TW529272B - Method and devices to provide a defined quality of service in a packet switched communication network - Google Patents

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Ralf Keller
Dirk Kopplin
Thorsten Lohmar
Hans-Olof Sundell
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Description

529272 _塞號89125754 f/年夕月外曰 修正 _ : 五、發明說明（1) ’ 發明技術範嘴 本發明與如申請專利範圍第1項之序文的方法有關。另 外’還會發表通信系統的裝置及軟體。 ^ 發明背景 資訊包轉接型通信系統如同包括用來轉遞數據資訊包之· 互接節點的網際網路一樣。端節點將通信系統連接到使用· 者設備’或更遠的通信系統。目前，網際網路中的數據資 訊包係根據最佳工作服務來處理，也就是，所有的數據資 訊包都是以同等優先順序來處理。 為了為網際網路提供補充該最佳工作服務的界定服務品 質，已發表鑑別服務模型（IETF RFC2474及247 5 )。在鑑別f 服務模型中，數據資訊包中的資料攔位指定在轉遞數據資 訊包的節點上進行處理。根據I P第4版及I P第6版網際網路-規約（I P )的資訊包標題包括作為鑑別服務（D S )欄位來表示 的資料攔位，其長度為8位位元。節點根據用以指定每跳 躍行為之DS欄位的前6位位元來執行資訊包的鑑別處理， 而D S欄位的最後兩位位元目前未使用。相應地，已建議I P 通信協定中DS欄位的界定應只包括用以指定每跳躍行為的 位元，而不是包括整個DS欄位。 根據該每跳躍行為的數值，節點中執行一項決策，以決 定是否以哪一種方式及以哪一項優先順序將資訊排入序 列，或如果節點中發生擁塞時，是否可終止資訊包。預設· 處理是目前的最佳工作服務。已建議的其他每跳躍行為描 繪（例如）資訊的發送轉遞（expedited forwarding ; EF)或
O:\68\68025-910724.ptc 第6頁 529272 _ 案號89125754 《/年ク月#日 修正___ 五、發明說明（2) 保證轉遞（assured forwarding ;AF)
在諸如GSM(gl〇bal system for mobile communications ；行動通信全球定位統）或UMTS (universal mobile telecommunications system ；通用 行動式電信系統）中，會為使用者提供對應於不同通信流 量優先權的不同訂閱（歐洲標準ETSI EN 3 0 1 344 V 6.4.0 ;第三代合夥專案（3rd Generation Partnership Project ;3GPP);技術規格3G TS 23· 0 6 0 V 3· 1· 0)。用以指定針 對轉遞使用者通信流量所配置之資源的訂閱資訊係儲存在 系統的資料庫中。記錄通常是儲存在為使用者提供服務之 以主位置暫存器（home location register ;HLR)表示的 資料庫中’在許多系統中的來訪者位置暫存器（visi tor location register ;VLR)都具有複本，用以為使用者目 前所在位置的區域提供服務。如果為使用者建立連線，則 會聯繫資料庫，用以為使用者配置連接到核心網路之連線 (例如，無線電鏈路上）的資源（例如，頻寬）。於接達期間 能夠執行與使用者設備間協商的處理程序，並且藉由考慮 目前通信流量狀況下的可用資源，所配置的資源可不同於 記錄項目。
在互接用以接達通信系統之節點的核心網路中，數據及 控制發信號通常係作為資訊包轉接型通信流量進行轉遞。 例如，在GPRS (generai packet radio service ;通用資 訊包無線電服務）及UMTS核心網路中，網際網路規約係用 來在用以轉遞資訊包之節點所評估之路徑選擇層上投送通
O:\68\68025-910724.ptc 第7頁 529272 修正 五、發明說明（3) 信流量。因此 在不同的鏈路 量不一定連續 如果核心網 承載通信流量 何方法可供在 任一使用者根 優先順序’因 法預料在核心 並且，如果發 置給使用者的 的應用可能會 發明概述 因此，本發 資訊包轉接型 的方法。本發 實施的方法。 裝置及程式。 根據本發明 法。本發明也 明的裝置及軟 圍第2到1 0 、1 在提議的方 料庫，通常是 案號 89125754 ，連線通常是資訊包轉接作業階段，其中可 上投送連線的資訊包，並且連線上的通信流 〇 路中的通信流量負載過高，則透過核心網路 的數據資訊包轉遞會更加重要。目前尚無任 核心網路中區別不同的使用者訂閱。只能讓 據其希望及所要執行的工作來指定通信流量 此，與其他使用者行為密切相關。結果，無 網路中轉遞之使用者通信流量的優先順序， 生擁塞，則會延遲訊息。即使接達網路中配 資源足以提供連線，但是特別易受延遲影響 受損。 明目的是排除這些缺點，並提供一種用以在 通信系統的核心網路中區別使用者優先順序 明進一步目的是發展一種容易在通信網路中 本發明另一項目的是提供用以執行該方法的 ，執行如申請專利範圍第1項中說明的方 具體化如申請專利範圍第1 1、1 6及1 8項中說 體程式。具體實施例的優點係在申請專利範 2到1 5、1 7及1 9項中說明。 法中，通信系統包括一含有使用者記錄的資 所有使用者的個人記錄。記錄指示要提供給
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案號 891257M
五、發明說明（4)
使用者的服務品質。單一槽案中 < 包含一位或所有使用者 的記錄。另外，還會為（例如^來自更遠通信系統之沒有個 人記錄的漫遊使用者提供標準纪錄。來自於資料庫的記錄 或來自於記錄之用來決定^提&給使用^所要求之連線所 需的至少部份參數提供給端節^，由端節點先處理該使用 者的資訊包，之後再將該使用Ρ #的資訊，送到通信系統 (尤其是核心網路中）更遠的節點。由於$郎點能夠在比核 心網路更大或更小的網域中執行所建議方法’所以端節 點的位置可能脫離核心網路的邊緣。例f ’端節點可能是 用以將數據資訊包從不同網路轉遞到核二、、f路的G GS N (GPRS gateway support node ;GPRS 蘭 ^ 器支援節點）、 目前為使用者提供服務的SGSN (serving GPRS support node ;伺服GPRS支援節點）或是用以控制使用者之無線電 鏈路連線建立並從使用者所傳送的資料來建立傳送到核心 網路中之資訊包的RNC (radio network controller ;無 線電網路控制器）。 根據資料庫所提供的資訊，端節點設定鑑別服務（DS)資 料欄位，其通常位於資訊標題中，並用來指定資訊包的處 理。可能會將資訊包傳送給使用者，或由使用者傳送資訊 包，其中通信流量的方向決定由哪一個端節點來設定D S資 料欄位。如果記錄不包括連線參數，則會將DS資料欄位設 定為預設值，可能是最佳工作服務。 端節點可由數個不同的裝置所組成，這些裝置可能位於 互相距離很遠的位置。具體而言，端節點包括控制裝置
529272 案號89125754 4/年^月#日_^ 五、發明說明（5) ， (例如，行動服務交換中心（M SC ))，以及用以處理暨轉遞 ， 數據通信流量的裝置（例如’媒體閘道器）’其中一個或數 個控制裝置負責控制處理裝置。在此情況下，控制裝置可· 從資料庫取得使用者記錄，並將用來設定資料欄位的參數. 轉遞到用來處理數據通信流量的一個或數個節點。單一控-制裝置控制連線中的兩個端節點，例如，兩個SGSN媒體閘 道器，或一個SGSN媒體閘道器與一個GGSN媒體閘道器，然_ 後，最好將來自於控制裝置之設定資料攔位的參數提供給 這兩個端節點。 常見的通信系統中會界定分層式通信協定堆疊，其中會 在數據資訊包中多次封裝使用者資料。在此情況下，一定 是在透過網路轉遞數據資訊包的節點所評估的路徑選擇層 上指定DS資料攔位。整份文件中，術語「應用層」表示與 核心網路路徑選擇層有關的應用層。因此，應用層可具有 與使用者設備上執行之應用程式有關的不同功能。 所建議的方法提供在資訊包轉接網路中根據使用者訂閱 來控制數據資訊包轉遞的機會。因此，整個包含核心網路 的整體通信系統，可根據訂閱來轉遞通信流量。操作員能， 夠以使用者所選取的訂閱，為使用者提供所選取的通信流 量品質集。還可使用本方法來控制接達系統中的特定節點 或服務三DS資料攔位的一個或數個可能的設定不提供任何 使，者貢訊包存取，而是保留給操作員的高優先順序通信（瞻 流量，特別是網路控制。本方法可用來區別來自於不同接 達網路的使用者，或區別位於其主區域的使用者與漫遊使
529272 i號 89125754 發明說明（6)
用者$此目使用者記錄可包一 項目，例如，根據端節點或端節點類2 U類型的不同 不同連線，或連線的上行鏈路及！r行鏈使用者的 同的服務品質。本方法的優點在於容而有不 於題TS及GPRS通信系統的核心網路，易只靶，其特別適用 使用者通常會針對易受延遲及錯誤 許延遲及/或錯誤的應用程式來 ’、曰的應用程式及容 質。在本發明較佳具體實 / 冋的已界定服務品 質並根據資料庫的記錄來J定資‘=據所要求的服務品 別處理具有相同訂閱類以以；；量== 先順序與服務等級。 口机里之間不同的優 2 Π” I，應、用層上可取得有關於所要求之服務品1 貝的貝Λ，尤其，如果使用者所傳送或拒絕的數據資訊包 包括根據IP通仏協定之具有指定之每跳躍行為的…欄位。 由於諸如RNC的端節點中不一定會處理應用層，所以端節 點的通#協定堆豐中的不同層上也會出現有關於所要求之 服務π口貝的> 。端郎點最好先接收並處理數據資訊包， 以利於透過在應用層或另一層上評估資訊的核心網路來進 一步轉遞數據資訊包，並在轉遞節點所評估的路徑選擇層 上照者设疋D S負料棚位。在簡易具體實施例中，如果使用 者訂閱適用於所要求的優先順序並設定成別的預設值，則 會將應用層上的DS攔位複製到DS資料攔位。或者，端節點 可指示不同於所要求之行為的D S資料攔位。網路操作員有 機會根據使用者記錄來界定個人映射法，並使映射法適合
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_ 案號 89125754 五、發明說明（7) 通信系統中節點的處理特性。 如果於通信系統接達期門 理程序，則可藉由考慮目‘二=f f者設備間的協商處 使得為連接…系下…資：田 信系統中的通信流量負載好5 :程序中使用之通 就是，包括使用者記錄通；理程序結果(也名 要求之資料攔位的規格中所;ς = i 選擇性YWf 通信流量優先順序方 位。如此可避免通信系數)來指定DS資料欄 面的差異。
f二端即點”、、法存取含有用以傳送DS資料欄位設定所需 之貧料之使用者記錄的資料庫。在這些情況中，建議含有 此項功能的第二節點負責存取資料庫，並將資訊轉遞到用 以處理違使用者、訊包的端節點。例如，透過核心網路傳 送來自於使用者的資料’其中該數據資訊包係在RNC中所 建立。由伺服R N C的S G S N向資料庫（例如，H L R )要求用以設 定DS資料欄位的參數。然後，將參數從SGSN傳送到RNC。
另一個例子是通過網路之兩個端節點的連線，這兩個端節 點都需要設定上行鏈路及下行鏈路方向之資訊包之〇s資料 欄位的訂閱資訊’雖然這兩個方向的設定可能不同。當從 第一端節點（例如，伺服使用者的SGSN )建立連線時，會將 來自於資料庫的資訊提供給該第一端節點，並可將資訊轉 遞到其他的端節點，例如，將使用者連線到更遠網路中主 機的GGSN。在此方法中，其他的端節點獲得訂閱資訊，而
O:\68\68025-910724.ptc 第12頁 529272 _案號89125754 年^月#曰 修正 五、發明說明（8) 不需要聯繫資料庫。如果通信系統包括轉遞及控制通信流 量的不同節點，則最好節點之間也可傳送訂閱資訊。如果 處理通信流量的節點（例如，媒體閘道器）係受到一個或數 個其他節點所（例如，M S C)控制，則最好藉由控制節點從 資料庫獲得資訊，並轉遞到處理通信流量的一個或數個節 點。節點間訂閱資訊的傳送可顯著降低中央資料庫的處理 負載。 數據資訊包最好是網際網路規約（丨Ρ )資訊包，例如，J ρ 第4版或IP第6版資訊包。建議的ΙΡ是作為GPRS及UMTS核心 網路中路徑選擇層的通信協定，其中使用者Ip資訊包會經
過GTP(GPf S鑾通道通信協定）pDU(資訊包資料單元）、UDp (使用者資料元通信協定）pDU及lp pDU連續封裝，以利於 通過核心網路投送。因此，由於DS資料攔位只需要中級工 作’所以本發明的實施使用核心網路路徑選擇層上I P資訊 包標題中的D S欄位。
根據I P通信協定 位位元，也就是， 元。建議根據記錄 執行資訊包處理。 層上的IP資訊包來 類數量。在此方法 閱或組合這兩項來 系統中的負載。 的DS欄位包括目前不 支援I P鑑別服務的節 來設定不特定位元， 此項具體實施例的優 複製每跳躍行為。提 中’可選擇根據使用 處理資訊包，例如， 特定且未使用的兩 點尚未評估的位 並根據這些位元來 點在於，可從應用 供一種擴增處理種 者規格、使用者訂 取決於節點或通信 還可根據=貝料庠中的記錄來設定！ p標題之^ s欄位中指定
O:\68\68025-910724.ptc 第13頁 529272 __案號89125754 年々月’^日_______ 赢 五、發明說明（9) ， 每跳躍行為的位元。在此情況中，針對所要求的連線類 型，可只根據資料庫中所包含的參數來設定每姚躍行為。 否則，會評估使用者所要求的服務品質（例如，應用層上 · 指定的每跳躍行為）及使用者記錄中的參數’以利於映射 傳輸等級。如果通信系統中節點的轉遞行為不同於I ρ節點' 慣例，並且應用程式所要求的每跳躍行為更接近路徑選擇 層上DS欄位的不同設定，則最好使用後面的方法。 含有使用者記錄的資料庫最好是位置暫存器，例如，主 位置暫存器（HLR)或來訪者位置暫存器（visitor location register ;VLR)。或者，資料庫可能是通信網路中的LDAP (light directory access protocol，輕型目錄存取通信· 協定）伺服器或規則伺服器。位置暫存器中的使用者記錄 可能只含有使用者的服務等級，而網路中另一台伺服器則_ 提供對應於各別服務等級的設定。 如果系統中的節點具有足夠的資源而能夠處理含有與最 高優先等級相同延遲的所有通信流量，則D S資料攔位的評 估需要計算時間而沒有任何優點。因此，最好只有通信流 量負載高於臨界值以上時，節點才評估DS資料欄位。適當 的臨界值相當於通信流量限制，在該臨界值以上，至少通 信流量的一部份必須以較高延遲處理或終止。 根據本發明的端節點將使用者設備或更遠的通信系統連 接到含有用來轉遞數據資訊包之互接節點之資訊包轉接型· 通信系統的核心網路。端節點可連接或永久連接到用來轉 遞數據資訊包的節點。資訊包含用來指定核心網路節點中
O:\68\68025-910724.ptc 第U頁 529272 SS_89125754 五、發明說明（10) 資訊包處理的 來存取保存使 是，存取通信 端節點中的處 指定提供給使 統設定用來根 位，並將資料 端節點中的 據資訊包。在 之路徑選擇層 不同層所評估 取應用層上鑑 徑選擇層上的 一種有用的 support node GPRS support 所組成，這些 言，端節點可 媒體閘道器。 控制台的通信 一個或數個處 定。 無線電網路 合作為端節點 貧料欄位。端節點配備介面，可透過該介面 ，者記錄的資料庫。可間接執行存取，也就· 系統中提供使用者記錄資訊的另一個節點。 理糸統及記憶體儲存記錄，或至少儲存用以 用者之服務品質的參數。端節點中的處理系 據所指定之服務品質來處理資訊包的資料攔 欄位傳送到核心網路。 處理系統最好是根據通信協定堆疊來處理數 此情況中，處理系統可設定位於節點所評估 上的資料襴位，以利於根據通信協定堆疊中 的資料來處理資訊包。例如，處理系統可讀L 別服務資料欄位的設定，並將設定映射到路 資料攔位。 端節點是伺服GPRS支援節點（serving GPRS ;SGSN)或閘道器GPRS支援節點（gateway node ; GGSN)。端節點可由數個不同的裝置 裝置可能位於互相距離很遠的位置。具體而 包括控制節點及處理資訊包的節點，例如， 在此方式中，本發明適用於具有不同資料及 系統。控制節點最好獲取使用者記錄，並為 理節點提供使用者特定連線之資料欄位的設 控制器（RNC)或使用者設備中的介面卡也適 。在此方法，通信系統的鑑別服務網域可能
O:\68\68025-910724.ptc 第15頁 529272 _案號89125754 〒/年々月#曰 修正_,: 五、發明說明（11) · 大於核心網路。 在具有互接節點之資訊包轉接型通信系統中用來轉遞數 據資訊包的節點或路由器最好具有處理系統，由處理系統’ 根據資訊包中的資料欄位來執行鑑別處理。資料欄位指定· 是否以哪一種方式或以哪一種優先順序將資訊排入佇列，-或如果發生擁塞時是否可終止資訊包。適合的數據資訊包 是網際網路規約資訊包，並且資料攔位最好是網際網路規 約標題中的鑑別服務欄位。在本發明一項具體實施例中， 節點評估鑑別服務欄位中的不特定位元，並根據不特定位 元來執行資訊包處理。 具體而言，節點會監視用來測量節點通信流量負載的裝 置。處理單元比較所測量的負載與臨界值。最好只有通信 流量負載高於臨界值以上時，節點才會評估資料欄位。 在諸如磁性或光學記錄媒體之類的資料載體上可儲存根 據本發明的程式單元，或者可直接載入到通信系統中的端 節點。程式單元是用來控制端節點之軟體的一部份。可執 行程式單元的端節點提供資訊包轉接式網路連線，以連接 到使用者設備或更遠的通信系統。資訊包包括資料欄位， 通信系統中的節點可根據該資料欄位來執行鑑別資訊包處 理。程式單元包括用來載入端節點所伺服之使用者設備之 參數的裝置，該等參數指定該使用者的服務品質。例如， 參數可作為資料庫記錄提供。程式單元具有用來根據參數〇 來設定資料欄位的裝置。參數可代表用來指定連線之資料 欄位的設定，或者，程式單元包括用來評估指定連線中必
O:\68\68025-910724.ptc 第16頁 529272 曰 修正 ^1^89125754 五、發明說明（12) 須使用之設定表數 式設計語言來内建。程式單元中的裝置可用任何程 文：述之方法的；或子常式。程式單元可執行如上 可ί:ί:ί考附圖解說的較佳具體實施例詳細說明，將 明的上述及其他目的、功能及優點。 口) = Τ執仃根據本發明方法之通信系統的原理圖。 J J示通信系統與節點中處理的通信協定堆疊。 二 ' 不根^本發明方法中鑑別服務資料欄位的結構。 1二/、示根據本發明方法，標記下行鏈路及上行鏈 方向中傳送之數據資訊包的流程圖。 本發明詳細說明 顯示執行根據本發明方法之通信系統的原理圖。使 用者设備UE(例如，行動電話、個人數位助理、膝上型電 腦或另一種終端機）係利用接達網路ΑΝ連接到核心網路 C Ν。接達網路a Ν係由（例如）基地台子系統所組成，如所熟 知之具有由基地台控制器所控制之基地台收發器之GSM中 的基地台子系統。替代接達網路…〇能是具有由無線電網 路控制器（RNC)所控制之基地台的UMTS地面通信無線f ^ 達網路（UTRAN)。無線區域網路（WLAN)或衛裏網路也制7C|^成 合的接達網路AN的範例。接著，接達網路AN中的控祠脈 ▼ 節點係連接到核心網路C N的第—端節點e n，例如 GPRS支援節點SGSN。 道器 核心網路通常會透過更遠的端節點E N，（例如’中 O:\68\68025-910724.ptc ^ 17頁 529272 案號 89125754 五、發明說明（13) G P R S支援節點）連接到更遠的通信系統。更遠的通信系統 F S可能是（例如）另一個行動通信系統或固定網路通信系統 (例如，網際網路或固接式電話網路）的核心網路。在此範 例中，使用者設備UE傳送數據資訊包至主機H〇及接收來自 於主機Η 0的數據資訊包，其中主機Η 0係連接到更遠的通信 系統FS。 使用者設備UE與主機Η0間傳送的數據資訊包係在接達網 路A Ν中處理，其中數據資訊包具有使用者向接達網路訂閱 的服務品質，或是具有於使用者接達期間根據接達網路A N 目前功能及訂閱所界定的服務品質。在更遠的通信系統FS 中，可根據鑑別服務模型或根據另一種提供已界定服務品# 質的模型來處理沒有任何已界定服務品質的通信流量。根 據本發明的鑑別服務係在核心網路CN中使用，也就是，在 端節點ΕΝ、EN’間。因此，必須在端節點εν、EN，中設定用 來界定數據資訊包處理的])S資料攔位。 端節點ΕΝ的邏輯位置可能脫離核心網路⑶的實體邊緣。 具體而言，如果接達網路―可提供與核心網路CN相同的鑑 別服務’則設定DS資料攔位的端節點可位於接達網路的内
部或邊緣。例如，端節點可能是伺服使用者設備UE之接達 網路中的R N C ’或是就位於使用者設備u E本身中，例如， 位於終端機介面卡中。如果端節點提供與核心網路⑶相同 的鑑別服-務，則端節點還可能位於更遠的通信系統FS中。 、圖2顯示執/亍根據本發明方法之通信系統的更詳細圖 式囷2 a ””員下的通彳s糸統包括核心網路c N的不同接達網路
O:\68\68025-910724.ptc 第18頁 529272 ___ 案號89125754 f/年？月#日 修正_ _ 五、發明說明（14) A N 1、A N 2，其中核心網路C N係連接到一個或數個更遠的通 信系統FS。在更遠的通信系統FS中設置主機H0，由主機H〇 以透過核心網路C N傳送的數據資訊包來與在使用者設備 ϋE 1、UE2上執行的應用程式進行通信。通信系統的各別節 點中指示最合適的通信協定堆疊。在說明GPRS(歐洲標準 ETSI EN 301 344)或UMTS (3G TS 23·060 V 3.1.0)的標 準中可找到通信協定的規格及介面。熟知技藝人士應知道 堆疊中可使用不同的通信協定。例如，使用者設備UE1、 UE2及主機ΗΟ中可使用UDP通信協定，而不使用TCP通信協 定。還能夠以X · 2 5通信協定或p pp (點對點通信協定）來取 代LA層上的IP通信協定。 在此範例中，第一接達網路A N1是受到無線電網路控制 器CR所控制的UTRAN網路。在此情況下，端節點的邏輯位 置是（例如）節點S N，節點S N可能是3 G S G S N，也就是，根 據UMTS規格將控制器CR連接到核心網路CN的SGSN。端節點 也可能是控制器C R本身，或者經由基地台（未顯示）及無線 電鏈路RL1連接到控制器CR之使用者設備UE1的一部份。第 二接達網路AN2是GPRS基地台子系統（BSS)，其可方透過 RL2連接到使用者設備UE2。在此情況下，核心網路CN的端 節點E N最好是節點E N 1 ，這是因此核心網路c N中路徑選擇 層LR的IP通信協定在此處終止。
核心網路CN通常包括複數個節點n，並且為了簡化圖 式，圖中只有顯示部份的連線C。圖2b顯示節點n中處理數 據資訊包的通信協定堆疊。較低的IP層“係由核心網路CN
O:\68\68025-910724.ptc 第19頁 529272 __案號89125754 ，/年々η 曰 修正__ 五、發明說明（15) ^ 中的節點Ν所評估，以利於投送資訊包。路徑選擇層L R上 的IP資訊包標題包括用來決定節點N所處理之事項的ds資 料欄位。應用層L A上也可能使用丨p通信協定，這是與路徑 選擇層LR有關的應用層。在應用層la與較低IP層LR間的中 間層L I上，針對核心網路中節點間的訊息則會使用GpRS鑿 通道通信協定（GTP)。GTP特別適用於將界定服務品質的參 數轉遞到端節點。
另外，核心網路CN包括或可連接到資料庫⑽，例如 HLR。資料庫保存用來指定要提供給使用者之連線服務品 質的使用者記錄。為了設定DS資料攔位，可將對應的資訊 傳送到卽點E N 1、E N 2、S N。例如，可從使用者身份（諸如 使用者的用戶號碼）來識別記錄及資料庫D B。 L R層上之I Ρ資訊包標題中的D s資料攔位係根據建立連線 期間所協商的服務品質來設定。一般而言，協商的服務品 貝至少4於使用者a丁閱的服務品質。當連線時（例如，建 立無線電鏈路RL1的無線電接達單向通道時），會與使用者 設備UE1協商服務品質。針對藉由寄件人暨收件人位址、
連接埠號碼及通信協定識別資料所界定之應用程式對應用 転式資訊包資料流的特定微資料流（m i c r 〇 f 1 〇 w )而言，資 料襴位的設定有效。微資料流中的内容包括從節點SN傳送 到控制器CR的服務品質，用以控制LI層上GTp桿題中的盔 線電鏈路RL1及端節點EN2。只要將對應於連線的資源指派 給使用者設備UE1，就會在EN2中儲存對應的資料欄位設 定。如果節點EN2(例如，GGSN)係由用來處理資料通信流
529272 案號 89125754 η 年 月 曰 修正 五、發明說明（16) ，的媒，問道器及控制節點所組成，則會經由控制節點將 设定DS貢_料欄位的參數提供給媒體閘道器。 圖3顯不根據本發明之第一項方法鑑別服務（DS )資料欄 位1 0的結構。D S資料攔位丨〇是丨p資訊包標題中的位元組， 其長度為八位位元’如攔位下的數字所示，其中前六位位 元代表數據資訊包的每跳躍行為。在目前的網際網路規約 標準中尚未指定後兩位位元UD。在本發明的一項實施中， 位tlUD係根據使用者訂閱來界定優先順序。在此方法中， 能夠區別四種不同的優先順序等級。 β S欄位1 0係在端節點中處理，該端節點負責處理通信系 統之核心網路CN之路徑選擇層LR的資料。端節點本身不一 定是核心網路的一部份，例如，如果端節點是圖2所示之 接達網路ΑΝ1中的控制器CR。控制器CR建立LR層的IP資訊 包，然後由節點SN將IP資訊包轉遞到核心網路CN。用來界 定資訊包優先順序的位元UD係根據核心網路CN中資料庫DB 的使用者記錄來設定。如果在應用層LA上之使用者應用程 式或主機所傳送的I P資訊包中界定每跳躍行為，則會將界 定的每跳躍行為複製到LR層上之資訊包標題的DS欄位1 0 中。也可以從通信協定堆疊中的另一層來複製或映射所要 求的服務品質，尤其，如果應用層LA不是在端節點中進行 評估的情況下。在這些方法中，能夠區別具有相同訂閱之 使用者數據資訊包的不同優先順序。否則，可將位元CP設 定成預設值。核心網路CN中轉遞數據資訊包的節點N會以 DS資料欄位1 0中界定的優先順序來處理數據資訊包，其中
O:\68\68025-910724.ptc 第21頁 529272 修正 案號 89125754 五、發明說明（17) 會考慮位元UD及/或位元cp。 圖4說明根據本發明的替 行鏈路及上行鏈路方向之卷 法，圖中分別顯示標記下 體實施例中，核心網路CN資訊包的流程圖。在此項具 界定的每跳躍行為來處理:，節點Ν根據資訊包標題中所 對下行鏈路通信流量（圖4 )徑選擇層·LR上的1Ρ資訊包。針 能是核心網路CN與供廡資却二閘道器GPRS支援節SGGSN可 點。在端節點中，從^遠^ ^之更遠通信系統FS間的端節 包會封裝成LR層上的㊁；系統所傳入的使用者資訊 是LA層上的IP資訊包、道1卜貝訊包。使用者資訊包可能 於步驟20，在資訊包到達端節點（例如，節點EN2)後， 會f檢查步驟2 2中讀取資訊包中界定所要求之服務品質的 DS資料欄位設定。如果端節點是“训，為此目的，可評估 應用層L A上資訊包標題中的d §攔位設定。在查詢程序2 4 中，則檢查使用者訂閱記錄，以針對所要求的服務品質來 檢查要提供給使用者的服務品質。一般而言，只會針對資 訊包資料流中的第一資訊包來執行查詢程序2 4，並且只要 未變更所要求的服務，則同一資料流中所有後續的資訊包_ 都可使用對應的每跳躍行為設定。可在端節點外部的裝置 中執行查詢程序2 4，並且只傳送結果。查詢程序2 4也可考 慮到協商的服務品質。 如果資訊包中未包含任何要求服務品質，則會根據預設· 值來設定服務品質。雖然訂閱記錄中可界定任何其他的預 設設定，但是預設值最好是最佳工作服務。如果在建立連
O:\68\68025-910724.ptc 第22頁 529272 案號 89125754 修正 五、發明說明（18) 線之前資訊包到達端節點EN2，則預設值也可能是對應於 已提供給使用者之另一個連線的服務品質’並相當於最接 近所要求的品質。在標記功能2 6中，LR層上之鑿通道I P資 訊包中的DS資料攔位係根據來自於查詢程式24的數值來設 定。然後根據每跳躍行為，與對應的位址及連接埠號碼一 起設定資訊包中的DS資料攔位。最後，於步驟28，將鑿通 道I P資訊包傳送到核心網路中的節點。 針對上行鏈路（圖4b)，最好將來自於使用者應用程式的 資訊包（例如，IP資訊包）封裝，以利於供伺服使用者並作 為核心網路端節點之RNC中的LR層使用。於步驟30，針對 來自於使用者設備的資訊包到達RNC時，則會在分類步驟 32中檢查所要求的服務品質。與ggsN相比，RNC不會評估 應用層LA上的資訊，如圖2a中節點CR的通信協定堆疊所 示三因此、、’最好根據無線電鏈路RL1上之連線的無線電接 達單向通道’或根據另一個節點（特別是來自於將連 2核二f ί CN的3 G SG SN)所提供的資訊來執行分類步驟 3序= 根據預設值來執行查：程 啼由的u f由^ 功能36來照著設定LR層上資訊肖庐 網路。 …、後於乂驟38，將—貝訊包傳送到核心 通常會在另一個筋κ a l , 的3G SGSN)中執行杳序圖所示之節點SN之類 接 錄 資訊提供給RNC，最奸祐田T T a 為了將使用者訂閱記 最好使用U層上的GTP，由節_來執行 :\68\68025-910724.ptc 第23頁 529272 修正 ^虎 8919· W 五、發明說明（19) 通信=序。當建立連線時，只要提供使用者設備與無線電 鏈路RL1間的連線（例如，無線電接達單向通道）， 會從資料庫DB獲取並儲存使用者記錄。然後，節點sn執行 查詢程序34並將LR層上資訊包標題中設定的每跳躍行為 送到L R層上的G TP識別碼中具有對應資訊包微資料 資料的R N C。 叮仇蠘；sj 在相同的方法中，還可將每跳躍行為從％“傳送到 GGSN，以利於將下行鏈路方向中資訊包標題設定傳送队 用者。同樣地，如果建立從更遠網路到使用者的連線了， 者如果通信系統在不同的節點中處理通信流量及控制 (也就疋’糸統具有分開的通信流量及控制台）而建立^各 制節點到處理節點的連線，則可將每跳躍行為從W⑽從控 到SGSN。將每跳躍行為傳送到端節點，而不傳送使用傳， 閱記錄的優點在於，可減少網路中的數據通信流量，者訂 所要求的ΡΗΒ 根據所訂閱服務的ΡΗΒ UMTS服務等^〜 EF AFxir，y 丨r 交談等級 AFXmsJns 資料流等級 Α APXmtJm 互動等級 BE BE 背景等級 表格1 :使用者訂閱記錄範例
O:\68\68025-910724.ptc 第24頁 529272 . ^ ____案號89125754_车/月曰…條正 _ 五、發明說明（20) 表格1顯示UMTS通信系統中針對1^資料欄位設定所評估 的使用者訂閱記錄範例。在第一欄中列出使用者可要求的 所有現有服務品質。可能的每跳躍行為描繪（例如）是發送 轉遞（expedited forwarding ;EF)、保證轉遞（assured forwarding ; AF)及最佳工作服務（best effort service ;BE)。針對保證轉遞，將藉由每跳躍行為的位元 來界定不同的延遲等級X及終止優先順序y。第二欄包含根 據使用者訂閱的服務品質。表格的前兩攔可能完全一樣。 然而，在大部份情況下，所訂閱的服務品質會不同於所要 求的服務品質。針對一個或數個每跳躍行為，所訂閱的服 務品質 品質等 這些等 使用 是來自 的每跳 行為， 料棚位 質，則 會根據 如果資 制器CR 評估應 所訂閱 通常會 級，用 級中可 者數據 於第一 躍行為 並在標 。如果 查詢可 表格第 訊包透 準備核 用程式 的每跳 低所要求的服務品質。第三攔包含UMTS服務φ 來建立使用者與無線電接達網路間的連線。 能只有一項或部份等級可供特定訂閱使用。 資訊包的檢查步驟22或分類步驟32結果可能 欄之任何所要求的每跳躍行為。針對所要求 」查^步驟24、34會從第二欄獲取所訂閱的 記功能26、36中設定鑿通道IP資訊包的DS資 使^ ΐ數據資訊包中未包含要求之服務品 能二5設行為，通常是最佳工作服務。 ΐ盔綠®订接達網路中的數據資訊包處理。
^ i路中ί路到達諸如RNC的控制器以（由控赢 心網路中路柄A 層LA) ’ ％還二選擇層LR的貧訊包，而不需要 躍行為。定了執行從UMTS服務等級映射到
529272 案號 89125754 五、發明說明（21) 上面的具體實施例完美達成本發明目的。然而，技藝人 士應明白可進行修改，而不會脫離僅受申請專利範圍所限 制之本發明的範_。
O:\68\68025-910724.ptc 第26頁 529272 案號 89125754 修正 k 圖式簡單說明 圖式元 件符號說明 1 ODS 貨料爛位 AN 接達網路 AN1 接達網路 AN2 接達網路 C 連線 CN 核心網路 CP 位元 CR 無線電網路控制器 DB 資料庫 ΕΝ 端節點 ΕΝ’ 端節點 ΕΝ1 端節點 ΕΝ2 端節點 FS 更遠的通信系統 HO 主機 LI 中間層 LA 應用層 LR 路徑選擇層 N 節點 RL1 無線電鍵路 RL2 無線電鏈路 SN 節點 UD 位元 UE 使用者設備
O:\68\68025-910724.ptc 第27頁 529272 修正 案號 89125754 圖式簡單說明 UE1 使用者設備 UE2 使用者設備
O:\68\68025-910724.ptc 第28頁 1

Claims (1)

  1. 529272 修正丨 考η月
    89125754 修正 1 . 一種用以在具有用來轉遞數據資訊包之互接節點（N) 之資訊包轉接型通信系統中提供界定服務品質的方法，其 中系統包括用以連線到使用者設備（U E )或更遠通信系統 (FS)及處理數據.資訊包的至少一個端節點（edge node ; E N )，該等數據資訊包包括一用來指定資訊包處理的資料 欄位（1 0 )，並且節點（N )根據該資料欄位（1 0 )來執行鑑別 資訊包處理，其特徵在於 該通信系統包括或可連接到一資料庫（D B )，該資料庫 (D B )包含一供使用者指定該使用者之服務品質的記錄， 將來自於該資料庫（D B )的品質參數提供給一處理該使用 者之資訊包的端節點（E N )，以及 該端節點（E N )設定該資料欄位（1 0 )，用以指定根據該記 錄來處理資訊包。 2 . 如申請專利範圍第1項之方法，其中根據所要求的服 務品質來指定該資料欄位（1 0 )。 3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中根據通信協定堆 疊來處理數據資訊包，並且一端節點（E N)根據該端節點 (EN)之通信協定堆疊中（LA, LI)層上指定的資訊來設定該 資料欄位（1 0 )，該通信協定堆疊層不同於用來處理資訊包 之節點所評估，的（L R )層。 4. 如申請專利範圍第1、2或3項之方法，其中根據通信 系統（C S )中的通信流量負載來指定該資料攔位（1 0 )。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中將品質參數從第 一節點（E N ’）轉遞到用來處理該使用者之數據資訊包的端
    O:\68\68025-911031.ptc 第29頁 5$2j72 修正： ^ ^ 1 號 89125754_y/年 /〇 月汐/ 曰 修正_一 節點（E N )。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等數據資訊包 是網際網路規約資訊包，並且該資料欄位（1 0)是網際網路 規約標題中的鑑別服務欄位。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中根據該記錄來設 定該鑑別服務襴位中的不特定位元（U D )，並根據該等位元 (UD)來執行資訊包處理。 8 . 如申請專利範圍第1項之方法，其中根據該記錄來設 定用以指定每跳躍行為的位元（C P )。 9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該資料庫（DB)是 位置暫存器。 10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中如果通信流量 負載高於一臨界值，則一節點（N)會評估該D S資料欄位 (10)。 11. 一種在具有用來轉遞數據資訊包之互接節點（N)之 資訊包轉接型通信系統中的端節點，其中該端節點（E N)處 理數據資訊包，並可連接到一節點（N )及使用者設備（U E) 或更遠通信系統（F S )，並且該等數據資訊包包括一用來指 定該等節點（N)中之資訊包處理的資料攔位（1 0 )，其特徵 在於 ， 該端節點（E N)配備有用來存取一保存使用者記錄之資料 庫（DB)的介面， 該端節點（EN )配備有用來儲存參數的裝置，該等參數指 定來自於該使用者記錄之為使用者提供的服務品質，
    O:\68\68025-911031.ptc 第30頁 529272 ίύ· 案;號 89125754 修正 六、申請專利範圍- 以及，該端節點（E N)配備有處 料攔位（1 0 )，以指定根據該記錄 12. 如申請專利範圍第1 1項之 備用以根據一通信協定堆疊來處 置，並且該處理裝置設定該等節 的該資料攔位（1 〇 )，以利於根據 同層（LA， LI )之所評估資料來處 13. 如申請專利範圍第1 1或1 2 點是伺服G P R S支援節點（s e r v i n g SGSN)或閘道HGPRS支援節點（ga node ； GGSN) 〇 14. 如申請專利範圍第1 3項之 括一控制節點及一處理資訊包的 15. 如申請專利範圍第1 1或1 2 點是無線電網路控制器（CR)或一 卡。 16. —種在具有用來轉遞包含 攔位（1 0 )之數據資訊包之互接節 信系統中的節點，其中該等節點 襴位（1 0 )以執ι行資訊包鑑別處理 欄位（1 0 )是網際網路規約標題中 在於’该節點評估該鑑別服務襴 並根據該等不特定位元（UD)來執 17·如申請專利範圍第1 6項之 理裝置，其用以設定該資 來處理資訊包。 端節點，其中該端節點配 理數據資訊包的處理裝 點（N )所評估之（L R )層上 來自於通信協定堆疊中不 理資訊包。 項之端節點，其中一端節 GPRS support node ； teway GPRS support 端節點，其中該端節點包 節點。 項之端節點，其中一端節 使用者設備（UE)中的介面 一指定資訊包處理之資料 點（N )之資訊包轉接型通 (N)包括用來根據該資料 的處理裝置，並且該資料 的鑑別服務欄位，其特徵 位中的不特定位元（U D )， 行資訊包處理。 節點，其中該節點（N )配
    O:\68\68025-911031.ptc 第31頁 f29^2絛正： j祉胤31； 3囔k 89125754_<7/年月今/曰 修正__ 六、申請專利範圍 備有用來量測通信流量負載的裝置，並且，如果通信流量 負載高於一臨界值，則會評估該DS資料欄位（1 0 )。 18. 一種位於一資料載體或可載入到一資訊包轉接型通 信系統中之端節點的程式單元，其中該端節點（ΕΝ)提供連 線並處理在使用者設備（UE )或更遠通信系統（F S )與該通信 系統中之節點（Ν)間傳送的資訊包，其中該等節點根據該 等數據資訊包中的一資料欄位（1 0)來執行鑑別資訊包處 理，其特徵在於，該程式單元包括用以載入該端節點所伺 服之使用者參數的裝置，該參數指定該使用者的服務品 質， 以及，該程式單元包括用來根據該等參數來設定該資料 欄位（1 0 )的裝置。
    O:\68\68025-911031.ptc 第32頁
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