CN102469433A - 一种实现数据流服务质量和计费策略控制的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现数据流服务质量和计费策略控制的方法及系统，此方法包括：本地网关确定需在本地传输的分流数据流后将分流数据流的标识通知至策略计费规则功能（PCRF），所述策略计费规则功能向所述本地网关提供针对分流数据流的服务质量策略和/或计费策略规则。本发明可以对本地网关的数据流的服务质量和计费策略进行灵活控制，提高系统服务性能。

Description

一种实现数据流服务质量和计费策略控制的方法及系统

技术领域

本发明涉及移动通信领域，具体涉及一种实现数据流服务质量和计费策略控制的方法及系统。

背景技术

为了保持第三代移动通信系统在通信领域的竞争力，为用户提供速率更快、时延更低、更加个性化的移动通信服务，同时，降低运营商的运营成本，第三代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership Project，简称3GPP）标准工作组正致力于演进分组系统（Evolved Packet System，简称EPS）的研究。图1示出了演进分组域系统的结构示意图，如图1所示，整个EPS系统分为无线接入网和核心网两部分。在核心网中，包含了归属用户服务器（Home Subscriber Server，简称为HSS）、移动性管理实体（Mobility Management Entity，简称为MME）、服务GPRS支持节点（Serving GPRS Support Node，简称为SGSN）、策略计费规则功能（Policy and Charging Rule Function，简称为PCRF）、服务网关（Serving Gateway，简称为S-GW）、分组数据网关（PDN Gateway，简称为P-GW）和分组数据网络（Packet Data Network，分组数据网络）。下面详细各部分功能：

归属用户服务器，是用户签约数据的永久存放地点，位于用户签约的归属网。

移动性管理实体，是用户签约数据在当前网络的存放地点，负责终端到网络的非接入层信令管理、终端的安全验证功能、终端的移动性管理、用户空闲模式下的跟踪和寻呼管理功能和承载管理。

服务GPRS支持节点，是GERAN和UTRAN用户接入核心网络的业务支持点，功能上与移动性管理实体类似，负责用户的位置更新、寻呼管理和承载管理等功能。

服务网关，是核心网到无线系统的网关，负责终端到核心网的用户面承载、终端空闲模式下的数据缓存、网络侧发起业务请求的功能、合法监听和分组数据路由和转发功能；服务网关负责统计用户终端使用无线网的情况，并产生终端使用无线网的话单，传送给计费网关。

分组数据网关，是演进系统和该系统外部分组数据网络的网关，它连接到因特网和分组数据网络上，负责终端的互联网协议（Internet Protocol，简称为IP）地址分配、计费功能、分组包过滤、策略控制等功能。

分组数据网络，是运营商的IP业务网络，该网络通过运营商的核心网为用户提供IP服务。

策略计费规则功能实体，是演进系统中负责提供计费控制、在线信用控制、门限控制、服务质量（Quality of Service，简称为QoS）策略方面规则的服务器。

无线接入网，是由演进基站（E-UTRAN NodeB，简称eNB）和3G无线网络控制器（Radio Network Control, 简称RNC）组成，它主要负责无线信号的收发，通过空中接口和终端联系，管理空中接口的无线资源、资源调度、接入控制。

上述服务GPRS支持节点是升级过的SGSN，能够支持与服务网关之间的S4接口，并与移动性管理单元之间采用GTPv2协议进行互通。而对于支持3G核心网的SGSN来说PS域网络架构与图1有所不同。此时SGSN与MME采用Gn接口相连，互通采用GTPv1协议。SGSN不能与服务网关相连，通过Gn接口连接到网关GPRS支持节点（Gateway GPRS Support Node，简称GGSN）直接进行分组数据网络访问。

家庭基站（Home NodeB，简称为HNB）或者演进的家庭基站（Home eNodeN，简称HeNB）是一类小型、低功率的基站，作为某些用户的专属资源，部署在家庭、团体、公司或者学校等私人场所使用，主要是为了给用户提供更高的业务速率并降低使用高速率服务所需要的费用，同时弥补已有分布式蜂窝无线通信系统覆盖的不足。家庭基站的优点是实惠、便捷、低功率输出、即插即用、宽带接入、使用单模终端等。

家庭基站可以应用在第三代（3 Generation，简称3G）或者长期演进（Long Term Evolution，简称LTE）移动通信网络中。为了便于对家庭基站进行管理，在网络中引入了一个新网元，即家庭基站网关。家庭基站网关主要执行的功能为：验证家庭基站的安全性，对家庭基站的运行进行维护管理，根据运营商要求配置和控制家庭基站，负责交换核心网和家庭基站的数据信息。图2是3G家庭基站网络架构图，3G家庭基站通过新定义的Iuh接口连接至家庭基站网关，家庭基站网关提供到核心网分组域和电路域的IuPS和IuCs接口。对于3G网络来说家庭基站网关必选部署用来屏蔽引入家庭基站后对终端和网络侧的影响。对于LTE网络来说家庭基站网关可选部署，因此LTE家庭基站和核心网连接有两种方式，一种是家庭基站和核心网网元直接相连，另一种是家庭基站通过网关和核心网网元相连，如图3和4所示。对于图4所示引入家庭基站网关的场景，家庭基站网关可以不集成用户面功能，家庭基站和核心网用户面网关间直接建立用户面，这样可以使用户面扁平化，数据传输时延减小，如图5所示。

家庭基站除了支持通过移动核心网络的接入之外，还可以支持本地IP接入功能，在家庭基站具备本地IP接入能力并且用户签约允许本地IP访问的条件下，可以实现用户对家庭网络其他IP设备或者互联网络的本地接入。通过本地接入功能，可以实现Internet数据业务的分流，降低核心网负荷，并且对于家庭网络设备的访问可以不通过核心网来进行转发，数据传输便捷高效。本地IP接入功能在宏蜂窝上也可以使用，主要用途和家庭基站类似，更多的是应用在本地IP接入Internet这种场景，目的是降低核心网负荷。图6和图7分别给出了实现上述本地接入功能的架构，主要差别体现在是否存在家用基站网关。其中，本地接入网关作为本地接入到外部网络（例如internet）的网络，提供地址分配、计费、分组包过滤、策略控制、数据分流功能、无线接入网应用部分（Radios Access Network Application Part，简称NAS/RANAP）消息解析、网络地址转换（Network Address Translation，简称NAT）、本地IP访问策略路由和执行等功能。该网元作为一个逻辑单元在实际部署的时候可以作为独立存在的网元也可以和现有的家用基站或者家用基站网关联合部署。对于宏蜂窝实现本地接入架构，或者没有家用基站网关的接入架构，可以通过图7的架构实现。在部署了本地网关的以后，如果用户同时还有核心网数据，则有核心网数据的路由方式有2种，分别如图7和图8所示。主要差别在于本地网关和如何处理核心网数据。图7的架构中，本地网关采用监听数据的方式，对于本地数据流直接分流出去，而对核心网数据忽略，即核心网数据的实际路径如图7红线所示。图8的架构中，本地网关和核心网网关之间采用隧道的方式。所有数据，即核心网数据和本地数据都需要经过本地网关，对于本地数据，本地网关直接将其分流；对于核心网数据，本地网关通过建立与核心网网关的隧道转发给核心网网关。

当用户接入网络中，本地网关根据不同的策略决定哪些数据需要分流出去。根据不同的分流策略，可能某个承载或者PDN连接中的数据一部分是需要通过核心网网关发送出去的，一部分通过本地网关分流出去。

现有技术中，核心网网关动态获取相关策略的流程如图9所示。PCRF作为策略和计费规则生成的实体，将生成的规则下发给核心网的网关，由其执行相关策略的控制。在GPRS网络中策略的执行点为GGSN，而在EPC网络中策略的执行点为PGW。这里以GPRS网络为例说明策略如何下发，EPC网络是类似的过程。

步骤901，终端发起激活PDP上下文请求，此非接入层消息经由基站发送至SGSN。

步骤902，SGSN根据UE提供的接入点（APN），为UE选择一个合适的核心网网关。SGSN向核心网网关发送创建PDP上下文请求，其中携带UE标识，PDP类型，QoS信息，计费信息等参数。如果是接入GPRS网络，则核心网网关为GGSN，如果接入EPC网络，则核心网网关指的是SGW和PGW。接入的网络不同，消息有所不同，但是作用类似，这里以接入GRPS网络的描述为例。

核心网网关对创建PDP上下文请求消息中携带的参数进行验证，并对请求中携带的QoS参数进行授权。

步骤903，核心网网关向PCRF发送IP连接访问网络（ IP-CAN）会话建立请求，其中携带UE标识信息和/或UEr的IP地址。

步骤904~步骤905，PCRF从标识描述寄存器（Subscriber Profile Register，简称SPR）获取用户的签约数据，用于制定相关规则。

步骤906，PCRF发送IP-CAN会话建立响应，其中包含策略和计费规则。

步骤907，核心网网关向SGSN返回创建PDP上下文响应，其中携带为UE分配的隧道端标识，授权的QoS参数等信息。

步骤908，SGSN向基站发送承载指配请求，其中携带UE的移动台国际用户目录号（MSISDN）号码，APN，QoS参数等信息。

步骤909，如果基站接受了核心网网关下发的QoS参数，则基站发起无线资源控制（RRC）连接建立的过程。

步骤910，基站向SGSN返回RAB指配响应消息。如果同时建立多条承载，则基站会返回多个RAN指配响应消息。

步骤911，如果基站无法接受RAB指配消息中的QoS参数，则在返回的RAN指配响应消息中指示给SGSN。SGSN根据该指示，可以选择下发新的QoS参数。

步骤912，SGSN根据是否建立直接隧道，判断是否要向核心网网关发送更新PDP上下文请求，如果发送，则其中携带基站的隧道端标识。如果QoS与之前核心网网关下发的QoS不一致，则SGSN通过PDP更新过程通知核心网网关。

步骤913，SGSN向UE返回激活PDP上下文响应消息。

现有技术中，本地网关所采用的服务质量和计费策略都只能够通过本地配置来实现。如何使运营商对本地分流策略配置更为灵活，对如何做本地分流的策略进行动态配置是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种实现数据流服务质量和计费策略控制的方法，提高系统的服务性能。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种实现数据流服务质量和计费策略控制的方法，包括：本地网关确定需在本地传输的分流数据流后将分流数据流的标识通知至策略计费规则功能（PCRF），所述策略计费规则功能向所述本地网关提供针对分流数据流的服务质量策略和/或计费策略规则。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

所述策略计费规则功能对同一用户的网络连接中本地网关建立的连接接入网络会话和核心网网关建立的接入网络会话建立会话关联关系。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

所述策略计费规则功能在为所述用户的分流数据流分配的服务质量策略和/或计费策略规则发生变化时，根据与分流数据流相关的接入网络会话的会话关联关系向核心网网关和本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

本地网关确定要分流的数据流的方式为：所述本地网关截获移动性管理单元向基站发送的承载指配请求，并根据此承载指配请求携带的信息判定要进行数据分流；或者，所述本地网关截获基站向移动性管理单元发送的承载指配响应，并根据此承载指配响应携带的信息判定要进行数据分流。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

本地网关确定要分流的数据流的方式为：终端接入核心网时，移动性管理单元为所述终端选择所经由的本地网关，本地网关收到所述移动性管理单元下发的创建分组数据协议上下文请求后，根据此创建分组数据协议上下文请求携带的信息判定要进行数据分流，或者，本地网关为用户选择要接入的核心网网关，所述本地网关收到所述核心网网关发送的创建分组数据协议上下文后，判定要进行数据分流。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

策略计费规则功能向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则时，根据以下方式实现：用户通过核心网网关向策略计费规则功能通知修改后的业务数据流标识，策略计费规则功能根据修改后的业务数据流标识，判断本地网关上的策略需要修改时，向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

策略计费规则功能向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则时，根据以下方式实现：策略计费规则功能查询或获知服务质量策略和/或计费策略规则变化后，根据受影响的分组数据网络连接和/或业务数据流判断本地网关上的策略需要修改时，向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

策略计费规则功能向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则时，根据以下方式实现：本地网关截获终端通过基站向核心网发送修改后的承载信息后，根据承载信息判断需要修改业务数据流时，将修改后的业务数据流标识通知至策略计费规则功能，策略计费规则功能更新服务质量策略和/或计费策略规则，向本地网关发送更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种实现数据流服务质量和计费策略控制的系统，包括本地网关和策略计费规则功能（PCRF），所述本地网关，用于确定需在本地传输的分流数据流后将分流数据流的标识通知至策略计费规则功能；所述策略计费规则功能，用于向所述本地网关提供针对分流数据流的服务质量策略和/或计费策略规则。

进一步地，上述系统还可以具有以下特点：

所述策略计费规则功能，还用于对同一用户的网络连接中本地网关建立的连接接入网络会话和核心网网关建立的接入网络会话建立会话关联关系; 为所述用户的分流数据流分配的服务质量策略和/或计费策略规则发生变化时，根据与分流数据流相关的接入网络会话的会话关联关系向核心网网关和本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

进一步地，上述系统还可以具有以下特点：

所述本地网关，还用于根据以下方式的一种确定要分流的数据流：截获移动性管理单元向基站发送的承载指配请求，并根据此承载指配请求携带的信息判定要进行数据分流；或者，截获基站向移动性管理单元发送的承载指配响应，并根据此承载指配响应携带的信息判定要进行数据分流。

进一步地，上述系统还可以具有以下特点：

所述本地网关，还用于在终端接入核心网时，收到所述移动性管理单元下发的创建分组数据协议上下文请求后，根据此创建分组数据协议上下文请求携带的信息判定要进行数据分流，或者，为用户选择要接入的核心网网关，收到所述核心网网关发送的创建分组数据协议上下文后，判定要进行数据分流。

进一步地，上述系统还可以具有以下特点：

策略计费规则功能，还用于根据以下方式实现向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则：收到用户通过核心网网关向策略计费规则功能通知的修改后的业务数据流标识后，根据修改后的业务数据流标识，判断本地网关上的策略需要修改时，向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

进一步地，上述系统还可以具有以下特点：

策略计费规则功能，还用于根据以下方式实现向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则：查询或获知服务质量策略和/或计费策略规则变化后，根据受影响的分组数据网络连接和/或业务数据流判断本地网关上的策略需要修改时，向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

进一步地，上述系统还可以具有以下特点：

所述本地网关，还用于截获终端通过基站向核心网发送修改后的承载信息后，根据承载信息判断需要修改业务数据流时，将修改后的业务数据流标识通知至策略计费规则功能；所述策略计费规则功能，还用于更新服务质量策略和/或计费策略规则，向本地网关发送更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

本发明可以对本地网关的数据流的服务质量和计费策略进行灵活控制，提高系统服务性能。

附图说明

图1是现有技术中演进分组域系统的结构示意图；

图2是现有技术中3G家庭基站网络架构示意图；

图3是现有技术中LTE家庭基站网络架构示意图之一；

图4是现有技术中LTE家庭基站网络架构示意图之二；

图5是现有技术中LTE家庭基站网络架构示意图之三；

图6是现有技术中实现本地接入的网络架构示意图之一；

图7是现有技术中实现本地接入的网络架构示意图之一；

图8是现有技术中实现本地接入的网络架构示意图之一；

图9是现有技术中动态获取策略的流程示意图；

图10是实施例中实现本地网关获取策略的实施方式一；

图11是实施例中实现本地网关获取策略的实施方式二；

图12是实施例中实现策略修改的实施方式一；

图13是实施例中实现策略修改的实施方式二；

图14是实施例中实现策略修改的实施方式三。

具体实施方式

实现数据流服务质量和计费策略控制的系统包括本地网关和策略计费规则功能（PCRF）。

所述本地网关，用于确定需在本地传输的分流数据流后将分流数据流的标识通知至策略计费规则功能；

所述策略计费规则功能，用于向所述本地网关提供针对分流数据流的服务质量策略和/或计费策略规则。

所述策略计费规则功能，还用于对同一用户的网络连接中本地网关建立的连接接入网络会话和核心网网关建立的接入网络会话建立会话关联关系; 为所述用户的分流数据流分配的服务质量策略和/或计费策略规则发生变化时，根据与分流数据流相关的接入网络会话的会话关联关系向核心网网关和本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

所述本地网关，还用于根据以下方式的一种确定要分流的数据流：截获移动性管理单元向基站发送的承载指配请求，并根据此承载指配请求携带的信息判定要进行数据分流；或者，截获基站向移动性管理单元发送的承载指配响应，并根据此承载指配响应携带的信息判定要进行数据分流。

所述本地网关，还用于在终端接入核心网时，收到所述移动性管理单元下发的创建分组数据协议上下文请求后，根据此创建分组数据协议上下文请求携带的信息判定要进行数据分流，或者，为用户选择要接入的核心网网关，收到所述核心网网关发送的创建分组数据协议上下文后，判定要进行数据分流。

本系统采用第一种服务质量策略和/或计费策略规则更新方式时，策略计费规则功能，还用于根据以下方式实现向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则：收到用户通过核心网网关向策略计费规则功能通知的修改后的业务数据流标识后，根据修改后的业务数据流标识，判断本地网关上的策略需要修改时，向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

本系统采用第二种服务质量策略和/或计费策略规则更新方式时，策略计费规则功能，还用于根据以下方式实现向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则：查询或获知服务质量策略和/或计费策略规则变化后，根据受影响的分组数据网络连接和/或业务数据流判断本地网关上的策略需要修改时，向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

本系统采用第三种服务质量策略和/或计费策略规则更新方式时，所述本地网关，还用于截获终端通过基站向核心网发送修改后的承载信息后，根据承载信息判断需要修改业务数据流时，将修改后的业务数据流标识通知至策略计费规则功能；所述策略计费规则功能，还用于更新服务质量策略和/或计费策略规则，向本地网关发送更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

实现数据流服务质量和计费策略控制的方法包括：本地网关确定需在本地传输的分流数据流后将分流数据流的标识通知至策略计费规则功能（PCRF），所述策略计费规则功能向所述本地网关提供针对分流数据流的服务质量策略和/或计费策略规则。

所述策略计费规则功能对同一用户的网络连接中本地网关建立的连接接入网络会话和核心网网关建立的接入网络会话建立会话关联关系。

所述策略计费规则功能在为所述用户的分流数据流分配的服务质量策略和/或计费策略规则发生变化时，根据与分流数据流相关的接入网络会话的会话关联关系向核心网网关和本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

为详细说明本发明，以下结合附图对本发明作进一步地详细描述。

图10描述了实现本地网关获取策略的实施方式一。在本实施方式中，本地网关确定要分流的数据流的方式为：所述本地网关截获移动性管理单元向基站发送的承载指配请求，并根据此承载指配请求携带的信息判定要进行数据分流；或者，所述本地网关截获基站向移动性管理单元发送的承载指配响应，并根据此承载指配响应携带的信息判定要进行数据分流。

本实施例中针对图7中所述的路由方式。

步骤1001，终端发起激活PDP上下文请求，该非接入层消息经由基站发送至SGSN。

一般情况下，移动管理单元是移动管理实体（MME）和SGSN的上位描述。本实施例的消息以GERAN/UTRAN接入GRPS网络为例进行描述。

步骤1002，SGSN根据UE提供的APN，为UE选择一个合适的核心网网关。SGSN向核心网网关发送创建PDP上下文请求，其中携带UE标识，PDP类型，QoS信息，计费信息等参数。如果是接入GPRS网络，则核心网网关为GGSN，如果接入EPC网络，则核心网网关指的是SGW和PGW。接入的网络不通，消息有所不同，但是作用类似，这里以接入GRPS网络的描述为例。如果核心网网关是SGW和PGW，则步骤1002、1007为创建会话请求/响应，步骤1017为修改承载过程，并且不支持QoS协商。上述过程都为本领域技术人员所公知的技术，这里不做赘述。

核心网网关对创建PDP上下文请求消息中携带的参数进行验证，并对请求中携带的QoS参数进行授权。

步骤1003，核心网网关向PCRF发送IP-CAN会话建立请求，其中携带UE标识信息和/或UE IP地址。

步骤1004~步骤1005，PCRF从SPR获取用户的签约数据，用于制定相关规则。

步骤1006，PCRF发送IP-CAN会话建立响应，其中包含策略和计费规则。

步骤1007，核心网网关向SGSN返回创建PDP上下文响应，其中携带为UE分配的隧道端标识，授权的QoS参数等信息。

步骤1008，SGSN向基站发送承载指配请求，其中携带UE的MSISDN号码，APN，QoS参数等信息。进一步的，该消息中还包含用户的IP地址和当前建立的PDN连接标识信息。PDN连接标识信息可以是APN信息，或者承载标识。

步骤1009，本地网关截获SGSN发送的RAB指配请求，根据运营商策略判断以及RAB指配消息中包含的MSISDN，APN和或计费特征信息，判断将是否将全部承载，或者承载中的某些数据进行分流。

步骤1010，本地网关向PCRF发送IP-CAN会话建立或者IP-CAN会话修改请求，其中携带分流的业务数据流标识以及以下信息的一种或多种：UE标识信息，UE IP地址，APN，承载标识。其中UE的标识信息， UE IP地址信息，APN，承载标识与步骤1009中携带的信息一致。

步骤1011，PCRF将核心网建立的IP-CAN会话和本地网关建立的IP-CAN会话关联，即建立关联关系。

步骤1012，PCRF根据步骤1010中的业务数据流标识生成相应的计费和服务质量策略，并通过IP-CAN会话建立响应消息发送给本地网关。

步骤1013，本地网关将RAB支配消息发送给基站。

步骤1014，如果基站接受了核心网网关下发的QoS参数，则基站发起RRC连接建立的过程。

步骤1015~1016，基站向SGSN返回RAB指配响应消息。如果同时建立多条承载，则基站会返回多个RAN指配响应消息。

如果基站无法接受RAB指配消息中的QoS参数，则在返回的RAN指配响应消息中指示给SGSN。SGSN根据该指示，可以选择下发新的QoS参数。

步骤1017，SGSN根据是否建立直接隧道，判断是否要向核心网网关发送更新PDP上下文请求，如果发送，则其中携带基站的隧道端标识。如果QoS与之前核心网网关下发的QoS不一致，则SGSN通过PDP上下文更新过程通知核心网网关。

步骤1018，SGSN向UE返回激活PDP上下文响应消息。

可选的，步骤1009~1012可以在步骤1015之后步骤1016之前执行。

该过程适用于UE在UTRAN/GERAN发起的PDP激活、次PDP激活，网络发起的PDP和次PDP激活流程。也适用于UE在EUTRAN发起的PDN连接建立，ATTACH流程，UE发起的请求资源修改或者分配流程，以及网络发起的承载激活流程。

图11描述了实现本地网关获取策略的实施方式二。在本实施方式中，终端接入核心网时，移动性管理单元为所述终端选择所经由的本地网关，本地网关收到所述移动性管理单元下发的创建分组数据协议上下文请求后，根据此创建分组数据协议上下文请求携带的信息判定要进行数据分流，或者，本地网关为用户选择要接入的核心网网关，所述本地网关收到所述核心网网关发送的创建分组数据协议上下文后，判定要进行数据分流。

本实施例中针对图8中所述的路由方式。

步骤1101，终端发起激活PDP上下文请求，该非接入层消息经由基站发送至SGSN。

一般情况下，移动管理单元是移动管理实体（MME）和SGSN的上位描述。本实施例的消息以GERAN/UTRAN接入GRPS网络为例进行描述。

步骤1102，SGSN根据UE提供的APN，为UE选择一个合适的本地网关。SGSN向本地网关发送创建PDP上下文请求，其中携带UE标识，PDP类型，QoS信息，计费信息，隧道端标识等参数。

步骤1103，本地网关向核心网网关发送创建PDP上下文请求，其中携带。其中携带UE标识，PDP类型，QoS信息，计费信息，隧道端标识等参数。

如果是接入GPRS网络，则核心网网关为GGSN，如果接入EPC网络，则核心网网关指的是SGW和PGW。接入的网络不同，消息有所不同，但是作用类似，这里以接入GRPS网络的描述为例。如果核心网网关是SGW和PGW，则步骤1102、1103、1108和1113为创建会话请求/响应，步骤1117为修改承载过程，并且不支持QoS协商。上述过程都为本领域技术人员所公知的技术，这里不做赘述。

核心网网关对创建PDP上下文请求消息中携带的参数进行验证。

步骤1104，核心网网关向PCRF发送IP-CAN会话建立请求，其中携带UE标识信息和/或UE IP地址。

步骤1105~步骤1106，PCRF从SPR获取用户的签约数据，用于制定相关规则。

步骤1107，PCRF发送IP-CAN会话建立响应，其中包含策略和计费规则。

步骤1108，核心网网关向本地网关返回创建PDP上下文响应，其中携带为UE分配的隧道端标识，授权的QoS参数等信息。

步骤1109，根据运营商策略判断将是否将全部承载，或者承载中的某些数据进行分流。

可选的，步骤1109的判断可以在步骤1102与1103之间执行。

步骤1110，本地网关向PCRF发送IP-CAN会话建立或者IP-CAN会话修改请求，其中携带分流的业务数据流标识以及以下信息的一种或多种：UE标识信息，UE IP地址，APN，承载标识。其中UE的标识信息， UE IP地址信息，APN，承载标识与步骤1109中携带的信息一致。

步骤1111，PCRF将核心网建立的IP-CAN会话和本地网关建立的IP-CAN关联，即建立关联关系。

步骤1112，PCRF根据步骤1110中的业务数据流标识生成相应的计费和服务质量策略，并通过IP-CAN会话建立响应消息发送给本地网关。

可选的，步骤1110和步骤1112可以在步骤2之后步骤3之前执行。如果先执行了步骤1110和1112，则步骤1111在步骤1106之后步骤1107之前执行。

步骤1113，本地网关向SGSN返回创建PDP上下文响应，其中携带为UE分配的隧道端标识，授权的QoS参数等信息。

步骤1114，本地网关将RAB支配消息发送给基站。

步骤1115，如果基站接受了核心网网关下发的QoS参数，则基站发起RRC连接建立的过程。

步骤1116~1117，基站向SGSN返回RAB指配响应消息。如果同时建立多条承载，则基站会返回多个RAN指配响应消息。

如果基站无法接受RAB指配消息中的QoS参数，则在返回的RAN指配响应消息中指示给SGSN。SGSN根据该指示，可以选择下发新的QoS参数。

步骤1118，SGSN根据是否建立直接隧道，判断是否要向核心网网关发送更新PDP上下文请求，如果发送，则其中携带基站的隧道端标识。如果QoS与之前核心网网关下发的QoS不一致，则SGSN通过PDP上下文更新过程通知核心网网关。

步骤1119，SGSN向UE返回激活PDP上下文响应消息。

该过程适用于UE在UTRAN/GERAN发起的PDP激活、次PDP激活，网络发起的PDP和次PDP激活流程。也适用于UE在EUTRAN发起的PDN连接建立，ATTACH流程，UE发起的请求资源修改或者分配流程，以及网络发起的承载激活流程。

图12描述了实现本地网关策略修改的实施方式一。策略计费规则功能向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则时，根据以下方式实现：用户通过核心网网关向策略计费规则功能通知修改后的业务数据流标识，策略计费规则功能根据修改后的业务数据流标识，判断本地网关上的策略需要修改时，向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

步骤1201，UE向核心网发起PDP修改请求或者资源分配请求或者资源修改请求。如果UE从GERAN/UTRAN接入，则UE发起PDP修改请求。如果UE从EUTRAN接入，则UE发起资源分配请求，或者资源修改请求。

步骤1202，核心网网关向PCRF发送IP-CAN会话修改请求，其中携带修改的业务数据流标识以及以下参数中的一种或多种UE标识信息，UE IP地址，APN，承载标识。

步骤1203，PCRF根据修改的业务数据流标识，判断是否要修改本地网关上的策略信息。这里假设判断为是。

步骤1204，PCRF向本地网关发送更新服务质量和计费策略请求，其中携带修改的业务数据流标识以及所标识服务质量和计费策略以及以下参数中的一种或多种：UE标识，和或UE IP地址，和或APN，和或承载标识。

步骤1205，本地网关向CPRF发送更新服务质量和计费策略响应。

步骤1206，PCRF向核心网网关发送IP-CAN会话修改响应，其中携带修改的业务数据流标识所标识服务质量和计费策略以及以下参数中的一种或多种：UE标识，UE IP地址，APN，承载标识。

步骤1207，完成PDP修改，或者资源分配或者资源修改的剩余流程，该过程为本领域技术人员所公知的技术，这里不做赘述。

图13描述了实现本地网关策略修改的实施方式二。终端接入核心网时，移动性管理单元为所述终端选择所经由的本地网关，策略计费规则功能向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则时，根据以下方式实现：策略计费规则功能查询或获知服务质量策略和/或计费策略规则变化后，根据受影响的分组数据网络连接和/或业务数据流判断本地网关上的策略需要修改时，向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

步骤1301，服务质量和或计费策略发生变化，例如AF触发，或者用户签约变化导致SPR触发。PCRF根据受影响的PDN连接和或业务数据流，判断是否需要通知本地网关和核心网网关，这里判断都为是。

步骤1302，PCRF向核心网网关发送更新服务质量和计费策略请求，其中携带受到影响的业务数据流以及修改后的服务质量和或计费策略以及以下参数中的一种或多种UE标识信息，UE IP地址，APN，承载标识。

步骤1303，核心网网关向PCRF发送更新服务质量和计费策略响应。

步骤1304，PCRF向本地网关发送更新服务质量和计费策略请求，其中携带受到影响的业务数据流，以及修改后的服务质量和或计费策略，以及以下参数中的一种或多种：UE标识，UE IP地址，APN，承载标识。

步骤1305，本地网关向PCRF发送更新服务质量和计费策略响应。

步骤1306，完成PDP激活/PDP修改/PDP去活，或者承载激活/承载修改/承载去活的流程，该过程为本领域技术人员所公知的技术，这里不做赘述。

图14描述了实现本地网关策略修改的实施方式三。策略计费规则功能向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则时，根据以下方式实现：本地网关截获终端通过基站向核心网发送修改后的承载信息后，根据承载信息判断需要修改业务数据流时，将修改后的业务数据流标识通知至策略计费规则功能，策略计费规则功能更新服务质量策略和/或计费策略规则，向本地网关发送更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

步骤1401，UE发起PDP修改请求，或者资源分配请求或者资源修改请求。如果UE从GERAN/UTRAN接入，则UE发起PDP修改请求。如果UE从EUTRAN接入，则UE发起资源分配请求，或者资源修改请求。

步骤1402，如果采用图7的架构，则本地网关截获基站发给移动性管理单元的PDP修改请求，或者资源分配请求或者资源修改请求。如果采用图8的架构，则移动性管理单元向本地网关发送PDP修改请求或者承载修改请求。

本地网关判断修改的承载对分流数据是否有影响，这里假设判断为是。

步骤1403，本地网关向PCRF发送IP-CAN会话修改请求，其中携带修改的业务数据流标识以及以下信息中的一种或多种：UE标识信息，UE IP地址，APN，承载标识。

步骤1404，PCRF向本地网关发送IP-CAN会话修改响应，其中携带UE标识，和或UE IP地址，和或APN，和或承载标识，以及修改的业务数据流标识所标识服务质量和计费策略。

步骤1405，完成PDP修改，或者资源分配或者资源修改的剩余流程，该过程为本领域技术人员所公知的技术，这里不做赘述。

上述实施方式中均不限定基站类型，即家用基站或者普通基站。流程描述中以基站为例，对家用基站的影响是相同的。实施方式可以适用于UTRAN/GERAN接入GPRS或者EPC网络的情况，或者EUTRAN接入的EPC网络。对于UTRAN/GERAN接入来说，家用基站/基站为HNB/RNC。而核心网网关指的是位于核心网的GGSN/PGW，该网元与本发明无关，这里不做过多限定。对于EUTRAN接入来说家用基站/基站指的是HeNB/eNB，而核心网网关指的是位于核心网的SGW/PGW。本地网关在实施方式中可以为数据分流功能（TOF）实体或者NAT网关或者L-GW，但是实现功能类似。对于家用基站的场景，网络中可能存在家用基站网关，如果存在家用基站网关，那么所有家用基站和移动性管理单元之间的消息都需要经过家用基站网关。进一步的家用基站和本地网关之间的消息，可以通过家用基站网关也可以不通过家用基站网关。对于通过家用基站网关转发消息的场景，家用基站网关对经过的消息进行透传，透传的过程与本发明无关，这里不做赘述。实施例的消息以GERAN/UTRAN接入GRPS网络为例，对于其他上述适用的接入情况，发明点所针对的内容是一致的，这里不做赘述。

下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。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任意组合。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

Claims (15)

1.一种实现数据流服务质量和计费策略控制的方法，其特征在于，

本地网关确定需在本地传输的分流数据流后将分流数据流的标识通知至策略计费规则功能（PCRF），所述策略计费规则功能向所述本地网关提供针对分流数据流的服务质量策略和/或计费策略规则。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于， 

所述策略计费规则功能对同一用户的网络连接中本地网关建立的连接接入网络会话和核心网网关建立的接入网络会话建立会话关联关系。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于， 

所述策略计费规则功能在为所述用户的分流数据流分配的服务质量策略和/或计费策略规则发生变化时，根据与分流数据流相关的接入网络会话的会话关联关系向核心网网关和本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于， 

本地网关确定要分流的数据流的方式为：

所述本地网关截获移动性管理单元向基站发送的承载指配请求，并根据此承载指配请求携带的信息判定要进行数据分流；

或者，所述本地网关截获基站向移动性管理单元发送的承载指配响应，并根据此承载指配响应携带的信息判定要进行数据分流。

5.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于， 

本地网关确定要分流的数据流的方式为：

终端接入核心网时，移动性管理单元为所述终端选择所经由的本地网关，本地网关收到所述移动性管理单元下发的创建分组数据协议上下文请求后，根据此创建分组数据协议上下文请求携带的信息判定要进行数据分流，或者，本地网关为用户选择要接入的核心网网关，所述本地网关收到所述核心网网关发送的创建分组数据协议上下文后，判定要进行数据分流。

6.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于， 

策略计费规则功能向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则时，根据以下方式实现：

用户通过核心网网关向策略计费规则功能通知修改后的业务数据流标识，策略计费规则功能根据修改后的业务数据流标识，判断本地网关上的策略需要修改时，向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

7.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于， 

策略计费规则功能向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则时，根据以下方式实现：

策略计费规则功能查询或获知服务质量策略和/或计费策略规则变化后，根据受影响的分组数据网络连接和/或业务数据流判断本地网关上的策略需要修改时，向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

8.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于， 

策略计费规则功能向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则时，根据以下方式实现：

本地网关截获终端通过基站向核心网发送修改后的承载信息后，根据承载信息判断需要修改业务数据流时，将修改后的业务数据流标识通知至策略计费规则功能，策略计费规则功能更新服务质量策略和/或计费策略规则，向本地网关发送更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

9.一种实现数据流服务质量和计费策略控制的系统，包括本地网关和策略计费规则功能（PCRF），其特征在于， 

所述本地网关，用于确定需在本地传输的分流数据流后将分流数据流的标识通知至策略计费规则功能；

所述策略计费规则功能，用于向所述本地网关提供针对分流数据流的服务质量策略和/或计费策略规则。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于， 

所述策略计费规则功能，还用于对同一用户的网络连接中本地网关建立的连接接入网络会话和核心网网关建立的接入网络会话建立会话关联关系; 为所述用户的分流数据流分配的服务质量策略和/或计费策略规则发生变化时，根据与分流数据流相关的接入网络会话的会话关联关系向核心网网关和本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

11.如权利要求9或10所述的系统，其特征在于， 

所述本地网关，还用于根据以下方式的一种确定要分流的数据流：截获移动性管理单元向基站发送的承载指配请求，并根据此承载指配请求携带的信息判定要进行数据分流；或者，截获基站向移动性管理单元发送的承载指配响应，并根据此承载指配响应携带的信息判定要进行数据分流。

12.如权利要求9或10所述的系统，其特征在于， 

所述本地网关，还用于在终端接入核心网时，收到所述移动性管理单元下发的创建分组数据协议上下文请求后，根据此创建分组数据协议上下文请求携带的信息判定要进行数据分流，或者，为用户选择要接入的核心网网关，收到所述核心网网关发送的创建分组数据协议上下文后，判定要进行数据分流。

13.如权利要求9或10所述的系统，其特征在于， 

策略计费规则功能，还用于根据以下方式实现向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则：收到用户通过核心网网关向策略计费规则功能通知的修改后的业务数据流标识后，根据修改后的业务数据流标识，判断本地网关上的策略需要修改时，向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

14.如权利要求9或10所述的系统，其特征在于， 

策略计费规则功能，还用于根据以下方式实现向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则：查询或获知服务质量策略和/或计费策略规则变化后，根据受影响的分组数据网络连接和/或业务数据流判断本地网关上的策略需要修改时，向本地网关下发更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

15.如权利要求9或10所述的系统，其特征在于， 

所述本地网关，还用于截获终端通过基站向核心网发送修改后的承载信息后，根据承载信息判断需要修改业务数据流时，将修改后的业务数据流标识通知至策略计费规则功能；

所述策略计费规则功能，还用于更新服务质量策略和/或计费策略规则，向本地网关发送更新后的服务质量策略和/或计费策略规则。

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