一种移动网络能力开放方法及SCEF、移动网络系统与流程

本发明涉及第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)技术，尤其涉及一种移动网络能力开放方法及SCEF、移动网络系统。

背景技术：

传统电信运营商作为基础电信服务和通信管道提供商，在传统业务逐渐下滑的形势的情况下，面临着如何转变商业模式赢取新的市场机会和增长点的阵痛。电信运营商的诸多能力资源如用户的位置信息、服务质量(QoS)、计费信息等信息是最吸引合作伙伴如互联网公司的，电信运营商利用好上述的信息对自身、开发者、产业发展均有裨益。在电信运营商与其他伙伴的合作中，将电信运营商的基础网络能力开放给新兴互联网市场和行业用户市场重要的合作之一，但是目前电信运营商却缺少将这种基础网络能力对自身外开放方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例为解决现有技术中存在的至少一个问题而提供一种移动网络能力开放方法及SCEF、移动网络系统，能向第三方平台开放更多的用户面信息。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种移动网络能力开放方法，所述方法包括：

通过数据网元向业务能力开放网元SCEF提供用户面信息。

在本发明的一种实施例中，所述方法还包括：

将所述数据网元与所述SCEF之间的接口打开，以便所述数据网元与所述SCEF之间进行交互。

在本发明的一种实施例中，所述数据网元包括公用数据网PDN网关P-GW 和/或网关通用分组无线服务技术GPRS支持节点GGSN。

在本发明的一种实施例中，所述通过数据网元向SCEF提供用户面信息，包括：

所述SCEF接收第三方平台发送的能力开放请求；

所述SCEF将能力开放请求发送给P-GW/GGSN；

所述SCEF接收P-GW/GGSN返回的用户的用户面信息；

所述SCEF将用户面信息携带于能力开放响应中发送给第三方平台。

在本发明的一种实施例中，所述通过P-GW或GGSN向SCEF提供用户面信息，还包括：

所述SCEF根据能力开放请求对第三方进行鉴权，当鉴权通过后，所述SCEF将能力开放请求发送给P-GW/GGSN。

在本发明的一种实施例中，所述用户面信息至少包括以下信息之一：

速率、正在使用的业务类型。

第二方面，本发明实施例提供一种业务能力开放网元SCEF，所述SCEF包括提供单元，用于通过数据网元向业务能力开放网元SCEF提供用户面信息。

在本发明的一种实施例中，所述SCEF还包括打开单元，用于将所述数据网元与所述SCEF之间的接口打开，以便所述数据网元与所述SCEF之间进行交互。

在本发明的一种实施例中，所述通提供单元包括第一接收模块、第一发送模块、第二接收模块和第二发送模块，其中：

所述第一接收模块，用于接收第三方平台发送的能力开放请求；

所述第一发送模块，用于将能力开放请求发送给P-GW/GGSN；

所述第二接收模块，用于接收P-GW/GGSN返回的用户的用户面信息；

所述第二发送模块，用于将用户面信息携带于能力开放响应中发送给第三方平台。

在本发明的一种实施例中，所述提供单元，还包括鉴权模块，用于根据能力开放请求对第三方进行鉴权，当鉴权通过后，将能力开放请求发送给所述 P-GW/GGSN。

第三方面，本发明实施例提供一种移动网络系统，所述移动网络系统包括：

业务能力开放网元SCEF，用于接收第三方平台发送的能力开放请求，并将所述能力开放请求转发给数据网元，以及，从数据网元接收用户的用户面信息，然后将用户面信息发送给第三方平台；

数据网元，用于接收所述SCEF发送的能力开放请求，根据自身满足所述能力开放请求的用户面信息发送给所述SCEF。

本发明实施例提供移动网络能力开放方法及SCEF、移动网络系统，其中将数据网元与业务能力开放网元(SCEF)之间的接口打开，以便所述数据网元与所述SCEF之间进行交互；然后通过数据网元向业务能力开放网元SCEF提供用户面信息；如此，能向第三方平台开放更多的用户面信息。

附图说明

图1为相关技术中的一种网络拓扑结构的示意图；

图2为本发明实施例提供的能力开放架构的示意图；

图3为本发明实施例采用图2所示的能力开放架构时能力开放流程示意图；

图4为相关技术中通过RACF告知SCEF速率的流程示意图；

图5为相关技术中通过PCRF告知用户的连接特性的流程示意图；

图6为采用图2所示的能力开放架构时时告知第三方网络状态的流程示意图；

图7为本发明实施例业务能力开放网元中提供单元的组成结构示意图。

具体实施方式

目前，为了实现上述电信运营商与其他伙伴的合作，第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)标准化组织已经在着手研究移动网络能力开放的架构，并且提出了如图1所示的网络拓扑结构，如图1所示，新增业务能力开放网元(Service Capability Exposure Function，SCEF)，用于接收 第三方的能力申请请求并转发给策略与计费规则功能单元(Policy and Charging Rules Function，PCRF)、移动管理实体(Mobility Management Entity，MME)等3GPP内部的网元；以及，用于从3GPP内部网元接收移动网络/个体用户的能力信息，并封装后以应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)接口的方式提供给第三方。

在图1中3GPP内部的信令网元包括：

归属签约用户服务器(Home Subscriber Server，HSS)；

策略与计费规则功能单元(Policy and Charging Rules Function，PCRF)；

短信息服务中心(Short Messaging Service-Service Center，SMS-SC)；

网关移动交换中心(Gateway Mobile Switching Center，GMSC)；

互通移动交换中心(Inter-Working Mobile Switching Center，IWMSC)；

移动管理实体(Mobility Management Entity，MME)；

服务GPRS支持节点(Serving GPRS Support Node，SGSN，其中GPRS的意思为通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service))；

机器类型通信交互功能(Machine-Type Communication Interworking Function，MTC-IWF)实体；

服务CSCF(Serving CSCF，S-CSCF)，其中CSCF的意思为呼叫会话控制功能(Call Session Control Function)，是IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem，IMS)内部的功能实体；CSCF根据功能分为代理CSCF(Proxy CSCF，P-CSCF)，查询CSCF(Interrogating CSCF，I-CSCF)，服务CSCF(Serving CSCF，S-CSCF)，紧急CSCF(Emergency CSCF，E-CSCF)，本质上它们都是会话初始协议(Session Initiation Protocol，SIP)服务器，处理SIP信令；

以及，其它的网络实体(Network Entity)。

上图1所示的3GPP网络拓扑结构的缺点在于，现有的能力开放架构和流程中，都是信令面网元(又称信令网元如MME、HSS、PCRF)给业务能力开放网元(SCEF)开放用户的信息。但是随着第三方应用程序(Application，APP简称应用)的越来越精细化运营，对能力开放的要求越来越高，因此应用服务 提供商(应用服务器，AS，Application Server)期望获取的终端的能力信息也越来越细，仅仅信令面的信息已经无法满足应用服务器对信息开放的需求。

基于前述的技术问题，本发明实施例提供一种移动网络能力开放方法，将通过修改能力开放的流程，在具体实施的过程中，可以通过将所述数据网元与所述SCEF之间的接口打开，以便所述数据网元与所述SCEF之间进行交互；然后通过数据网元向业务能力开放网元SCEF提供用户面信息。通过上述的提供技术方案，SCEF便可以向第三方平台如应用服务器(AS)开放用户的数据面速率信息及其他用户面信息。

上述方案中，所述数据网元包括公用数据网PDN网关P-GW和/或网关通用分组无线服务技术GPRS支持节点GGSN，所述用户面信息包括速率、正在使用的业务类型等信息；其中，PDN网关(PDN GateWay，P-GW，PDN为公用数据网(Public Data Network)的缩写)和网关GPRS支持节点(Gateway GPRS Support Node，GGSN，其中GPRS为通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service)的缩写)是作为用户数据面的出口，由于PDN网关和/或GGSN存储有详细的用户面数据信息(简称用户面信息)，因此可以通过P-GW和GGSN向业务能力开放网元(SCEF)提供很多的用户面信息。

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。

为了解决上述的技术问题，本发明实施例先提供一种能力开放架构，图2为本发明实施例提供的能力开放架构的示意图，如图2所示，本实施例提供的3GPP能力开放架构中，将P-GW或GGSN(120)直接与SCEF(121)相连。当P-GW/GGSN和SCEF打接口后，可以实时上报其他各种基于用户面的信息，以速率为例，通过P-GW给SCEF上报实时的用户速率，利于第三方应用进行业务优化。

基于前述本发明提供的能力开放架构，图3为本发明实施例采用图2所示的能力开放架构时能力开放流程示意图，如图3所示，当P-GW或GGSN和SCEF直连时，能力开放的流程包括：

步骤301，第三方平台向SCEF发送能力开放请求；

这里，所述第三方平台可以为应用提供商的应用服务器(AS)。

这里，所述能力开放请求包括第三方的身份标识、用户标识、请求开放的能力类型等。

这里，所述能力开放请求用于请求电信运营商向第三方开放某个终端(UE)的用户面信息，其中，用户面信息包括精确的速率、正在使用的业务类型等，其中精确的含义是能够检测到的速率数值，这里的速率包括例如用户的上行速率、用户的下行速率、以及正在使用的业务类型中对应的业务流的实际上行和下行速率；正在使用的业务类型一般包括如文件传输协议(File Transfer Protocol，FTP)下载、视频播放、超文本传输协议(HyperText Transfer Protocol，HTTP)请求等；

步骤302，SCEF根据能力开放请求对第三方进行鉴权；

这里，步骤302中可以利用能力开放请求中的第三方的身份标识进行鉴权，例如，判断第三方的身份标识是否合法，合法时鉴权通过；不合法时鉴权失败；鉴权失败或者成功，都可以向第三方返回响应，以便告知第三方鉴权结果(鉴权失败或者成功)。能力开放请求中除了第三方的身份标识外，还可以携带与第三方的身份标识对应的秘钥，然后根据第三方的身份标识和秘钥进行鉴权。需要说明的是，除上述方法外，本领域的技术人员还可以根据用户标识对第三方进行鉴权，换句话说，本领域的技术人员可以利用各种现有技术对第三方进行鉴权，这里不再赘述。

步骤303，SCEF对第三方鉴权通过后，将能力开放请求转发给P-GW/GGSN；

这里，如果第三方的请求合法，那么SCEF将能力开放请求转发给P-GW/GGSN；

步骤304，P-GW/GGSN将用户的用户面信息返回给SCEF；

这里，P-GW/GGSN可以通过能力开放响应的形式将用户的用户面信息如精确速率、正在使用的业务类型等返回给SCEF。

步骤305，SCEF将用户面信息携带于能力开放响应中发送给第三方平台；

这里，SCEF将收到的用户面信息重新封装，完成后发给第三方平台。

本发明实施例提供的技术方案，具有以下优点：1)通过SCEF向P-GW/GGSN请求上报用户的用户面信息，比较准确，例如向P-GW请求实时状态，如速率等信息。

实施例四

在相关技术中，3GPP核心网提供一种标准接口，用于向第三方提供以下服务和能力；例如，

1)告知第三方网络可能无法按照预定的速率传输数据。当存在有无法按照预定的速率传输数据的危险时，例如无法提供在特定区域中预期的吞吐量和/或服务质量(QoS，Quality of Service)，例如，由于在该区域的预测高通信业务负荷，3GPP核心网应能够指示给第三方服务提供商。

2)3GPP核心网告知第三方用户的连接特性。终端的连接特性用于描述平均速率范围或者描述一种非绝对值例如高、中或低。

相关技术中，3GPP核心网告知第三方网络可能无法按照预定的速率传输数据，一般通过无线接入控制功能(Radio Access Control Function，RACF)实体上报无线小区拥塞状态给SCEF。图4为相关技术中通过RACF告知SCEF速率的流程示意图，如图4所示，该流程包括：

步骤401，应用服务器(AS)向SCEF发送API请求；

这里，API请求(API request)可以是用于请求一定地理区域内的网络状态；

步骤402，SCEF根据所述API请求对所述AS进行鉴权；

步骤403，SCEF对所述AS鉴权通过后，向RCAF发送第一请求；

这里，该第一请求用于向RCAF请求无线的拥塞状态报告(RAN congestion report)，其中，无线的拥塞状态报告用于描述网络区域、签约状态(subscribe)。

步骤404，RCAF根据所述第一请求向SCEF返回第一响应；

这里，所述第一响应是关于网络状态信息的响应，其中网络状态信息包括 拥塞状态等级(congestion level)；

步骤405，SCEF根据第一响应向AS返回API响应；

其中，API响应包括网络状态信息。

相关技术中存在的问题是：RACF实体能告知第三方的仅仅是无线的拥塞状态，无法告知用户端到端实际能达到的速率。而采用本发明实施例提供的技术方案时，通过P-GW/GGSN能够提供给第三方比较精准的速率，因为P-GW/GGSN能够提供实时速率。

相关技术中，3GPP核心网告知第三方用户的连接特性，或者，告知第三方关于潜在网络问题和用户的连接特性，其中，一般通过PCRF实体上报用户的连接特性。具体地，策略与计费规则功能单元(PCRF)根据能够获取到的信息推断出UE的连接特性；其中能够获取的信息包括IP-CAN type、授权的服务质量等级指示(QoS Class Identifier，QCI)、门状态(gate status)、比特率(policing bit rate，if applicable)、拥塞等级(congestion level)；，其中IP-CAN(IP-Connectivity Access Network)是通过IP实现UE与IMS实体之间的连通的网络实体和接口的集合。图5为相关技术中通过PCRF告知用户的连接特性的流程示意图，如图5所示，该流程包括：

步骤501，应用服务器(AS)向SCEF发送API请求；

这里，API请求(API request)可以是用于请求UE的连接特性，其中连接特性包括UE的身份标识(UE identity)、网际协议(IP)包过滤器信息(IP filter information)等信息；

步骤502，SCEF根据所述API请求对所述AS进行鉴权；

步骤503，SCEF对所述AS鉴权通过后，向PCRF发送UE的连接特性请求(UE Connection Properties Request)；

这里，该UE的连接特性请求用于向PCRF请求UE identity、IP包过滤器信息。

步骤504，PCRF根据所述UE的连接特性请求向SCEF返回UE的连接特 性响应(UE Connection Properties Response)；

这里，所述连接特性响应是关于网连接信息的响应；

步骤505，SCEF根据连接特性响应向AS返回API响应；

其中，API响应是关于UE连接特性的。

相关技术中存在的问题在于：策略与计费规则功能单元(PCRF)只能根据签约和已经下发的策略推断出用户的速率，但是无法得到用户的实际速率，参考意义有限。而采用本发明实施例提供的技术方案时，通过P-GW/GGSN能够提供给第三方比较精准的速率，因为P-GW/GGSN能够提供实时速率。

图6为采用图2所示的能力开放架构时时告知第三方网络状态的流程示意图，如图6所示，该流程包括：

步骤601，第三方平台向SCEF发送能力开放请求；

这里，所述第三方平台可以为应用提供商的应用服务器(AS)。

这里，所述能力开放请求包括第三方的身份标识外、用户标识、请求开放的能力类型等；

这里，所述能力开放请求用于请求电信运营商向第三方开放某个终端(UE)的速率信息；

步骤602，SCEF根据能力开放请求对第三方进行鉴权；

步骤603，SCEF对第三方鉴权通过后，将能力开放请求转发给P-GW/GGSN；

这里，如果第三方的请求合法，那么SCEF将能力开放请求转发给P-GW/GGSN；

步骤604，P-GW/GGSN将用户的速率信息返回给SCEF；

这里，P-GW/GGSN可以通过能力开放响应的形式将用户的用户面信息如精确速率、正在使用的业务类型等返回给SCEF。

步骤605，SCEF将用户的速率信息携带于能力开放响应中发送给第三方平台；

这里，SCEF将收到的速率信息重新封装，可以以能力开放响应的形式发给第三方平台。

实施例五

基于前述的实施例，本发明实施例提供一种业务能力开放网元(SCEF)，该SCEF包括提供单元，用于通过数据网元向业务能力开放网元SCEF提供用户面信息。

上述实施例中，所述SCEF还包括打开单元，用于将所述数据网元与所述SCEF之间的接口打开，以便所述数据网元与所述SCEF之间进行交互。

本发明实施例提供的业务能力开放网元中提供单元，以及第一接收模块、第一发送模块、第二接收模块、第二发送模块、鉴权模块都可以通过业务能力开放网元中的处理器来实现；当然也可通过具体的逻辑电路实现；在具体实施例的过程中，处理器可以为中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)等。

图7为本发明实施例业务能力开放网元中提供单元的组成结构示意图，如图7所示，该提供单元700包括第一接收模块701、第一发送模块702、第二接收模块703和第二发送模块704，其中：

所述第一接收模块701，用于接收第三方平台发送的能力开放请求；

所述第一发送模块702，用于将能力开放请求发送给P-GW/GGSN；

所述第二接收模块703，用于接收P-GW/GGSN返回的用户的用户面信息；

所述第二发送模块704，用于将用户面信息携带于能力开放响应中发送给第三方平台。

上述实施例中，所述提供单元还包括鉴权模块，用于根据能力开放请求对第三方进行鉴权，当鉴权通过后，将能力开放请求发送给所述P-GW/GGSN。

基于前述的实施例，本发明实施例再提供一种移动网络系统，所述移动网络系统包括：

SCEF，用于接收第三方平台发送的能力开放请求，并将所述能力开放请求 转发给数据网元，以及，从数据网元接收用户的用户面信息，然后将用户面信息发送给第三方平台；

数据网元，用于接收所述SCEF发送的能力开放请求，根据自身满足所述能力开放请求的用户面信息发送给所述SCEF。。

这里需要指出的是：以上SCEF以及移动网络系统实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果，因此不做赘述。对于本发明SCEF以及移动网络系统实施例中未披露的技术细节，请参照本发明方法实施例的描述而理解，为节约篇幅，因此不再赘述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中， 也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。