CN1860458A - 在移动和ip网络间接口的服务质量支持 - Google Patents

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Abstract

移动台MS、无线电节点RN和分组数据交换节点PDSN之间的信令方式能实现一个质量参数应用到在移动台和CDMA2000网络之间传送的分组。MS创建某一数据类型的分组的新流，并将用于该流的相关质量参数发送到BS。BS确定已有的还是新的服务实例将承载新流，并且从PDSN获得该服务实例的授权以满足质量参数。BS或PDSN在流和策略之间构造一个保证满足质量的映射，并且该映射用来将不同的分组放置到适当的流和服务实例中。策略和实施在上行链路和下行链路可以不同。

Description

在移动和IP网络间接口的服务质量支持
技术领域
本发明一般涉及利用DiffServ结构的网络节点之间数据的优先化。具体地说，描述了在组合CDMA2000/3GPP2网络中用于在无线电节点和分组数据交换节点保证不同数据分组的服务质量的方法和系统，然而本发明也可以应用于其它组合网络。
背景技术
不限制本发明的范围，其背景结合根据类型区分数据优先次序的网络结构进行描述。随着互联网协议(IP)对于在不同子网上(例如移动、固定、虚拟私人的)的不同数据类型(例如经IP的语音或VoIP、流式视频、电子商业)变得日益普遍，由此出现需要：即随着数据在整个网络的不同部分或节点之间移动，管理不同的类型以得到最小的服务质量。而IP在传统上是用于传递分组的尽力而为(best-effort)的方法，移动网络依赖于最小的比特误码率。两种保证不同的子网之间的可靠性的体系被使用：综合业务或Intserv，其中网络路径的端节点信号通知网络它们需要的特定QoS；以及区分业务或DiffServ，其中数据分组承载网络节点用于确定可适用的QoS的分类信息。不同的QoS在有效的网络中是必需的，因为不同的应用(例如不同的数据分组类型)对延迟、抖动、分组丢失、变化及其它QoS量度具有不同的需要。例如，VoIP要求非常低的抖动(单程抖动约100ms)以及在约8-64Kbps的带宽，而文件传输应用一般不受抖动困扰而是对分组丢失引起的破坏高度敏感。保证一种服务质量，而非仅仅如同传统的因特网协议(IP)网络路径中的尽力而为(besteffort)分组中继，进一步能为需要高可靠性的顾客能实现由网络操作员执行的差异定价。
本发明涉及DiffServ，其中总的结构基于这样的总概念：进入网络的业务(例如数据分组)在通过网络的数据通道的边界或‘边缘路由器’被分类并且可能被调节(例如被标记、测量、修正、整形)，并且指配给不同的行为集合。各个行为集合通过单个区分服务码点(DSCP)识别，该DSCP是各个分组的报头中的比特流(当前为6比特)。在网络的核心(不在数据通道的′边缘′的内部节点)中，分组根据与DSCP有关的″每跳(per hop)″行为PHB被转发。每跳行为代表分组在网络节点之间移动的阈值；例如延迟、抖动、带宽等的边界，并被用于在竞争业务流之间的每个节点分配缓冲器和带宽资源。定义明确的PHB与分组标记一起使用，以得到任何给定分组的可伸缩的QoS方案。然后，在DiffServ中，用于QoS的信令至少在网络核心内被消除，这样，在每个网络节点要求保持的分组状态的数量显著地降低。例如，内部路由器或节点不必追踪过渡分组的按应用的流或者按客户的转发状态。最后结果是，在DiffServ中，复杂性被推到网络的边缘，以保持核心路由器或节点(一般更大量)简单和快速。
DiffServ域中的边缘路由器也称为入口或出口节点，取决于业务方向。图1描述了其中可以使用DiffServ结构的CDMA2000/3GPP2组合网络20的现有技术概观。移动网络22(如采用3GPP2协议的网络)包括无线电节点RN 24(例如基站BS)，它在RN 24的控制下充当用于从移动台MS 26的上行链路业务的入口节点。来自MS的第一消息28经过RN 24并且到分组数据交换节点(PDSN)30。一旦离开PDSN 30，分组必须承载以下属性：将允许CDMA2000网络32范围内的路由器及其它节点以一定质量传送那个分组，无需每一个不得不“打开”分组并且独立地确定满足期望质量所需的适当通路。对于从基于IP的网络32到MS 26的第二消息34，PDSN 30充当出口节点。由基于IP的网络32使用以满足质量标准的手段(例如每跳行为)一般不直接适应于移动网络22。RN 24和PDSN 30之间的接口一般称为R-P网络或R-P接口。当前有以下广阔的概念：R-P接口用于便利更广网络32和移动22网络间的DiffServ，但是除了下述的承载一个流的服务实例上的下行链路业务以外，发明人知道没有关于这种功能性如何可以实现的具体细节。
在当前3GPP2标准[3GPP2P.S0001C.4]中，流映射和处理被引入，以映射特定的下行链路流到服务实例。主服务实例代表一个R-P连接，并且由在初始化R-P连接中承载的唯一标识符(SR_ID)标识。如3GPP2规范[3GPP2X.S0011-004-C，ver.1.0，August 2003；sections 3 and3.2 et seq.]所述，除主服务实例之外，MN 26还可在与主服务实例相同或不同的R-P连接上，打开一个或多个辅助服务实例，以承载对主服务实例不适合的业务。典型地，主服务实例用来承载初始化和更新MS 26和PDSN 30之间的连接的信令，并且与主服务实例有关的不同辅助服务实例用来承载不同的数据类型(例如流视频、电子邮件)。(最好为辅助的)服务实例可承载多个流，流是协议层序列的特定实例化，流上的分组通过其传输。为了有效地使用辅助服务实例，需要向PDSN 30通知分组过滤器。分组过滤器是PDSN 30用于映射哪个分组将在哪个服务实例上发送的信息。MS发送以支持一个服务实例的业务流模板TFT承载MS IP地址(它可随着MS 26在归属和外网之间移动而改变)和分组过滤器组件，例如但不限于分组目的地IP地址和端口数、协议类型以及服务类型。一个TFT对应于一个服务实例(用SR_ID标识)，允许PDSN 30将不同类型的分组放置到不同的辅助服务实例中。
如上所述的流映射机制似乎仅仅能映射下行链路分组到特定的辅助服务实例。此外，因为它仅仅映射下行链路分组到服务实例，而没有描述如何可以辨别那个服务实例上的特定流，它似乎只有当那个服务实例上所有的流(如果超过一个)保证相同分组质量时才是可操作的。尽管一个文档[TR45：Interoperability Specification(IOS)forcdma200 Access Network Intertaces-Part2 Transport″，PN-4545.2-RV3，Ballot Version October 2002]广泛地陈述：服务提供商定义的无线电接入网策略或本地策略能由RN和PDSN用于标记和调节上行链路和下行链路业务，但它没有定义这样做的机制。现有技术具体描述仅仅下行链路分组到服务实例的映射以保证移动网络中的服务质量，并且看来似乎不能使不同分组质量的流在同一服务实例上。本技术领域中所需的是在R-P接口处在DiffServ结构中实现服务质量的方式，以保证上行链路和下行链路业务上的质量，最好是在同一服务实例上流之间可以不同的质量。
发明内容
本发明的一个方面是一种用于在网络的第一和第二节点之间传递的服务实例内的流的建立的方法。上述方法包括从移动台发送第一请求消息到第一网络节点。该第一请求消息包括服务实例标识符、唯一地标识移动台创建的新流的流标识符以及被施加于新流的至少一个质量参数。此外，上述方法包括在第一节点确定至少在第一节点和移动台之间是否能支持满足至少一个质量参数的新流。上述方法继续：第一节点发送第二请求消息到第二网络节点。该第二请求消息包括服务实例标识符和至少一个质量参数，它可以与来自移动台的第一请求消息中使用的至少一个质量参数相同，或者它可以从第一消息质量参数映射。由第二消息的服务实例标识符标识并满足第二消息的至少一个质量参数的服务实例由第二节点授权。最好，第二节点发送登记应答消息到第一节点，通知后者上述授权。
另一个方面，本发明是可用来在无线电节点和分组交换数据节点之间的服务实例的几个流的至少一个上能实现保证的质量的信令协议。首先，信令在移动台和无线电节点之间建立一个主服务实例。随后，移动台信号通知无线电台服务实例标识符、新流标识符以及用于由流标识符标识的新流的至少一个质量参数。这些最好全部在一个信号消息内。在无线电节点确定能承载流以便满足至少一个质量参数的候选服务实例(候选服务实例是先前已有和新服务实例之一)之后，无线电节点信号通知移动台并且信号通知分组数据交换节点候选服务实例标识符，尽管未必同时地或甚至连续地。此外，分组数据交换节点信号通知无线电节点包括候选服务实例标识符的授权。这是一种授权。移动台经无线电节点信号通知无线电节点和分组数据交换节点中的至少一个唯一标识新流的分组过滤器。基于分组过滤器，无线电节点和分组数据交换节点之一发送给它们中的另一个在新流上的分组。也就是，分组通过利用分组过滤器被置于新流中。
另一个方面，本发明是包括控制器、存储应用程序的存储器、发射机和天线的移动台。控制器确定在移动台和经空中链路连接到移动台的移动节点之间传送的数据是第一或者第二数据类型。存储器存储应用程序，其关联或映射第一数据类型与至少一个传输质量参数的第一集合，并且关联或映射不同的第二数据类型与至少一个传输质量参数的不同的第二集合。应用程序还具有计算机指令以构造QoS参数请求消息，该消息承载服务实例标识符和至少一个传输质量参数的第一或第二集合。QoS参数请求消息中承载的集合是映射到由控制器确定的数据类型的集合。发射机连接在控制器和天线之间，并且发送QoS参数请求消息到移动节点。
根据另一方面，本发明是具有接收机、控制器以及发射机的基站。接收机从经空中链路连接到基站的移动台接收QoS参数请求消息，该消息包括至少已有服务实例标识符和至少一个质量参数的集合。上述控制器连接到接收机，并确定至少基站和移动台之间新流满足至少一个质量参数的集合的主体服务实例是先前已有服务实例或新服务实例。最好，新流在移动台中建立，并且它的标识符也在QoS参数请求消息中。发射机连接到控制器，并且响应上述控制器确定，发送服务连接消息到移动台以及发送登记请求消息到分组数据交换节点。那些消息中的每一个包括标识主体服务实例的服务实例标识符。
再一方面，本发明是具有接收机、控制器以及发射机的分组数据交换节点，比如网络的服务器。接收机从基站接收登记请求消息和过滤器消息。登记请求消息承载服务实例标识符和至少一个质量参数的集合。过滤器消息承载至少一个分组过滤器的集合。控制器确定由服务实例标识符标识的主体服务实例是否可满足至少一个质量参数的集合。控制器还沿主体服务实例路由满足分组过滤器的集合中的每一个的数据分组。响应上述控制器确定，发射机发送授权消息到基站。
本发明的实施例的这些及其它特征、方面和优点在连同附图参考以下描述后将变得显而易见。但是应该理解，附图仅仅设计用于图解目的，而非作为发明的限制定义。
附图说明
本发明在下面参考以下附图进行更具体地描述，除非另有规定，附图并非按比例绘制。
图1是经无线电节点RN和分组数据交换节点PDSN在移动台和外部网之间分组移动的现有技术概观。
图2是服务实例的初始设置时，在上行链路和下行链路方向中能实现QoS DiffServ的图1网络节点之间的信令图。
图3类似于图2，但示出用以修改已有服务实例中的QoS的信令。
图4A是示出第一备选实施例中下行链路业务的特定处理的信令图。
图4B是示出第一备选实施例中上行链路业务的特定处理的信令图。
图5A是示出第二备选实施例中下行链路业务的特定处理的信令图。
图5B是示出第二备选实施例中上行链路业务的特定处理的信令图。
图6是示出第三备选实施例中上行链路业务的特定处理的信令图。
图7A是根据本发明配置的移动台的透视图，以及图7B是根据本发明配置的移动台的方框图。
具体实施方式
还如以上背景描述，在服务实例上存在超过一个流时，现有技术似乎不能确定分组应该传输哪个流，并且不提供用于PDSN 30的机制以获得辅助服务实例内不同的流的QoS要求。并非仅仅为每个流增加服务实例，本发明设法在每个(最好为辅助的)服务实例内允许多个流，以在移动网络22中导致较少的R-P连接以及较好地使用可用带宽(由于较少的信令来建立和维持超量的R-P连接)。为了在R-P接口提供基于DiffServ的QoS，用于边缘路由器的DiffServ功能性(例如分组分类、标记、测量、修正和整形)应该在RN 24和PDSN 30中实现。为了执行这些功能，本发明提供信令机制以便所有与服务质量(QoS)有关的信息在RN 24和PDSN 30中继和/或配置。
本发明提供一种改进方法和系统，用于能实现DiffServ网络的入口和出口节点之间的业务流管理，其中对于上行链路和下行链路业务存在若干差异。每个方式具有移动节点或移动台MS 26，向RN 24和PDSN 30提供QoS要求以保证流内分组的质量。在描述的各个单独的实施例中，最好在链路级利用诸如″QoS_BLOB″(如在TIA/IS-707-A-3中定义的)的已知格式或者在IP级经扩展的动态流映射机制信号通知QoS要求。还描述了关于这种QoS信息是如何在RN 24和PDSN 30使用的以提供对R-P接口和外部网32的QoS支持的特定细节。
尽管下面详细呈示了本发明的特定实施例的使用和实现，但会理解到：本发明提供许多能在广阔的多种环境中体现的发明构思。在此讨论的特定实施例对实现和利用本发明充当非限制性的说明，并不想用来限制本发明的范围或后面的权利要求。
图2提供MS 26、RN 24和PDSN 30之间的信令体系，以及PDSN30和认证、授权与计费节点(AAA)36之间的外围信令。AAA 36一般是一种单独的服务器，它提供对MS 26的授权以工作在其归属网或合作外网(foreign network)内，比如当MS移动到其归属网络区域之外时、当特定的辅助服务实例必须通过外网路由时等。AAA 36用来认证特定的MS 26、对其授权以使用一些或者归属网或归属网与其具有服务等级协议SLA的外部网的所有服务，以及追踪所访问的服务及其它用于根据SLA或用户协议计算支付的量度。图2代表本
发明的优选实施例。
首先，如本领域已知的那样，MS26和PDSN 30设置38主服务实例。在启动上行链路业务28的情况下，这可以由MS 26进行初始化，或者在启动下行链路业务34的情况下，由PDSN 30通过基站BS24进行初始化。PDSN 30提交接入请求40到涉及特定MS 26的AAA36。AAA 36认证特定的MS 26，并且如果被授权，则提供接受消息42到PDSN 30，该消息42包括MS 26的用户简档。用户简档可包括与MS用户有关的服务质量参数：例如，MS用户可以是高级的或者黄金用户，其网络服务合同对于不同类型的数据保证文件传输的最小可靠性，以保证的质量授权接收数字视频广播(DVB-H)等。不同类型数据间的质量一般地反映为QoS参数，例如但不限于带宽(比特/秒)、最大分组延迟(毫秒)以及可接受的分组丢失率(％)。QoS用户/订户简档内的QoS参数会随着对DiffServ和分组传输质量渐增的精化而变化和进化，并且可以依赖于移动网络22中的活动、时刻(例如用户简档提供在7am和7pm之间有效的一个QoS，以及在其它时刻有效的较高的QoS)等而变化，所有的都不背离本发明。
在主服务实例建立38之后的某个时间，MS 26知到特定QoS参数有关的或者期望的数据流。例如，MS 26可以准备发送附着于电子邮件文本的数字照片，或者可以准备接收数字视频广播。或者，MS 26可以在无线电接入网之间移动。在任一情况下，MS 26建立流和用于它期望建立的每个流的标识符，以便发送有关的数据(例如数字照片分组的一个流、电子邮件文本分组的另一个流等)。称此为MS_FLOW_ID，承认流是共享协议层的特定实例化的一系列分组。MS 26发送QoS参数请求消息44到RN 24，该请求消息至少包括那些与MS建立的数据流有关的QoS参数以及用于新流的标识符MS_FLOW_ID。最好，这些参数为现有技术中定义的QoS_BLOB格式。在图2的示例中，QoS参数消息44包括唯一地识别要建立的承载MS 26创建的流MS_FLOW_ID的新R-P连接的服务实例标识符(SR_JD x)。假定例如请求的参数是流MS_FLOW_ID的m比特/秒的最小带宽。值得注意的是，消息44的QoS参数是请求，而且参数在单个消息内与特定服务实例标识符(SR_JD x)和MS 26创建的特定流标识符(MS_FLOW_ID)相关。
在收到请求的QoS参数之后，RN 24执行许可控制46。在许可控制46中，RN46例如经归属或者外网确定移动网络22是否能满足QoS请求消息44中表示的质量。给出两个选项：在消息48-50建立新服务实例(SR_ID x)，以及在消息48′-50′重新配置已有服务实例(SR_ID y)。
在第一选项中，RN 24处的许可控制46确定网络设施可以用来满足请求的QoS参数(例如m bps的最小带宽)，并且标识为SR_ID x的新服务实例建立如下。这个选项在附图标记38建立的主服务实例、或者MS 26的任何其它已有服务实例不能适应于MS创建的新流的QoS参数的情况下可以发生。RN 24发送服务连接消息48到MS 26，该消息48包括用于已有服务实例(SR_ID x)的标识符、QoS参数的准许(例如最小x bps带宽)以及用于MS 26和基站24之间的业务的空中链路的连接参数。这个消息48也应该包括QoS准许所应用的MS 26创建的流标识符，其在图2中固有的为QoS_BLOB格式。
在要求建立一个新连接的情况下(例如A10连接)，RN 24在登记请求消息52中与PDSN 30协调，该登记请求消息52可以与服务连接消息48和服务连接完成信息50并列或者在其之后。对于已有基础结构内现成的采用，最好登记请求消息52为A11消息格式。但是，本发明包括服务实例标识符(例如SR_ID x)和先前以消息44和48在MS 26和RN 24之间交换的请求和准许的QoS参数中的至少一个(最好为两者)，以及QoS参数相关的流标识符。PDSN 30授权54新服务实例(SR_ID x)满足登记请求52的QoS参数。这准许QoS参数请求，因为MS 26创建的流(标识为MS_FLOW_ID)在新服务实例内。一旦授权54，PDSN 30发送登记应答消息56到RN 24，通知它建立满足请求的QoS参数的新服务实例(SR_ID x)。
在第二选项中，RN 24在许可控制46决定在已有服务实例(SR_JDy)上承载流。对于这个示例假定已有服务实例是允许y毫秒的最大分组延迟的辅助服务实例，而请求的QoS参数是x bps的最小带宽。RN24将已有服务实例(SR_ID y)的参数重新配置到请求的那些(例如x bps带宽)，并且发送服务连接消息48′到MS 26，该服务连接消息48′包括可适用的服务实例标识符(例如SR_ID y)、x bps带宽的准许以及用于MS 26和基站24之间业务的空中链路的连接参数。如上，MS 26创建的流标识符也在这个消息48′内。在以上消息48-50和48′-50′描述的任一选项中，MS 26用服务连接完成信息50、50′作为答复以建立业务信道空中链路。
在不要求新连接并且已有连接被重新配置的情况下，信令类似于上述的用于一个新连接的信令，除了以下的例外。从RN 24到PDSN 30的登记请求52包括服务实例标识符(例如SR_ID y)和先前在消息48′发送给MS 26的修改的准许QoS参数，以及QoS参数相关的流标识符。PDSN 30授权54已有服务实例(SR_ID y)以满足登记请求52的QoS参数。一旦授权54，PDSN 30发送登记应答消息56到RN 24，通知它已有服务实例(SR_ID y)被修改以满足请求的(并且现在已准许)QoS参数。
为了在分组在上行链路28或者下行链路34上沿新流发送之前完成信令，MS 26发送保留RESV消息58，该消息承载流标识(MS_FLOW_ID)、流方向(上行链路28或下行链路34)以及用于辅助服务实例的过滤器参数。RESV消息58一般地可以称为过滤器消息，因为它承载关于过滤分组的消息。在现有技术中，分组过滤器参数一般为传输流模板TFT格式，可继续本发明的用于受影响网络的现成采用的实施例，尽管该格式本身不受限制。这个RESV消息58，可以在主服务实例设置38建立的这个主服务实例上，或者在新流的辅助服务实例上，通知PDSN 30哪些分组将进入哪个流，并且因此分组将如何通过外部(基于IP的)网(external network)32的内部节点移动。例如，如果建立两个流(在一个或两个服务实例内)，一个用于静止照片和一个用于IP话音，则RESV消息58标识哪个处于分组报头中的区分业务代码点(DSCP)进入哪个流。在超过一个流对对象MS 26有效的情况下，单个TFT可通知多个流和多个过滤器。PDSN 30用RESV确认消息60进行应答。最终结果是PDSN 30具有信息仅仅利用分组报头的比特将每个分组映射到一个特定流。
例如，假定如上建立两个流：一个用于静止照片和一个用于VoIP。DSCP是6比特，这样MS 24在RESV消息58中通知PDSN 30DSCP报头中具有值011101的分组应该进入第一个流。第一个流仅仅与一个服务实例相关固有地在服务实例/流框架内。PDSN 30不必知道携有特定DSCP的分组与静止照片相关；仅仅映射在PDSN 30中是必需的，并且MS 26确定在建立该流中的底层日期类型的适当QoS参数。相同的RESV消息58通知具有DSCP报头值011110的分组进入第二个流，其可能在或者不在第一服务实例上。这些流中的每一个由于底层数据的不同特性而具有不同的QoS：来自照片的分组稍微对延迟不敏感，而合成的照片可能因为分组损失而被显著破坏，而VoIP分组对延迟敏感但相对地对分组丢失不敏感。用于建立数据流的不同的QoS参数反映底层数据类型，但数据流在MS 26中而非在RN 24或PDSN 30中创建。RESv消息58通知PDSN 30哪些分组进入哪个数据流，并且PDSN 30构造DSCP到数据流的映射。尽管MS可发送顺序地布置在两个VoIP分组之间的照片分组，但PDSN 30仅仅利用报头中DSCP的知识将它们分开。CDMA2000网络32内还发送分组的节点不必打开报头或者甚至知道映射，因为它们工作在综合业务IntServ模型，其中通过网络的流在分组进入那个网络边缘时是预定的。那些内部节点仅仅中继(而不知道QoS)潜在的备选流、底层数据类型等。CDMA2000网络32内部的中继满足MS 26请求的服务质量(并且由PDSN 30和RN 24准许)并且不仅仅反映尽力而为试图移动分组，是通过本发明的有效信令在DiffServ中达到的。
图3是类似于图2的信令图，但在已经建立的由RN 24更新QoS参数的服务实例的环境中。那个环境反映为MS 26和PDSN 30之间经RN 24或基站BS的前进流48(在任何服务实例上)，并且可在RN/BS24由于改变业务或无线电条件的原因期望修改前进流48时发生。RN24选择对于一个特定的流要更新64哪个QoS参数，并且发送登记请求消息52′到PDSN 30，承载有关的服务实例(SR_ID)、流(MS_FLOW_ID)以及用于那个连接和流的更新的QoS参数。PDSN 30授权更新的QoS参数54′，并且发送登记应答56′回到RN 24，准许更新的QoS参数。在成功授权时，RN 24向MS 26发送服务连接消息48″，其在图3的环境下包括服务实例标识符(SR_ID)、流标识符(MS_FLOW_ID)、更新和准许的QoS参数，以及在空中链路本身也改变了的情况下，还包括任何有关的空中链路参数。MS 26用服务连接完成信息50″答复。在特定流的QoS参数正在升级(例如最小带宽从x bps变化到2x bps)的情况下，消息48″和50″必须在消息52′和56′之后；要不，它们可并行出现。
在不再需要一个流时，MS 26自身进行确定并且信号通知RN 24标识要去掉的流、它所处的服务实例以及其关联的QoS参数。RN 24向PDSN 30发送登记请求，包括从MS 26接收的QoS参数、流标识符以及服务实例。如果有关的服务实例没有承载别的流，则RN 24还可在登记请求消息中请求断开那个服务实例。PDSN 30删除用于那个流的分组过滤器并且发送登记应答消息到RN 24。RN 24然后发送服务连接消息到MS 26，以表示该流被去掉，并且如果在那个服务实例上没有承载别的流，并且整个服务实例被断开，则RN 24还在服务连接消息中断开该服务实例。MS 26用服务连接完成消息应答RN24。
图2的实质在于，RN30从MS 26获得或导出QoS要求，然后发送QoS要求到PDSN 30。根据第一备选实施例，利用此信息对下行链路和上行链路业务的各自的处理示出在图4A(下行链路)和图4B(上行链路)中。用于上行链路和下行链路业务的各自的处理的第二备选实施例示出在图5A(下行链路)和图5B(上行链路)中。用于上行链路业务的第三备选实施例示出在图6中。这些中的每一个都是对图2的信令的补充，并且示出在PDSN 30或RN 24决定的上行链路和下行链路策略的实施。同样在备选实施例中显示的，图2中描述的消息在备选实施例中被修改，通过消息标题、消息内容和/或所附的解释文本而明显。
在图4A的下行链路上，RN 24发送登记请求66到PDSN 30，但在此第一备选实施例中，消息66包括服务实例标识符和QoS_BLOB消息(其包括QoS参数)。对于下行链路业务34，PDSN 30基于请求消息66决定68 DiffServ策略(以下示例)，并因此在服务实例和DiffServ策略之间构造一个映射，其用于将下行链路分组34映射到适当的服务实例和流。PDSN 30然后在授权后发送登记应答消息56，并且RN 24发送服务连接消息50，50′，如前所述。然后，MS 26发送RESV消息70的过滤器，其类似于先前描述的RESV消息58，但在这一实例下，它不需包括流标识符，因为其已经在登记请求消息66的QoS_BLOB部分中提供给了PDSN 30。反之，此过滤器消息70包括用于下行链路业务的服务实例标识符和TFT(具有用于该流的过滤器参数)。PDSN 30利用过滤器上此附加信息来经服务实例标识符将DiffServ策略映射72到流(利用分组过滤器)。
DiffServ策略可包括但不局限于：前述DSCP标记、和/或业务修正/整形策略、以及还可考虑图2中描述的预定简档42。尽管给出了两个不同的示例，但这些策略的定义可在不同的移动网络22运营商间不同。作为DiffServ标记策略的示例，假定具有QoS参数：a)请求的x bps的带宽、b)请求的y毫秒的最大延迟、以及c)可接受的z％的丢失率的下行链路分组要用DSCP值011001标记。其它QoS参数组合和阈值等同为不同的DSCP值。作为DiffServ标记业务修正/整形策略的示例，假定由高优先级用户(例如支付用于增强服务的额外费用)使用的流应用(它可通过业务类别或应用ID指定)在某些时间将不会超出X bps，比如其中移动网络22传统上承载更重业务的那些时间。这种DiffServ标记业务修正/整形策略能在特定用户QoS简档中指定，或者可以由本地移动网络22为它的特定限制定义。尽管RN24可以知道那些策略，并非通过在该交界处(传统上具有最大的限制带宽)实施它们而使RN 24-MS 26接口过载，然而PDSN 30能通过基于这种策略在它们到达RN 24之前丢下或者整形简档外的分组来实施用于下行链路业务34的策略。随着下行链路业务经过PDSN 30，PDSN 30基于TFT将分组映射到正确的服务实例，并且用与SR_ID相关联的正确DSCP标记分组。能执行其它可能的diffserv功能(例如修正、整形)，如上所述。
对于这个第一备选实施例，在如图4B所示的上行链路上，QoS参数和流标识符直接映射到DSCP及其它DiffServ策略。在从MS 26获得那个信息之后，RN 24决定74哪些diffserv策略(例如DSCP标记)将被用于服务实例，然后在SR_ID和DiffServ策略之间建立映射。登记请求76仅仅需要包括业务实例标识符，因为用于此上行链路28流的映射处于RN 24。
在图5A(下行链路)和图5B(上行链路)中描述第二备选。在图5A中，MS 26发送下行链路QoS要求到PDSN 30，与在RESV消息中承载下行链路流过滤器的TFT一道。RESV消息中承载的QoS要求包括如上所述相同的信息，或者可包括为DiffServ定义的新信息单元或者FLOWSPEC格式。在接收RESV消息78之后，对于下行链路业务，PDSN 30基于QoS要求决定80要应用的DiffServ策略，并且在流(经TFT的过滤器)、承载该流(SR_ID)的服务实例和诸如以上在示例中那些的任何有关的DiffServ策略之间建立映射。登记请求76仅仅需要包括服务实例标识符，并且登记应答56和RESV或者过滤器确认60消息都如前所述。
在如图5B所述的此第二备选实施例中，对于上行链路，MS 26发送RESV消息82到PDSN 30，该RESV消息82包括服务实例标识符、上行链路和下行链路QoS参数以及下行链路的过滤器参数(TFT)。对于上行链路业务，PDSN 30利用那个信息决定84DiffServ策略，并且在服务实例和DiffServ策略之间构造一个映射。然后，PDSN30信号通知86RN 24执行PDSN 30决定的上行链路业务处理策略。最好，移交实施该策略的这个消息86为已知的COPS格式，并且承载服务实例标识符和在那个服务实例上要应用于上行链路业务的决定的策略。或者，该消息86可以是修改的A11消息。由于RN 24已经知道MS 26创建的流(从图2的消息44)，因此在消息86中标识的服务实例用来唯一地向RN 24标识将实施DiffServ策略的那个服务实例的有关流。某种形式的收悉消息88发送给PDSN 30，并且PDSN30然后发送确认消息60到MS 26。
图6示出用于上行链路28业务的特定处理的第三备选实施例。MS 26发送RESV或者过滤器消息90，其承载服务实例标识符、上行链路QoS参数、以及下行链路过滤器参数(TFT)。RN 24接收那个RESV消息90。在此实施例中，除转发90′那个消息90到PDSN 30之外，RN 24截取92RESV消息90，决定用于上行链路业务的DiffServ策略，以及将服务实例标识符映射到DiffServ策略。PDSN 30忽略94上行链路QoS参数，因为在此实施例中，RN 24实施用于上行链路业务的DiffServ策略。PDSN 30发送确认消息60到MS 26，如前所述。
尽管对上行链路和下行链路业务的解决方案分别进行了图示，但对应的解决方案能合并在一起，包括用于不同的优选和备选实施例的混合上行链路和下行链路解决方案。
现在参考图7A和7B描述在以上信令互换中描述的移动台26。图7B的方框图中描述的某些电子部件也在上述基站24和PDSN 30中。移动台26可以是但不局限于蜂窝电话或者个人通信器。移动台26包括一个或多个天线102，用于发送信号到移动节点或基站24，以及用于从移动节点或基站24接收信号。基站24可以是包含PDSN 30和移动交换中心(MSC，未示出)的网络的一部分。在移动台26涉及到一个呼叫时，MSC提供到陆地线干线的连接。移动台26包括调制器(MOD)104A、发射机104、接收机106、解调器(DEMOD)106A以及控制器108，控制器108分别提供信号给发射机104和接收机106，以及从发射机104和接收机106接收信号。这些信号包括根据可适用的蜂窝系统的空中接口标准的信令信息、用户语音和/或用户生成的数据、以及如上具体描述的信号。虽然该发明的教导能容易地应用于GSM类型TDMA移动台，这些教导也能用于码分/多址(CDMA)及其它类型的系统。
应该理解，控制器108还包括实现移动台的音频的(语音路径)和逻辑功能所需的电路。举例来说，控制器108可以包括数字信号处理器设备、微处理器设备、以及各种模-数转换器、数模转换器及其它支持电路。移动台26的控制和信号处理功能根据这些装置各自的能力，分配在这些装置之间。
用户接口包括常规的耳机或扬声器110、常规的麦克风112、显示器114以及用户输入设备，典型地是小键盘116，所有这些连接到控制器108上。用户输入设备还可包括数码相机或者摄像机。小键盘116包括常规的数字(0-9)和相关的键(#，*)116a，以及用来操作移动台26的其它键116b。这些其它键116b可包括例如SEND(发送)键、各种菜单滚动和软键以及电源接通/断开键。这些键还可与显示器114一起作为触敏屏幕，它们的功能可以通过语音识别经扬声器112启动，或者不同地实施以执行如与已知的传统的116a和其它116b键的相同或扩展的功能。移动台26还包括可更换电池118，用于对操作移动台26所需的各种电路供电。
移动台26还包括各种存储器，共同地示出为存储器120，存储控制器108在操作移动台期间使用的多个常量和变量存储在其中。例如，存储器120存储无线系统参数的值、用于移动台26的唯一标识符、用于控制控制器108的操作的操作程序(每个操作程序典型地在ROM设备中)以及用于运行操作程序的环境中的专门应用的各种软件应用程序(应用程序典型地在读/写RAM设备中)。存储器120中的操作程序包括例行程序，以在显示器114呈现消息和消息相关功能给用户，典型地为各种菜单项。
根据本发明，应用软件程序122可以是独立程序或另外修改其它在前已有程序的程序(比如构造具有某些数据的消息44，不然没有)，应用软件程序122保存在将数据类型映射到至少一个质量参数的存储器120中。移动台26确定用于上行链路或下行链路分组的底层数据类型，利用应用程序122确定哪个质量参数应用于该数据类型，以及发送QoS参数请求消息44，如上所述。这个QoS参数请求消息44的新颖之处在于：它包括来自软件应用映射的QoS参数和服务实例标识符，并且最好还包括QoS参数将应用的流(在MS中创建)。此外，应用程序使MS 26响应于(即自动地)接收服务连接消息48、48′，发送承载QoS参数和服务实例标识符的RESV或过滤器消息58、70、78、82、90，并且最好还发送流方向和在MS 26中为流创建的流标识符。
典型地除了麦克风112、电池118、扬声器110、显示器114和小键盘116，图7B的大部分上述电路也存在于MN24和PDSN 30中。MN24和PDSN 30各自具有应用软件程序，以构造以上详述的从那些相应节点发送的消息，它们中的一些响应于从MS 26、MN24或者PDSN 30接收的其它消息，如以上在优选和备选实施例中具体描述的那样。
尽管已经图解和描述了目前认为优选和备选的所要求的发明的实施例，但应该意识到，本领域的技术人员很可能产生许多的变化和修改。所附权利要求旨在覆盖落在所要求的发明的精神和范围之内的所有变化和修改。

Claims (26)

1.一种用于在第一和第二节点之间于服务实例内建立数据流的方法，包含：
从移动台发送第一请求消息到第一网络节点，所述第一请求消息包括服务实例标识符、唯一标识所述移动台创建的新流的流标识符以及用于所述新流的至少一个质量参数；
在所述第一节点确定满足所述至少一个质量参数的新流是否能在所述第一节点和所述移动台之间被支持；
从所述第一节点发送第二请求消息到第二网络节点，所述第二请求消息包括服务实例标识符和至少一个质量参数；以及
在所述第二节点授权由所述第二消息的服务实例标识符标识的满足所述第二消息的所述至少一个质量参数的服务实例。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一节点是无线电节点并且所述第二节点是分组数据交换节点。
3.如权利要求1所述的方法，其中在所述第一节点进行确定包含：
确定由所述第一请求消息的服务实例标识符标识的在前已有的服务实例能在所述第一节点和所述移动台之间支持所述新流及其相关联的至少一个质量参数；以及
从所述第一节点发送应答消息到所述移动台，所述应答消息包括所述第一请求消息的服务实例标识符、所述流标识符以及用于所述新流的所述至少一个质量参数；
其中所述第一和第二请求消息的所述服务实例标识符相同。
4.如权利要求1所述的方法，其中在所述第一节点进行确定包含：
确定由所述第一请求消息的服务实例标识符标识的在前已有的服务实例不能在所述第一节点和所述移动台之间支持所述新流及其相关联的至少一个质量参数；
确定所述新流将在支持所述至少一个质量参数的新服务实例中；以及
从所述第一节点发送应答消息到所述移动台，所述应答消息包括唯一标识到所述移动台的所述新服务实例的新服务实例标识符、所述流标识符以及用于所述新流的所述至少一个质量参数；
其中所述第二请求消息的所述服务实例标识符是所述新服务实例标识符。
5.如权利要求1所述的方法，其中在发送所述第一请求消息之前，所述第二节点从不同于所述第一节点和所述移动台的一个节点接收用户简档，所述用户简档包括与所述移动台相关联的多个质量参数。
6.如权利要求1所述的方法，还包含：
从所述移动台发送过滤器消息到所述第二网络节点，所述过滤器消息包括所述流标识符、所述新流的流方向以及至少一个分组过滤器。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述至少一个分组过滤器包含从与所述移动台相关联的所有其它流中唯一地标识所述新流的多个分组过滤器。
8.如权利要求6所述的方法，还包含：
在发送所述过滤器消息之后，在所述第一节点确定所述新流不能进一步被支持以满足所述第二消息的至少一个质量参数；
从所述第一节点发送修改的第二请求消息到所述第二节点，所述修改的第二消息包括所述第二请求消息的服务实例标识符以及不同于所述第二请求消息的至少一个质量参数的至少一个更新的质量参数；以及
在所述第二节点授权由所述第二请求消息的服务实例标识符标识的服务实例，以满足所述至少一个更新的质量参数。
9.如权利要求6所述的方法，还包含，在所述第一或第二节点之一，映射所述第二请求消息的服务实例标识符到所述流标识符和所述至少一个分组过滤器中的至少一个。
10.如权利要求1所述的方法，还包含：
确定应用于所述分组的策略，以及映射所述服务实例标识符到所述策略。
11.如权利要求10所述的方法，其中确定策略是在所述第二节点，以及所述策略在所述第二节点对在上行链路和下行链路方向的至少一个中发送的分组实施。
12.如权利要求10所述的方法，其中确定策略是在所述第一节点，以及所述策略在所述第一节点对至少在从所述第一到所述第二节点的上行链路方向中发送的分组实施。
13.如权利要求10所述的方法，其中确定策略是在所述第二节点，以及所述策略在所述第一节点至少对在从所述第一到所述第二节点的上行链路方向中发送的分组实施。
14.如权利要求1所述的方法，还包含，在所述第二节点授权服务实例之后，从所述第二节点向所述第一节点发送将所述授权通知所述第一节点的登记应答消息。
15.一种信令协议，允许无线电节点和分组交换数据节点之间的服务实例的几个流中的至少一个上的保证的质量，包含：
在移动台和无线电节点之间建立一个主服务实例；
所述移动台向所述无线电台信号通知服务实例标识符、新流标识符以及用于由所述流标识符标识的所述新流的至少一个质量参数；
在所述无线电节点确定能承载所述流的候选服务实例以便满足所述至少一个质量参数之后，所述候选服务实例是在前已有和新服务实例之一，所述无线电节点向所述移动台和分组数据交换节点信号通知所述候选服务实例标识符；
分组数据交换节点信号向所述无线电节点信号通知包括所述候选服务实例标识符的授权；
所述移动台向所述无线电节点和所述分组数据交换节点中的至少一个经所述无线电节点信号通知唯一标识所述新流的分组过滤器；以及
基于所述分组过滤器在所述无线电和分组数据交换节点之间在所述新流上发送数据分组。
16.如权利要求15所述的信令协议，其中所述移动台经所述无线电节点信号通知所述无线电节点和所述分组数据交换节点中的至少一个包含信号通知分组过滤器、流方向以及所述流标识符。
17.如权利要求15所述的信令协议，还包含从AAA节点向所述分组交换数据节点信号通知与所述移动台相关联的一系列质量参数。
18.如权利要求15所述的信令协议，其中所述无线电节点向所述移动台和分组数据交换节点信号通知所述候选服务实例标识符，还包含所述无线电节点在单个信令消息中向所述移动台信号通知所述候选服务实例标识符和参数以建立新的业务空中链路。
19.如权利要求15所述的信令协议，其中所述移动台向所述无线电台信号通知服务实例标识符、新流标识符以及用于由所述流标识符标识的新流的至少一个质量参数，包含在单个消息中信号通知。
20.一种移动台，包含：
控制器，用于确定要在所述移动台和经空中链路连接到所述移动台的一个移动节点之间传递的数据是第一或第二数据类型的一个；
存储器，它存储应用程序，所述应用程序包含第一数据类型与至少一个传输质量参数的第一集合的关联以及不同的第二数据类型与至少一个传输质量参数的不同的第二集合的关联，
所述应用程序还包含计算机指令，以构造包括服务实例标识符和与所述控制器确定的数据类型相关联的至少一个传输质量参数的所述第一或第二集合的QoS参数请求消息；以及
发射机，连接在所述控制器和天线之间，用于发送所述QoS参数请求消息到所述移动节点。
21.如权利要求20所述的移动台，还包括连接在所述天线和所述控制器之间的接收器，用于接收包括服务实例标识符和与所述控制器确定的数据类型相关联的至少一个传输质量参数的集合的服务连接消息，
其中所述应用程序还用于响应于接收所述服务连接消息而构造一个过滤器消息，所述过滤器消息包含至少一个过滤器参数的集合和由所述至少一个过滤器参数的集合过滤的数据分组被过滤到的服务实例的标识符。
22.如权利要求21所述的移动台，其中服务实例的标识符是流标识符，所述流标识符唯一地标识由至少一个过滤器参数的集合过滤的数据分组被过滤到的服务实例上承载的流。
23.一种基站，包含：
接收机，用于从经空中链路连接到所述基站的移动台接收包括至少已有服务实例标识符和至少一个质量参数的集合的QoS参数请求消息；
控制器，连接到所述接收机，用于确定其上新流满足至少所述基站和所述移动台之间的至少一个质量参数的集合的主体服务实例是在前已有服务实例还是新服务实例；以及
发射机，连接到所述控制器，用于响应于所述控制器确定而发送服务连接消息到所述移动台，以及发送登记请求消息到分组数据交换节点，所述消息中的每个包含用于所述主体服务实例的服务实例标识符。
24.如权利要求23所述的基站，其中所述登记请求消息还包含至少一个质量参数的集合。
25.一种分组数据交换节点，包含：
接收机，用于从基站接收登记请求消息和过滤器消息，所述登记请求消息包含服务实例标识符和至少一个质量参数的集合，并且所述过滤器消息包括至少一个分组过滤器的集合；
控制器，用于确定由所述服务实例标识符标识的主体服务实例可满足至少一个质量参数的集合，并且用于沿所述主体服务实例路由满足分组过滤器的集合中的每个的数据分组；以及
发射机，用于响应于所述控制器这样确定而发送授权消息到所述基站。
26.如权利要求25所述的分组数据交换节点，其中过滤器消息还包含流标识符，并且所述控制器用于沿由所述流标识符标识的数据流路由满足分组过滤器的集合中的每个的数据分组，所述数据流在所述主体服务实例之内。
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