个业务流(16)是产生于所述电信网络的所述操作支持系统OSS中的性能管理PM功能的业务，并且其中所述保留单元(122)适合保留所述网络节点中处理PM数据所需的处理资源(123)。
24.如权利要求19-22中的任一项所述的网络节点(12，14)，其中，所述至少一个业务流包括需要在所述电信网络中经过转码的有效载荷，并且其中所述可保留处理资源(123)包括用于对所述有效载荷进行转码的资源。
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Granted publication date: 20150506 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |