CN112566164B - 一种通信系统及服务质量控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种通信系统，包括：业务服务器、终端设备、Qos网关和至少包括策略控制功能网元、用户面功能网元和接入网网元的网元节点；所述业务服务器，用于为指定APP提供服务；所述Qos网关，与所述指定的应用程序相对应，用于将自身标识及对应的Qos策略发送给所述策略控制功能网元，并通知所述用户面功能网元对携带Qos网关标识的数据包去除Qos网关标识；所述策略控制功能网元，用于将所述Qos策略发送给所述接入网网元；所述接入网网元，用于接收来自所述指定应用程序发送的携带有所述Qos网关标识的数据包，并将所述数据包基于所述Qos策略发送给所述用户面功能网元；所述用户面功能网元，用于将所述数据包去除Qos网关标识后，发送给所述业务服务器。

Description

一种通信系统及服务质量控制方法

技术领域

本申请涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种通信系统及服务质量控制方法。

背景技术

针对同一个终端设备，如果可以实现应用程序(Application,APP)粒度的服务质量(Quality of Service,Qos)控制，即根据APP的不同，使用运营商所提供的不同等级的Qos服务，能够带来诸多有益效果。以直播服务为例，用户在使用直播类APP时，使用较高质量的Qos服务保证直播效果；当使用浏览器APP浏览网页时，使用较低质量的Qos服务，既可以满足用户需求，也能够有效地节省成本，合理利用通信系统的带宽资源。

相关技术中，APP厂商通过将其所有业务服务器的相关信息上传至运营商，以使运营商根据业务服务器的相关信息，为对应的APP提供设定的QoS策略。但是，这种方法存在明显弊端，一是APP厂商暴露其所有服务器信息存在一定的安全隐患；二是如果APP涉及的业务服务器过多，移动网络下发给终端设备的策略也会太多，导致信令资源的浪费。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种通信系统及服务质量控制方法。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种通信系统，所述通信系统包括：业务服务器、终端设备、Qos网关和移动网络的网元节点，所述网元节点至少包括策略控制功能网元、用户面功能网元和接入网网元；所述业务服务器，用于为所述终端设备的指定应用程序提供服务；所述Qos网关，与所述指定的应用程序对应，用于将自身标识及对应的Qos策略发送给所述策略控制功能网元，并通知所述用户面功能网元对携带Qos网关标识的数据包去除Qos网关标识；所述策略控制功能网元，用于将与所述Qos策略发送给所述接入网网元；所述接入网网元，用于接收来自所述指定应用程序发送的携带有所述Qos网关标识的数据包，并将所述数据包基于所述Qos策略发送给所述用户面功能网元；所述用户面功能网元，用于将所述数据包去除Qos网关标识后，发送给所述业务服务器。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种基于本申请第一方面所述的通信系统的服务质量控制方法，所述方法由Qos网关执行，所述方法包括：将与指定应用程序对应的Qos网关标识和Qos策略发送给策略控制功能网元，并通知用户面功能网元对包含Qos网关标识的数据包去除数据包中的Qos网关标识，以使所述策略功能网元将所述Qos策略发送给接入网网元，接入网网元对接收到的来自指定应用程序的数据包，基于所述Qos策略，发送给用户面功能网元，所述用户面功能网元将所述数据包去除Qos网关标识后，发送给业务服务器。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请的实施例中，通过在移动网络的用户面功能网元和业务服务器之间设置QoS网关，由Qos网关将Qos网关标识和Qos策略发送给移动网络的策略控制功能网元，并通知用户面功能网元对包含Qos网关标识的数据包去除数据包中的Qos网关标识，以使移动网络基于QoS网关标识对指定应用程序的数据包执行相应的QoS策略。通过本申请的方法，能够实现应用程序粒度的服务质量控制，且不需要向运营商暴露应用程序所对应的所有业务服务器信息，能够满足应用程序厂商的安全需求。此外，移动网络只需要基于QoS网关下发QoS策略，能够大大节省信令资源。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是本申请根据一示例性实施例示出的一种通信系统的结构图。

图2是本申请根据一示例性实施例示出的一种服务质量控制方法的流程图。

图3是本申请根据一示例性实施例示出的另一种通信系统的结构图。

图4是本申请根据一示例性实施例示出的一种Qos策略配置交互图。

图5本申请根据一示例性实施例示出的一种Qos策略执行交互图。

图6本申请根据一示例性实施例示出的一种上行数据包的包头变化示意图。

图7本申请根据一示例性实施例示出的一种能够实现基于应用程序粒度的Qos策略控制的5G通信系统示意图。

图8本申请根据一示例性实施例示出的一种电子设备结构图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

Qos控制是通信网络的一种安全机制，是基于各种基础技术，为指定的网络通信提供更好的服务，是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。

如果网络只用于特定的无时间限制的应用系统，例如Web应用、E-mail应用等，则一般情况下，并不需要Qos控制。但是，对于一些多媒体应用、共享应用以及其他关键应用，Qos控制就十分必要。当网络过载或者拥塞时，Qos控制能够基于多种技术，协调网络中不同数据包的传输策略，进而确保重要业务的传输带宽、传送时延、数据的丢包率以及时延抖动等等，保证网络的高效运行。

目前，来自终端设备的上行数据，通常是基于上行数据中的用户标识，以运营商所指定的Qos策略在移动网络中传输的。如果APP厂商想要保证其应用程序上行数据的Qos，则厂商需从运营商处获取一定级别的Qos策略，并将其用户的相关信息上报给运营商。则当所述用户发送上行数据时，基于上行数据中所包含的该用户的信息，所述上行数据能够基于厂商从运营商处所获取的Qos策略在移动网络中传播。

但是，由于运营商是基于APP厂商上报的用户信息对指定APP的数据执行Qos策略传输的，因此，除了指定APP的上行数据，所述用户的其他业务数据也会执行相同的Qos策略，而其他业务数据，例如Web应用、E-mail应用等，可能并不存在以较高级别的Qos策略执行数据传输的必要，进而造成通信系统带宽资源的浪费、加剧系统的阻塞和延时等问题。

相关技术中，为了实现基于APP粒度的Qos控制，APP厂商通过将其所有的业务服务器的相关信息上传至运营商，以使运营商根据业务服务器的相关信息，而非用户信息，为相应APP的数据传输提供设定的Qos策略。但是，这种方法存在明显的缺陷：一是APP厂商暴露其所有服务器信息存在一定的安全隐患；二是如果APP涉及的业务服务器过多，移动网络下发给终端设备的策略也会太多，导致信令资源的浪费。

本申请为了克服相关技术中所存在的上述缺陷，提出了一种通信系统及服务质量控制方法。

如图1所示，是本申请提出的一种通信系统的示例性示意图，所述系统包括：业务服务器101、终端设备102、Qos网关103和移动网络的网元节点，所述网元节点至少包括策略控制功能网元104、用户面功能网元105和接入网网元106。

其中，所述业务服务器101，也称为应用服务器，是一种具有较强运算能力、较快运算速度和较好处理器性能的计算机设备。业务服务器101在网络中为其他客户机(比如个人计算机、智能手机、ATM等终端设备甚至是物联网汽车、火车系统等大型设备)提供计算或者应用服务。在本申请中，所述业务服务器101为所述终端设备102上所运行的指定应用程序提供服务。

所述终端设备102，可以是各种运行有应用程序的电子设备，包括但不局限于蜂窝电话、媒体播放器或其它手持便携式设备、诸如腕表设备、吊坠设备的稍微更小的便携式设备或其它可穿戴或小型化设备、游戏装备、平板计算机、笔记本计算机、台式计算机、电视机、集成于计算机显示器中的计算机或其它的电子装备等等，本申请对此不作限制。

由终端设备102上的指定应用程序发出的数据包，通过至少包括策略控制功能网元104、用户面功能网元105和接入网网元106的移动网络传输至对应的业务服务器101，以实现与应用服务器101的数据交互。

在本申请中，为了实现APP粒度的Qos控制，在所述移动网络和业务服务器101之间，设置Qos网关103。所述Qos网关103与业务服务器101相对应，一个Qos网关可以对应多个业务服务器。在应用服务厂商从运营商处获得一定等级的Qos策略后，所述Qos网关103用于为所述指定的APP配置Qos策略，即将与所述指定应用程序对应的Qos网关标识和Qos策略发送给所述策略控制功能网元104，并通知所述用户面功能网元对携带Qos网关标识的数据去除Qos网关标识。

在本申请中，加入了Qos网关后，业务服务器101所对应的指定应用服务102，通过隧道封装或者代理封装的方式，在数据包头加入所述Qos网关103的标识。所述策略控制功能网元104，将由Qos网关发送的Qos策略发送给所述接入网网元106；在所述接入网网元接收来自所述终端设备102的指定应用程序发送的携带有所述Qos网关标识的数据包后，并基于所述Qos策略将所述数据包发送给用户面功能网元105；所述用户面功能网元105，由于收到了Qos网关的指示，会对所述数据包进行解封装，去除Qos网关标识，得到带有业务服务器101地址的数据包，基于所述业务服务器的地址，将进行解封装的数据包发送至所述业务服务器101，实现对指定应用程序的上行数据的APP粒度的Qos控制。

所述策略控制功能网元104、用户面功能网元105和接入网网元106，可以是5G通信系统中的PCF(Policy Control Function)网元、UPF(User Plane Function)网元和无线接入网网元。当然，本领域技术人员应当理解，所述策略控制功能网元104、用户面功能网元105和接入网网元106还可以是5G通信系统之前版本的通信系统(如4G通信系统等)和之后的演进版的通信系统(如6G通信系统等)中具有对应功能的网元，本申请对此不作限制。

可见，通过本申请上述实施例的通信系统，能够实现应用程序粒度的服务质量控制，且不需要向运营商暴露应用程序所对应的所有业务服务器信息，能够满足应用程序厂商的安全需求。此外，移动网络只需要基于QoS网关下发QoS策略，能够大大节省信令资源。

基于上述实施例所示的通信系统，本申请还提供了一种通信系统的服务质量控制方法，所述方法由图1中所示的Qos网关103执行，如图2所示，所述方法包括：

步骤S201：将与指定应用程序对应的Qos网关标识和Qos策略发送给策略功能控制网元；

步骤S202：通知用户面功能网元对包含Qos网关标识的数据包去除数据包中的Qos网关标识；

上述步骤S201和S202的执行不分先后，也可以同时执行，本申请对此不作限制。通过执行步骤S201和S202，以使图1中的策略功能网元将所述Qos策略发送给接入网网元106；接入网网元对接收到的来自指定应用程序的数据包，基于所述Qos策略，发送给用户面功能网元105；所述用户面功能网元105，由于接收到Qos网关的指示，会对所述数据包去除Qos网关标识，并将处理后的数据发送给所述业务服务器101，实现对指定应用程序的上行数据包基于APP粒度的Qos控制。

在一些实施例中，所述Qos策略由APP厂商从运营商处获取，所述Qos策略基于以下至少一个参数确定：吞吐量，传输延迟参数，信元丢失率，信元错误率，和表征传输时延变化的参数等等。

在一些实施例中，所述Qos策略，可以基于各种算法，权衡上述多个参数对于数据包在通信网络中传输的影响，设定不同的等级，为数据包在移动网络中的传输提供不同的质量保证。

在一些实施例中，所述Qos网关标识，包括所述Qos网关的IP地址和端口号，或所述Qos网关的域名。当然，本领域技术人员应当理解，所述Qos网关标识还可以是其他形式，以唯一指示所述与指定应用程序对应的Qos网关，本申请对此不作限制。

在一些通信系统中，为了保证终端设备对移动网络接入的安全性，通信系统会包括网络开放功能网元，所述网络开放功能网元，负责管理移动网络对外部应用的开放。所有的外部应用，如果想要访问移动网络内部的数据，例如，访问策略控制网元内部的数据，需要通过所述网络开放功能网元。

在一些通信系统中，同样为了保证终端设备对移动网络接入的安全性，通信系统还会包括应用功能网元，对于某些授权的应用程序，能够直接通过所述应用功能网元，与移动网络内部的数据进行交互访问。

因此，在本申请中，进行服务质量控制的通信系统，也可以包括网络开放功能网元或应用功能网元，以提高系统数据交互的安全性。在一些实施例中，如图3所示，所述移动网络的网元节点，还包括：网络开放功能网元或应用功能网元；所述网络开放功能网元，用于管理对所述策略控制功能网元的访问权限；所述应用功能网元，用于提供访问所述策略控制功能网元的接口。

所述网络开放功能网元可以是5G通信系统中的NEF(Network ExposureFunction)网元，还可以是其他通信系统中的具有所述功能的网元，本申请对此不作限制。所述应用功能网元，可以是5G通信系统中的AF(Application Function)网元，还可以是其他通信系统中的具有对应功能的网元，本申请对此也不做限制。

故当本申请所述的移动网络包括图3中的策略功能控制网元104、用户面网元105、接入网网元106、网络开放功能或应用功能网元107时，所述指定应用程序的上行数据包的传输及Qos控制，通过如下方式实现：

Qos网关103进行Qos策略配置：Qos网关将与所述指定应用程序对应的Qos网关标识，即自身的Qos网关标识，以及与所述Qos网关标识对应的Qos策略，通过网络开放功能网元或应用功能网元107，发送给移动网络的策略控制功能网元104，并通知所述用户面功能网元105对携带Qos网关标识的数据去除Qos网关标识。

所述Qos策略执行的过程：基于上述Qos策略配置，所述由终端设备102上的与所述Qos网关103对应的指定应用程序发出的上行数据包，预先通过隧道封装或者代理封装，携带有所述Qos网关标识；移动网络的接入网网元106接收到所述上行数据包后，检测到所述上行数据包携带有所述Qos网关标识，则基于策略控制功能网元104所确定的Qos策略，将所述上行数据发送给用户面功能网元105；所述用户面功能网元105，由于收到了Qos网关的指示，会对所述数据包进行解封装，去除Qos网关标识，得到带有业务服务器101地址的数据包，基于所述业务服务器的地址，将进行解封装的数据包发送至所述业务服务器101，实现对指定应用程序的上行数据的APP粒度的Qos控制。

通过上述实施例，所述Qos网关采用通过网络开放功能或应用功能将所对应的Qos策略传输至策略控制功能网元，在实现所述指定的应用程序上行数据包的基于APP的Qos控制的同时，也提高了系统安全性。

在一些通信系统中，还包括会话管理网元，用于管理终端设备和移动网络的会话建立及维护。

在本申请的一些实施例中，所述移动网络的网元节点，还包括：如图3所示的会话管理网元108，用于管理终端设备与移动网络的会话建立。则在本申请前文所述的一种通信系统的服务质量控制方法，步骤202中，所述通知用户面功能网元对包含Qos网关标识的数据包去除数据包中的Qos网关标识，包括：所述Qos网关103向所述策略控制功能网元104发送消息，使所述策略功能网元104基于所述会话管理网元108与所述用户面功能网元105之间的通信协议，指示用户面功能网元108对包含Qos网关标识的数据包去除数据包中的Qos网关标识。

所述会话管理网元，可以是5G通信系统中的SMF(Session Management Function)网元。所述会话管理网元108与所述用户面功能网元105之间的通信协议，可以是3GPP所定义的SMF和UPF之间的报文转发控制(Packet Forwarding Control Protocol，PFCP)协议，通过对所述PFCP协议进行扩展，可以使得SMF在指示UPF创建转发动作规则(ForwardingAction Regulation，FAR)时，UPF能够对特定的上行数据包，即包括Qos网关标识的数据包，进行定制化的解封装。当然，本领域技术人员应当理解，所述会话管理网元，还可以是其他通信系统中的具有所述功能的网元，本申请对此不作限制。

故当本申请所述的移动网络包括图3中的策略功能控制网元104、用户面网元105、接入网网元106、会话管理网元时，所述指定应用程序的上行数据包的传输及Qos控制，同前文类似，不同的是Qos网关103指示用户面功能网元108对包含Qos网关标识的数据包去除数据包中的Qos网关标识，是通过策略控制功能网元104将对应的Qos策略转发给会话管理网元108，并通过扩展所述会话管理网元108与所述用户面功能网元105之间的通信协议实现的。Qos策略的配置以及上行数据包的传输等内容，同前文相同，此处不再赘述。

当所述移动网络包括如图3所示的策略控制功能网元104、用户面功能网元105、接入网网元106以及会话管理网元108时，在一些实施例中，所述通信系统的服务质量控制方法，还包括：所述策略功能单元将所述Qos网关对应的Qos策略发送给所述会话管理网元；所述会话管理网元在终端设备建立通信会话时，将所述Qos策略发送给终端设备，以使终端设备根据所述Qos策略发送数据包。

在一些通信系统中，终端设备通过移动网络与其他设备设备建立通信时，需要通过管理会话的网元实现。例如，在5G通信系统中，终端设备会与5G核心网通过SMF网元建立协议数据单元(Protocol Data Unit，PDU)会话；在4G通信系统中，终端设备会与4G的核心网络建立相应的会话等等。

在本申请所述的通信系统的服务质量控制方法中，所述策略控制功能网元104除了将所述Qos网关103所对应的Qos策略，通过会话管理网元108下发给所述接入网网元106，以使所述接入网网元106对来自终端设备102上的指定APP的上行数据包在移动网络中的传输执行所述Qos策略之外，所述会话管理网元108还将所述Qos策略下发给终端设备102，以使终端设备基于所述Qos策略向所述接入网网元106发送上行数据。

在一些情况下，所述会话管理网元108与所述用户面功能网元105之间的协议，并不支持通知所述用户面功能网元105对流经其的包含Qos网关标识的数据去除所述Qos网关标识。例如，所述指定APP的厂商仅从一个运营商，如：中国联通运营商，处获取了会话管理网元108与用户面功能网元105之间的协议扩展许可，故所述APP厂商仅能够对所述中国联通运营商所运营的移动网络的会话管理网元108与用户面功能网元105之间的协议进行扩展，以通过所述协议指示所述用户面功能网元105对流经其的包含Qos网关标识的上行数据包去除Qos网关标识。这种情况下，对于在另一个运营商运营的移动网络中传输的数据，由于所述APP厂商并未获得所述协议扩展许可，故所述APP厂商并不能对所述移动网络中的会话管理网元108与用户面功能网元105之间的协议进行扩展，进而所述用户面功能网元105并不能对流经其的包含Qos网关标识的上行数据包去除Qos网关标识。

因此，为了兼容上述情况，在一些实施例中，本申请所述的通信系统的服务质量控制方法，还包括：当所述通信协议不支持通知用户面功能网元去除数据包中的Qos网关标识时，所述用户面功能网元基于所述Qos策略，将所述数据包发送给所述Qos网关，所述Qos网关对所述数据包去除Qos网关标识后，将所述数据包发送至所述业务服务器。

故当本申请所述的移动网络包括图3中的策略功能控制网元104、用户面网元105、接入网网元106、网络开放功能或应用功能网元107、会话管理网元108时，所述指定应用程序的上行数据包的传输及Qos控制，通过如下方式实现：

首先，Qos策略配置：Qos网关103将与所述指定应用程序对应的Qos网关标识，即自身的Qos网关标识，以及Qos网关所对应的Qos策略，通过网络开放功能或应用功能107，发送给移动网络的策略控制功能网元104；所述策略控制功能网元104通过会话管理网元108将所述Qos策略下发给所述终端设备102和所述接入网网元106。当所述移动网络的会话管理网元108与用户面功能网元105之间的协议支持扩展时，所述策略控制功能网元基于扩展的协议，指示用户面功能网元105对流经其的携带所述Qos网关标识的数据去除所述Qos网关标识。

其次，Qos策略执行过程：所述由终端设备102上的与所述Qos网关103对应的指定应用程序发出的上行数据包，预先通过隧道封装或者代理封装，携带有所述Qos网关标识；所述终端设备102基于所述会话管理网元108下发的所述Qos策略，将所述上行数据向移动网络的接入网网元106发送；所述接入网网元106接收到所述上行数据包后，根据所述上行数据包携带的所述Qos网关标识，执行与所述Qos网关标识对应的Qos策略的传输，将所述上行数据发送给用户面功能网元105。当会话管理网元108与用户面功能网元105之间的协议支持扩展时，所述用户面功能网元108对所述上行数据包去除Qos网关标识，基于数据包中的业务服务器101的地址信息，将所述上行数据包发送至所述所述业务服务器101；当会话管理网元108与用户面功能网元105之间的协议不支持扩展时，所述用户面功能网元108接收所述上行数据包，基于所述Qos网关标识，将所述上行数据包发送给所述Qos网关103，Qos网关对所述上行数据包进行解封装，获取所述上行数据包的真正目的地址为所述业务服务器，Qos网关103将所述上行数据包转发至对应的业务服务器101。

通过上述实施例可以看到，基于本申请所述的方法，当会话管理网元108与用户面功能网元105之间的协议支持扩展时，能够对数据进行尽量少的转发，实现对上行数据的基于APP粒度的Qos控制；当会话管理网元108与用户面功能网元105之间的协议不支持扩展时，可以通过Qos网关的数据转发，实现基于APP粒度的Qos控制。即借助本申请所述的方法，总是能够对指定APP的数据实现基于APP粒度的Qos控制，具有较强的适用性。

在一些实施例中，当所述用户面功能网元105接收到由终端设备102上的指定应用程序所发送的上行数据包，所述用户面功能网元105将所述数据包的指定信息和所述Qos策略关联保存至匹配表，其中，所述数据包的指定信息至少包括：所述业务服务器101的标识信息。

在一些实施例中，所述数据包的指定信息还可以包括以下至少一个参数：发送上行数据包的源IP和端口、IP协议号、Qos网关IP和端口等等。

基于所述用户面功能网元105所保存的信息，当所述业务服务器101向所述指定应用程序所在的终端设备102发送下行的数据包时，所述用户面功能网元105接收到所述下行数据包，从所述匹配表中能够基于所述业务服务器101的标识信息，查找获得所述下行数据包的Qos策略，能够对所述下行数据包也基于指定的Qos策略进行传输。

在一些实施例中，所述业务服务器101的标识信息，可以是所述业务服务器的IP地址和端口号，还可以是与所述业务服务器IP地址和端口号对应的信息，当然还可以是其他表示形式，本申请对此不做限制。

在一些实施例中，所述方法还包括：在所述业务服务器下发数据包时，当所述用户面功能网元接收到所述业务服务器发送的数据包，基于所述数据包包含的业务服务器的标识信息，从所述匹配表查找到所述数据包的Qos策略，将所述数据包和Qos策略发送给接入网网元，接入网网元基于所述策略将所述数据包发送给终端设备的指定应用服务。

基于本申请所述的Qos控制方法，不仅能够对位于终端设备102上的指定APP的上行数据包基于设定的Qos策略进行传输至其对应的业务服务器101，相应地，还可以对由所述业务服务器所发送的下行数据包，基于所述设定的Qos策略传输至终端设备102上的指定APP上，实现指定APP与其对应的业务服务器之间的高质量数据交互。

本领域技术人员应当理解，上述的实施例中所涉及的移动网络的网元，不受其命名的限制，可以是各个通信系统中，如3G通信系统、4G通信系统、5G通信系统以及之后的各个演进版通信系统，具有相应功能的网元，本申请对此不做限制。

接下来，以5G通信系统为例，示例性地说明本申请所述的服务质量控制方法：

在5G通信系统中，其移动网络包括核心网以及接入网网元，所述核心网又包括PCF网元、UPF网元、NEF网元、AF网元以及SMF网元等等。所述PCF网元可以用于支持统一策略框架、管理网络行为；所述UPF网元可以用于实现报文路由与转发；所述NEF网元可以用于开放各网络功能的能力、进行核心网内外部信息的转换；所述AF网元，可为应用层的各种服务器提供访问PCF的接口；所述SMF网元，可以用于完成会话管理、终端设备的地址分配和管理等。

故本申请所述的方法，所述策略控制功能网元、用户面功能网元、网络开放功能网元、应用功能网元以及会话管理网元，可以分别对应5G通信系统中的PCF网元、UPF网元、NEF网元、AF网元以及SMF网元。

如图4所示，给出了终端设备102、Qos网关103、5G通信网络(包括NEF/AF107、PCF104、接入网网元106、SMF108以及UPF105)对指定的应用程序的数据传输进行Qos策略配置的交互图。

在Qos策略配置过程中，Qos网关103通过NEF/AF107将自身的IP地址和端口号(即Qos网关标识)以及Qos网关所对应的Qos策略发送给PCF104(步骤S401和S402)。PCF104通过SMF108将所述Qos策略下发给接入网网元106和终端设备102，以指示接入网网元对包含所述Qos网关标识的数据包执行所述Qos策略(步骤S403)；指示UPF对流经其且目标IP为Qos网关的数据包进行解封装，把数据包中的Qos网关的IP地址以及端口号去掉(步骤S404)。当终端设备102与5G通信网络建立PDU会话时，SMF又会将所述Qos策略下发给终端设备(步骤S405)，进而使得终端设备基于所述Qos策略发送上行数据包。

如图5所示，给出了位于终端设备102上的指定应用程序与其对应的业务服务器进行数据交互时，Qos策略执行的过程：

位于终端设备102上的指定应用程序，经过步骤S501，通过隧道封装或者代理封装的方式，在目的地址为业务服务器的上行数据包上封装上Qos网关的IP地址(即所述Qos网关标识)，并基于SMF指示的Qos策略，将所述上行数据包发送至移动网络的接入网网元106(步骤S502)。所述接入网网元106也基于SMF指示的Qos策略，将所述上行数据包发送至UPF105(步骤S503)，所述UPF105基于策略配置过程中的指示，对所述上行数据包去除Qos网关的IP地址，并将所述上行数据包的信息(可以包括源IP和端口号、业务服务器IP和端口号、IP协议号、Qos网关的IP地址和端口号、PDU会话等中的一个或多个)和其对应的Qos策略关联保存至匹配表(步骤S504)。当对所述上行数据包去除了Qos网关的IP地址，基于所述上行数据包中的业务服务器的IP地址，UPF将所述上行数据包发送至业务服务器101。在上行数据包从终端设备102发送，经接入网网元106以及UPF105传输至业务服务器101，其数据包的包含地址信息的包头变化如图6所示。

相应地，当所述业务服务器101向终端设备102上的指定应用程序发送下行数据时(步骤S505)，当UPF15接收到所述业务服务器101的下行数据包，UPF从所述匹配表中查找其上行数据对应的Qos策略信息(步骤S506)，封装在报文中传送到接入网网元(步骤S507)。接入网网元根据UPF发送过来的报文里的Qos策略的信息，映射到对应的Qos策略，基于所述Qos策略将下行数据包发送至终端设备102(步骤S508)。

在一些实施例中，如图7所示，所述5G通信系统的核心网还可以包括AMF(Accessand Mobility Management Function，接入和移动性管理功能)网元109，用于完成移动性管理、部分信令处理、信令路由、安全锚点和安全上下文管理等等。故在所述Qos策略配置过程中，当Qos网关通过NEF/AF将自身的IP地址和端口号(即Qos网关标识)和对应的Qos策略发送给PCF，PCF通过AMF将所述Qos策略下发给接入网网元和终端设备，以指示接入网网元和终端设备对包含所述Qos网关标识的数据包执行所述Qos策略；PCF通过SMF指示UPF对流经其且目标IP为Qos网关的数据包进行解封装，把数据包中的Qos网关的IP地址以及端口号去掉。其余配置过程和策略执行过程同前文所述，此处不再赘述。

通过上述各个实施例可以看到，通过本申请的方法，能够对指定应用程序和其对应的业务服务器之间的数据交互，实现应用程序粒度的服务质量控制，且不需要向运营商暴露应用程序所对应的所有业务服务器信息，能够满足应用程序厂商的安全需求。此外，移动网络只需要基于QoS网关下发QoS策略，能够大大节省信令资源。

与前述方法的实施例相对应，本申请还提供了电子设备的实施例。所述电子设备，可以是服务器、路由器、防火墙等等。

参见图8，为本申请电子设备实施例的一种硬件结构图，所述电子设备可以包括存储器801以及处理器802。所述存储器801可以是所述电子设备的内部存储单元，例如是设备的硬盘或者内存。所述存储器801也可以是所述设备的外部存储设备，例如所述设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器801还可以既包括所述设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器用于存储所述计算机程序以及所述设备所需的其他程序和数据。所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。当存储器存储的程序被执行时，所述处理器802调用存储器801中存储的程序，用于执行前述各实施例的方法，所述方法已在前文详细介绍，这里不再赘述。

当然，本领域技术人员应当理解，通常根据该电子设备的实际功能，还可以包括其他硬件，例如网络接口等等，本申请对此不再赘述。

在本申请的实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本申请上述方法中的所有实施例，在此不再赘述。

所述计算机可读存储介质可以是前述任一项实施例所述的设备的内部存储单元，例如设备的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述设备的外部存储设备，例如所述设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述计算机可读存储介质还可以既包括所述设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述计算机可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述设备所需的其他程序和数据。所述计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

上述对本申请特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种通信系统，其特征在于，包括：业务服务器、终端设备、Qos网关和移动网络的网元节点，所述网元节点至少包括策略控制功能网元、用户面功能网元和接入网网元；

所述业务服务器，用于为所述终端设备的指定应用程序提供服务；

所述Qos网关，与所述指定的应用程序对应，用于将自身标识及对应的Qos策略发送给所述策略控制功能网元，并通知所述用户面功能网元对携带Qos网关标识的数据包去除Qos网关标识；

所述策略控制功能网元，用于将与所述Qos策略发送给所述接入网网元；

所述接入网网元，用于接收来自所述指定应用程序发送的携带有所述Qos网关标识的数据包，并将所述数据包基于所述Qos策略发送给所述用户面功能网元；

所述用户面功能网元，用于将所述数据包去除Qos网关标识后，发送给所述业务服务器。

2.一种基于权利要求1所述的通信系统的服务质量控制方法，其特征在于，所述方法由Qos网关执行，所述方法包括：

将与指定应用程序对应的Qos网关标识和Qos策略发送给策略控制功能网元，并通知用户面功能网元对包含Qos网关标识的数据包去除数据包中的Qos网关标识，以使所述策略功能网元将所述Qos策略发送给接入网网元，接入网网元对接收到的来自指定应用程序的数据包，基于所述Qos策略，发送给用户面功能网元，所述用户面功能网元将所述数据包去除Qos网关标识后，发送给业务服务器。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述Qos网关标识，包括：所述Qos网关的IP地址和端口号，或所述Qos网关的域名。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网元节点还包括：网络开放功能网元或应用功能网元；

所述网络开放功能网元，用于管理对所述策略控制功能网元的访问权限；

所述应用功能网元，用于提供访问所述策略控制功能网元的接口；

所述将与指定应用程序对应的Qos网关标识和Qos策略发送给策略控制功能网元，包括：

通过网络开放功能网元或应用功能网元，将所述Qos网关标识和Qos策略发送给策略控制功能网元。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网元节点还包括：会话管理网元，用于管理终端设备与移动网络的会话建立；

所述通知用户面功能网元对包含Qos网关标识的数据包去除数据包中的Qos网关标识，包括：

向所述策略控制功能网元发送消息，使所述策略功能网元基于所述会话管理网元与所述用户面功能网元之间的通信协议，指示用户面功能网元对包含Qos网关标识的数据包去除数据包中的Qos网关标识。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述策略功能单元将所述Qos策略发送给所述会话管理网元；

所述会话管理网元在终端设备建立通信会话时，将所述Qos策略发送给终端设备，以使终端设备根据所述Qos策略发送数据包。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

当所述通信协议不支持通知用户面功能网元去除数据包中的Qos网关标识时，所述用户面功能网元基于所述Qos策略，将所述数据包发送给所述Qos网关，所述Qos网关对所述数据包去除Qos网关标识后，将所述数据包发送至所述业务服务器。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述用户面功能网元接收到数据包后，将所述数据包的指定信息和Qos策略关联保存至匹配表；

其中，所述数据包的指定信息至少包括：所述业务服务器的标识信息。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述业务服务器下发数据包时，当所述用户面功能网元接收到所述业务服务器发送的数据包，基于所述数据包包含的业务服务器的标识信息，从所述匹配表查找到所述数据包的Qos策略，将所述数据包和Qos策略发送给接入网网元，接入网网元基于所述Qos策略将所述数据包发送给终端设备的指定应用服务。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求2至9任一项的方法。

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