专利名称：在漫游状态下进行策略控制的方法
技术领域：
本发明涉及第三代移动通信，特别涉及在通用移动通信系统(以下简称UMTS)的基础上进行演进的移动通信系统(以下简称E-UMTS).
背景技术：
为了支持E-UMTS，很多公司都提出了自己的体系结构，其中关于用户设备在漫游状态下的体系结构以图1的例子进行说明。
图1中给出了用户设备在Internet多媒体子系统(以下简称IMS)下漫游的结构图。
用户设备在拜访网络的时候，开机之后会先与拜访网络的网关通信，进行登记注册，拜访网络的网关从用户设备的归属用户服务器(以下简称HSS)处得到用户的登记信息，例如允许漫游到的位置信息，允许提供的业务类型等。如果用户设备被允许在归属网络接受服务，那么拜访网络就会接受其注册登记请求，保存用户设备的注册信息。当用户设备完成在拜访网络的位置注册后，获得拜访网络给其分配的IP地址，那么用户设备就进行IMS注册，使得用户设备的S-CSCF能够记录用户设备所处的位置，及其IP地址。P-CSCF是用户设备在拜访网络中接入IMS的第一个入口点。通过P-CSCF找到用户设备的S-CSCF，从而使得用户设备的位置能被S-CSCF准确记录。
策略和计费规则功能实体(以下简称PCRF)是用来控制用户设备的服务质量及计费规则的一个实体。该实体从CSCF处获得应用层面定义的业务属性，通过该业务属性得出用户设备接收该业务所需要的或者所允许的服务质量，及该业务的计费规则。服务质量包括譬如数据速率、数据的业务数据包的错误率、业务是实时的还是非实时的等等，具体的定义可以参见3GPP TS 23.107和23.207。计费规则可能描述对该业务计费的类型(按时间还是按流量等)、在线计费还是离线计费、计费的单位等等，具体的定义可以参见3GPP TS 23.125。这些服务质量及计费策略的实施不是在PCRF完成的，而是在网关执行的。在图1中描述的体系结构中，用户归属网络的PCRF可能根据业务特性或/和用户的签约数据或/和运营商自己的策略产生针对该用户设备的某个业务的策略和计费规则，而拜访网络的PCRF也可能根据拜访网络的运营商所制定的本地策略及用户的签约数据决定该用户设备的策略和计费规则。事实上，网关要同时满足这两个PCRF所制定的策略和计费规则。
那么这些策略和计费规则是如何传递网关的及使用的，就是本发明所期待要解决的问题。
网关从代理PCRF处得到测略和计费规则的方法可以参见图2。
用户设备发送IMS域的消息201邀请给被叫，被叫可以是另外一个用户设备，固定电话，也可以是应用服务器等。该消息中包含被叫的地址，以会话发起协议SIP定义的统一定位表示URI来表示，对请求会话的业务描述，例如编解码类型、服务质量保证等参数。对于具体该消息中可以包含哪些参数，可以参见3GPP TS 24.228。当P-CSCF收到从被叫端的响应消息例如202 200 OK或者183会话进程中，因为该消息中包含了业务的信息，例如传递给业务可能需要的带宽，业务类型等。P-CSCF将这些信息发送给PCRF203，该消息中包含对媒体流的描述，及媒体流的分组信息等信息。根据这些信息，PCRF可以产生对于该用户设备的的认证令牌，用来对该用户设备进行认证。在204验证响应中，PCRF会返回其产生的认证令牌。收到认证令牌后，P-CSCF会向用户设备发送205 200 OK消息。用户设备会根据205中消息的类型来确认是否要建立无线承载。如果需要，用户设备与网关(即GGSN)进行通信，建立无线承载及网络承载。具体的建立方式因为与本发明没有直接关系，在此不作赘述。当网关GGSN收到用户平面建立的请求消息后，会查看该消息中携带的认证令牌，通过认证令牌知道需要去向哪个PCRF请求策略和计费规则，然后GGSN向PCRF发送请求消息207，该消息中包括认证信息，绑定信息等。收到该消息后，PCRF会对该消息中的认证信息进行确认208，如果成功，那么PCRF就告知网关授权的服务质量、针对上下行数据的门控能力等。网关收到208之后，发现所请求的服务质量及对用户设备的认证已经完成，就在无线接口和网络中建立承载，从而使得用户设备可以进行业务的发送和接收。
图2中的PCRF一般指的是与网关相连的策略和计费规则控制实体，但是在图1的体系结构中，它也可以是在归属网络中的策略和计费规则控制实体，该实体从S-CSCF处接收业务信息。
存在的问题是拜访网络的代理PCRF如何能从归属网络的归属PCRF获得策略和计费规则。现在的系统中还不存在对于该方案的解决方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种在漫游状态下进行策略控制的方法，从而使得网络对用户的服务质量和计费规则能够更好的进行控制。
为实现上述目的，一种在漫游状态下进行策略控制的方法，包括步骤a)拜访网络的PCRF从用户设备的归属网络的PCRF得到策略和计费控制规则；b)拜访网络的PCRF将拜访网络产生的策略和计费控制规则与归属网络的PCRF的传输过来的策略和计费控制规则进行合并，生成新的策略和计费控制规则；c)拜访网络的PCRF将b)中产生的新的的策略和计费控制规则发送给网关。
本发明能够实现归属网络与拜访网络同时对用户的业务进行策略控制和计费规则控制的目的，从而更有效地利用网络资源，对用户的业务进行差别服务等。
图1是用户设备在漫游状态下的体系结构；图2是策略和计费规则获取方法；图3是本发明的第一个实施例；图4是本发明的第二个实施例；图5是UE获得H-PCRF地址的信令过程；
图6是本发明的第三实施例；图7是UE的行为动作图；图8是H-PCRF的动作行为图；图9是P-PCRF的动作说明图；图10是S-CSCF的动作说明图；图11是P-CSCF的动作说明图。
具体实施例方式
拜访网络的PCRF处理策略和计费规则的可以如下所示拜访PCRF和归属网络PCRF定义的策略和计费规则体现的属性是一致。
例如策略指的是所允许的业务类型，数据速率，数据包的错误率，业务是实时的还是非实时的，详细参数可以参见3GPP TS 23.207和23.125。拜访网络的PCRF能够将这些策略进行合并，合并的规则可以是实现相关的，但普遍的原则是选择最低的服务质量策略和最严格的计费规则来进行。比如说如果业务类型一个是语音类型，另外一个是流媒体，那么就要选择最终的业务类型为流媒体；如果数据速率一个是32kbps，一个是64Kbps，那么就选择32kbps。当然也存在拜访网络不对用户设备的业务进行特殊的策略控制和计费规则控制的情况，这样的话，拜访网络就使用从归属网络传输过来的策略和计费规则。相反地，当然也存在归属网络不对用户设备的业务进行特殊的策略控制和计费规则控制的情况，这样的话，拜访网络就使用拜访网络自己定义的策略和计费规则。
图3描述了本发明的第一实施例。用户设备在注册过程中得到归属网络的PCRF的地址信息，该过程将在图5中进行描述。当用户设备进行会话呼叫时，向P-CSCF发送301邀请消息，该消息中包含被叫的地址信息，呼叫所希望建立的会话参数，还有归属PCRF的地址。P-CSCF将邀请消息处理后，通过用户的签约网络信息，知道将消息发送给哪个S-CSCF302。P-CSCF对邀请消息进行处理，保存被叫标识，主叫标识，路由信息等参数。S-CSCF收到302邀请消息后，将被叫的地址、主叫地址、路由信息及消息的序列号等保存下来，然后发送303邀请消息给被叫的S-CSCF。在P-CSCF寻找主叫的S-CSCF过程中，可能会有I-CSCF的参与，但这与现有技术是一样的，因此不在此赘述。S-CSCF根据被叫用户的表示找到被叫的S-CSCF，具体方法参见3GPP TS 23.228。之后如果主叫的S-CSCF收到被叫侧返回的304 200 OK消息或者183会话进行中消息后，因为这两条消息中包括对于会话的描述参数，因此S-CSCF将认证授权请求发送给H-PCRF305，从H-PCRF处获得对于用户设备的认证令牌306。认证授权请求消息中包含对于媒体流带宽的描述等。S-CSCF选择H-PCRF可能是根据用户设备的IP地址选择的，也可能从可用的PCRF中随即选择。之后，S-CSCF就向P-CSCF发送200 OK消息或者183会话进行中消息307，该消息中包含主被叫信息、路由信息，会话参数描述等。P-CSCF向P-PCRF发送308认证授权请求，该消息除包含对媒体流的描述，及媒体流的分组信息之外，还包含H-PCRF的地址信息。该地址信息应该是通过域名解析器能够解析出H-PCRF的IP地址的。当P-PCRF解析出H-PCRF的IP地址后，就发送309策略请求消息给H-PCRF。该消息中要包含用户标识，用户的IP地址等信息。H-PCRF知道用户设备的标识后，就将用户设备适用的策略和计费规则传递给P-PCRF，这些参数包含在310策略下载消息中。该消息还应该包括公共用户标识等信息。当P-PCRF收到310后，就将H-PCRF传输过来到策略和计费规则与本地网络产生的策略和计费规则进行合并，然后就向P-CSCF返回认证授权回答消息，该消息可能包含P-CSCF对用户的认证令牌等信息。合并的规则如前所述，也可以由拜访网络决定如何进行合并。P-CSCF知道P-PCRF已经得到策略和计费规则后，就向用户设备发送312 200 OK或者183会话进行中消息，消息中包含主被叫标识、会话参数描述，可能还包含认证令牌等信息。用户设备收到200 OK之后就建立用户平面来传输数据，该用户平面的建立包括无线承载的建立和网络承载的建立，其具体建立方式与本发明没有关系，因此在此不作赘述。当网关收到要建立用户平面的信息后，向P-PCRF请求用户设备进行会话所需要的策略和计费规则，该消息314中包含用户设备的标识，可选的包含认证令牌等信息。P-PCRF向网关返回315消息，该消息中包含应用于用户设备该业务的策略和计费规则，网关将这些策略应用到用户设备的业务上，向用户确认用户平面的建立316。
图4描述的是本发明的第二实施例。当用户设备想要进行会话呼叫时，向P-CSCF发送401邀请消息，该消息中包含主叫的地址信息，被叫的地址信息，呼叫所希望建立的会话参数等信息。P-CSCF将邀请消息处理后，发送给S-CSCF402，P-CSCF会将选择的P-PCRF的地址包含在该消息中，传送给S-CSCF。P-CSCF对邀请消息进行处理，保存被叫标识，主叫标识，路由信息等参数。在P-CSCF寻找主叫的S-CSCF过程中，可能会有I-CSCF的参与，但这与现有技术是一样的，因此不在此赘述。S-CSCF收到402邀请消息后，将被叫的地址、主叫地址、路由信息、P-PCRF的地址及消息的序列号等保存下来，然后发送403邀请消息给被叫的S-CSCF。S-CSCF根据被叫用户的标识找到被叫的S-CSCF，具体方法参见3GPP TS 23.228。之后如果主叫的S-CSCF收到被叫侧返回的404 200 OK消息或者183会话进行中消息后，因为这两条消息中包括对于会话的描述参数，因此S-CSCF将认证授权请求发送给H-PCRF305，该消息中还需要包含P-PCRF的地址。H-PCRF看到消息中包含P-PCRF的地址，就向P-PCRF发送消息406策略下载，该消息中包含用户设备标识及用户设备进行的业务所要采用的策略和计费规则。P-PCRF地址信息应该是通过域名解析器能够解析出其的IP地址的。P-PCRF收到这些策略和计费规则之后，就将H-PCRF传输过来到策略和计费规则与本地网络产生的策略和计费规则进行合并，合并的规则如前所述，也可以由拜访网络决定如何进行合并。当H-PCRF收到从P-PCRF的响应消息后407，确认P-PCRF已经收到其发送的策略和计费规则，就向S-CSCF返回认证授权回答消息408，该消息中可能包含认证令牌。S-CSCF将200 OK或者183会话进行中消息转发给P-CSCF409。P-CSCF收到该消息后，向P-PCRF发送410认证授权请求消息，该消息中包括对媒体流的描述，及媒体流的分组信息等。P-PCRF会分析其收到的业务信息是否与从H-PCRF收到的关于某个媒体流的策略和计费规则相匹配，如果没有问题，那么P-PCRF向P-CSCF返回411业务响应消息。该消息中可能携带认证令牌信息。P-CSCF知道P-PCRF已经得到策略和计费规则后，就向用户设备发送412 200 OK或者183会话进行中消息，消息中包含主被叫标识、会话参数描述，可能还包含认证令牌等信息。用户设备收到200 OK之后就建立用户平面来传输数据，该用户平面的建立包括无线承载的建立和网络承载的建立，其具体建立方式与本发明没有关系，因此在此不作赘述。当网关收到要建立用户平面的信息后，向P-PCRF请求用户设备进行会话所需要的策略和计费规则，该消息414中包含用户设备的标识，可选的包含认证令牌等信息。P-PCRF向网关返回415消息，该消息中包含应用于用户设备该业务的策略和计费规则，网关将这些策略应用到用户设备的业务上，向用户确认用户平面的建立416。
图5描述的是UE如何得到H-PCRF地址的信令流程。UE在进行IMS注册的时候，向S-CSCF发送501注册消息，该消息中包含用户设备的会话发起协议统一定位标识、UE的IP地址等信息，当S-CSCF收到注册消息后，我们假定S-CSCF已经对用户设备进行认证，并且认证成功。那么S-CSCF根据用户设备的会话发起协议统一定位标识找到为该用户设备服务的HSS，通知HSS 502该S-CSCF已经成为该用户S-CSCF。该消息中应该包含用户设备公共用户标识、S-CSCF名字、用户设备的专用标识等信息。HSS记录为用户服务的S-CSCF名字，告知S-CSCF用户的签约数据，例如计费信息和初始过滤准则等。
S-CSCF向用户设备返回504 200 OK消息，接受用户设备的注册，将用户设备的会话发起协议统一定位标识与UE的IP地址相关联。在200 OK消息中应该包含S-CSCF为该用户设备选择的H-PCRF的地址信息，该地址信息应该是通过域名解析器能够获得IP地址的全域名。
图6描述的是本发明的第三个实施例。图6的信令流程与图3描述的基本类似，只不过P-CSCF获得H-PCRF的地址不是从用户设备处得到的，而是从S-CSCF得到的。IMS会话按照正常流程进行，当S-CSCF向P-CSCF返回607 200 OK或者183会话进行中时，该消息除了进行呼叫的正常参数外，还包含H-PCRF的地址，通过域名服务器解析该地址能够得到H-PCRF的IP地址。然后在608过程中，P-CSCF将H-PCRF的地址传递给P-PCRF，这个过程及随好的609-616跟图3中的309-316是一模一样的。
图7是本发明中用户设备的动作说明。根据本发明第一实施例，用户设备进行IMS注册，该注册过程与现有的注册过程没有任何差别，具体流程可以参见3GPP TS 23.228。用户设备发送注册消息给P-CSCF和S-CSCF，该消息中会包含用户设备的公共用户标识、用户的IP地址等信息。如果用户设备收到对于注册消息的最终响应200 OK，其中包含H-PCRF的地址702，那么UE就知道其处于漫游状态，保存H-PCRF的地址703。当用户设备的注册信息没有发生任何改变而要进行IMS会话时，在其发起的邀请消息中，要包含H-PCRF的地址信息，当然也要包含其他的诸如被叫方地址、主叫方地址、会话描述参数等。
图8是本发明中H-PCRF的动作说明。H-PCRF如果收到从S-CSCF发送的认证授权请求消息，该消息中除了包含业务信息之外，还包含P-PCRF的地址801，那么H-PCRF就根据该地址解析出P-PCRF的IP地址。H-PCRF根据认证授权请求消息中包含的业务信息和运营商配置的策略等信息，得出针对该用户设备的该业务的策略和计费规则，将其发送给P-PCRF802。如果H-PCRF收到P-PCRF的成功响应803，那么它就向S-CSCF返回认证授权回答消息804，结束该过程。消息中应该可能会包含认证令牌等信息。
如果H-PCRF收到的认证授权请求消息中不包含P-PCRF的地址，那么H-PCRF就向S-CSCF返回认证授权回答消息805，消息中包含用户标识，还可能会包含认证令牌等信息。接下来，如果H-PCRF收到P-PCRF的策略请求消息806，就根据消息中包含的用户标识及业务信息将其已经得出的策略和计费规则传递给P-PCRF807。
图9是本发明中P-PCRF的动作说明。P-PCRF如果收到从P-CSCF发送的认证授权请求消息，该消息中除了包含业务信息之外，还包含H-PCRF的地址901，那么P-PCRF就根据该地址解析出H-PCRF的IP地址。P-PCRF根据认证授权请求消息中包含的业务信息和运营商配置的策略等信息，得出针对该用户设备的该业务的策略和计费规则，然后向H-PCRF请求下载由H-PCRF给该业务制定的策略和计费规则902。P-PCRF向H-PCRF发送策略请求消息，该消息中包含用户设备的标识等参数。如果P-PCRF收到H-PCRF的策略下载消息903，就保存该消息中包含的策略和计费规则，并与它本身产生的策略和计费规则相组合，应用于用户设备的服务质量控制和计费。合并的规则如前所述，也可以由拜访网络决定如何进行合并。然后P-PCRF向S-CSCF返回认证授权回答消息904，结束该过程。消息中应该可能会包含认证令牌等信息。
如果P-PCRF收到的认证授权请求消息中不包含H-PCRF的地址，那么P-PCRF就向P-CSCF返回认证授权回答消息905，消息中包含用户标识，还可能会包含认证令牌等信息。接下来，如果P-PCRF收到H-PCRF的策略下载消息906，就保存策略和计费规则，并向H-PCRF发送策略下载响应消息907，结束该过程。
图10是本发明中S-CSCF的动作说明。图10中左边部分描述的是针对第二和第三实施例的S-CSCF的动作，右边部分描述的是针对第一实施例的S-CSCF的动作。
S-CSCF收到从P-CSCF来的邀请消息时1001，如果消息中包含P-PCRF的地址，那么S-CSCF就在给H-PCRF发送认证授权请求消息时，在该消息中包含P-PCRF的地址信息1002。S-CSCF通常是在请求H-PCRF对用户的业务进行策略控制和计费规则设置的时候会发送认证授权请求消息给H-PCRF。当S-CSCF收到H-PCRF的响应消息认证授权回答之后1003，就结束该过程。
如果1001的邀请消息中不包含P-PCRF的地址消息，S-CSCF对比用户设备的拜访网络是否是用户设备的签约网络，如果是一样的，那么表明该用户设备没有处于漫游状态，就结束该过程。否则，S-CSCF在稍后给P-CSCF发送的针对邀请消息的响应中要包含H-PCRF的地址。该响应消息多半是200 OK或者183会话进行中。
当S-CSCF收到用户设备的注册请求后，对比用户设备的拜访网络是否是用户设备的签约网络，若干是，那么就结束该过程。否则，S-CSCF在发送给用户设备的针对注册消息的响应消息中包含H-PCRF地址。
图11是本发明中P-CSCF的动作说明。图11中左边部分描述的是针对第一和第二实施例的S-CSCF的动作，右边部分描述的是针对第三实施例的S-CSCF的动作。
P-CSCF收到从UE发送来的邀请消息，如果该消息中包含H-PCRF的地址1101，那么P-CSCF就在给P-PCRF发送的认证授权请求消息中包含H-PCRF的地址1102，P-CSCF给P-PCRF发送认证授权请求消息是在其决定对用户设备的业务进行策略和计费控制的时候。当P-CSCF收到P-PCRF的认证授权回答消息后1103，就结束该过程。
如果P-CSCF收到的消息1101中没有包含H-PCRF的地址，而在S-CSCF发送给P-CSCF的针对邀请消息的响应中包含H-PCRF的地址1104，操作就转移到1102。
如果P-CSCF收到用户设备的邀请消息，发现用户设备处于漫游状态1105，那么P-CSCF就在给S-CSCF发送的邀请消息中包含P-PCRF的地址信息。P-CSCF知道用户设备是否处于漫游状态，是通过比较用户设备所处的网络是否是用户设备签约的网络而知道的。
权利要求
1.一种在漫游状态下进行策略控制的方法，包括步骤a)拜访网络的PCRF从用户设备的归属网络的PCRF得到策略和计费控制规则；b)拜访网络的PCRF将拜访网络产生的策略和计费控制规则与归属网络的PCRF的传输过来的策略和计费控制规则进行合并，生成新的策略和计费控制规则；c)拜访网络的PCRF将b)产生的新的策略和计费控制规则发送给网关。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤a)包括拜访网络的PCRF从拜访网络的P-CSCF发送的认证授权请求消息中得到归属网络的PCRF的地址信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述认证授权请求消息包括对媒体流的描述、媒体流的分组信息、H-PCRF的地址信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤a)和步骤b)之间包括P-PCRF分析其收到的业务信息是否与从H-PCRF收到的某个媒体流的策略和计费规则相匹配，如果匹配，则P-PCRF向P-CSCF返回业务响应消息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述业务响应消息包括认证令牌信息。
6.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于归属网络的PCRF和拜访网络的PCRF地址通过域名解析器解析出IP地址。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括步骤拜访网络的P-CSCF从归属网络的S-CSCF处得到归属网络的PCRF的地址信息；拜访网络的P-CSCF将归属网络的PCRF地址发送消息告诉拜访网络的PCRF。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括步骤拜访网络的P-CSCF从用户设备处得到归属网络的PCRF的地址信息；拜访网络的P-CSCF将归属网络的PCRF地址发送消息告诉拜访网络的PCRF。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括步骤拜访网络的P-CSCF将拜访网络的PCRF地址发送消息告诉归属网络的S-CSCF；S-CSCF将拜访网络的PCRF的地址发送消息告诉归属网络的PCRF；归属网络的PCRF给拜访网络的PCRF发送消息，传递用户业务的策略和计费规则。
全文摘要
一种在漫游状态下进行策略控制的方法，包括步骤拜访网络的PCRF从用户设备的归属网络的PCRF得到策略和计费控制规则；拜访网络的PCRF将拜访网络产生的策略和计费控制规则与归属网络的PCRF的传输过来的策略和计费控制规则进行合并，生成新的策略和计费控制规则；拜访网络的PCRF将b)中产生的新的策略和计费控制规则发送给网关。本发明能够实现归属网络与拜访网络同时对用户的业务进行策略控制和计费规则控制的目的，从而更有效地利用网络资源，对用户的业务进行差别服务等。
文档编号H04W4/24GK1988722SQ20051013692
公开日2007年6月27日 申请日期2005年12月20日 优先权日2005年12月20日
发明者孙春迎, 李小强, 朱彦民 申请人:北京三星通信技术研究有限公司, 三星电子株式会社