专利名称：一种策略和计费规则功能实体的选择方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及第三代合作伙伴计划演进分组系统，尤其涉及一种策略计费规则功能的选择方法及系统。
背景技术：
如图 1 所示，3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)演进分组系统(Evolved Packet System，简称EPS)由演进的通用移动通信系统陆地无线接入网(Evolved Universal Terrestrial Radio AccessNetwork，简称 E—UTRAN)、移动管理单元(Mobility Management Entity，简称 MME)、服务网关(Serving Gateway，简称 S-GW)、分组数据网络网关(Packet Data Network Gateway，简称 PDN GW 或 P_GW)、归属用户服务器(Home Subscriber Server，简称 HSS)、3GPP 的认证授权计费(Authentication、 Authorization and Accounting，简称AAA)服务器、策略和计费规则功能实体(Policy and Charging Rules Function，简称PCRF)及其它支撑节点组成。其中，MME用于移动性管理、非接入层信令的处理和用户移动管理上下文的管理等控制面相关工作；S-GW是与E-UTRAN相连的接入网关设备，在E-UTRAN与P-GW之间转发数据，并且用于对寻呼等待数据进行缓存；P-GW则是EPS与PDN(分组数据网络)的边界网关， 用于PDN的接入及在EPS与PDN间转发数据等功能。EPS支持与非3GPP系统的互通，与非3GPP系统的互通通过S2a、S2b或S2c接口实现，P-GW作为3GPP系统与非3GPP系统之间的锚点。其中，非3GPP系统被分为可信任非 3GPP接入系统和不可信任非3GPP接入系统。可信任非3GPP接入系统可以直接通过Sh接口与P-GW连接；不可信任非3GPP接入系统需经过演进的分组数据网关(Evolved Packet Data Gateway，简称ePDG)与P-GW相连，ePDG与P-GW之间为S2b接口。S2c接口提供了用户设备(User Equipment，简称UE)与P-GW之间用户面相关的控制和移动性支持，支持的移动性管理协议为支持双栈的移动IPv6 (Moblie IPv6support for dual stack Hosts and Routers，简称 DSMIPv6)。EPS系统引入策略计费控制(Policy and Charging Control，简称PCC)功能框架对用户的业务访问进行动态的策略计费控制。以下对图2所示的Rel-SPCC非漫游场景架构中的各个逻辑功能实体及其接口功能进行描述。AF用于提供业务应用的接入点，这些业务应用所使用的网络资源需要进行动态的策略控制。在业务面进行参数协商时，AF将相关业务信息传递给策略控制与计费规则功能实体(Policy and Charging Rules Function，简称PCRF)。如果这些业务信息与PCRF的策略相一致，则PCRF接受该协商；否则，PCRF拒绝该协商，并在反馈时给出PCRF可接受的业务参数。随后，AF可将这些参数返回给用户设备(UserEquipment，简称UE)。其中，AF和 PCRF之间的接口是Rx接口。PCRF是PCC的核心，负责策略决策和计费规则的制定。PCRF提供了基于业务数据流的网络控制规则，这些网络控制包括业务数据流的检测、门控(Gating Control)、服务质量(Quality of krvice，简称QoS)控制以及基于数据流的计费规则等。PCRF将其制定的策略和计费规则发送给策略和计费执行功能实体(Policy and Control Enforcement Function,简称PCEF)执行；同时，PCRF还需要保证这些规则和用户的签约信息一致。 PCRF制定策略和计费规则的依据包括从AF获取与业务相关的信息、从用户签约数据库 (Subscription Profile R印ository，简称SPR)获取与用户策略计费控制相关的签约信息、通过to接口从PCEF获取的与承载相关网络的信息。PCEF通常位于网关(Gate-Way，简称GW)内，在承载面执行PCRF所制定的策略和计费规则。PCEF按照PCRF所发送的规则中的业务数据流过滤器对业务数据流进行检测，进而对这些业务数据流执行PCRF所制定的策略和计费规则。在承载建立时，PCEF按照PCRF 发送的规则进行QoS授权，并根据AF的执行进行门控控制。同时，PCEF根据PCRF订阅的事件触发上报承载网络上发生的事件。根据PCRF发送的计费规则，PCEF执行相应的业务数据流计费操作，计费既可以是在线计费，也可以是离线计费。如果是在线计费，则PCEF 需要和在线计费系统(Online Charging System，简称0CS) —起进行信用管理。离线计费时，PCEF和离线计费系统(Offline ChargingSystem，简称0FCS)之间交换相关的计费信息。PCEF与PCRF之间的接口是to接口，与OCS之间的接口是Gy接口，与OFCS之间的接口是( 接口。PCEF —般都位于网络的网关上，如EPS的分组数据网络网关(PDN-GW)、 GPRS (General Packet Radio Service，通用无线分组业务)中的GPRS网关支持节点 (GGSN)以及I-WLANanterworking WLAN，互联无线网局域网)中的分组数据网关O^acket Data Gateway,简称 PDG)。BBERF (Bearer Binding and Event Reporting Function，承载绑定禾口事件 艮告功能实体)通常位于接入网网关(Access Network Gateway)内。如当用户设备通过E-UTRAN 接入 EPS、服务网关 S-GW 与 P-GW 之间采用 PMIPv6(Proxy Mobile Internet Protocol version 6，代理移动互联网协议版本6)协议时，S-GW中就存在BBERF。当用户设备通过可信任非3GPP接入网接入时，可信任非3GPP接入网关中也存在BBERF。用户签约数据库(SPR)存储了与策略控制和计费相关的用户策略计费控制签约信息。SI3R和PCRF之间的接口是Sp接口。在线计费系统(OCS)和PCEF —起进行在线计费方式下用户信用的控制和管理。离线计费系统(OFCS)与PCEF —起完成离线计费方式下的计费操作。如图3所示，EPS的一个PLMN(Public Land Mobile Network，公共陆地移动电话网)中可能存在多个PCRF节点，并且所有的PCRF节点属于一个或多个Diameter (直径) 域，也可称为PCRF域。一个UE到PDN网络的连接称为一个IP-CAN(IP Connectivity Access Network, IP连接接入网)会话。一个IP-CAN会话的策略计费控制信息只由一个PCRF决定。为了确保一个IP-CAN会话相关的所有PCEF或BBERF都关联到同一个PCRF，EPS在每个Diameter (PCRF)域中引入了一个逻辑功能模块DRA(Diameter Routing Agent，直径路由代理)。UE要建立到一个PDN的IP-CAN会话时，由DRA为这个IP-CAN会话选择一个PCRF， 与这个IP-CAN会话相关的PCEF或BBERF由DRA来关联到所选择的PCRF上。同时DRA也可以将这个IP-CAN会话相关的AF关联到所选择的PCRF。DRA可以根据网络策略，为UE的不同的IP-CAN会话选择不同的PCRF(此时，同一个UE建立了多个IP-CAN会话)，也可以为UE的所有IP-CAN会话选择同一个PCRF，即DRA选择PCRF可以基于UE级别，也可以基于IP-CAN级别。DRA可以通过链路检测机制或是消息重传超时等方式判断与PCRF的链路状态是否正常，来调整PCRF优先级，路由选择时根据优先级选择PCRF。现有技术中，PCRF故障后的主要恢复方法为将相关会话信息和状态恢复到新的 PCRF,而对于多个PCRF部署DRA的情形，如果故障恢复前某UE和该PCRF建立了 BBERF会话，PCRF故障发生后，UE发起IP-CAN会话建立请求或是BBERF会话更新，则DRA需要通过代理方式或重定向到新的PCRF上。而目前的机制中DRA根据UEIP/UEID (用户地址/用户标识)和APN(接入点)信息无法保证这两个PCRF的一致，这样无法保证DRA会话绑定功能。如图4所示，PCRF故障恢复，由某trigger (触发)网元触发和执行到新的PCRF的恢复处理。该Tiggernode可能为某Client (客户端)，或某个PCRF，DRA,或是某个第三方的数据存储和恢复网元。主要流程描述如下步骤401 =UEl接入网络请求建立网关控制会话，BBERFl接收请求消息，消息中携带用户标识1和PDN标识1 ；步骤402 =BBERFl向DRA发送网关控制会话建立消息，消息中携带用户标识1和 PDN标识1 ；步骤403 =DRA根据用户标识1和PDN标识1查找保存的信息，发现没有为该用户以及对应的PDN标识选择PCRF，为该用户或会话选择PCRF1，并保存对应关系(用户标识1， PDN标识1，PCRFl标识)，并向BBERFl返回重定向消息，消息中携带所选择的PCRFl的地址；步骤404 =BBERFl向PCRFl发送网关控制会话建立消息，消息中携带用户标识1和 PDN标识1 ；步骤405 =PCRFl根据签约信息、网络策略和接入网信息等制定策略，(PCC规贝U、 QoS规则和事件触发器等)，PCRFl向BBERFl返回网关控制会话建立确认消息，携带QoS规则和事件触发器，BBERFl安装策略；步骤406 =BBERF返回会话建立响应消息；步骤407 =PCRFl故障，Trigger node检测到PCRF故障后发起恢复流程(根据策略选择 PCRF2 作为 target PCRF)；步骤408 :trigeer node给相关Client (如BBERF)发送恢复请求，带上源PCRFl 地址，目的PCRF2地址，若会话恢复，则可带上该会话标识；步骤409 =BBERF向目的PCRF2发起PCRF请求，带上相关承载或会话数据(该请求可以是新的创建或是其它信令)；步骤410 :PCRF2根据BBERF发送的请求消息创建PCRF会话，在响应消息中提供相关数据给BBERF ；步骤411 可选地，BBERF发送一个恢复确认消息给Triggernode，反馈恢复的会话数据；至此，该BBERF会话在PCRF2完成恢复，如果PCRFl上有其它会话需要恢复，可重复408-411步骤作相关恢复。步骤412 =PCEFl收到建立IP-CAN会话1的创建请求消息，消息中携带用户标识1和PDN标识1 ；步骤413 =PCEFl向DRA发送IP-CAN会话建立指示消息，消息中携带用户标识1， PDN标识1和IP Addressl (IP地址，是IP-CAN会话的地址)；步骤414 =DRA根据用户标识1和PDN标识1查找保存信息，发现已经为该IP-CAN 会话1选择了 PCRF1，更新对应关系(用户标识1，PDN标识1，IP Addressl，PCRFl地址)， DRA向PCEFl返回重定向消息，携带PCRFl地址；步骤415 =PCEFl检测到无法和PCRFl创建连接；步骤416 =PCEFl重新发送创建指示给DRA带上用户标识1，PDN标识1和IP Addressl,同时带上PCRFl失败指示，告知无法连接；步骤417 =DRA更新对应关系(用户标识1，PDN标识1，IP Addressl，PCRF3地址)， 重新选择PCRF3返回给PCEFl ；步骤418 420 :PCEF重新发起IP-CAN会话创建过程；建立IP-CAN会话到PCRF3。归纳以上问题可以看出，为DRA部署多个PCRF时，当PCRFl故障，恢复会话状态到新的PCRF时，DRA为后续相关请求(如图4中步骤413请求)重选PCRF时将无法保证相关会话(如图4中的网关控制会话和IP-CAN会话)路由到同一个PCRF2，会出现冲突。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种策略和计费功能的选择方法，解决PCRF故障后，触发实体与DRA选择的目标PCRF不统一造成冲突的问题，实现触发实体与DRA重选到同一个PCRF。为解决上述技术问题，本发明的一种策略和计费规则功能的选择方法，包括触发实体检测到策略和计费规则功能(PCRF)故障后，将故障PCRF和目标PCRF通知给直径路由代理(DRA)。进一步地，触发实体将故障PCRF和目标PCRF通知给DRA的方式包括直接将故障PCRF和目标PCRF通知给DRA和将故障PCRF和目标PCRF通知给客户端(Client)，由该 Client将故障PCRF和目标PCRF通知给DRA。进一步地，触发实体将故障PCRF的标识和会话标识中的一个或多个以及目标 PCRF的标识通知给DRA。进一步地，该方法还包括DRA在获知故障PCRF和目标PCRF后，更新所保存的用户标识-分组数据网标识-PCRF标识的对应关系信息，将该对应关系信息中的PCRF标识替换为目标PCRF的标识。进一步地，DRA在接收到Client发送到故障PCRF的消息后，查询对应关系信息获得目标PCRF的标识，通过代理的方式将消息发送给目标PCRF，或将目标PCRF的标识返回给 Client,该Client根据该目标PCRF的标识发起与该目标PCRF的连接。进一步地，触发实体检测到故障PCRF恢复正常后，通知DRA故障PCRF恢复正常以及是否将目标PCRF迁移回故障PCRF ；DRA接收到通知后，若将目标PCRF迁移回故障PCRF，则将用户标识-分组数据网标识-PCRF标识的对应关系信息中的PCRF标识替换回故障PCRF的标识；若不将目标PCRF 迁移回故障PCRF，则不进行处理。
进一步地，该方法还包括DRA在获知故障PCRF和目标PCRF后，保存故障PCRF的状态信息，建立并保存故障 PCRF-目标PCRF关联关系信息。进一步地，DRA在接收到Client发送到故障PCRF的消息后，根据故障PCRF的状态信息发现该PCRF为故障状态，查询故障PCRF-目标PCRF关联关系信息，获得目标PCRF 的标识，通过代理的方式将消息发送给目标PCRF，或将目标PCRF的标识返回给Client，该 Client根据该标识发起与该目标PCRF的连接。进一步地，触发实体检测到故障PCRF恢复正常后，通知DRA故障PCRF恢复正常以及是否将目标PCRF迁移回故障PCRF ；DRA接收到通知后，将故障PCRF的状态信息更新为表示正常状态，若将目标PCRF 迁移回故障PCRF，则还将故障PCRF-目标PCRF关联关系信息设置为无效；若不将目标PCRF 迁移回故障PCRF，则不进行处理。进一步地，一种策略和计费规则功能的选择系统，包括触发实体和直径路由代理 (DRA)，其中触发实体，用于在检测到策略和计费规则功能(PCRF)故障后，将故障PCRF和目标 PCRF通知给DRA。进一步地，触发实体将故障PCRF和目标PCRF通知给DRA的方式包括直接将故障PCRF和目标PCRF通知给DRA和将故障PCRF和目标PCRF通知给客户端(Client)，由该 Client将故障PCRF和目标PCRF通知给DRA。进一步地，DRA，用于在获知故障PCRF和目标PCRF后，更新所保存的用户标识-分组数据网标识-PCRF标识的对应关系信息，将该对应关系信息中的PCRF标识替换为目标 PCRF的标识。进一步地，触发实体，还用于在检测到故障PCRF恢复正常后，通知DRA故障PCRF 恢复正常以及是否将目标PCRF迁移回故障PCRF ；DRA,还用于在接收到通知后，若将目标PCRF迁移回故障PCRF，则将用户标识-分组数据网标识-PCRF标识的对应关系信息中的PCRF标识替换回故障PCRF的标识；若不将目标PCRF迁移回故障PCRF，则不进行处理。进一步地，DRA，用于在获知故障PCRF和目标PCRF后，保存故障PCRF的状态信息， 建立并保存故障PCRF-目标PCRF关联关系信息。进一步地，触发实体，还用于在检测到故障PCRF恢复正常后，通知DRA故障PCRF 恢复正常以及是否将目标PCRF迁移回故障PCRF ；DRA，还用于在接收到通知后，将故障PCRF的状态信息更新为表示正常状态，若将目标PCRF迁移回故障PCRF，则还将故障PCRF-目标PCRF关联关系信息设置为无效；若不将目标PCRF迁移回故障PCRF，则不进行处理。综上所述，本发明通过触发实体直接将目标PCRF通知给DRA或通过Client的中转间接地将目标PCRF通知给DRA，实现了在PCRF故障后，触发实体与DRA重选的PCRF的统一，避免了 DRA绑定冲突。
图1为现有技术中EPS的非漫游架构图；图2为现有技术中Rel-SPCC非漫游架构图；图3为现有技术中为DRA配置多个PCRF的架构图；图4为现有技术中PCRF故障进行重选的流程图；图5为本发明实施例IDRA为Redirect重选PCRF的流程图；图6为本发明实施例IDRA为Redirect且PCRF故障恢复的流程图；图7为本发明实施例2DRA为proxy重选PCRF的流程图；图8为本发明实施例2DRA为proxy且PCRF故障恢复的流程图。
具体实施例方式本实施方式中PCRF故障以及重选的target (目标)PCRF可以由Triggernode (触发实体)在检测到PCRF故障后直接通知DRA，或是在会话恢复时由Client间接通知DRA， DRA获知故障PCRF和目标PCRF后，正确选择PCRF。Trigger node将可以故障PCRF的标识和会话标识中的一个或多个以及目标PCRF的标识通知给DRA。若Triggernode向DRA发送会话标识，则由DRA根据会话标识查找为会话提供服务的PCRF，从而定位到故障PCRF。DRA信息更新至少包括以下两种方式1)DRA可以更新用户标识-分组数据网标识-PCRF标识的对应关系信息，用目标 PCRF (target PCRF)替代故障PCRF，后续会话请求将直接路由到targetPCRF ；如果是Proxy DRA，则 DRA 根据 UE ID/UE IP 和 APN 等信息获取到 target PCRF, 将接收到的消息通过代理的方式发送到target PCRF上。如果是redirectDRA，则 DRA根据 UE ID/UE IP 和 APN等信息获取到 target PCRF, DRA给Client端返回target PCRF的标识，Client发起和targetPCRF的连接。2) DRA也可建立并存储故障PCRF-Target PCRF关联关系信息，同时保存故障PCRF 的状态信息，当Client端(BBERF/PCEF/AF)发起到故障PCRF的会话创建和更新请求时， DRA将通过代理的方式将请求发送到target PCRF上，或通过重定向的方式给Client返回 target PCRF 的标识；如果是ftOxy DRA，则DRA根据UE ID/UE IP和APN等信息获取到相应PCRF (如 PCRF1)，根据状态信息发现PCRFl状态异常(失败)，检查关联关系，获取到target PCRF (如 PCRF2)，将消息 Proxy 到 target PCRF 上。如果是redirect DRA，则DRA根据UE ID/UE IP和APN等信息获取到PCRFl，根据状态信息发现PCRFl状态异常则检查关联关系，获取到targetPCRF，DRA给Client端返回 target PCRF 标识，Client 发起和 target PCRF 的连接。其中，DRA保存原有PCRF的状态信息和故障PCRF-Target PCRF关联关系信息，可通过下表实现(包含四个示例)，在收到请求消息后进行判断并路由到正确的PCRF
权利要求
1.一种策略和计费规则功能的选择方法，包括触发实体检测到策略和计费规则功能(PCRF)故障后，将故障PCRF和目标PCRF通知给直径路由代理(DRA)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述触发实体将所述故障PCRF和目标PCRF通知给所述DRA的方式包括直接将所述故障PCRF和目标PCRF通知给所述DRA和将所述故障PCRF和目标PCRF通知给客户端 (Client)，由该Client将所述故障PCRF和目标PCRF通知给所述DRA。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述触发实体将所述故障PCRF的标识和会话标识中的一个或多个以及目标PCRF的标识通知给所述DRA。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括所述DRA在获知所述故障PCRF和目标PCRF后，更新所保存的用户标识-分组数据网标识-PCRF标识的对应关系信息，将该对应关系信息中的PCRF标识替换为所述目标PCRF 的标识。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述DRA在接收到所述Client发送到所述故障PCRF的消息后，查询所述对应关系信息获得所述目标PCRF的标识，通过代理的方式将所述消息发送给所述目标PCRF，或将所述目标PCRF的标识返回给所述Client，该Client根据该目标PCRF的标识发起与该目标PCRF 的连接。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述触发实体检测到所述故障PCRF恢复正常后，通知所述DRA所述故障PCRF恢复正常以及是否将所述目标PCRF迁移回所述故障PCRF ；所述DRA接收到所述通知后，若将所述目标PCRF迁移回所述故障PCRF，则将所述用户标识-分组数据网标识-PCRF标识的对应关系信息中的PCRF标识替换回所述故障PCRF的标识；若不将所述目标PCRF迁移回所述故障PCRF，则不进行处理。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括所述DRA在获知所述故障PCRF和目标PCRF后，保存所述故障PCRF的状态信息，建立并保存故障PCRF-目标PCRF关联关系信息。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述DRA在接收到所述Client发送到所述故障PCRF的消息后，根据所述故障PCRF的状态信息发现该PCRF为故障状态，查询所述故障PCRF-目标PCRF关联关系信息，获得所述目标PCRF的标识，通过代理的方式将所述消息发送给所述目标PCRF，或将所述目标PCRF的标识返回给所述Client，该Client根据该标识发起与该目标PCRF的连接。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于所述触发实体检测到所述故障PCRF恢复正常后，通知所述DRA所述故障PCRF恢复正常以及是否将所述目标PCRF迁移回所述故障PCRF ；所述DRA接收到所述通知后，将所述故障PCRF的状态信息更新为表示正常状态，若将所述目标PCRF迁移回所述故障PCRF，则还将所述故障PCRF-目标PCRF关联关系信息设置为无效；若不将所述目标PCRF迁移回所述故障PCRF，则不进行处理。
10.一种策略和计费规则功能的选择系统，包括触发实体和直径路由代理(DRA)，其中所述触发实体，用于在检测到策略和计费规则功能(PCRF)故障后，将故障PCRF和目标 PCRF通知给所述DRA。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于所述触发实体将故障PCRF和目标PCRF通知给所述DRA的方式包括直接将所述故障 PCRF和目标PCRF通知给所述DRA和将所述故障PCRF和目标PCRF通知给客户端(Client)， 由该Client将所述故障PCRF和目标PCRF通知给所述DRA。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于所述DRA，用于在获知所述故障PCRF和目标PCRF后，更新所保存的用户标识-分组数据网标识-PCRF标识的对应关系信息，将该对应关系信息中的PCRF标识替换为所述目标 PCRF的标识。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于所述触发实体，还用于在检测到所述故障PCRF恢复正常后，通知所述DRA所述故障 PCRF恢复正常以及是否将所述目标PCRF迁移回所述故障PCRF ；所述DRA，还用于在接收到所述通知后，若将所述目标PCRF迁移回所述故障PCRF，则将所述用户标识-分组数据网标识-PCRF标识的对应关系信息中的PCRF标识替换回所述故障PCRF的标识；若不将所述目标PCRF迁移回所述故障PCRF，则不进行处理。
14.如权利要求11所述的系统，其特征在于所述DRA，用于在获知所述故障PCRF和目标PCRF后，保存所述故障PCRF的状态信息， 建立并保存故障PCRF-目标PCRF关联关系信息。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于所述触发实体，还用于在检测到所述故障PCRF恢复正常后，通知所述DRA所述故障 PCRF恢复正常以及是否将所述目标PCRF迁移回所述故障PCRF ；所述DRA，还用于在接收到所述通知后，将所述故障PCRF的状态信息更新为表示正常状态，若将所述目标PCRF迁移回所述故障PCRF，则还将所述故障PCRF-目标PCRF关联关系信息设置为无效；若不将所述目标PCRF迁移回所述故障PCRF，则不进行处理。
全文摘要
本发明公开了一种策略和计费规则功能的选择方法及系统，包括触发实体检测到策略和计费规则功能(PCRF)故障后，将故障PCRF和目标PCRF通知给直径路由代理(DRA)。本发明通过触发实体直接将目标PCRF通知给DRA或通过Client的中转间接地将目标PCRF通知给DRA，实现了在PCRF故障后，触发实体与DRA重选的PCRF的统一，避免了DRA绑定冲突。
文档编号H04W24/04GK102238511SQ20101017344
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者吴锦花, 毛玉欣, 芮通 申请人:中兴通讯股份有限公司