CN1263268C - 在分组无线网络中传送服务质量映射信息 - Google Patents

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CN1263268C CNB008025673A CN00802567A CN1263268C CN 1263268 C CN1263268 C CN 1263268C CN B008025673 A CNB008025673 A CN B008025673A CN 00802567 A CN00802567 A CN 00802567A CN 1263268 C CN1263268 C CN 1263268C
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    • H04W76/12—Setup of transport tunnels

Abstract

本发明公开了一种从第一通信子系统经由第一网络单元，向第二通信子系统中的第二网络单元发送多个数据分组的方法，所述方法包括步骤：在所述第一通信子系统中，在第一组数据流中发送所述数据分组；在所述第二通信子系统中，将所述第一组数据流映射为第二组数据流；其特征在于，建立至少一个过滤器，用以控制所述映射；将所述至少一个过滤器与所述第二组数据流中的数据流相关联；基于所述过滤器来映射至少一个数据流；以及根据所述第二网络单元来配置所述过滤器。

Description

在分组无线网络中传送服务质量映射信息
技术领域
本发明涉及在具有分组数据传输能力的移动通信系统中用于控制服务质量(QoS)的方法与设备。更具体地说，本发明涉及基于服务质量映射信息来发送各数据分组，并且在这样一个移动通信系统的在不同节点之间传送QoS映射信息。
背景技术
对通用分组无线业务(GPRS)第二阶段和通用移动电信系统(UMTS)来说，需要一种更全面的QoS支持。为此目的，在网络边界部件中，例如移动台(MS)以及网关GPRS支持节点(GGSN)中，必须保持和QoS有关的信息。
目前，还不可能转换为执行QoS映射所需的信息，以及在外部网络QoS机制与移动网络特定的QoS机制之间进行功能转换。这就意味着移动网络边界节点仅能进行十分静态的QoS转换。为了向不同的应用(例如实时或非实时多媒体、文件传送、背景电子邮件传送等)提供不同的QoS数值，需要一种能在移动台以及各GGSN节点之间保持一致信息的装置。
对各种GPRS/UMTS网络来说，尚无针对这个问题的解决方案。对因特网来说，存在能用来传送QoS或数据流专用信息的可用的机制。然而，这种信息由每一个节点沿着端到端传输通路进行解释，而不是仅由各端点(MS和GGSN)进行解释。
发明内容
本发明的目的就是提供一种为各种具体的应用提供更加动态的QoS的机制。
根据本发明的一个方面，提供了一种从第一通信子系统经由第一网络单元，向第二通信子系统中的第二网络单元发送多个数据分组的方法，
所述方法包括步骤：
在所述第一通信子系统中，在第一组数据流中发送所述数据分组；
在所述第二通信子系统中，将所述第一组数据流映射为第二组数据流；
其特征在于，
建立至少一个过滤器，用以控制所述映射；
将所述至少一个过滤器与所述第二组数据流中的数据流相关联；
基于所述过滤器来映射至少一个数据流；以及
根据所述第二网络单元来配置所述过滤器。
根据本发明的另一个方面，提供了一种第一网络单元，优选地是网关GPRS支持节点，用于从第一通信子系统向第二通信子系统中的第二网络单元路由多个数据分组；
所述第一网络单元包括：
用于从所述第一通信子系统接收第一组数据流中的数据分组，并且将所述第一组数据流映射为所述第二通信子系统中的第二组数据流的装置；
其特征在于，
所述第一网络单元包括：
用于控制所述映射的至少一个过滤器；
所述至少一个过滤器与所述第二组数据流中的数据流的关联性；以及
基于所述过滤器的对于至少一个数据流的映射；
其中所述用于映射装置响应于移动台生成的数字配置信号而配置所述过滤器。
根据本发明的再一个方面，提供了一种用于分组无线网络的移动台，包括用于发送数字配置新好的装置，所述数字配置信号用于在支持节点中生成或修改分组数据协议语境，以便在外部通信子系统和所述分组无线网络之间建立接口；
其特征在于，
所述配置信号包括至少部分地定义这样一个过滤器的信息，即所述过滤器用于控制从所述外部通信子系统通过所述支持节点到所述分组无线网络的数据流的映射。
本发明基于这样一种构思，即应当在介于GPRS/UMTS网络的各边界之间传送QoS映射信息。换句话说，本发明提供这样一种机制，用以将多个下行(终到于移动台)的IP流(IP流1，...IP流n)映射为GPRS(或UMTS)流所需的不同的QoS。后面的数据流是由分组数据协议(PDP)语境(PDP1...PDPm)或者在满足该项需求的一个简表之内的QoS简表(QoS 1...QoSm)来给出定义的。本发明的基本构思是对至少某些数据流(例如各项实时应用)来说，在边界节点中所进行的映射是基于一种过滤器，该过滤器是可以根据一个用户/终端(通过选择或修改)进行配置的。这样一个过滤器可以被实现为一组预定的参数和/或条件，这些参数和/或条件被用来标识各分组或各数据流。用于移动台的过滤器应当至少包括所讨论的移动台的IP地址。从PDP语境记录中可以知道移动台的IP地址并且不需要在MS和GGSN之间发送该过滤器的规格。(在少数情况下，一个移动台可以有多于一个的IP地址)。此外，该过滤器可以包括能用来标识需要某一QoS的各数据分组的任何数据，因此它们应当被多路复用到某一PDP语境中去，例如源地址，RSVP数据流标识符，端口号码(例如所使用的TCP或UDP口的号码)，上层协议(例如，UDP、RTP等)，业务类型(Ipv4)，连接类型(Ipv6)和/或业务类别字段(Ipv6)。过滤器还可以包括IP地址空间，以便向来自一个公司网络(例如内联网)的各分组给出高于来自公用因特网的各分组的QoS。
根据本发明的过滤器被用来定义待映射到讨论中的GPRS或UMTS数据流的各IP数据流的各项特性。该终端通过将过滤器各项参数标识在一个信息单元之中，来控制该过滤器，上述信息元素可以纳入到例如PDP语境激活或PDP语境修改消息之中。结合QoS简表的激活或修改，还可以定义/重新定义该过滤器。
根据本发明的一个优选实施例，定义了一个缺省的QoS类别。跟任何已定义的过滤器不一致的数据流都被映射为这个缺省的QoS类别。
本发明所解决的问题涉及GPRS第二阶段及其未来的演进，例如UMTS。
根据一个实施例，如同在GPRS第一阶段那样，在QoS简表信息单元中包含了针对简表/语境的QoS信息。可以在“协议配置选项”信息单元、经销商指定选项，或者在被引入并且专用于这个目的的新信息单元中，来传送映射与过滤信息。这种信息可以包括各源和/或目标IP地址，所使用的TCP或UDP口的号码，上层协议信息，(若使用IPSEC的话)，可能有的安全参数索引，不同的业务参数，以及RSVP过滤器和各种数据流说明或者在各分组中的某些其他标识符或参数。
可以为每一个PDP地址请求一份不同的服务质量(QoS)简表。例如，某些PDP地址可能跟电子邮件有关，它们可以容许长的响应时间。其他应用，例如各种交互式应用，不能容许延时，并且它们要求非常高的吞吐量水平。在QoS简表中反映出这些不同的要求。若QoS要求超出公用陆地移动网络(PLMN)的能力，则PLMN跟QoS进行磋商，使之尽可能地接近所请求的QoS简表。MS或者接受已商定的QoS简表，或者对PDP语境进行去活。
本发明的一个优点在于，分组无线网络的各网络单元(例如SGSN节点以及基站子系统)不需要对外部网络(IP、X.25等)的所有QoS机制进行解释。取而代之的是，可以在移动台一侧配置映射功能，并且将这种配置传送到分组无线网络的其他边界节点(即，GGSN)。因此，不需要对整个分组无线网络进行更新，来支持所有新的QoS机制。
根据本发明的机制是很通用的。换句话说，它可以广泛地应用于各种情况和配置。它允许灵活的接入、配置，并使用在GGSN数据库中的过滤器信息。使用根据本发明的过滤器完全是情况指定或运营商指定的。向MS用户提供一种装置，用以向位于移动/固定网络边界处的网关节点指示应当如何处理不同的应用、连接、流量或其他属性，以及在GPRS/UMTS网络中，应当使用哪一种QoS来传送相关的各分组。最好是，GGSN还应当保持应用/QoS/数据流专用的信息。
另一个优点在于，根据本发明而传送的数据流/QoS说明(即，在QoS简表建立过程或者在PDP语境激活或一项专用消息中)是很灵活的。它可能包括各源和/或目标IP地址，所使用的TCP或UDP端口的号码，上层协议信息，若使用IPSEC的话，可能还有安全参数索引，不同的业务参数，以及RSVP过滤器和各种数据流说明，它们全都被用来标识应当被映射到特定的内部QoS类别或语境的各种外部应用、用途和流量。这种灵活性的优点就是，在分组无线网络中，新的应用不一定需要新的流量。取而代之的是，本发明允许以有效的方式灵活地重新使用现有的流量。
可供选择地，可以以更静态的方式来配置信息，在这种情况下，不可能发生各种属性的动态改变。在这种情况下，运营商配置各项静态条件并将外部QoS转换为内部QoS，例如，基于所使用的TCP/UDP端口的号码。另一个选择就是完全不提供任何QoS映射功能以及端到端的QoS。
附图说明
现在，借助于诸优选实施例并参照诸附图，对本发明进行更详细的说明，在附图中：
图1表示一种已知的GPRS网络的体系结构；
图2表示一种已知的GPRS传输平面；
图3表示介于不同网络单元之间的协同工作；
图4表示含有根据本发明的过滤器的GGSN；
图5表示根据本发明的过滤器的使用；
图6和7分别表示在语境激活或修改过程中过滤器信息的传送；
图8和9表示在各项专用消息中，用于配置过滤器信息的两种不同的实施方案。
具体实现方式
如图1和2所示，本发明可以应用于具有分组数据传输能力的任何移动通信系统。
本文中所使用的名词“分组数据协议”(PDP)或“PDP语境”应当被理解为，一般地指在一部移动台和在至少一个网络单元或功能中的任何状态，该状态在移动通信网络中提供一条具有特定参数组的数据分组传输通路或隧道。本文中所使用的名词“节点”应当被理解为，一般地指对通过PDP信道传输的各数据分组进行管理的任何网络单元或功能。
本发明特别适用于在泛欧数字移动通信系统GSM或者在相应的移动通信系统，例如DCS 1800(也被称为GSM 1800)和PCS(个人通信系统)中提供通用分组无线业务(GPRS)。下面，将借助于由GPRS业务以及GSM系统形成的GPRS分组无线网络，来说明本发明的各优选实施例，但本发明并不局限于这种特定的分组无线系统。
本发明同等地适用于第3代移动网络，例如UMTS。在这种情况下，如图2所示，GSM无线接口将被UMTS无线接口所取代。
图3表示介于不同网络单元之间的协同工作。在进行这些修改之后，可以按照下列步骤，在因特网以及在GPRS中，在不同的业务以及RSVP之间提供参数级的映射，例如：
因特网上的优先等级信息被映射为GPRS中的服务优先权。关于在因特网上的实时与非实时需求的表示被映射为GPRS中的延时类别和/或可靠性信息：至少需要两种延时类型，但也可能更精确地将业务类型映射为几种延时类别。
可靠性信息可以被用来以至少两种可靠性类别中的一种的形式来表示每一种应用的可靠性需求。若需要可靠的传输(重发、检查和和/或TCP)，则与各该数据分组有关的简表指示1级可靠性。若需要在无线接口上提供可靠的传输，但在GPRS主干网中的UDP是足够的，则与各数据分组有关的简表表示2类可靠性。根据各种需求，与各数据分组有关的简表可以可供选择地表示3、4或5类可靠性。4类和5类可靠性被用于实时业务。
本发明的另一种可选的功能就是将用于移动通信网络中的各项QoS参数映射为在移动分组数据终端中用于用户应用的各项QoS参数，或者用于外部通信系统中的各项QoS参数，反过来也是这样。知道各项应用的各种需求的MS，确定相应的各项QoS简表数值，为这些分组建立新的PDP语境，并向GGSN指示如何识别属于这个语境的各分组。下面，给出映射的两个实例。
实例1(作为MS如何能够决定它为该语境选定的GPRS各参数数值的实例而给出)。
简单集成媒体接入(SIMA)是诺基亚研究中心的K.Kilkki于1997年6月作为因特网草案而提出的一种新的简单的方案。因特网草案是因特网工程特别任务组(IETF)、它的各个领域和各工作组的工作文件。SIMA被用来作为因特网QoS方案的一个实例，因为它能在从使用TCP/IP协议、具有宽松的延时和分组丢失要求的文件传送应用到具有非常严格的质量和可用性要求的实时应用这个范围内，针对不同的需求而提出一种单一的服务概念。根据SIMA概念，在建立连接之前，每一个用户仅定义两项结果：标称比特率(NBR)以及介于实时和非实时业务类别之间的一项选择。NBR可以具有从0到7的8个数值。从SIMA到GPRS或者反过来的参数映射可以按下列步骤进行，例如：
实时/非实时比特：若该比特表示实时需求，则映射为GPRS延时类别1，否则，它被映射为延时类别4。然而，在存在用以表示尽尽最佳努力业务的特殊方式的情况下，例如，通常不需要表示该比特，或者使用更精确的定义来区分实时、非实时和尽最佳努力业务的情况下，可以将延时类别3用于各项非实时业务。在GPRS中，可以将比非实时业务更低的可靠性类别数值分配给实时业务。一般地说，在GPRS中，可靠性类别1、2和3通常用于非实时业务，而可靠性类别3、4和5通常用于实时业务。对非实时业务来说，NBR越高，适于传输的可靠性类别数值就越低。
  NBR值   GPRS服务优选权值
  6和7   1
  3.4和5   2
  0.1和2   3
           附表1
也可以为各项参数选择不同的名字，例如优先等级或标称比特率以及业务类型。QoS简表可以包括全部现有的参数(服务优先权、可靠性类别、延时类别、平均比特率和峰值比特率)。可供选择地，它可以仅包括某些参数，例如平均比特率和峰值比特率。QoS简表还可以包括一项最大突发大小参数，以简化缓冲区分配过程。
在GPRS网络单元中(例如，在SGSN和GGSN中)，根据延时类别对QoS进行排序。这就需要至少两个缓冲区：一个用于实时分组(这个缓冲区应当是较小一些！)，而另一个用于非实时分组。通常应当在非实时业务之前发送实时业务。服务优先权规定了在网络拥塞的情况下，可以丢失分组的次序。
实例2(说明为了提供适当的QoS简表数值以及分类业务代码点数值，作为用以配置过滤器的过滤器信息，如何选择QoS数值以及建立一份专门的简表，以支持给定的分类业务代码点数值)。
在IP的各分组数据单元(PDU)的首标中，将业务类型(ToS)字节映射为GPRS属性。这时，在IP首标中的ToS字节没有被广泛地应用。其本来的目的是纳入业务类型信息，并从分组传送中指定需要何种业务。由于现时尚未普遍使用ToS字节，所以，为了本发明的目的，有可能重新定义在该字节中的各比特。在RFC 791中，给出了ToS的定义。ToS字节的比特0到2给出优先权，比特3到5给出该分组所需的ToS(例如，所要求的延时、吞吐量以及可靠性等级)，以及比特6到7留待将来使用。RFC 1349将ToS字段延长一个比特(从“留待将来使用”的各比特中取出)。因此，可以使用4个比特来表示一个ToS。
介于各优先权比特(ToS中的0到2)以及GPRS服务优先权之间的映射如下表所示：
 比特值(0到2)   服务优先权值
 111和110   001(最高优先权)
 101，100和011   010(正常优先权)
 010，001和000   011(最低优先权)
             附表2
介于业务类型信息(即，ToS字节中的ToS字段)以及GPRS延时类别之间的映射可以按照3种不同方法进行：
在IP首标中，若仅用ToS字段中的比特3来表示延时需求，则比特2的值0被映射为GPRS延时类别1或2，并且比特2的值1被映射为GPRS延时类别4(尽最佳努力)。
若ToS中的整个ToS字段被用来表示延时需求，即，4个比特(比特3-6)可用于此项目的，则一种可能的映射可能是：比特值1000被映射为GPRS延时类别1(即，映射为比特值000)，比特值0100被映射为GPRS延时类别2(即，映射为比特值001)，ToS值0010和0001被映射为GPRS延时类别3(即，映射为值010)，以及ToS值0000被映射为GPRS延时类别4(即，映射为值011)。
将IP的各ToS比特映射为GPRS延时类别的另一种方法是：11x映射为延时类别1，10x映射为延时类别2，01x映射为延时类别3，以及00x映射为延时类别4。在这种情况下，x意味着可能有一个或多个附加比特用于ToS，但它们对选择GPRS延时类别的过程没有任何影响。若以后为GPRS定义了更多的延时类别，则在映射过程中将考虑到这些附加比特。
当前在IP的ToS字段中，还有一个比特用来指定所需的可靠性等级。若这个比特在将来仍然是有效的，例如，若选定上面的第一种选择，则这个比特可能携带可靠性信息，并且可能按照下列方式被映射为GPRS可靠性类别：ToS字节中的比特5的值0被映射为可靠性类别000(预定的可靠性类别)，以及值1被映射为可靠性类别001(定义最可靠的服务)。然而，由于GPRS定义了许多其他的可靠性等级，以及不能仅用一个比特来表示，所以使用一个比特可能是不能说明问题的。
根据本发明的一个优选实施例，定义了一个缺省的QoS类别，并且，凡是与(各)过滤器所定义的映射标准不一致的数据流都被映射为缺省的QoS类别。
以上在实例2中所说明的映射过程也可以以类似的方式被应用于Ipv6。适当的字段的名字是业务类别，用以取代ToS。
图3表示GPRS移动台以及GPRS网络单元的工作，以及跟外部网络QoS概念的整合。MS或者在终端设备TE(例如，在一部膝上型计算机中)的软件提供将外部网络QoS需求映射为GPRS的QoS的机制。例如，该TE可能通过应用程序接口(API)提供各项QoS管理功能。应用级的软件可能将QoS信息或者一个简表标签插入到各数据分组之中，例如，插入到IP首标本身，或者它可以使用某些其他适当的方法来表示该分组所属的正确的数据流。它还可以使用RSVP，经由适当的映射层，将必要的信息传送到各较低层。可供选择地，MS的软件可以基于例如所使用的源和目的IP地址，或者基于源和目的端口的号码，或者基于配置给MS的某些其他信息，来确定QoS简表。
对移动始发(MO)数据来说，MS根据从应用或者从终端设备中的GPRS协议套件所接收的QoS信息对各数据分组进行调度。MS根据延时类别对各MO分组进行调度。在SNDC层，在PDP语境激活或修改过程中，选择由SGSN指示的适当的LLC业务接入点(SAP)。
图4表示含有根据本发明的过滤器的GGSN。GGSN从被统称为服务提供商(SP)的多个源端接收到终于MS的数据分组。图4表示3种典型的服务提供商：提供因特网接入的因特网服务提供商(ISP)；向近邻区域提供因特网接入的公司网络服务器CNS，这两者通常被称为内联网和外联网；以及提供各种娱乐和新闻服务(例如视频点播等)的接入的内容提供商(CP)。
GGSN包括一个调度器/解释器ST。顾名思义，它基于网络负荷、分组优先等级、到达时间等，对各分组的发送进行调度。专业人士普遍知道ST的调度部分。
ST的解释部分使用根据本发明的过滤器F1。它将来自IP网络的各数据分组(图1中的项目11和12)映射到分组无线网络(图1中的项目13)。本发明为那些几种应用和数据流共享一个共同的IP地址但要求不同的QoS数值的场合提供了解决方案。
图5表示在GGSN中根据本发明的过滤器的使用。在步骤5-1，GGSN接收一个被送往给定移动台MS的数据分组。GGSN从相应的协议首标读出MS的IP地址，并使用过滤器F1来确定相应的PDP语境或QoS简表。可以从各分组的目的IP地址来确定MS的国际移动用户标识(IMSI)。在步骤5-2，GGSN获得相应的隧道标识符TID。其次，在步骤5-3，GGSN经由SGSN向MS发送数据分组，其中包括经由与针对该分组的适当的QoS有关的特定的语境。
图6表示一个移动台如何借助于根据本发明的语境激活过程来配置QoS映射和协同工作的各项动作。在步骤6-1，MS向SGSN发送一项激活PDP语境请求，其中包括NSAPI、PDP类型、PDP地址、接入点名称、所请求的QoS、过滤器规格以及PDP配置选项(为了理解本发明，重要的参数是过滤器和QoS信息)。MS可以使用PDP地址来表示它需要使用的是静态PDP地址还是动态PDP地址。在后一种情况下，MS将让PDP地址清空。MS可以使用接入点名称去选择通往某个外部网络的参考点。接入点名称指的是用户想与之连接的外部分组数据网络的一个逻辑名称。所请求的QoS表示所需的QoS简表。过滤器规格表示哪一个外部数据网络跟特定的PDP语境有关。由过滤器的过滤条件所指示的分组应当被认为属于该特定的PDP语境。各PDP配置选项可以被用来从GGSN请求可选的各项PDP参数(见GSM建议书09.60)。通过SGSN透明地发送各PDP配置选项。
使用动态配置以及动态PDP地址涉及的问题是如何保证语境激活过程影响正确的GGSN，以及GGSN如何知道是用相同的IP地址去激活新的语境，还是使用不同的地址。关于这个问题，可以找到3种解决方案：
1、使用指向某一GGSN节点的接入点名称，并指示需要另一个语境，并使用相同的IP地址。
2、语境激活请求中增加一项指示(例如新的信息单元)，向GGSN(以及SGSN)表明需要另一个语境。该语境具有跟前一个相同的IP地址。在这种情况下，SGSN选择相同的GGSN作为该PDP类型的先前的语境。
3、在语境激活请求消息中增加为该语境所需的各PDP和IP地址。可以向先前的各语境其中之一给出该PDP/IP地址，即，动态地址。在这种情况下，SGSN选择正在管理该特定地址的GGSN。
在步骤6-2中可以执行各项安全功能，但是它们跟理解本发明无关。
在步骤6-3，SGSN证实请求6-1。SGSN通过将存储在MM语境中的IMSI跟从MS接收的NSAPI加以组合，为所请求的PDP语境生成一个隧道标识符TID。SGSN可以考虑到其容量、当前负荷，以及预定的QoS简表，来限制所请求的各项QoS属性。其次，在步骤6-3，SGSN向GGSN发送一项生成PDP语境请求(包括PDP类型、PDP地址、接入点名称、已商定的QoS简表、所需的过滤器、TID、以及PDP配置各选项)。GGSN还可以考虑到其容量以及当前负荷，来限制所请求的各项QoS属性。若MS请求动态地址，则SGSN让GGSN分配动态地址。SGSN可以限制所请求的各项QoS属性，这些属性给出其容量、当前负荷，以及预定的QoS简表。SGSN向受到影响的GGSN发送一项生成PDP语境请求(PDP类型、PDP地址、接入点名称、已商定的QoS、过滤器规格、TID、选择方式、PDP配置各选项)。接入点名称是所选定的APN的APN网络标识符。若请求动态地址，则PDP地址将被清空。GGSN可以使用接入点名称去寻找外部网络。选择方式表示是否选择预定的APN，或者是选择由MS发送的非预定的APN，还是选择由SGSN选定的非预定的APN。在决定是接受还是拒绝PDP语境激活时，GGSN可以使用选择方式。例如，若一个APN要求预定，则GGSN被配置为仅接受那些请求预定的APN的PDP语境激活，如同SGSN在选择方式中所指示的那样。GGSN在其PDP语境表格中生成新的一行，并产生一个计费标识。新的一行允许GGSN在SGSN以及外部PDP网络之间按路由传送PDP的各PDU，并开始计费。GGSN还可以考虑到容量和当前负荷，来进一步地限制商定的QoS。GGSN将保持用于QoS映射的信息，并且根据在GGSN中所定义的过滤条件，将从外部网络到来的各数据分组多路复用为活动的各PDP语境。对于外送的各分组来说，某一外部的QoS可以联系于一个特定PDP语境的各分组。然后，GGSN向SGSN返送一个生成PDP语境响应消息(TID、PDP地址、BB协议、所需的重新排序、PDP配置选项、商定的QoS、计费标识、原因)。若GGSN已分配一个地址，则包括该PDP地址。BB协议表示在介于SGSN以及GGSN之间的主干网络上传送用户数据时，应当使用TCP还是UDP。所需的重新排序表示在向MS传送N组PDU之前，SGSN是否应当对N个PDU进行重新排序。PDP配置选项含有GGSN可以向MS传送的可选的各项PDP参数。MS在激活PDP语境请求消息中可以请求这些可选的各项PDP参数，或者可以由GGSN未经请求而发送。通过SGSN透明地发送PDP配置选项。在GPRS主干网络上发送生成PDP语境消息。若从SGSN接收的已商定的QoS不兼容于已激活的PDP语境(例如，可靠性类别不足以支持PDP类型)，则GGSN拒绝生成PDP语境请求消息。可以由GGSN运营商来配置兼容的QoS简表。
在步骤6-4，GGSN向SGSN返送一个生成PDP语境响应消息(包括TID、PDP地址、商定的QoS简表、以及PDP配置选项)。SGSN将NSAPI连同GGSN地址插入到PDP语境之中。若MS已经请求动态地址，则将从GGSN接收的PDP地址插入到PDP语境之中。SGSN基于商定的QoS，选择无线优先等级，并且向MS返送激活PDP语境接受消息(PDP类型、PDP地址、TI、商定的QoS、无线优先等级，PDP配置选项)。现在SGSN就能在GGSN以及MS之间，按路由传送PDP的各PDU，并开始计费。
然后，在步骤6-5，SGSN根据每一个商定的QoS简表，来选择无线优先等级，并向MS返送激活PDP语境接受消息(包括PDP类型、PDP地址、NSAPI、商定的QoS简表、无线优先等级，以及针对每一个QoS简表的SAPI，过滤器以及PDP配置各选项)。现在SGSN就能在GGSN以及MS之间，按路由传送PDP的各PDU。SAPI指示哪一个QoS简表使用哪一个SAPI。
图7表示语境修改过程。在步骤7-1，MS向SGSN发出一项修改PDP语境请求。在步骤7-3，SGSN向GGSN发出更新PDP语境请求。这两项请求都包括具有修改后的各参数的过滤器。过滤器表示哪些外部数据分组跟一个特定的PDP语境有关。由各项过滤条件表示的各分组应当被解释为属于这个特定的PDP语境，并且它们应当连同针对该语境的已商定的QoS一起被提供。更新PDP语境请求信息被用来添加、修改或取消PDP语境的QoS简表。若GGSN从SGSN那里接收的已商定的QoS跟修改后的PDP语境不兼容(例如，可靠性类别不足以支持PDP类型)，则GGSN拒绝该项请求。由GGSN运营商来配置兼容的QoS简表。GGSN考虑到其容量以及当前负荷，可以再次限制所请求的QoS属性。GGSN存储已商定的QoS数值。GGSN修改QoS映射信息，以便遵从新的过滤器规格以及商定的QoS简表(被包含在请求消息中)。在步骤7-4和7-5，向MS返送肯定的响应。
从GPRS第二阶段可以知道消息7-1到7-5的基本版本。根据本发明，消息7-1到7-3被修改，以传送所需的过滤器参数(消息7-4和7-5被修改，以返送适当的确认信息)。
根据本发明的另一个实施例，可以使用沿第二方向(例如上行)发送的各分组中所包含的信息，来修改在第一方向(例如下行)上的过滤器功能。这个实施例不需要附加的信令。根据这个示例性的实施例，定义了下列的业务类别(RT＝实时，NRT＝非实时)：
  业务类别   会话类(实时)·保证容量·无ARQ   数据流类(实时)·保证容量·ARQ(MAC等级)·在应用中的地址缓冲   交互类(非实时)·尽最佳努力·ARQ·交互类，www.Telnet、实时控制信道   背景类(非实时)·尽最佳努力·ARQ·背景类下载电子邮件，日历事件等
  延时   100ms，200ms，400ms   ＜1S   2S   N/A
  BER   10-3，10-4，10-5   10-5，10-6，10-7，10-8，   ＜10-9   ＜10-9
  最高比特率   保证   保证   不保证   不保证
  业务优先权   高，中，低   高，中，低   高，中，低   高，中，低
                                           附表3
会话类与数据流类是为其保留了各项资源的面向实时的类别。交互类和背景类是尽最佳努力类，它们没有被保留的资源。对于这些类来说，可以使用GPRS风格的资源分配，即，MS按需发出无线资源请求。
对于各实时类别，即会话类与数据流类来说，上面给出的方法是非常有效的，即在PDP语境操作中，向GGSN传送过滤器信息，使得GGSN能够将到来的各IP分组映射为正确的QoS类别。然而，在交互类和背景类中，这涉及大量的信令，在某些情况下这是不能接受的。这种情况的一个实例就是被送往域名服务器DNS(未示出)的一项查询，在这种情况下，净流量可能仅包括两个分组。
在本例中，交互类被选择为缺省的QoS类别。这就意味着，若没有关于到来的数据流的QoS需求的信息，或者数据流信息跟任何一种过滤器条件不一致，则将选择交互类。此外，可以由GGSN“在飞行中(on the fly)”来识别属于背景类的数据流。这就意味着，当GGSN从MS获得属于背景类的一个分组时，它将注意该数据流标识信息，并修改与背景类有关的过滤器特性，以便将对应于讨论中的流量的下行数据流映射为背景类。当一个分组沿着下行方向到来时，GGSN检查与背景类有关的数据流标识信息。若与背景类有关的数据流过滤器信息跟已接收的IP分组的首标信息相匹配，则该分组被引导到背景类。
涉及背景类的数据流信息可以按如下方式进行处理。MS知道应当使用背景类来传送的数据流。用户可以配置从各数据流到背景类的映射。例如，用户可以通过使用适当的配置应用程序，对使用背景类的文件传送进行配置。可供选择地，可以从某些外部QoS信息(例如，因特网QoS信息)来获得此种信息。换句话说，MS具有针对待映射到背景类的各数据流的过滤器标准。本实施例的一个重要特征就是，MS知道那些数据流应当被引导到背景类，并且它将这些分组发送到相应的链路上。当GGSN从MS接收各分组时，它知道与各分组相关的QoS类别。当GGSN从背景类获得一个分组时，它检查在一份列表(未示出)中是否已经有针对该数据流的一行，后者含有属于背景类的所有数据流的数据流信息。若在列表中没有针对该数据流的行，则当将下行数据流映射为背景类时，GGSN修改所使用的过滤器，使得对应于已接收分组所属的上行数据流的下行数据流将被映射为背景类。通过将上行分组的数据流标识信息纳入到数据流信息列表之中，从该列表将各下行分组映射为背景类，就能做到这一点。这样一来，GGSN就能“在飞行中”识别属于背景类的各数据流。
当GGSN从因特网或者从任何其他外部网络接收一个分组时，它检查与会话类、数据流类和背景类有关的过滤器信息。若GGSN发现该分组的各项特性跟相关的过滤器条件相一致，则它将该分组送往对应的QoS类别。若没有针对该特定数据流的行，则该分组被送往作为缺省类别的交互类。
由于交互类是最频繁地使用的QoS类别，所以本实施例大量地降低了对信令的需求。有这样的几种情况，在其中，各IP分组实际上不形成数据流，取而代之的是，仅有一个或几个IP分组走上行，并且作为响应，有几个分组走下行。DNS查询就是这种动作的一个好例子。在这些情况下，PDP语境修改的信令将导致相当大量的信令，而使用本实施例则可以避免如此大量的信令。取而代之的是，为了获得针对该MS的IP地址，仅需要初始的PDP语境激活。
在图6和7所示的方案中，剩下的问题就是，除了针对PDP语境的过滤器以外，如何添加过滤器信息，或者在不首先取消所有的现有过滤器的前提下，如何修改现有的过滤器，并随后重新发送包括各项更改的所有的过滤器信息，对这些问题尚不清楚。换句话说，若经常使用PDP语境激活与修改过程，则即使仅有一项参数数值有待改变，也必须将全部过滤信息纳入到各项消息之中。增加一个新的过滤器要求同时发送所有的过滤器(信息)。随后，图8和9表示本发明的一个优选实施例，旨在解决这个遗留的问题。
所提出的是，应当至少有一条专用消息，用于配置过滤器信息。在本文中，“专用”指的是该消息不携带PDP语境信息。应当定义一个过滤器句柄(handle)，用以标识某一PDP语境的某一过滤器。这个过滤器句柄可以包括一个隧道标识符TID，它表示用户和PDP语境，以及过滤器号码FN。后者可能是由MS在生成过滤器时所选定的一个顺序号码。总之，可以通过下列步骤来配置各过滤器：
1、可以结合PDP语境激活过程来生成一个或多个过滤器(见图6)。在这种情况下，一个或多个过滤器信息单元被纳入到PDP语境激活消息之中，借助于一个独特的过滤器号码(1，2，3等)来标识每一个过滤器单元。
2、可以结合PDP语境修改过程来修改各过滤器(见图7)。在这种情况下，通过将过滤器信息单元添加到PDP语境修改请求之中，就能修改一个或多个过滤器的一个或多个过滤器参数。借助于过滤器号码来标识各独立的过滤器。也可以使用这个过程来生成新的过滤器。在这种情况下，新的过滤器信息单元(例如，一个新的、原先没有使用的过滤器号码)被纳入到修改请求消息之中。
3、新的过滤器操作(一条或多条专用消息)：在MS与GGSN之间提出了3种操作，用以配置各过滤器：
3.1 Create filter(生成过滤器)：这条消息携带TID信息，以及新的过滤器单元和新的过滤器号码。GGSN根据该消息的各项内容来生成新的过滤器。
3.2 Modify filter(修改过滤器)：这条消息携带TID信息，以及取代旧过滤器的新的过滤器单元，以及用以标识待置换的特定过滤器的号码。GGSN用新的属性来取代所指定的过滤器的(各项)属性。
3.3 Delete filter(删除过滤器)：这条消息携带TID信息，以及待取消的过滤器的过滤器号码。GGSN取消该特定的过滤器。
应当注意的是，可以将操作3.1到3.3加以组合，以便仅使用一种或两种不同的消息类型，但是也可以定义3种不同的消息(每种操作一种)。所定义的消息可能是GTP消息，在这种情况下应当定义新的GTP消息(换句话说，采用GTP格式的新的消息标识符)。在这种情况下，TID信息被自动地纳入到GTP分组的各首标之中，并且它不必成为在该消息中的一个独立的信息单元。可供选择地，在MS与GGSN之间，可以定义用于过滤器操作的新的协议，在此种情况下，SGSN对各项消息来说，是完全透明的。
图8表示新的过滤器操作3.1到3.3的第一实施方案。在步骤8-0，为MS激活一个PDP语境。结合前面的图，已经列出了这项操作的各种细节。在步骤8-1，MS向SGSN发出一条CREATE FILTER(生成过滤器)消息。这条消息具有作为参数的隧道标识符TID(它指定PDP语境)以及一个过滤器号码FN(它指定在PDP语境中的某一个过滤器)。自然，CREATE FILTER消息也应当包括该过滤器的各项特性。在步骤8-2，将该消息从SGSN转发到GGSN。步骤8-3和8-4是对应的确认信号。在步骤8-5，发生送往/来自MS的数据传输。步骤8-6到8-9对应于步骤8-1到8-4，所不同的是，在后一个步骤中，MS(或者一项正在被执行的应用程序)通过发出一条MODIFY FILTER(修改过滤器)消息，来修改现有的过滤器。在步骤8-11到8-14，通过发出一条DELETE FILTER(删除过滤器)消息，来删除不再需要的过滤器。
图8所示的实施方案基于现有的协议。介于MS和SGSN之间的消息可以是例如会晤管理消息，并且基于SGSN以及GGSN之间的消息可以是例如GTP消息。如大家所见，由于在MS与GGSN之间没有预定义的协议，所以在MS与GGSN之间协调一个过滤器不必要地变得很复杂。
为了简明起见，消息8-1，8-6和8-11已经被表示为3条独立的消息。可供选择地，可以仅用一条消息，例如，CONFIGURE FILTER(配置过滤器)来完成这些操作，上述消息包括一项参数，例如1＝生成，2＝修改，3＝删除。
图9表示一个可供选择的实施方案，在这里，在MS与GGSN之间存在一个协议层，并且SGSN是一个透明节点，它不以任何方式对各项消息进行解释。
图8和9所示的实施例以及不同的实施方案提供了一种非常灵活的方案，其中，使用特殊的过滤器操作，可以动态地添加和修改各独立的(例如专门应用的)过滤器。专门的过滤器句柄被用来标识独立的各过滤器。
本说明书仅说明了本发明的各优选实施例。然而，本发明并不局限于这些实例。它可以在所附权利要求书的范围内加以改变。例如，接收终端不一定是移动台，它可以是任何网络单元。类似地，各MT数据分组也不一定始发于IP网络。取而代之的是，本发明适用于例如，经由GGSN节点的MS到MS的呼叫。在这种情况下，从一个MS到GGSN的分支是第一通信子系统，从GGSN到另一个MS的分支是第二通信子系统。

Claims (18)

1、一种从第一通信子系统经由第一网络单元向第二通信子系统中的第二网络单元发送多个数据分组的方法，
所述方法包括步骤：
在所述第一通信子系统中，在第一组数据流中发送所述数据分组；
在所述第二通信子系统中，将所述第一组数据流映射为第二组数据流；
其特征在于，
建立至少一个过滤器，用以控制所述映射；
将所述至少一个过滤器与所述第二组数据流中的数据流相关联；
基于所述过滤器来映射至少一个数据流；以及
根据所述第二网络单元来配置所述过滤器。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在分组数据协议语境激活或修改消息中配置所述过滤器。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在一个分组数据协议语境激活或修改消息中配置至少两个过滤器，并且利用一个独特的标识符来标识每个过滤器。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在专用消息中配置所述至少一个过滤器。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在对第一和第二网络单元之间的至少一些节点来说是透明的消息中配置所述过滤器。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一通信子系统是一个互联网协议IP网络，
并且所述方法包括分配一个由所述第二组中的所有数据流共享的IP地址。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一通信子系统是一个互联网协议IP网络，
并且所述方法包括向所述第二组中的每个数据流分配一个单独的IP地址。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第二通信子系统是一个使用分组无线协议或PDP协议的分组无线网络，并且所述配置步骤包括发送一条PDP语境激活消息或者一条PDP语境修改消息。
9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述相关是基于所述第一通信子系统中的第二网络单元的地址，最好是它的IP地址。
10、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述相关是基于所述第二通信子系统中的第二网络单元的标识符，最好是它的国际移动用户标识或隧道标识符。
11、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
基于所述过滤器，对于传送实时信息的数据流执行所述映射；以及
建立多个缺省参数，以便映射其余的各数据流。
12、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
将所述第二组数据流中的一个数据流定义为缺省数据流，所述第一组数据流中的、与所述至少一个过滤器不一致的所有数据流都被映射为所述缺省数据流。
13、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述至少一个数据流是双向数据流，它具有从所述第一组数据流到所述第二组数据流的第一方向，以及与所述第一方向相反的第二方向，并且基于沿所述第二方向发送的用户数据分组来修改至少一个过滤器。
14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
对所述数据流进行映射的网关单元：
沿着所述第二方向，从所述第二组数据流中的第一数据流接收数据分组；
将所述数据分组转发到所述第一组数据流中的第二数据流；以及
修改所述至少一个过滤器，以便将所述第二数据流映射为所述第一数据流。
15、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一组数据流中的至少一个数据流以隧道的形式经过所述第二组数据流中的数据流，并且所述第二组数据流中的至少两个数据流具有互相不同的服务质量特性。
16、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第二网络单元是移动台。
17、一种第一网络单元，优选地是网关GPRS支持节点，用于从第一通信子系统向第二通信子系统中的第二网络单元路由多个数据分组；
所述第一网络单元包括：
用于从所述第一通信子系统接收第一组数据流中的数据分组，并且将所述第一组数据流映射为所述第二通信子系统中的第二组数据流的装置；
其特征在于，
所述第一网络单元包括：
用于控制所述映射的至少一个过滤器；
所述至少一个过滤器与所述第二组数据流中的数据流相关联；以及
基于所述过滤器对至少一个数据流映射；
其中所述用于映射装置响应于移动台生成的数字配置信号而配置所述过滤器。
18、一种用于分组无线网络的移动台，包括用于发送数字配置信号的装置，所述数字配置信号用于在支持节点中生成或修改分组数据协议语境，以便在外部通信子系统和所述分组无线网络之间建立接口；
其特征在于，
所述配置信号包括至少部分地定义这样一个过滤器的信息，即所述过滤器用于控制从所述外部通信子系统通过所述支持节点到所述分组无线网络的数据流的映射。
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