专利名称：一种系统间切换时保证服务质量连续性的方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种系统间切换时保证服务质量连 续性的方法。
背景技术：
NGN (Network Generation Network,下一代网纟各)是当前通信标准领i或 的一个热点研究课题，它釆用IP等分组技术作为承载网技术融合固定通信 和移动通信。
NGN中，由于承载网采用了分组技术，特别是IP技术，使NGN在服 务质量(Quality of Service, QoS )方面的问题尤其突出。因此，如何提供端 到端的QoS将是NGN的核心问题之一 。
TISPAN( Telecommunication and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking,用于高级网络的通信和互联网融合的业务和协议) 从固定接入角度出发，提出了 RACS (Resource and Admission Control Subsystem,资源接纳控制子系统)来解决NGN承载网的QoS问题。RACS 是NGN组成部分之一，它将业务层(如IMS)的资源需求与网络承载层的 资源分配相关联，主要完成策略控制、资源预留、接纳控制、NAT (Network Address Translation,网络地址转换)穿越等功能。RACS通过一系列QoS 策略为应用功能提供传输层的控制服务，使得用户终端可以获得所需QoS 保证的业务。
3GPP (The 3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴计划)则 从移动接入角度出发，在最新的3GPPR7草案中，把R6版中的策略控制功 能(Policy Decision Function, PDF)和基于流的计费功能(Flow Based Charging, FBC)合并，提出了 PCC (Policy Control and Charging,策略控
制和计费)，来完成资源接纳控制功能。PCC位于业务控制层和接入/承载层之间，针对移动接入网的特性实现一定的QoS控制机制，主要提供的功 能有基于用户的定制信息实现策略控制、基于业务数据流的计费控制。
不同标准组织提出的"资源接纳控制"在架构、网络范围及涉及的节点 类型方面存在很大差异。下面分别就TISPANRACS和3GPP PCC进行简单 介绍。
TISPANRACS的功能架构如图1所示。RACS由两个实体组成SPDF (Service-based Policy Decision Function,基于业务的策略决策功能)和 A-RACF (Access-Resource and Admission Control Function,接入资源接纳控 制功能)。SPDF向业务层提供统一的接口，屏蔽底层网络拓朴和具体的接 入类型，提供基于业务的策略控制。A-RACF控制接入网，具有接纳控制和 网络策略汇聚的功能。从SPDF接收请求，基于所保存的策略实现接纳控制， 接受或拒绝对传输资源的请求。A-RACF通过e4接口从NASS (Network Attachment Subsystem,网络附着子系统)获得网络附着信息和用户QoS清 单信息。
传输层中包含两种功能实体BGF ( Border Gateway Function,边界网 关功能)和RCEF ( Resource Control Enforcement Function,资源控制扭j亍功 能)。BGF是一个包到包网关，可位于接入网和核心网之间，称为CoreBGF， (C-BGF)，实现核心边界网关功能；也可以位于两个核心网之间，称为 Interconnection BGF (I-BGF ),实现互联边界网关功能。BGF在SPDF的 控制下完成NAT穿越、门控、QoS标记、带宽限制、使用测量以及资源同 步功能。RCEF实施A-RACF通过Re接口传送过来的二层/三层(L2/L3 ) 媒体流策略，完成门控、QoS标记、带宽限制等功能。
3GPP PCC的功能架构如图2所示。PCRF (Policy and Charging Rule Function,策略与计费规则功能)包括策略控制决策和按流计费控制功能。 PCRF提供了面向PCEF (Policy and Charging Enforcement Function,策略与 计费执行功能)的有关业务数据流的检测、门控、QoS和按流计费(信用度 管理除外)的网络控制功能。PCEF包括业务数据流检测、策略实施和按流 计费功能。该功能实体位于网关。PCEF提供业务数据流检测、用户平面流 量处理、触发控制平面会话管理、QoS实施、业务数据流测量以及与计费系统交互。SPR ( Subscription Profile Repository,签约清单库)存储了用户签 约数据。OCS ( Online Charging System)和OFCS ( Offline Charging System)
分别是在线计费系统和离线计费系统。
当双模的UE ( User Equipment,用户设备)在移动接入和固定接入间移 动时，由于移动网布设的是PCC，而固定网布设的是RACS,因此需要考虑 两者间的切换，以保证业务的连续性。
当前，TISPAN从固定接入出发，研究UE在固定接入下移动时资源接 纳控制的方法与流程。而3GPP则从移动接入出发，研究UE在移动接入下 移动时资源接纳控制的方法与流程。TISPAN和3GPP都尚未开展UE在移 动接入和固定接入间移动时，RACS与PCC间切换的研究。在目前的情况 下，当UE在移动接入和固定接入间移动时，无法保证业务的连续性。
发明内容
本发明提出了一种系统间切换时保证服务质量连续性的方法，保证了 UE在移动接入和固定接入间移动时业务的连续性。
本发明还应用了现有技术中的移动IP。移动IP涉及的实体有HA( Home Agent,家乡^理)、FA (ForeignAgent,外地代理)及移动节点。
HA是一个连接到移动节点本地网络的主机或路由器，它保存有移动节 点的位置信息，当移动节点离开家乡网络时，能够将发往移动节点的数据包 通过隧道发送到FA,然后由FA转交给移动节点。FA是移动节点当前所在 的外地网络上的一个主机或路由器，它能够把由HA送来的数据包转发给移 动节点。
一种系统间切换时保证服务质量连续性的方法，包括以下步骤 步骤一 ，切出地策略与计费规则功能PCRF模块与切入地基于业务的
策略决策功能SPDF模块间建立接口 ，第三代合作伙伴计划认证授权计费服
务器3GPP AAA与网络附着子系统NASS间建立接口 ；
步骤二，用户从移动资源接纳控制系统向固定资源接纳控制系统切换，
用户通过3GPP AAA与网络附着子系统NASS间建立的接口到3GPP AAA
进行鉴4又认证；鉴权i^证通过后，切入地SPDF才莫块通过切出地PCRF才莫块与切入地SPDF模块间建立的接口向切出地PCRF模块请求服务质量QoS策 略；
步骤三，切出地PCRF模块下发QoS策略，切入地SPDF才莫块根据本地 运营商策略拒绝或接受QoS策略。
进一步地，在本发明中，还包括以下特点上述步骤中，切入地SPDF 模块和切出地PCRF模块将来自对方的消息翻译成本系统逻辑实体能识别 处理的信息。
进一步地，在本发明中，还包括以下特点步骤二中，鉴权认证通过后， 还包括切入地的外地代理FA与切出地的分组数据网络网关PDN GW建立 隧道，切出地的月l务网关Serving GW与PDN GW的隧道拆除。
进一步地，在本发明中，还包括以下特点步骤二中，鉴权认证通过后， 还包括切入地的传输功能实体向接入资源接纳控制功能A-RACF请求策 略，A-RACF则向SPDF模块请求策略。
进一步地，在本发明中，还包括以下特点步骤三中，切出地PCRF模 块制定QoS策略，并下发给切入地SPDF模块，切入地SPDF模块将来自切 出地PCRF模块的QoS策略信息翻译成切入地SPDF模块能识别处理的信息 形式；SPDF模块根据本地运营商策略拒绝或接受所述QoS策略。
进一步地，在本发明中，还包括以下特点步骤三之后，还包括切出 地归属网络中的PCRF模块通过切出地拜访网络中的PCRF模块释放Serving GW上的策略。
一种系统间切换时保证服务质量连续性的方法，包括以下步骤
步骤一，切出地基于业务的策略决策功能SPDF模块与切入地策略与计 费规则功能PCRF模块间建立接口 ，第三代合作伙伴计划认证授权计费服务 器3GPP AAA与网络附着子系统NASS间建立接口 ；
步骤二，用户从固定资源接纳控制系统向移动资源接纳控制系统切换， 用户通过3GPP AAA与网络附着子系统NASS间建立的接口到NASS进行 鉴权认证；鉴权认证通过后，切入地策略与计费规则功能PCRF模块通过切 入地PCRF模块与切出地SPDF模块间建立的接口向切出地基于业务的策略 决策功能SPDF模块请求服务质量QoS策略；
步骤三，切出地基于业务的策略决策功能SPDF模块下发QoS策略，切入地策略与计费规则功能PCRF模块根据本地运营商策略拒绝或接受QoS 策略。
进一步地，在本发明中，还包括以下特点上述步骤中，切出地SPDF 模块和切入地PCRF模块将来自对方的消息翻译成本系统逻辑实体能识别 处理的信息。
进一步地，在本发明中，还包括以下特点步骤二中，鉴权认证通过后， 还包括切入地的Serving GW或PDNGW与切出地的本地代理HA建立隧道。
进一步地，在本发明中，还包括以下特点步骤二中，鉴权认证通过后， 还包括切入地的Serving GW或PDN GW向切入地的PCRF模块请求策略。
进一步地，在本发明中，还包括以下特点步骤三中，切出地SPDF模 块制定QoS策略，并下发给切入地PCRF模块，切入地PCRF模块将来自切 出地SPDF模块的QoS策略信息翻译成切入地PCRF模块能识别处理的信息 形式并且根据本地运营商策略拒绝或接受所述QoS策略。
进一步地，在本发明中，还包括以下特点步骤三之后，还包括
切出地传输功能实体向A-RACF请求策略，A-RACF则向切出地SPDF 模块请求策略，切出地SPDF模块响应A-RACF的应答消息中携带QoS策 略，A-RACF响应传输功能实体的应答消息中携带相应的策略；
切入地Serving GW或PDN GW向切入地PCRF模块请求新的策略，切 入地PCRF模块下发相应策略。
本发明提出了 一种系统间切换时保证服务质量连续性的方法，保证了 UE在移动接入和固定接入间移动时业务的连续性。
图1是现有技术中TISPAN的RACS功能架构图； 图2是现有技术中3GPP的PCC功能架构图； 图3是本发明PCC切换到RACS的场景图； 图4是本发明RACS切换到PCC的场景图；图5是本发明UE接入到TISPAN接入系统图6是本发明PCC切换到RACS的资源请求流程图7是本发明PCC切换到RACS的资源释放流程图8是本发明UE接入到3GPP接入系统图9是本发明RACS切换到PCC的资源请求流程图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明的主要思想是
提出了 一种系统间切换时保证服务质量连续性的方法，具体是当用户 UE在移动接入和固定接入间移动时，为了保证业务的连续性，PCC与RACS 间的切换方法。
hPCRF (home PCRF，归属地PCRF)与SPDF间建立接口，并在此接 口上传送QoS信息。
SPDF和hPCRF都具有将来自对方的消息翻译成本系统逻辑实体能识 别处理的信息形式的功能。
第三代合作伙伴计划认证授权计费服务器3GPP AAA与NASS间建立 接口 ，并在此接口上传送用户鉴权认证信息与用户业务清单信息。
图3是本发明PCC切换到RACS的场景图，具体介绍如下 (3 )当用户UE从移动接入转到固定接入时
(3.1) 当UE接入TISPAN接入系统即固定接入时，UE通过NASS到 3GPP AAA进行鉴权认证；
(3.2) 当UE从移动接入转到固定接入时，位于固定网络传输设备中的 FA与移动网络中的PDNGW(PDN网关)建立隧道；原移动网络中Serving GW (月l务网关)与PDN GW的隧道拆除；
(3.3) 当UE接入TISPAN接入系统后，传输功能实体(包括FA、RCEF)将向A-RACF请求策略身见则；A-RACF则向SPDF请求策略，SPDF通过与 hPCRF的接口向hPCRF请求QoS策略；
(3.4 ) hPCRF制定QoS策略，并下发给SPDF, SPDF将来自hPCRF 的QoS策略信息翻译成RACS逻辑实体能识别处理的信息形式；最后，SPDF 根据本地运营商策略拒绝或接受该QoS策略；
(3.5 ) PDN GW向hPCRF请求新的策略规则，hPCRF下发相应策略；
(3.6 ) hPCRF通过vPCRF释放Serving GW上的策略规则。 图4是本发明RACS切换到PCC的场景图，具体介绍如下
(4)当UE从固定接入转到移动接入时
(4.1) 本发明还包括当UE接入3GPP接入系统即移动接入时，UE 通过3GPP AAA到NASS进行鉴权认证。
(4.2) 本发明还包括当UE从固定接入转到移动接入时，位于移动网 络中的Serving GW或PDN GW与固定网络传输设备中的HA建立隧道。
(4.3 )本发明还包括移动网络中的Serving GW或PDN GW向PCRF 请求策略；PCRF通过与SPDF的接口向SPDF请求QoS策略。
(4.4) 本发明还包括SPDF制定QoS策略，并下发给PCRF, PCRF 将来自SPDF的QoS策略信息翻译成PCC逻辑实体能识别处理的信息形式。 最后，PCRF ^4居本地运营商策略拒绝或接受该QoS策略。
(4.5) 本发明还包括当UE接入3GPP接入系统后，传输功能实体(包 括HA、 RCEF)将向A-RACF请求策略规则；A-RACF则向SPDF请求策略。 在SPDF响应A-RACF的应答消息中携带QoS策略，在A-RACF响应传输 功能实体(包括HA、 RCEF)的应答消息中携带相应的策略规则。
图5是本发明UE接入到TISPAN接入系统的鉴权认证过程。该流程图 包括以下步骤
(501 ) UE从3GPP接入系统移动到TISPAN接入系统，即从移动接入转到固定接入；(502 ) UE进行网络接入，包括UE与FA间的通知注册； (503 ) UE通过NASS到3GPP AAA进行鉴权iU正。 图6是本发明PCC切换到RACS的资源请求流程。该过程包括固定网 络传输设备中FA与移动网络中PDNGW隧道的建立，传输功能实体(包括 FA、 RCEF)与PDNGW上策略的获取等操作。具体包括以下步骤 (601) UE三层附着触发，UE向FA进行注册； (602 )传输功能实体(包括FA、 RCEF )向A-RACF请求策略规则； (603 ) A-RACF向SPDF请求策略；(604 ) SPDF通过与hPCRF的接口向hPCRF请求QoS策略。hPCRF 制定QoS策略，并下发给SPDF。 SPDF将来自hPCRF的QoS策略信息翻 译成RACS逻辑实体能识别处理的信息形式。最后，SPDF根据本地运营商 策略拒绝或"t妄受该QoS策略；(605) SPDF向A-RACF发送应答消息，消息中携带QoS策略信息；(606) A-RACF向传输功能实体(包括FA、 RCEF)发送应答消息， 消息中携带传输功能实体(包括FA、 RCEF)的策略规则，并进行安装；(607 ) 固定网络传输设备中FA向移动网络中PDN GW发起移动IP 注册请求；(608 ) PDN GW向hPCRF请求新的策略身见则；(609) hPCRF给PDNGW下发相应安装策略，并进行安装；(610) PDNGW向FA发送注册完成响应消息；(611) UE完成三层附着；(612 ) FA与PDN GW间建立了移动IP隧道。图7是本发明PCC切换到RACS的资源释放流程。该流程发生在图6 操作完成后，即新的资源已经预留好，需要释放老的资源。图7给出了一种资源的释》文方法，由hPCRF触发资源释放过程，还可 以由Serving GW触发资源释放过程。本发明不局限于图7实施例情况，图7具体包括以下步骤 (701) hPCRF向vPCRF发送资源释放请求； (702 ) vPCRF向Serving GW发送资源释放请求； (703) Serving GW释放相应资源后，恢复vPCRF; (704 ) vPCRF响应hPCRF的资源释力文请求。图8是本发明UE接入到3GPP接入系统的鉴权认证过程。该流程图包 括以下步骤(801 ) UE从TISPAN接入系统移动到3GPP接入系统，即从固定接 入转到移动接入；(802 ) UE通过E-UTRAN ( Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network,演进的通用地面无线接入网)接入无线网络，并向MME( Mobility Management Entity,移动管理实体)发送附着请求；(803 ) 在MME的管理下，UE通过3GPP AAA与NASS间的接口 ， 到NASS进行鉴权认证；(804 ) MME通过3GPP AAA与NASS间的接口 ，获取UE的位置更 新信息和用户清单信息；(805 ) MME根据获取的UE的信息，为UE选取合适的Serving GW;(806 ) MME将选取的Serving GW反馈给UE。图9是本发明RACS切换到PCC的资源请求流程。该流程发生在图8 才喿作之后。由于FA可能在Serving GW，也可能在PDNGW,因此该流程中 隧道的建立有两种情况 一种是Serving GW与HA之间建立移动IP隧道， 另 一种是PDN GW与HA之间建立移动IP隧道；具体地，该流程包括移动网络中的Serving GW (或PDN GW)与固定网络传输设备中的HA隧道的建立，传输功能实体(包括HA、 RCEF)与 Serving GW (或PDNGW)上策略的获取等操作。具体包括以下步骤(901 ) UE三层附着触发，UE与Serving GW (或PDN GW)间进行 通告注册；(902 )移动网络中Serving GW (或PDN GW)向固定网络传输i殳备 中HA发起移动IP注册请求；(903 )传输功能实体(包括HA、 RCEF )向A-RACF请求策略规则； (904 ) A-RACF向SPDF请求策略；(905) SPDF制定QoS策略，在响应消息中发送给A-RACF;(906) A-RACF向传输功能实体(包括HA、 RCEF)发送应答消息， 消息中携带传输功能实体(包括HA、 RCEF)的策略规则，并进行安装；(907 ) SPDF与C-BGF进行交互，给C-BGF下发策略规则，对其进 行控制；(908 ) Serving G\V (或PDN GW)通过向PCRF请求策略； (909 ) PCRF通过与SPDF的接口向SPDF请求QoS策略。 SPDF制定QoS策略，并下发给PCRF。 PCRF将来自SPDF的QoS策略信息翻译成PCC逻辑实体能识别处理的信息形式。最后，PCRF根据本地运营商策略拒绝或接受该QoS策略。(910 ) PCRF给Serving GW (或PDN GW)下发相应安装策略，并进行安装；(911) UE完成三层附着；(912 ) Serving GW (或PDN GW)与HA间建立了移动IP隧道。 本发明提出了一种系统间切换时保证服务质量连续性的方法，保证了 UE在移动接入和固定接入间移动时业务的连续性。
权利要求
1、一种系统间切换时保证服务质量连续性的方法，其特征在于，包括以下步骤步骤一，切出地策略与计费规则功能PCRF模块与切入地基于业务的策略决策功能SPDF模块间建立接口，第三代合作伙伴计划认证授权计费服务器3GPP AAA与网络附着子系统NASS间建立接口；步骤二， 用户从移动资源接纳控制系统向固定资源接纳控制系统切换，用户通过3GPP AAA与网络附着子系统NASS间建立的接口到3GPP AAA进行鉴权认证；鉴权认证通过后，切入地SPDF模块通过切出地PCRF模块与切入地SPDF模块间建立的接口向切出地PCRF模块请求服务质量QoS策略；步骤三，切出地PCRF模块下发QoS策略，切入地SPDF模块根据本地运营商策略拒绝或接受QoS策略。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述步骤中，切入地SPDF模块和切出地PCRF模块将来自对方的消息翻译成本系统 逻辑实体能识别处理的信息。
3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中，鉴权 认证通过后，还包括切入地的外地代理FA与切出地的分组数据网 络网关PDN GW建立隧道，切出地的服务网关Serving GW与PDN GW的隧道拆除。
4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中，鉴权 认证通过后，还包括切入地的传输功能实体向接入资源接纳控制功 能A-RACF请求策略，A-RACF则向切入地SPDF模块请求策略。
5、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中，切出 地PCRF模块制定QoS策略，并下发给切入地SPDF模块，切入地 SPDF模块将来自切出地PCRF模块的QoS策略信息翻译成切入地 SPDF模块能识别处理的信息形式；SPDF模块根据本地运营商策略 拒绝或接受所述QoS策略。
6、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三之后，还包括切出地归属网络中的PCRF模块通过切出地拜访网络中的 PCRF模块释放Serving GW上的策略。
7、 一种系统间切换时保证服务质量连续性的方法，其特征在于， 包括以下步骤步骤一，切出地基于业务的策略决策功能SPDF模块与切入地策 略与计费规则功能PCRF模块间建立接口 ，第三代合作伙伴计划认证 授权计费服务器3GPP AAA与网络附着子系统NASS间建立接口 ；步骤二，用户从固定资源接纳控制系统向移动资源接纳控制系统 切换，用户通过3GPP AAA与网络附着子系统NASS间建立的接口 到NASS进行鉴权认证；鉴权认证通过后，切入地策略与计费规则功 能PCRF模块通过切入地PCRF模块与切出地SPDF模块间建立的接 口向切出地基于业务的策略决策功能SPDF模块请求服务质量QoS 策略；步骤三，切出地基于业务的策略决策功能SPDF模块下发QoS 策略，切入地策略与计费规则功能PCRF模块根据本地运营商策略拒 绝或接受QoS策略。
8、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，上述步骤中，切 出地SPDF模块和切入地PCRF模块将来自对方的消息翻译成本系统 逻辑实体能识别处理的信息。
9、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤二中，鉴权 i人证通过后，还包括切入地的Serving GW或PDN GW与切出地的 本地代理HA建立隧道。
10、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤二中，鉴权 认证通过后，还包括切入地的Serving GW或PDN GW向切入地的 PCRF模块请求策略。
11、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤三中，切出 地SPDF模块制定QoS策略，并下发给切入地PCRF模块，切入地 PCRF模块将来自切出地SPDF模块的QoS策略信息翻译成切入地 PCRF模块能识别处理的信息形式并且根据本地运营商策略拒绝或接 受所述QoS策略。
12、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤三之后，还 包括切出地传输功能实体向A-RACF请求策略，A-RACF则向切出地 SPDF模块请求策略，切出地SPDF模块响应A-RACF的应答消息中 携带QoS策略，A-RACF响应传输功能实体的应答消息中携带相应 的策略；切入地Serving GW或PDN GW向切入地PCRF模块请求新的策 略，切入地PCRF才莫块下发相应策略。
全文摘要
本发明提出了一种系统间切换时保证服务质量连续性的方法，应用在通信领域中，包括切出地策略与计费规则功能PCRF模块与切入地基于业务的策略决策功能SPDF模块间建立接口，第三代合作伙伴计划认证授权计费服务器3GPP AAA与网络附着子系统NASS间建立接口；用户从移动资源接纳控制系统向固定资源接纳控制系统切换，用户通过3GPP AAA与网络附着子系统NASS间建立的接口到3GPP AAA进行鉴权认证；鉴权认证通过后，切入地SPDF模块通过切出地PCRF模块与切入地SPDF模块间建立的接口向切出地PCRF模块请求服务质量QoS策略；切出地PCRF模块下发QoS策略，切入地SPDF模块根据本地运营商策略拒绝或接受QoS策略，保证了用户在移动接入和固定接入间移动时业务的连续性。
文档编号H04L12/56GK101291458SQ200810067600
公开日2008年10月22日 申请日期2008年6月6日 优先权日2008年6月6日
发明者尤建洁, 通 芮 申请人:中兴通讯股份有限公司