CN104468481A - 一种实现媒体QoS承载资源控制的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现媒体QoS承载资源控制的方法及系统，该方法包括：在会话发起时，代理呼叫会话控制功能网元根据该会话所需媒体的会话描述协议SDP协商状态生成认证授权请求消息，发送给策略计费规则功能网元；策略计费规则功能网元根据认证授权请求消息中媒体的SDP协商状态决定是否通知策略计费执行功能网元对相应媒体进行资源预留和授权。该系统包括：代理呼叫会话控制功能网元、策略计费规则功能网元和策略计费执行功能网元。本发明通过在认证授权请求消息准确识别媒体的协商状态，可以在同时存在普通媒体的SDP信息和早媒体的SDP信息时，准确识别各媒体的SDP协商状态，减少网络系统中消息流量的额外开销。

Description

一种实现媒体QoS承载资源控制的方法及装置

技术领域

本发明涉及IMS（IP Multimedia Core Network Subsystem，IP多媒体子系统）技术领域，尤其涉及一种实现媒体QoS（Quality of Service，服务质量）承载资源控制的方法及装置。

背景技术

在传统的PSTN（Public Switched Telephone Network，公共交换电话网络）中，一直很重视QoS，由于传统传送的业务比较单一，网络的运营区域也比较单一，因此只需要对传送层保证一定的QoS就可以了。而在NGN（NextGeneration Network，下一代网络）中传送的码流可以是低速、高时延的非实时的数据，可以是高速、低时延的多媒体流，也可以是这些实时非实时的数据流的并存，这些不同媒体的数据流要求NGN中对于端到端的QoS有更严格的要求。

IMS作为NGN的重要演进，提供了网络QoS保障。IMS中实现QoS的Rx参考点系统参考框架如图1所示，整个构架包括UE（User Equipment，用户设备）、P-CSCF（Proxy Call Session Control Function，代理呼叫会话控制功能）网元、PCRF（Policy and Charging Rule Function，策略计费规则功能）网元、S-CSCF（Serving Call Session Control Function，服务呼叫会话控制功能）网元、PCEF（Policy and Charging Enforcement Function，策略计费执行功能）网元，另外在会话过程中还涉及IBCF（Interconnection Border Control Function，互连边界控制功能）网元、I-CSCF（Interrogating Call Session Control Function，查询呼叫会话控制功能）网元、MGCF（Media Gateway Control Function，媒体网关控制功能）网元等功能实体。

根据协议3GPP29.214的描述，在IMS中通过Rx参考点实现PCC（Policy andCharging Control，策略和计费控制），在IMS中一般为P-CSCF网元的AF（Application Function，应用功能）向PCRF网元提供携带会话信息的SIP信令，而按照协议3GPP29.213描述，从会话SIP（Session Initiation Protocol，会话启动协议）信令中的SDP（Session Description Protocol，会话描述协议）部分，通常包括普通媒体session的SDP信息，映射为Diameter AAR请求消息中的相关流信息Service-Info-Status-AVP，对应的信息为PCRF网元控制的媒体流信息，PCRF网元根据媒体流信息绑定会话，生成PCC规则经过Gx接口下发给PCEF网元进行资源的预留和授权。对于会话建立前的早媒体信息，即SIP信令携带的标示为“early session”的SDP信息，同样需要进行承载资源控制。

当前协议中，同时存在session和early session时，P-CSCF网元需要与PCRF网元进行两次交互，分别对session和early session的媒体进行资源控制，一方面，引起网络系统中消息流量的额外开销。另一方面，由于对session和earlysession的资源要求通过分别发送Diameter AAR请求消息携带给PCRF/PCEF网元，那么IP-CAN网络（具体包括UE和PCRF）对资源申请也是逐一进行，也就意味着，当IP-CAN网络对先申请的资源进行预留和分配，当后续再申请的资源不足时，需要再收回之前的资源。例如，先对session要求的带宽分配，并返回了成功，再对early session要求的带宽进行分配，才发现总的带宽超出了网络的能力，才返回失败信息而终止资源QoS的流程。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种实现媒体QoS承载资源控制的方法及系统，准确识别各媒体的SDP协商状态，可以在同时存在普通媒体session和早媒体early session的情况下，减少网络系统中消息流量的额外开销。

本发明采用的技术方案是，所述实现媒体QoS承载资源控制的方法，包括：

在会话发起时，代理呼叫会话控制功能网元根据该会话所需媒体的会话描述协议SDP协商状态生成认证授权请求消息，发送给策略计费规则功能网元；

策略计费规则功能网元根据认证授权请求消息中媒体的SDP协商状态决定是否通知策略计费执行功能网元对相应媒体进行资源预留和授权。

进一步的，所述代理呼叫会话控制功能网元根据媒体的SDP协商状态生成认证授权请求消息，具体包括：

代理呼叫会话控制功能网元在主叫侧和被叫侧进行SDP协商之后，采用认证授权请求消息的媒体部件层面的参数对每一种媒体分别标识协商状态，进而生成包含媒体的SDP协商状态的认证授权请求消息。

进一步的，所述策略计费规则功能网元根据认证授权请求消息中媒体的SDP协商状态决定是否通知策略计费执行功能网元对相应媒体进行资源预留和授权，具体包括：

策略计费规则功能网元基于认证授权请求消息中媒体的SDP协商状态，通知策略计费执行功能网元对已协商过的媒体进行资源预留和授权。

进一步的，所述方法还包括：

策略计费执行功能网元为媒体进行资源预留和授权时，若总的资源需求超过了系统的能力，则资源分配和授权失败。

进一步的，所述媒体包括：早媒体和/或普通媒体；

所述认证授权请求消息的媒体部件层面的参数为：从认证授权请求消息的消息层面修改到媒体部件层面的Service-Info-Status-AVP参数，或者在认证授权请求消息的媒体部件层面自定义的参数。

本发明还提供一种实现媒体QoS承载资源控制的系统，包括：

代理呼叫会话控制功能网元，用于在会话发起时，根据该会话所需媒体的会话描述协议SDP协商状态生成认证授权请求消息，发送给策略计费规则功能网元；

策略计费规则功能网元，用于根据认证授权请求消息中媒体的SDP协商状态决定是否通知策略计费执行功能网元对相应媒体进行资源预留和授权；

策略计费执行功能网元，用于接受策略计费规则功能网元的通知，对相应媒体进行资源预留和授权。

进一步的，所述代理呼叫会话控制功能网元，具体用于：

在主叫侧和被叫侧进行SDP协商之后，采用认证授权请求消息的媒体部件层面的参数对每一种媒体分别标识协商状态，进而生成包含媒体的SDP协商状态的认证授权请求消息。

进一步的，所述策略计费规则功能网元，具体用于：

基于认证授权请求消息中媒体的SDP协商状态，通知策略计费执行功能网元对已协商过的媒体进行资源预留和授权。

进一步的，所述策略计费执行功能网元，具体用于：

为媒体进行资源预留和授权时，若总的资源需求超过了系统的能力，则资源分配和授权失败。

进一步的，所述媒体包括：早媒体和/或普通媒体；

所述认证授权请求消息的媒体部件层面的参数为：从认证授权请求消息的消息层面修改到媒体部件层面的Service-Info-Status-AVP参数，或者在认证授权请求消息的媒体部件层面自定义的参数。

采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

本发明所述实现媒体QoS承载资源控制的方法及系统，通过在认证授权请求消息准确识别媒体的协商状态，可以在同时存在普通媒体和早媒体时，代理呼叫会话控制功能网元通过同一个认证授权请求消息也能实现媒体和早媒体QoS承载资源预留和授权管理，减少了网元与网元之间的信令，同时尽快对资源情况做出反馈，优化了协议流程。

附图说明

图1为现有技术中IMS实现QoS的Rx参考点系统参考框架示意图；

图2为本发明第一实施例的实现媒体QoS承载资源控制的方法流程图；

图3为本发明应用实例的主叫侧承载资源控制的流程图；

图4为本发明应用实例的被叫侧承载资源控制的流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。

本发明第一实施例，一种实现媒体QoS承载资源控制的方法，如图2所示，包括以下具体步骤：

步骤S101，在会话发起时，主叫侧与被叫侧进行SDP协商，针对任一侧的媒体QoS承载资源控制，可以分别执行下面的步骤S102～S103。该媒体包括：早媒体early session和/或普通媒体session。

步骤S102，P-CSCF根据该会话所需媒体的SDP协商状态生成认证授权请求消息即Diameter AAR消息，发送给PCRF。

具体的，P-CSCF在主叫侧和被叫侧进行SDP协商之后，采用认证授权请求消息的媒体部件层面的参数对每一种媒体分别标识协商状态，进而生成包含媒体的SDP协商状态的Diameter AAR消息。

本实施例中，Diameter AAR消息的媒体部件层面的参数可以为：从DiameterAAR消息的消息层面修改到媒体部件层面的Service-Info-Status-AVP参数，或者在Diameter AAR消息的媒体部件层面自定义的参数。

步骤S103，PCRF根据Diameter AAR消息中媒体的SDP协商状态决定是否通知PCEF对相应媒体进行资源预留和授权。

具体的，PCRF根据Diameter AAR消息绑定会话，基于认证授权请求消息中媒体的SDP协商状态，对已协商过的媒体生成相应的PCC规则推送给PCEF，通知PCEF对已协商过的媒体进行资源预留和授权。由于PCC规则的生成是在媒体资源分配授权过程中由协议规定的公知技术，故此处不详述。

步骤S104，PCEF针对已协商过的媒体，按照PCC规则以及媒体部件所描述的信息直接分配和授权各媒体需要的资源，若总的资源需求超过了系统的能力，则资源分配和授权失败。

具体的，early session和session均会有相应的媒体部件，比如文本、视频、音频等，各媒体部件又具备相应的描述信息，比如对带宽资源等的要求。

步骤S105，在PCEF对已协商过的媒体执行资源分配和授权操作之后，PCRF向P-CSCF返回承载认证响应消息即Diameter AAA消息，其中携带资源分配和授权是否成功的结果。

本发明第二实施例，与第一实施例的所述实现媒体QoS承载资源控制的方法对应，本实施例提供一种实现媒体QoS承载资源控制的系统，包括以下组成部分：代理呼叫会话控制功能网元P-CSCF、策略计费规则功能网元PCRF和策略计费执行功能网元PCEF；

在会话发起时，主叫侧与被叫侧进行SDP协商，针对任一侧的媒体QoS承载资源控制，该系统的各组成部分执行下面的功能：

1）P-CSCF，用于在会话发起时，根据该会话所需媒体的SDP协商状态生成认证授权请求消息即Diameter AAR消息，发送给PCRF；该媒体包括：早媒体early session和/或普通媒体session。

具体的，P-CSCF在主叫侧和被叫侧进行SDP协商之后，采用Diameter AAR消息的媒体部件层面的参数对每一种媒体分别标识协商状态，进而生成包含媒体的SDP协商状态的Diameter AAR消息。

本实施例中，Diameter AAR消息的媒体部件层面的参数可以为：从DiameterAAR消息的消息层面修改到媒体部件层面的Service-Info-Status-AVP参数，或者在Diameter AAR消息的媒体部件层面自定义的参数。

2）PCRF，用于根据Diameter AAR消息中媒体的SDP协商状态决定是否通知PCEF对相应媒体进行资源预留和授权。

具体的，PCRF根据Diameter AAR消息绑定会话，基于认证授权请求消息中媒体的SDP协商状态，对已协商过的媒体生成相应的PCC规则推送给PCEF，通知PCEF对已协商过的媒体进行资源预留和授权。由于PCC规则的生成是在媒体资源分配授权过程中由协议规定的公知技术，故此处不详述。

进一步的，在PCEF对已协商过的媒体执行资源分配和授权操作之后，PCRF还要向P-CSCF返回承载认证响应消息即Diameter AAA消息，其中携带资源分配和授权是否成功的结果。

3）PCEF，用于接受策略计费规则功能网元的通知，对相应媒体进行资源预留和授权。

具体的，PCEF针对已协商过的媒体，按照PCC规则以及媒体部件所描述的信息直接分配和授权各媒体需要的资源，若总的资源需求超过了系统的能力，则资源分配和授权失败。

下面在本发明上述实施例的基础上，结合附图3～4介绍一个本发明的应用实例，图3为主叫侧用户设备的承载资源控制流程，如下：

步骤S301，主叫侧UE发起呼叫流程，其SIP信令中包含SDP offer信息。

步骤S302，P-CSCF收到呼叫时，将SDP offer信息映射为下行链接信息。

步骤S303，P-CSCF转发呼叫请求消息到S-CSCF，由S-CSCF发往被叫。

步骤S304，S-CSCF将被叫侧的响应消息转发到P-CSCF，包含SDP answer信息。

步骤S305，P-CSCF收到呼叫时，将SDP answer信息映射为上行链接信息。

步骤S306，P-CSCF先将根据session的SDP信息生成的Diameter AAR消息中相应session的媒体部件，其中媒体部件标号从1开始，媒体部件中增加一个根据session的SDP协商状态来设置的参数Service-Info-Status-AVP，一般SDP协商状态为answer时设置为FINAL SERVICE INFORMATION。同时根据early session的SDP信息生成的Diameter AAR请求消息中相应early session的媒体部件，其中媒体部件标号从1001开始，媒体部件中增加一个根据earlysession的SDP协商状态来设置的参数Service-Info-Status-AVP，一般answer时设置为FINAL SERVICE INFORMATION，发送到PCRF网元请求资源授权。

步骤S307，PCRF根据Diameter AAR消息中的信息绑定会话，生成PCC规则，并仅对媒体部件中Service-Info-Status-AVP为FINAL SERVICEINFORMATION的媒体，通知PCEF进行资源预留和授权。

步骤S308，PCRF向PCEF推送PCC规则，而PCEF根据PCC规则，对申请的资源不再区分session和early session，而只是按照媒体部件描述的信息直接分配和授权各媒体需要的资源。

步骤S309，PCRF根据PCEF进行资源控制的结果通过Diameter AAA响应消息发送到P-CSCF。

步骤S310，P-CSCF转发会话响应消息到主叫侧UE。

相应的，图4为被叫侧用户设备的承载资源控制流程，由于其步骤S401～S410与上述主叫侧的承载资源控制流程类似，故不再详细描述。

为减少系统消息流量的开销，可以将session和early session的业务信息通过一次Diameter消息交互携带给PCRF。但如果简单的将session和earlysession的业务信息通过一个Diameter AAR消息传递给PCRF网元，可能存在session与early session的SDP协商状态不一致的情况，例如当前session SDP的状态为answer而early session的状态为offer，此时Diameter AAR请求消息层面的Service-Info-Status-AVP显然无法准确标识协商状态。而本发明实施例的实现媒体QoS承载资源控制的方法及系统，应用于存在早媒体的承载资源控制的呼叫过程，由用户设备拜访网络的P-CSCF将早媒体和普通媒体的业务信息通过同一个Diameter AAR消息携带给PCRF，统一生成PCC规则，由PCEF对需要的资源仅需要进行一次预留和授权，达到IP多媒体子系统QoS承载资源控制的目的，减少了PCC结构中各网元之间的消息交互，优化了协议描述的流程，使存在早媒体时进行的承载资源控制流程对系统的性能影响减少，增加网络的处理能力。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims (10)

1.一种实现媒体服务质量QoS承载资源控制的方法，其特征在于，包括：

在会话发起时，代理呼叫会话控制功能网元根据该会话所需媒体的会话描述协议SDP协商状态生成认证授权请求消息，发送给策略计费规则功能网元；

策略计费规则功能网元根据认证授权请求消息中媒体的SDP协商状态决定是否通知策略计费执行功能网元对相应媒体进行资源预留和授权。

2.根据权利要求1所述的实现媒体QoS承载资源控制的方法，其特征在于，所述代理呼叫会话控制功能网元根据媒体的SDP协商状态生成认证授权请求消息，具体包括：

代理呼叫会话控制功能网元在主叫侧和被叫侧进行SDP协商之后，采用认证授权请求消息的媒体部件层面的参数对每一种媒体分别标识协商状态，进而生成包含媒体的SDP协商状态的认证授权请求消息。

3.根据权利要求1所述的实现媒体QoS承载资源控制的方法，其特征在于，所述策略计费规则功能网元根据认证授权请求消息中媒体的SDP协商状态决定是否通知策略计费执行功能网元对相应媒体进行资源预留和授权，具体包括：

策略计费规则功能网元基于认证授权请求消息中媒体的SDP协商状态，通知策略计费执行功能网元对已协商过的媒体进行资源预留和授权。

4.根据权利要求1所述的实现媒体QoS承载资源控制的方法，其特征在于，所述方法还包括：

策略计费执行功能网元为媒体进行资源预留和授权时，若总的资源需求超过了系统的能力，则资源分配和授权失败。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的实现媒体QoS承载资源控制的方法，其特征在于，所述媒体包括：早媒体和/或普通媒体；

所述认证授权请求消息的媒体部件层面的参数为：从认证授权请求消息的消息层面修改到媒体部件层面的Service-Info-Status-AVP参数，或者在认证授权请求消息的媒体部件层面自定义的参数。

6.一种实现媒体QoS承载资源控制的系统，其特征在于，包括：

代理呼叫会话控制功能网元，用于在会话发起时，根据该会话所需媒体的会话描述协议SDP协商状态生成认证授权请求消息，发送给策略计费规则功能网元；

策略计费规则功能网元，用于根据认证授权请求消息中媒体的SDP协商状态决定是否通知策略计费执行功能网元对相应媒体进行资源预留和授权；

策略计费执行功能网元，用于接受策略计费规则功能网元的通知，对相应媒体进行资源预留和授权。

7.根据权利要求6所述的实现媒体QoS承载资源控制的系统，其特征在于，所述代理呼叫会话控制功能网元，具体用于：

在主叫侧和被叫侧进行SDP协商之后，采用认证授权请求消息的媒体部件层面的参数对每一种媒体分别标识协商状态，进而生成包含媒体的SDP协商状态的认证授权请求消息。

8.根据权利要求6所述的实现媒体QoS承载资源控制的系统，其特征在于，所述策略计费规则功能网元，具体用于：

基于认证授权请求消息中媒体的SDP协商状态，通知策略计费执行功能网元对已协商过的媒体进行资源预留和授权。

9.根据权利要求6所述的实现媒体QoS承载资源控制的系统，其特征在于，所述策略计费执行功能网元，具体用于：

为媒体进行资源预留和授权时，若总的资源需求超过了系统的能力，则资源分配和授权失败。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的实现媒体QoS承载资源控制的系统，其特征在于，所述媒体包括：早媒体和/或普通媒体；

所述认证授权请求消息的媒体部件层面的参数为：从认证授权请求消息的消息层面修改到媒体部件层面的Service-Info-Status-AVP参数，或者在认证授权请求消息的媒体部件层面自定义的参数。