CN1454435A - 两层通信网络中的连接释放 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了释放两层通信网络中至少一部分连接的方法。这个两层通信网络包括适合与终端建立通信信道的第一通信网络层和适合建立应用层连接的第二通信网络层,该方法包括下列步骤:决定在第一和第二通信网络层的一层中释放与所述终端相关的至少一部分连接,并从通信网络层中作出决策的一层通过第一和第二通信网络层间的接口向另外一个通信网络层转发所述决策。因此,为了不因连接呼叫(处于激活状态的或不再处于激活状态的)而浪费网络容量,每个通信网络层均知道释放连接的必要性,并能够进行适当的测量。本发明也涉及相应操作的通信网络。
Description
技术领域
本发明涉及释放两层通信网络中连接的方法。
背景技术
在随后的详细说明中,两层通信网络意指这样一个通信网络,它包括适合与正在呼叫中通信并传输这个呼叫的终端建立通信信道的第一通信网络层,和适合建立这个呼叫的第二通信网络层。在本发明说明书中所用的应用层意指一套安全机制、文件、数据和协议(除传输层协议外),呼叫是指两个或几个用户间的逻辑联系,而通信信道意指至少两个端点间(例如,在移动终端和支持节点之间)的传输层的逻辑连接。当然,本发明并不限定于话音呼叫,呼叫这个词表示的是会话的一个子集。
终端可以是适合经通信信道发送和/或接收数据的任何通信端点。特别是,终端可以是一个无线终端,或经线路进行通信的终端。终端的例子是那些也可以被称作移动台(MS)的无线终端、或用户设备UE(符合UMTS标准的终端也被称为第三代(3G)终端)、或服务器设备。
图1给出的是这样一个两层通信网络的基本网络架构的例子。所举的例子参照GPRS/UMTS网络和基于Internet协议的IP网络给出,即GPRS/UMTS网络作为适合与正在呼叫并传输这个呼叫的终端(UE)建立通信信道的第一通信网络层,并且基于Internet协议的IP网络作为适合建立呼叫的第二通信网络层(例如,Internet协议电话IPT)。然而,本发明的适用性并不受此影响,可以选择根据其它标准运行的网络。
作为终端的用户设备UE和/或经通信网进行通信。这意味着用户设备UE可以与另一用户设备(没有示出)进行通信,或者可以与在通信网之内或通信网之外的一个服务实体(没有示出)进行通信。反过来外部服务实体可以被看成为一个终端。发出呼叫的一方被称为呼叫方,而被呼叫的一方被称为被叫方。图1中所示的通信网络是一个由GPRS/UMTS例如作为第一通信网络层,和基于Internet协议(IP)的网络例如作为第二通信网络层的而构成的两层通信网络。在第一和第二通信网络层之间至少有一个接口I/F。在所举的例子里,称为策略控制功能(PCF)的网络功能实体构成这种接口。尽管如此,在网络层间,即在其各自的节点间可以直接提供这种接口。在这种情形,参照所举的例子,会在网关GPRS支持节点GGSN和呼叫状态控制功能CSCF(有时也被称为代理CSCF)间提供这种接口。CSCF则适于与其它的功能实体和IP网络的单元,例如归属用户服务器等等(没有示出)通信。
在进行呼叫时,用户设备通过分组数据协议(PDP)上下文进行通信。对于PDP上下文,在用户设备UE和GPRS/UMTS网络层的无线接入网的Node_B(Node_B对应于GSM网络中的基站)之间建立一个无线载体(bearer)(RB)。Node_B受无线网络控制器RNC(相当于GSM中的基站控制器BSC)的控制。当然,无线接入网一般包括多个Node_B单元。然而,为画图的简洁性起见,仅举出一个Node_B。这样一个无线接入网的例子是UTRAN(UMTS地面RAN)。
无线接入网RAN作为接入网(也可以是非无线接入网,即有线/固定接入网)的例子与核心网CN相连。核心网表示独立于终端UE连接技术的那部分GPRS/UMTS网络。在所举的例子里,核心网是GPRS(通用分组无线业务)的核心网。核心网包括服务GPRS支持节点(SGSN)和网关GPRS支持节点GGSN,这些节点已为大家所熟知,因此不必进行详细描述。
假定与/经上面简要概括描述的通信网进行通信的终端和/或用户设备UE/MS已预订到GPRS。
这样的一个GPRS预订包含一个或多个PDP地址(分组数据协议)的预订。每个PDP地址被终端(UE和/或MS)、SGSN和GGSN中的一个或多个PDP上下文所描述。每个PDP上下文可以与TFT(业务流量模板)相关。任何时候至多会存在一个与相同PDP地址相关的PDP上下文,没有分派给它TFT。每个PDP上下文独立地存在于两种PDP状态(激活/非激活)中的一种状态下。PDP状态表明是否能够向那个PDP地址(和TFT)进行数据传送。如果所有与相同地址相关的PDP上下文都去活(deactiveate),则禁止向那个PDP地址进行数据传送。用户的所有PDP上下文均与针对用户的IMSI(国际移动用户身份标识)的相同MM上下文(移动管理)相关。
非激活状态的特征在于针对用户的某个PDP地址的数据业务处于没有被激活的状态。PDP上下文不包含处理与所述PDP地址相关的PDP PDU(协议数据单元)的路由或映射信息。因此不能传送任何数据。
终端(UE和/或MS)通过启动PDP上下文激活过程启动从非激活状态到激活状态的转换。
在激活状态,所用的PDP地址的PDP上下文在终端MS、SGSN和GGSN中激活。PDP上下文包含用于在终端(MS)和GGSN间传送针对所述特定PDP地址的PDP PDU的映射和路由信息。只有当用户的移动管理状态是待命、就绪、PMM-空闲或PMM-连接时,才允许激活PDP状态。可以为激活的PDP上下文建立或不建立Iu接口无线接入载体(RAB)。
当启动去活过程时,终端(MS)的激活的PDP上下文被转换成非激活状态。
当已经预订到GPRS网络并且与/经这个网络进行通信的终端的呼叫进行呼叫释放时,会出现呼叫终止,但PDP上下文仍然处于激活状态的情形。在这种情形,数据分组仍然会试图传输给仍然激活的PDP上下文的相关PDP地址或从仍然激活的PDP上下文的相关PDP地址传出。
因为用户的业务计费可以根据用户的传进和传出的数据量来确定,或根据PDP上下文激活的时间所确定,用户是不希望出现这种情形的,因为他没有实际利用和/接收的数据业务也被计费在内。
并且,由于GPRS网络仅能够为有限数目的用户服务,即向其PDP上下文处于激活状态的有限数目的地址传送数据,从不浪费网络资源的角度来说,不希望出现这种情形,因为其它的用户可能会被那些已不再实际参与呼叫的用户的激活的PDP上下文所阻塞。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提供在两层通信网中释放连接或部分所述连接的方法,以避免出现上述所提到的那些缺陷。
根据本发明,通过在两层通信网中释放至少一部分连接的方法达到了这个目的,所述两层通信网包括适于与终端建立通信信道的第一通信网络层,和适于与应用层建立连接的第二通信网络层,该方法包括下列步骤:在所述第一和第二通信网络层的一个层中决定与所述终端相关的所述连接的至少所述部分将被释放,并通过所述第一和第二通信网络层间的接口从所述通信网络层中作出决策的那一层向所述通信网络层的所述另一层转发所述决定。
根据本发明的进一步扩展,
-所述第一通信网络层是GPRS/UMTS系统;
-所述第二通信网络层是IP多媒体子系统;
-所述终端是移动台(MS)或用户设备(UE);
-在所述第一和所述第二通信网络层间的所述接口由网络功能实体构成;
-所述网络功能实体是策略控制功能(PCF);
-所述连接是会话;
-该方法进一步包括步骤:释放针对所述终端建立的会话的步骤,其中所述终端正在所述会话中进行通信,修改用于所述会话的通信信道的步骤;
-所述修改是去活;
-所述修改影响定义所述连接的一组参数中的至少一个参数;
-所述至少一个参数是服务质量参数“保证比特率”,“保证比特率”被修改为0;
-所述修改影响对所述通信信道的计费;
-所述通信信道使用PDP上下文表示;
-所述连接是会话;
-该方法进一步包含下述步骤:释放或修改所述通信信道,修改在所述通信信道中进行的所述会话;
-所述修改是释放;
-所述修改影响对所述会话的计费;
-所述通信信道使用PDP上下文表示;
-该方法还进一步包含步骤:由所述终端请求所述两层通信网络从所述会话中释放所述终端,其中涉及释放的所述决策由所述第二通信网络层根据所述终端的所述释放请求作出,并从第二通信网络层转发到第一通信网络层;
-该方法还进一步包含步骤:由所述第一通信网络层对所述终端的非激活状态进行监测,其中如果检测到非激活状态,涉及释放的决策由所述第一通信网络层作出,并从所述第一通信网络层转发到所述第二通信网络层;
-所述非激活状态由无线连接的中断来表示。
并且,本发明涉及通信系统,该通信系统包括通过与两层通信网络的连接进行通信的终端(UE),这个网络包括适合与正在所述呼叫中通信的终端(UE)建立通信信道的第一通信网络层,和适合为所述呼叫建立应用层连接的第二通信网络层,其中所述系统适于执行上述释放连接的方法步骤。
因此,根据本发明:
1)在应用层中释放呼叫,向传输层指示这个呼叫释放,因这个指示(例如,释放通信信道或包含针对计费信息的指示)而执行传输层中的特定功能。
2)允许在传输层中释放通信信道(即,PDP上下文)或部分通信信道(即RAB),向应用层指示此情况,在应用层中释放呼叫。(应当注意,连接意指是呼叫,PDP上下文或部分PDP上下文(即RAB。))
因此,本发明的优点在于,每个所述通信网络层知道释放连接的必要性,并且被允许启动涉及其网络层的测量,以便不因没有或不能再被激活的连接而浪费网络容量。
而且,减轻了终端必须注意启动PDP上下文的去活的负担,因为这种职责现在已经转移到网络上。
并且,由于网络启动PDP上下文的去活,这保证PDP上下文不被用于除这个呼叫以外的其它目的。
因此,能够使网络释放例如IP多媒体呼叫,而不管终端是否处在进行呼叫的位置,例如终端在覆盖区之外和/或传输质量(服务质量)低于预定的门限级别。
因为在预定的时间段之后网络能够自动地释放呼叫,用户将不用为仍然激活的PDP上下文所指定的他的PDP地址上无效路由的数据分组而付费。
而且,因为终端可能试图对除这个呼叫以外的其它业务而误用PDP上下文,通过根据本发明修改/去活PDP上下文,使得在实施本发明时,这样的误使用能够得到防止或至少被检测出来。
附图说明
本发明上述和进一步的目的以及优点将因参照与附图合在一起的优选实施例的描述变得更加明显,其中:
图1给出的是GPRS/UMTS层和IPT层的两层通信网络的方框电路表示图;
图2举例说明的是本发明的第一实施例中的信令流程;而
图3举例说明的是本发明的第二实施例中的信令流程。
具体实施方式
现在将参照图例对本发明进行非常详细的描述。
图2和图3分别举例说明了在各个网络部分和/或网络单元间传输的信号的信令流程。表示信号传输方向的箭头的编号表示信号的传输顺序和/或随时间的处理过程。
在图1中,终端(图1中的UE)用一个移动台MS来表示,以UTRAN作为无线接入网络的例子来表示无线接入网络RAN,分别给出了GPRS网络单元SGSN和GGSN,在(GPRS/UTMS)第一层通信网络和(IPT)第二层通信网络间的接口用PCF(策略控制功能)功能单元表示。两层通信网络中的IPT层(第二层)通过代理CSCF表示为本发明主要涉及的网络功能单元(因此IPT层的其它网络单元在所举的例子中被省略)。
[第一实施例]
与本发明第一实施例相联系的信令流程在图2中给出。
图2举例说明了网络启动的PDP上下文的去活过程或PDP上下文中的改变。
简要地说,终端MS发起呼叫释放。首先将呼叫释放通知给代理CSCF,代理CSCF向PCF发出相应的指示信息。PCF向GGSN发出指示,即决策。GGSN对此作出响应,改变以前的决策,即它启动PDP上下文去活或PDP上下文修改,或在从PCF接收到指示时进行PDP上下文的改变。PDP上下文的变化可以影响计费。此后,GGSN向PCF发出请求以清除与PDP上下文相关的状态信息。
因此,当进行呼叫释放时,涉及到网络层间通信,并通过通信网络层间的接口进行。
现在将参照图2来解释所涉及信令的各个步骤。
在步骤#1,MS作为终端发出“再见”消息。“再见”消息送给代理CSCF,为了通知通信对等方终端注意MS要终止呼叫,代理CSCF向被叫方(没有显示)转发消息。
在步骤#2,代理CSCF发送“释放“消息给PCF。PCF(策略控制功能)构成两个通信网络层间的接口。这个功能保证用户不违反其承诺的传输特性。因此,策略控制功能的任务是以预定方式在一组竞争可用网络资源的网络用户中分配所述网络资源,由此用于实施连接准入策略。
在步骤#3,PCF可以通过向代理CSCF发送“释放确认”消息来确认收到释放消息。
在步骤#4,为了改变先前的决策,即指示呼叫释放,PCF发送“决策”消息(包含请求ID)给GGSN。换句话说,由于PDP上下文因正在进行的呼叫而处于激活状态(对应于先前将PDP上下文置于激活状态的决策),PCF所采取的决策(步骤#4)是决定与呼叫相关的PDP上下文将被修改或置为非激活状态(去活)。
在步骤#5,通过发送“报告状态”消息(包含请求ID)给PCF,GGSN可以向PCF报告它已经成功地完成进行决策的过程,即将决策转化成适当的动作。
在后来的步骤#6至#9中,可以执行GGSN启动的PDP上下文去活或修改。在图2中给出了PDP上下文去活的情形。PDP上下文去活和修改已为人所知,因此不再进一步描述这些步骤的细节。作为PDP上下文去活或修改的另一种方法,GGSN可以在PDP上下文中进行改变。这种改变可以影响PDP上下文的计费。所执行的这些功能可以是特定于网络运营商的。
在步骤#10,为了从PCF清除请求状态,GGSN随后发送“删除请求状态“消息(包含请求ID)给PCF。
在步骤#10之后,在步骤#11执行无线接入载体释放过程。
注意,在步骤#4(决策)、#5(报告状态)和#10(删除请求状态)所传输的消息可以是COPS消息。COPS是IETF(Internet工程任务组)为PEP(策略实施点)向PDP(策略决策点)请求策略信息而规定的协议。然而,不要求这些消息一定是COPS消息。
也应当注意到,如果其它通信端点(没有显示)启动呼叫释放过程,步骤#2至步骤#11是相同的。
作为上述的信令步骤顺序的另外一种方法,PCF可以适于在从代理CSCF接收到呼叫释放时已经清除请求状态信息。在这种情形,GGSN不必发送“删除请求状态”消息(步骤#10),因此导致信令量的减少。
[实施例2]
根据第二实施例,如果终端MS的释放呼叫受阻,则由网络释放诸如IP多媒体呼叫的呼叫。例如,如果MS在服务Node_B的覆盖区之外,并且切换没有成功。
一般地,在无线连接中断时,或在所述第一通信网络层监测和检测到MS处于非激活状态时,释放RAB。
简要地说,根据第二实施例,无线网络控制器RNC启动无线接入载体(RAB)释放过程。于是,RAB得到释放。SGSN对相关的PDP上下文进行修改或去活(作为一种修改)。GGSN通知PCF关于PDP上下文修改/去活的情况。PCF发送一个指示给代理CSCF,以释放或修改相关的呼叫。为了释放这个呼叫,代理CSCF发送消息(例如,SIP再见消息(SIP=会话初始化协议))给作为终端(可选)的移动台MS,并发送给其它的通信端点。代理CSCF可以接收这条消息的确认。
于是,在RAB释放时,涉及到网络层间通信,其中通过通信网络层间的接口进行。
现在参考图3来解释所涉及信令的各个步骤。
在无线连接中断了一定时间之后,或处于非激活状态一定时间之后,允许网络释放或修改呼叫,例如如果终端MS已经离开了覆盖区。如果基于时间对呼叫进行计费,这种网络启动的呼叫释放或修改特别重要。
图3举例说明了在检测到终端MS的非激活状态时,网络启动的呼叫释放信令模式。
在步骤#1,无线网络控制器(RNC)检测到和/或注意到针对MS的无线连接已经中断或终端MS已经处于非激活状态。在检测到这种情形时,RNC发送“RAB释放请求”消息给SGSN。
在随后的步骤#2中,执行无线接入载体释放过程。
此后,在步骤#3中,通过发送“更新PDP上下文请求”(对于修改的情形,稍后进行解释)或“删除PDP上下文请求”(对于去活的情形)给GGSN,SGSN修改和/或去活用户的相关PDP上下文。后者的情形如图3所示。
如步骤#4所述,GGSN发送“删除请求状态”消息(包含请求ID)给PCF,以便从PCF中清除请求状态。
响应于此,PCF在步骤#5中发送“释放”消息给代理CSCF,以请求呼叫释放或修改。
如步骤#6所示,代理CSCF可以通过发送“释放确认”消息给PCF来确认消息的接收。
在步骤#7中,代理CSCF(可选)可以发送“再见”消息给例如正处于覆盖区之外的终端(如果终端超出覆盖区,可以不必接收这条消息,这条消息可以是可选发送的),可以发送“再见”消息给所举例子的终端MS的通信参与方(没有示出)。另一种可选的方法是,代理CSCF可以修改这个呼叫(没有示出)。修改可以影响呼叫的计费。
在步骤#8至步骤#10期间,执行PDP上下文去活过程(如所知的那样)。
在步骤#11中,终端MS(可选地,例如,如果没有完全超出覆盖区,仍然可以执行某些信令)和其它的端点(没有示出)可以通过发送适当的确认消息(例如200 OK”消息)来确认呼叫释放。
在图3中,在步骤#4中传输的消息(删除请求状态)可以是COPS消息。
针对呼叫的相关PDP上下文的去活描述了两个实施例。然而,PDP上下文去活代表的是PDP上下文修改的边界情形。因此,也可以的是PDP上下文的修改,而不是去活。
在RAB释放之后(参照图3)和在RAB释放之前(参照图2)进行这样的PDP上下文修改。尽管在修改过程中保留了PDP上下文,但是(作为例子)当进行根据本发明的修改时,QoS参数保证比特率被置为0。
在这种情形,(在第二例子中)GGSN应当发送“请求”消息(包含请求ID和协商的QoS以作为参数)给PCF。在接收含有为0的(请求)保证比特率的请求消息之后,PCF应当发送“释放”消息给代理CSCF。然而根据第一实施例,如果对PDP上下文进行修改而不是去活,PCF应当发送含有使GGSN修改相关PDP上下文,使得保证比特率置为0的内容的“决策”消息。
尽管如此,在图2和图3中所分别例举的相关PDP上下文的去活对于网络资源是最优的。即,因为PDP上下文仅为呼叫使用,在释放这个呼叫之后,不再需要这个PDP上下文,因此能够进行去活而不会引起任何麻烦。
此外,参照图2,可以立即发生PDP上下文去活。可选地,GGSN当收到“决策”消息时可以设置一个计时器,并且在计时器超时后启动PDP上下文的去活。
此外,参照图3,可以立即发生呼叫释放。可选地,CSCF当收到释放消息时可以设置一个计时器,在计时器超时后启动呼叫释放。
在前面的描述中,已经描述了网络层间信令,它通过作为接口网络单元的PCF进行。然而,在两个实施例中,在不牵涉到PCF网络单元的情况下完成GGSN和代理CSCF间的通信。PCF可以位于CSCF或GGSN中。然而,在这种情形,必须定义GGSN和(代理)CSCF间的新接口。
于是,网络层释放了呼叫或PDP上下文,其中将释放通知另一个网络层。呼叫释放可以影响用于进行呼叫的PDP上下文。PDP上下文的释放可以影响PDP上下文上进行的呼叫。这里使用的术语“连接”被选择用来描述呼叫或PDP上下文(或甚至是PDP上下文的一部分,即无线接入载体),而术语“通信信道”表示PDP上下文。
因此,正如上面所描述的,本发明提出了在两层通信网络中释放至少一部分连接的方法,两层通信网络包括适合与终端建立通信信道的第一通信网络层,和适合建立应用层连接的第二通信网络层,所述方法包括下列步骤:在所述第一和所述第二通信网络层的一个中决定与所述终端相关的所述连接的至少所述部分将被释放,并且通过所述第一和所述第二通信网络层间的接口,将所述决策从所述通信网络层中作出所述决策的一层转发到所述通信网络层的所述另一层。因此,每个通信网络层无知道释放连接的必要性,并且能够启动适当的测量,从而不会浪费没有激活或不能再激活的连接呼叫的网络容量。本发明也涉及相应操作的通信网络。
尽管在这里参照上面的优选实施例描述了本发明,然而应当明白,在不背离本发明的宗旨和范围的前提下,可以对本发明作出许多修改。所有这些修改均在附加的权利要求的范围之内。
Claims (22)
1.在两层通信网络中释放至少一部分连接的方法,两层通信网络包括:
适合与终端建立通信信道的第一通信网络层,和
适合建立应用层连接的第二通信网络层,
该方法包括下述步骤:
在所述第一和第二通信网络层的一层中决定与所述终端相关的所述连接的至少所述部分将被释放,和
通过所述第一和第二通信网络层间的接口,从所述通信网络层中进行所述决策的所述一层向所述通信网络层中的所述另一层转发所述决策。
2.根据权利要求1的方法,其中所述第一通信网络层是GPRS/UMTS系统。
3.根据权利要求1的方法,其中所述第二通信网络层是IP多媒体子系统。
4.根据权利要求1的方法,其中所述终端是移动台(MS)或用户设备(UE)。
5.根据权利要求1的方法,其中所述第一和所述第二通信网络层间的所述接口由网络功能实体构成。
6.根据权利要求5的方法,其中所述功能实体是策略控制功能(PCF)。
7.根据权利要求1的方法,其中所述连接是会话。
8.根据权利要求7的方法,还包括下述步骤:
释放针对所述终端的已建立会话,其中所述终端在所述会话中进行通信,
修改用于所述会话的通信信道。
9.根据权利要求8的方法,其中所述修改是去活。
10.根据权利要求8的方法,其中所述修改影响定义所述连接的一组参数中的至少一个参数。
11.根据权利要求10的方法,其中所述至少一个参数是服务质量参数“保证比特率”,并且修改保证比特率使其被设置为0。
12.根据权利要求8的方法,其中所述修改影响所述通信信道的计费。
13.根据权利要求8的方法,其中通过使用PDP上下文来表示所述通信信道。
14.根据权利要求1的方法,其中所述连接是会话。
15.根据权利要求14的方法,还包括下列步骤:
释放或修改所述通信信道,和
修改在通信信道上进行的所述会话。
16.根据权利要求15的方法,其中所述修改是释放。
17.根据权利要求15的方法,其中所述修改影响所述会话的计费。
18.根据权利要求15的方法,其中通过使用PDP上下文来表示所述通信信道。
19.根据权利要求7的方法,还包括下述步骤:
由所述终端请求所述两层通信网从所述会话中释放所述终端,
其中由所述第二网络层根据所述终端的所述释放请求作出关于释放的所述决策,并从所述第二网络层向所述第一通信网络层转发所述决策。
20.根据权利要求1的方法,还包括下述步骤:
由所述第一通信网络层监测所述终端的非激活状态,
其中如果检测到非激活状态,由所述第一通信网络层作出有关释放的所述决策,并从所述第一通信网络层向所述第二通信网络层转发所述决策。
21.根据权利要求20的方法,其中所述非激活状态通过无线接入中断来表示。
22.一种通信系统,包括通过与两层通信网络的连接进行通信的终端(UE),这个两层通信网络包括适合与所述终端(UE)建立通信信道的第一通信网络层,其中所述终端在所述呼叫中进行通信,和适合为所述呼叫建立应用层连接的第二通信网络层,其中所述系统适合执行如权利要求1至21中任何一个所述的释放连接的方法步骤。
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