CN103856988A

CN103856988A - 一种保证LTE QoS的方法、路由器及系统

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Publication number: CN103856988A
Application number: CN201210495146.9A
Authority: CN
Inventors: 田旭
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2032-11-28
Also published as: CN103856988B

Abstract

本发明适用于通信领域，提供了一种自动匹配LTE速率的方法，所述方法包括：路由器在与用户设备LTE UE建立服务质量QoS的扩展协议QEP逻辑连接后，接收LTE UE发送的LTE UE通信接口的QoS参数；路由器根据所述LTEUE通信接口的QoS参数调整路由器的通信接口的QoS参数以保证路由器到LTEUE的业务的服务质量。本发明提供的技术方案具有路由器与LTE UE接口的QoS保障性能好的优点。

Description

一种保证LTE QoS的方法、路由器及系统

技术领域

本发明属于通信领域，尤其涉及一种保证LTE QoS的方法、路由器及系统。

背景技术

随着移动通信技术的高速发展，移动通信技术已经被应用到各个领域，路由器也越来越多的与移动通信技术相结合，充分发挥了移动通信的灵活性。长期演进计划（long term evolution，简称LTE）是第三代伙伴计划（the 3rd generation partnership project，3GPP）近年来研发的由3G向4G过渡的技术，能够在20兆赫兹（MHz）频谱带宽能够提供下行100兆比特每秒（Mbps）、上行50Mbps的峰值速率，3GPP设计了严格的LTE服务质量（quality of service，简称QoS）保障机制，保证数据业务和语音业务的服务质量。在LTE演进型分组系统（evolved packet system，简称EPS）中，通过LTE用户终端（user equipment，简称UE）到分组数据网网关（packet data network gateway，简称P-GW）之间建立EPS承载来实现P-GW对LTE UE的QoS控制。

当LTE UE连接到分组数据网络（packet data network，简称PDN）时，会建立一个EPS缺省承载，这个承载在PDN连接的过程中不会被释放以提供到该PDN的永久性连接，当有额外的业务需求，如虚拟专用网络(Virtual Private Network,简称VPN)、语音业务时，会建立专用承载，LTE UE和P-GW可以通过TFT（traffic flow template）来将业务数据流映射到EPS Bearer。

EPS承载具有QoS属性，包括QoS级别标识符（QoS class identifier，简称QCI）、分配与保持优先级（allocation and retention priority，简称ARP）、保证比特率（guaranteed bit rate，简称GBR）的承载、最大比特速率（maximum bit rate，MBR）、UE的集合最大比特速率（aggregate maximum bit rate，简称AMBR）UE-AMBR和接入点名称（access point name，简称APN）的集合最大比特速率APN-AMBR。EPS承载按照所支持的业务类型，可以分为两类：GBR承载和无（Non）-GBR承载；而不论是GBR承载还是Non-GBR承载，所含的参数有QCI和ARP；AMBR，用于对Non-GBR承载的管理，基于APN进行汇聚时，单个LTE UE在单个APN下的多个承载可以共用APN-AMBR，由P-GW和LTEUE共同实现。基于LTE UE进行汇聚时，单个LTE UE下的所有承载可以共用UE-AMBR，由演进型节点B（evolved node B，简称eNodeB）实现。

在LTE中，由于LTE UE的空中接口带宽受到接入用户数的限制，还受到空口带宽的影响，因此LTE UE的空中接口部分的带宽和QoS参数是会动态变化的，而通常路由器和LTE UE是分开的两个网元，路由器的接口参数如物理带宽等，通常是固定或配置的，因此路由器和LTE UE之间的接口将面临一个问题，即路由器的端口参数是固定或配置的，路由器无法依据LTE UE的QoS调整端口参数，导致路由器与LTE UE之间的接口的QoS无法保障。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种保证LTE QoS的方法，旨在解决现有技术中的技术方案路由器与LTE UE之间的接口的QoS无法保障的问题。

第一方面，本发明提供一种保证长期演进计划LTE服务质量QoS的方法，包括：

路由器与LTE用户设备UE建立QoS的扩展协议QEP逻辑连接，接收LTEUE发送的所述LTE UE通信接口的QoS参数；

路由器根据所述LTE UE通信接口的QoS参数调整所述路由器的通信接口的QoS参数以保证所述路由器与LTE UE业务的服务质量。

在第一方面的第一种可能实现方式中，所述QoS参数具体包括：

接口带宽，指定业务流模板，指令业务保证比特率，指定业务最大比特率，指定业务集合最大比特率中的一种或多种的组合。

结合第一方面或第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述路由器与LTE UE建立服务质量的扩展协议QEP逻辑连接的建立方式具体包括：

路由器接收LTE UE发送的建立请求消息；

当接收到该建立请求消息后，路由器确定具备建立QEP逻辑连接的条件时，向LTE UE返回建立请求消息的建立确认消息，路由器与LTE UE建立QEP逻辑连接。

结合第一方面或第一方面的任一种可能实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述路由器根据所述LTE UE通信接口的QoS参数调整所述路由器的通信接口的QoS参数之后还包括：

路由器接收LTE UE发送的新增业务流的QoS参数，路由器判断出所述新增业务流为独占带宽的业务流时，路由器依据所述新增业务流的QoS参数从给所述LTE UE的总带宽中为所述新增业务流分配独占带宽以满足所述新增业务流的服务质量。

第二方面，本发明提供一种路由器，包括：

逻辑建立单元，用于与用户设备长期演进计划LTE用户设备UE建立服务质量QoS的扩展协议QEP逻辑连接；

接收单元，用于在所述逻辑建立单元建立QEP逻辑连接后，接收LTE UE发送的所述LTE UE通信接口的QoS参数；

调整单元，用于根据所述接收单元接收的所述LTE UE通信接口的QoS参数调整路由器的通信接口的QoS参数以保证所述路由器与LTE UE业务的服务质量。

在第二方面的第一种可能实现方式中，所述QoS参数具体包括：

结合第二方面或第二方面的第一种可能实现方式，在第二方面的第二种可能实现方式中，所述逻辑建立单元具体用于：接收所述LTE UE发送的建立请求消息，当确定具备建立QEP逻辑连接的条件时，向所述LTE UE返回建立请求消息的建立确认消息，建立与所述LTE UE的所述QEP逻辑连接。

结合第二方面或第二方面的任一种可能实现方式，在第二方面的第二种可能实现方式中，所述路由器还包括：

新业务调整单元，用于接收LTE UE发送的新增业务流的QoS参数，当判断出所述新增业务流为独占带宽的业务流时，依据所述新增业务流的QoS参数从给所述LTE UE的总带宽中为所述新增业务流分配独占带宽以满足所述新增业务流的服务质量。

第三方面，提供一种保证长期演进计划LTE服务质量QoS的系统，所述系统包括：LTE用户设备UE和路由器；

所述LTE UE用于在与所述路由器建立QoS的扩展协议QEP逻辑连接后，向所述路由器发送所述LTE UE通信接口的QoS参数；

所述路由器，用于根据所述LTE UE通信接口的QoS参数调整所述路由器的通信接口的QoS参数以保证所述路由器与所述LTE UE业务的服务质量。

结在第三方面的一种可能实现方式中，所述LTE UE还用于，当有新增业务流时，向所述路由器发送所述新增业务流的QoS参数；所述路由器，还用于当判断出所述新增业务流为独占带宽的业务流时，依据所述新增业务流的QoS参数从给所述LTE UE的总带宽中为所述新增业务流分配独占带宽以满足所述新增业务流的服务质量。

本发明实施例与现有技术相比，有益效果在于：路由器在建立QEP逻辑连接后，接收LTE UE发送的LTE UE通信接口的QoS参数，这样在调整路由器的通信接口参数时，就可以参考LTE UE通信接口的QoS参数来调整路由器的通信接口的参数以满足路由器与LTE UE的业务的服务质量，这样就保证了路由器的通信接口与LTE UE的通信接口的QoS的一致性，实现路由器与LTE UE之间接口QoS的有效管理，提高了路由器与LTE UE业务的服务质量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的双路由器网络拓扑结构图；

图2是发明具体实施方式提供一种保证LTE QoS方法的流程图；

图3是发明具体实施方式提供的QEP控制消息的格式示意图；

图4是本发明实施例提供的PPP QEP报文的格式示意图；

图5是本发明实施例提供的路由器的结构图；

图6是本发明具体实施方式提供的路由器的硬件结构图；

图7为本发明具体实施例提供的保证LTE QoS系统的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明具体实施方式提供的技术方案可以在如下技术场景下实现，例如，可以为一个路由器管辖一个LTE UE，当然也可以为多个路由器共享一个LTEUE。如图1所示，为两个路由器共享LTE UE的场景示意图，其中，路由器1接收LTE UE发送的LTE UE与路由器1的通信接口的QoS参数，然后路由器1依据该QoS参数调整路由器1的通信接口的参数；当然，此时LTE UE还可以与路由器2进行通信，所以LTE UE还向路由器2发送LTE UE与路由器2的通信接口的QoS参数，此时路由器2根据该QoS参数调整路由器2的通信接口的参数。需要说明的是，路由器1和路由器2调整通信接口的参数是独立完成的。

本发明具体实施方式提供一种保证LTE QoS的方法，该方法如图2所示，由路由器执行，上述路由器包括家庭网关、语音网关、企业网关等等，这里指所有具备路由功能的网络设备，该方法包括：

11、路由器与LTE UE建立服务质量的扩展协议（QoS Extend Protocol，QEP）逻辑连接；

12、所述路由器接收所述LTE UE发送的所述LTE UE的通信接口的QoS参数；

该QoS参数可以为：接口带宽,指定业务流模板，指令业务保证比特率,指定业务最大比特率,指定业务集合最大比特率中的一种或多种的组合。

需要说明的是，上述LTE UE的通信接口具体可以为：在LTE UE中与路由器建立连接的接口。

13、所述路由器根据所述LTE UE通信接口的QoS参数调整所述路由器的通信接口的QoS参数以保证所述路由器与所述LTE UE的业务的服务质量。

上述路由器的通信接口具体可以为：在路由器中与LTE UE建立连接的接口；

本发明具体实施方式提供的方法，路由器在建立QEP逻辑连接后，接收LTE UE发送的LTE UE通信接口的QoS参数，这样在调整路由器的通信接口参数时，就可以参考LTE UE通信接口的QoS参数来调整路由器的通信接口的参数以满足路由器与LTE UE的业务的服务质量，这样就保证了路由器的通信接口与LTE UE的通信接口的QoS的一致性，实现路由器与LTE UE之间接口QoS的有效管理，提高了路由器与LTE UE业务的服务质量。

可选的，所述QoS参数包括但不限于接口带宽、指定业务流模板，指令业务保证比特率、指定业务最大比特率或指定业务集合最大比特率等。

可选的，上述方法在13之后，还可以包括：当LTE UE有新增业务流时，所述路由器接收LTE UE发送的新增业务流的QoS参数，当判断出该新增业务流为独占带宽的业务流时，所述路由器依据所述新增业务流的QoS参数从给所述LTE UE的总带宽中为所述新增业务流分配独占带宽以满足所述新增业务流的服务质量。例如LTE UE新增语音业务流时，LTE UE向所述路由器发送该新增的语音业务流的QoS参数；路由器接收LTE UE发送的语音业务流的QoS参数，路由器依据该语音业务流的QoS参数从给该述LTE UE的总带宽中为该语音业务流分配独占带宽以保证该语音业务流的QoS参数。上述路由器判断新增业务流是否为独占带宽的业务流的实现方式可以为：路由器依据新增业务流的类型来判断该新增业务流是否为独占带宽的业务流，例如，当新增业务流的类型为语音时，确定其为独占带宽的业务流，当新增业务流的类型为数据时，确定其为非独占带宽的业务流。例如:上述语音业务流的QoS参数为64Kbps，表示上述语音业务流需要64Kbps带宽才能够保证，则路由器为语音业务流分配带宽64Kbps，并将该语音业务流的带宽固定为64Kbps，带宽固定为64Kbps的含义可以为：保证语言业务流单独使用64Kbps带宽，其他业务流使用路由器给LTE UE的总带宽中的其他带宽，例如数据业务流等使用路由器给LTE UE的总带宽减去分配给语音业务流单独使用的64Kbps带宽所剩下的带宽。

可选的，上述QoS参数可以以类型长度值（type length value，简称TLV）形式携带。

具体的，当QoS参数为接口带宽时，上述13的具体可以为：

路由器将本地通信接口带宽调整为LTE UE通信接口带宽以满足路由器与LTE UE的业务的服务质量。

可选的，上述路由器与LTE UE建立QEP逻辑连接的建立方式具体可以为：

路由器接收该LTE UE发送的建立请求消息；

当确定具备建立QEP逻辑连接的条件时，路由器向该LTE UE返回建立请求消息的建立确认消息，与该LTE UE建立所述QEP逻辑连接。

上述具备建立QEP逻辑连接的条件具体可以为：路由器和LTE UE具有QEP协商能力。

可选的，上述方法在13之后还可以包括：

当不需要更新接口的参数时，路由器向LTE UE发送终止请求报文，请求终止QEP连接。具体的，不需要更新接口的参数的情况包括：LTE UE已经不在LTE网络或更换其他的网络，当然也可以为其他的情况。

可选的，QEP可以承载在以太网上，当然也可以承载在其他网络上，例如点到点协议（point to point protocol，简称PPP）网络，当承载在以太网时，QoS参数可以携带在QEP控制消息内，QEP控制消息的格式如图3所示；上述QoS参数也可以携带在其他形式的报文内，当承载在PPP网络时，QoS参数可以携带在PPP QEP报文内，PPP QEP报文的格式如图4所示，本发明对报文的具体形式不作限定。

具体的，如图3所示，QEP控制消息的格式的定义如下：

类型（Type）:QEP承载在其它协议上时，用来标识为QEP报文的协议类型，该字段的长度依赖具体的承载协议而定。如QEP承载在以太网时，以太网可以定义暂未使用的协议类型，例如0x8899，代表QEP报文。如QEP承载在互联网协议（Internet protocol，简称IP）网络时，TYPE可以使用IP头中的协议字段，对于传输控制协议（transmission control protocol，简称TCP）或用户数据报协议（user datagramprotocol，简称UDP）可以使用指定目的端口号。

长度（Length）：2字节，消息的总长度。

UE标志（Flag）：1字节，标识是否是LTE UE,1标识LTE UE发出的消息，0标识Router发出的消息，当然也可以为0标识LTE UE发出的消息，1标识Router发出的消息。

消息类型（Message Type）:1字节，消息类型，包括建立、更新、心跳、断开等。

代码（Code）：1字节，消息码，包括请求，确认，拒绝。

标识（Identifer，简称：ID）：1字节，标识消息，每次加1。

接入点名称标识（APN ID）：1字节，APN标识，标识本次属于的APN，特殊的0xFF标识所有的APN。

类型长度值（TLV）：用来携带具体的QoS参数：包括接口带宽，TFT、GBR、MBR、LTE UE-AMBR和APN-AMBR等。

如图4所示，PPP QEP报文的格式定义如下：

需要说明的是，QoS参数通过PPP QEP报文的选项（option）字段携带；PPP QEP报文的代码（code）字段标识这是一个QEP请求消息，例如0x0020，或QEP确认消息，例如0x0021，PPP QEP其他字段的定义可以参见如图2所示的QEP控制消息的定义。

本发明具体实施方式还提供一种路由器，该路由器如图5所示，包括：逻辑建立单元51、接收单元52和调整单元53

逻辑建立单元51，用于与长期演进计划LTE用户设备UE建立服务质量QoS的扩展协议QEP逻辑连接；

接收单元52，用于在逻辑建立单元51建立QEP逻辑连接后，接收LTE UE发送的该LTE UE通信接口的QoS参数；

调整单元53，用于根据接收单元52接收的该LTE UE通信接口的QoS参数调整路由器的通信接口的QoS参数以保证路由器与LTE UE的业务的服务质量。

本发明具体实施方式提供的路由器在建立QEP逻辑连接后，接收LTE UE发送的LTE UE通信接口的QoS参数，这样在调整路由器的通信接口参数时，就可以参考LTE UE通信接口的QoS参数来调整路由器的通信接口的参数以保证路由器与LTE UE的业务的服务质量，实现路由器与LTE UE之间接口QoS的有效管理，提高了路由器与LTE UE业务的服务质量。

可选的，上述QoS参数具体包括：

可选的，调整单元53进一步用于，当所述QoS参数为接口带宽时，将本地通信接口带宽调整为LTE UE通信接口带宽。

可选的，上述逻辑建立单元51具体用于：接收LTE UE发送的建立请求消息，当确定具备建立QEP逻辑连接的条件时，向该LTE UE返回建立请求消息的建立确认消息后，建立与该LTE UE的该QEP逻辑连接。

可选的，新业务调整单元54，用于接收LTE UE发送的新增业务流的QoS参数，当判断出该新增业务流为独占带宽的业务流时，依据所述新增业务流的QoS参数从给该LTE UE的总带宽中为所述新增业务流分配独占带宽以满足所述新增业务流的服务质量。

本发明具体实施方式还提供一种路由器，该路由器如图6所示，包括：

处理器601、存储器602、通信接口603和总线604。

处理器601、存储器602、通信接口603通过总线604相互连接；总线604可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

上述的处理器601可以是通用处理器，包括中央处理器（central processing unit，简称CPU）、网络处理器（network processor，简称NP）等；还可以是数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现成可编程门阵列（FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

存储器602，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器602可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。

通信接口603，用于接收或发送数据。该数据具体可以为：QoS参数、报文或消息等。具体地，该通信接口603可以为网卡，例如路由器在以太网下运行时，该通信接口603可以为以太网网卡；当然在路由器在其他网络下运行时，该通信接口603也可以为其他形式的网卡。

处理器601执行存储器602所存放的程序，用于与LTE UE建立服务质量QoS的扩展协议QEP逻辑连接；

通信接口603，用于在所述逻辑建立单元建立QEP逻辑连接后，接收LTEUE发送的所述LTE UE通信接口的QoS参数；

处理器601，用于根据所述LTE UE通信接口的QoS参数调整路由器的通信接口的QoS参数以保证所述路由器与LTE UE业务的服务质量。

可选的，上述通信接口603，还用于接收LTE UE发送的建立请求消息；处理器601当确定通信接口603接收到LTE UE发送的建立请求消息，确定具备建立服务质量的扩展协议QEP逻辑连接的条件后，控制通信接口603向LTEUE返回建立请求消息的建立确认消息，建立与LTE UE的QEP逻辑连接。

本发明具体实施方式提供的路由器在建立QEP逻辑连接后，接收LTE UE发送的LTE UE通信接口的QoS参数，这样在调整路由器的通信接口参数时，就可以参考LTE UE通信接口的QoS参数来调整路由器的通信接口的参数以以保证路由器与LTE UE的业务的服务质量，实现路由器与LTE UE之间接口QoS的有效管理，提高了路由器与LTE UE业务的服务质量。

本发明具体实施方式还提供一种保证LTE QoS的系统，该系统如图7所示，包括：LTE用户设备UE 71和路由器72；

LTE UE 71用于在与路由器72建立QoS的扩展协议QEP逻辑连接后，LTEUE 71向路由器72发送所述LTE UE通信接口的QoS参数；

路由器72，用于根据所述LTE UE通信接口的QoS参数调整所述路由器的通信接口的QoS参数以保证所述路由器与所述LTE UE业务的服务质量。

可选的，LTE UE71还用于，当有新增业务流时，向路由器72发送该新增业务流的QoS参数，路由器72，还用于判断出该新增业务流为独占带宽的业务流时，依据所述新增业务流的QoS参数从给所述LTE UE的总带宽中为所述新增业务流分配独占带宽以满足所述新增业务流的服务质量。

可选的，上述路由器72可以为多个，图7仅仅以1个为例)。

值得注意的是，上述实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种保证长期演进计划LTE服务质量QoS的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述QoS参数具体包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述路由器与LTE UE建立服务质量的扩展协议QEP逻辑连接的建立方式具体包括：

路由器接收LTE UE发送的建立请求消息；

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述路由器根据所述LTE UE通信接口的QoS参数调整所述路由器的通信接口的QoS参数之后还包括：

5.一种路由器，其特征在于，所述路由器包括：

6.根据权利要求5所述的路由器，其特征在于，所述QoS参数具体包括：

7.根据权利要求5或6所述的路由器，其特征在于，所述逻辑建立单元具体用于：接收所述LTE UE发送的建立请求消息，当确定具备建立QEP逻辑连接的条件时，向所述LTE UE返回建立请求消息的建立确认消息，建立与所述LTE UE的所述QEP逻辑连接。

8.根据权利要求5至7任一项所述的路由器，其特征在于，所述路由器还包括：

9.一种保证长期演进计划LTE服务质量QoS的系统，其特征在于，所述系统包括：LTE用户设备UE和路由器；

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述LTE UE还用于，当有新增业务流时，向所述路由器发送所述新增业务流的QoS参数；所述路由器，还用于当判断出所述新增业务流为独占带宽的业务流时，依据所述新增业务流的QoS参数从给所述LTE UE的总带宽中为所述新增业务流分配独占带宽以满足所述新增业务流的服务质量。