专利名称：在全业务融合网络中控制资源的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种在全业务融合网络中控制资源的方法和系 统。
背景技术：
如图1所示，3GPP提出的演进的分组系统(Evolved Packet System, EPS)由演 进的通用移动通信系统陆地无线接入网(Evolved UniversalTerrestrial Radio Access Network,E-UTRAN)、移动管理单元(MobilityManagement Entity,MME)、服务网关(Serving Gateway, S-GW)、分组数据网络网关(Packet Data Network Gateway, P-GW 或者 PDN GW)、 归属用户服务器(Home Subscriber Server，HSS)、3GPP 的认证授权计费(Authentication、 Authorization and Accounting, AAA)服务器、策略和计费规则功能(Policy and Charging Rules Function, PCRF)实体及其他支撑节点组成。在EPS的系统中，移动性管理实体负责移动性管理、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的相关工作；S-GW是与E-UTRAN相连的接入网关设备，在 E-UTRAN和P-GW之间转发数据，并且负责对寻呼等待数据进行缓存；P-GW是EPS与分组数 据网络(Packet DataNetwork,PDN)网络的边界网关，负责PDN的接入及在EPS与PDN间转 发数据等；S-GW和P-GW都属于核心网网关；PCRF是策略和计费规则功能实体，通过接口 Rx 和运营商网络协议(Internet Protocol, IP)业务网络相连，获取业务信息，此外，还通过 foc/Gxa/Gxc接口与网络中的网关设备相连，负责发起IP承载的建立，保证业务数据的QoS， 并进行相应的计费控制。EPS系统支持与非3GPP系统的互通，通过S2a/b/c接口实现，其中EPS系统中的 P-Gff作为3GPP与非3GPP系统间的锚点。在EPS的系统中，非3GPP系统被分为可信任非 3GPP IP接入和不可信任非3GPP IP接入。下面对非3GPP系统接入P-GW的方式进行说明可信任非3GPP IP接入可直接通过Sh接口与P-GW连接；不可信任非3GPP IP接入需经过演进的分组数据网关(Evolved I^cketData Gateway, ePDG)与 P-Gff 相连，其中 ePDG 与 P-Gff 间的接口为 S2b ；用户设备(User Equipment, UE)通过接口 S2c与P-GW连接，其中S2c可实现用 户面相关的控制和移动性支持，其支持的移动性管理协议为支持双栈的移动IPv6 (Mobile IPv6 Support for Dual Stack Hosts and Routers, DSMIPv6)。在EPS系统中，PCRF通过如下接口与其他网元进行通信当策略和计费执行功能(Policy and Charging Enforcement Function，PCEF)实 体驻留在P-GW中，PCRF与P-GW之间通过foe接口交换信息； 当P-GW与S-GW间的接口是基于PMIPv6时，S-GW具有承载绑定和事件报告功能 (Bearer Binding and Event Report Function, BBERF)实体对业务数据流进行 QoS 控制 的功能，PCRF通过Gxc接口与S-GW交换信息；
当用户通过驻留有BBERF的可信任非3GPP接入系统接入EPS系统时，PCRF间通 过Gxa接口与可信任非3GPP接入网关交换信息；当UE漫游时，拜访地PCRF和归属地PCRF通过S9接口进行通信，同时PCRF通过 Rx接口从提供业务的应用功能(Application Function, AF)获取用于制定PCC策略的业
务信息。在3GPP中，通过接入点名称(Access Point Name, APN)可以找到对应的PDN网 络。通常将UE到PDN网络的一个连接称为一个IP连接接入网(IP Connectivity Access Network, IP-CAN)会话。在建立IP-CAN会话的过程中，BBERF和PCEF分别与PCRF之间建 立Diameter会话，通过这些Diameter会话来传送对IP-CAN会话进行控制的策略计费信息 和用于制定策略的业务信息等。在EPS系统中，以PCRF为核心的策略和计费控制与执行等网元和功能通常成为 PCC系统。在PCC系统中，PCRF可以动态地下发PCC策略给PCEF，该PCC策略中包含QoS和 计费的信息。其中所述PCC策略是PCRF根据AF提供的业务相关信息、PCEF上报的承载相 关信息以及SPR中用户签约的业务信息制定的。其中PCC系统如图2所示PCRF负责策略和计费规则的制定，通过foe接口将制定的PCC策略和计费规则下发 给PCEF，PCEF安装、执行PCC策略，并上报相关事件，与计费系统交互计费信息；BBERF通过Gxx接口从PCRF接收业务的QoS规则，不和计费系统交互计费信息，只 负责承载绑定和相关事件的上报；AF通过Rx接口向PCRF提供业务信息；SI3R保存用户签约的业务信息，PCRF可以通过Sp接口向SI3R查询用户签约的业务 fn息；PCEF通过Gy接口将在线计费信息发送给在线计费系统(Onl ineCharging System, 0SC)负责在线计费的统计，通过( 接口将离线计费信息发送给离线计费系统 (Offline Charging System, 0FCS)。在3GPP移动网络中，UE和GW之间可以建立多条不同QoS优先级的承载。通过将 不同QoS的业务流在对应Qos优先级的承载上传输，保证业务的QoS。当AF根据业务层协 商的QoS向PCRF发起策略控制请求时，PCRF会根据用户签约信息(从SPR中获取)以及 运营商策略进行授权，生成相应的PCC策略，下发给GW中的PCEF功能。其中所述PCC策略 包括如下信息业务流五元组、QoS信息(如QCI、上下行带宽等)、计费信息(如Charging Key等)。UE和GW之间会根据业务的QoS建立相应的承载或者修改已有承载的QoS属性， 并在UE侧执行上行业务流量的承载绑定，即记录该业务流应该从哪个承载传输；在GW侧执 行下行业务流量的承载绑定，并且对于上行流量打相应的QoS优先级标签(如DSCP)，以保 证上行流量在骨干网中的QoS优先级，同时根据PCC策略中的计费信息对业务流进行计费 控制。在R8中，S-GW和P-GW之间可以采用GTP或者PMIP两种协议进行通信。当采用 GTP协议时，承载是建立在UE和P-GW之间，因此，只需要在P-GW上通过PCEF进行策略和计 费控制；当采用PMIP协议时，承载是建立在UE和S-GW之间，因此需要在S-GW上通过BBERF 功能进行承载绑定，保证业务流在S-GW到UE之间的QoS，同时在P-GW上通过PCEF功能进 行QoS和计费控制。
当前，随着电信产业的并购和重组，大部分运营商成为了既有固定网络也有移动 网络的全网络运营商。固定网络和移动网络的融合以及全业务运营成为各大运营商的重要 发展方向。全业务融合网络将是以IP承载为主，能够提供丰富的话音、视频和数据等多媒 体综合业务，同时采用开放、标准的体系结构，为用户提供个性化、移动化、宽带化、多媒体 化服务，因此实现对用户资源及服务质量(Quality of krVice，Qc^)策略的统一部署和管 理，同时保证单个用户/业务的精细化控制和QoS将是全业务运营发展的方向。策略和计费控制(Policy and Charging Control,PCC)系统处于网络的业务控制 层和承载层之间，可以为业务层提供QoS支持和相应的计费控制，是运营商实现对业务精 细化控制和QoS保证的重要的运营支撑系统。PCC系统是针对第三代合作伙伴计划(3rd Generation PartnershipProject, 3GPP)的无线接入方式建立的。对于全网络运营商来说，用户的接入方式还包括固网接入， 现有技术中没有一种基于QoS策略统一对固定网络和移动网络进行计费控制的方法，从而 不能基于业务的QoS进行计费控制。
发明内容
本发明提供的在全业务融合网络中控制资源的方法和系统，实现对固定网络和移 动网络统一的QoS策略控制。为达到上述发明目的，本发明提供了如下技术方案一种在全业务融合网络中控制资源的方法，包括资源控制功能(RCF)从策略和计费规则功能(PCRF)接收业务流的资源请求消 息；所述RCF根据所述资源请求消息，进行资源分配。进一步的，所述方法还具有如下特点所述RCF根据所述资源请求消息，进行资源 分配具体包括判断是否有足够可用资源；在判断确定可用资源充足时，接纳所述业务流的资源请求；和/或，在判断确定可 用资源不充足时，拒绝所述业务流的资源请求。进一步的，所述方法还具有如下特点所述PCRF在如下任一条件下发送业务流的 资源请求在授权应用功能(AF)的策略请求后；服务质量策略发生变化。进一步的，所述方法还具有如下特点在所述PCRF受到内部或外部触发时，所述 服务质量策略发生变化，包括以下的一种或多种用户的签约信息发生变化，运营商配置发 生变化。进一步的，所述方法还具有如下特点所述方法还包括在接纳所述业务流的资源请求消息后，所述RCF向策略执行功能(PEF)发送所述 业务流的策略。进一步的，所述方法还具有如下特点所述PEF驻留在固定网络传输层网元上， 所述传输层网元包括以下的一种或多种家庭网关(CNG)、接入节点(AN)、宽带网络网关(BNG)。进一步的，所述方法还具有如下特点所述业务流的策略包括服务质量(QoS)策 略和/或计费策略。进一步的，所述方法还具有如下特点所述RCF通过如下接口与其他网元进行通 信，包括如下的一种或多种通过Rl接口与所述PCRF进行通信；通过R2接口与所述PEF进行通信；通过e4接口与认证服务器进行通信。一种在全业务融合网络中控制资源的系统，包括资源控制功能(RCF)和策略和计 费规则功能(PCRF)，所述PCRF用于向所述RCF发送请求消息；所述RCF用于从所述PCRF接收所述请求消息，进行资源分配。进一步的，所述系统还具有如下特点所述RCF包括判断模块，用于判断业务流经过的路径上可用资源是否充足；处理模块，用于在判断确定可用资源充足时，接纳所述业务流的资源请求；和/ 或，在判断确定可用资源不充足时，拒绝所述业务流的资源请求。进一步的，所述系统还具有如下特点所述PCRF在如下任一条件下发送业务流的 资源请求在授权应用功能(AF)的策略请求后；服务质量策略发生变化。进一步的，所述系统还具有如下特点在所述PCRF受到内部或外部触发时，所述 服务质量策略发生变化，包括以下的一种或多种用户的签约信息发生变化，运营商配置发 生变化。进一步的，所述系统还具有如下特点所述RCF还用于在接纳所述业务流的资源 请求消息后，向PEF发送所述业务流的策略。进一步的，所述系统还具有如下特点所述PEF驻留在传输层网元上，所述传输层 网元包括以下的一种或多种家庭网关(CNG)、接入节点(AN)、宽带网络网关(BNG)。进一步的，所述系统还具有如下特点所述业务流的策略包括服务质量(QoS)策 略和/或计费策略。进一步的，所述系统还具有如下特点所述RCF通过如下接口与所述系统中其他 网元进行通信，包括如下的一种或多种通过Rl接口与所述PCRF进行通信；
通过R2接口与所述PEF进行通信；通过e4接口与认证服务器进行通信。本发明提供的技术方案，通过对固定网络中资源请求进行接纳控制，保证已接纳 业务流的QoS，实现对固定网络和移动网络统一的QoS策略控制。
图1为现有技术中EPS系统的结构示意图2为现有技术中PCC系统的结构示意图；图3为现有技术中固定网络的结构示意图；图4为本发明提供的PCC系统的结构示意图；图5为本发明提供的全业务融合网络的结构示意图；图6为实施例一提供的在全业务融合网络中接纳控制的方法流程图；图7为实施例二提供的在全业务融合网络中接纳控制的方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明实施例提供的技术方案作进一步介绍。如图3所示，在固定网络中宽带接入网络(DSL)接入网络包括用户终端UE(如PC 等)，接入节点AN (如DSLAM)，接入服务器AS (如BRAS、BNG等)。AN通过若干起汇聚作用 的以太交换机接入到AS，AS上行接入城域网，城域网上行会接入骨干网。其中AS是运营商 开展业务的关键节点，AS与认证服务器(AAA或NASS)相连，当UE接入时，将UE的用户名 密码发往认证服务器进行认证，并为UE分配IP地址。与移动网络不同的是，UE和接入服务器之间并不会通过建立不同的承载来区分 不同优先级业务流。因此在固网实现基于业务的动态QoS控制，需要一个网元能够维护网 络拓扑以及资源状况，为业务提供基于网络资源状况的接纳控制，并且确定策略执行点， 将QoS策略分发给相应的执行点，为便于描述，我们将该网元称为资源控制功能(Resource Control Function，RCF)实体。如图4所示，本发明提供一种固定移动融合的资源控制系统，在原有PCC系统的基 础上增加RCF实体，用于维护固定网络的网络拓扑和网络的资源状况。在本发明提供的PCC系统中，RCF通过如下接口与其他实体进行通信，包括通过Rl接口与PCRF实体获取策略以及资源请求；通过e4接口与认证服务器进行信息交互；通过R2接口将策略下发给策略执行功能(Policy Enforcement Function, PEF) 实体，其中PEF实体驻留在固网传输层网元上，用于执行从RCF接收下发的策略。下面结合具体组网图对本发明的方案进一步说明，如附图5所示固定网络用户终端通过家庭网关(CNG)接入运营商网络，连接到AN实体(如 DSLAM等)；AN实体通过接入网汇聚层接入到宽带网络网关(BNG)实体；BNG上行接入到城 域骨干网，其中城域骨干网中部署有运营商提供的IP业务服务器。需要说明的是，如果运 营商规模较小，BNG实体会接入到骨干网。在本发明中，RCF与PCRF相连，既维护固网拓扑和资源状况，为业务的策略请求提 供接纳控制，同时根据业务的情况和传输层网元的实际能力，向相应的传输层网元下发策 略，其中所述传输层网元包括如下的一种或多种CNG、AN、BNG。下面结合附图对本发明提供的技术方案进行说明实施例一本实施例以用户设备请求传输业务流的应用场景为例进行说明，具体过程如图7 所示步骤601、UE与AF之间进行业务协商，包括确定业务流的QoS参数；
步骤602、AF根据协商好的QoS参数向PCRF发起策略控制；步骤603、PCRF根据用户的业务签约信息以及运营商的策略，和AF发来的请求消 息中的业务信息制定策略，其中所述业务签约信息是从sra获取的，其中所述策略包括Qos 策略和/或计费策略；步骤604、如果用户是从固网接入，PCRF将策略发送给RCF ；步骤605、RCF收到策略后进行资源可用性检查，即判断业务流经过的路径上是否 还有足够的可用资源，如果有，则接纳用户发起的资源请求，并执行步骤606 ；否则，拒绝所 述资源请求，流程结束；步骤606、RCF向传输层网元下发策略；步骤607、传输层网元执行所述策略，根据策略内容对业务流进行管理，包括标记 QoS优先级、限制带宽等。实施例二本发明实施例以Qos策略发生变化的应用常见为例进行说明，具体过程如图7所 示步骤701)在会话过程中，PCRF受到内部或外部的触发(例如用户的签约信息发 生变化；运营商配置发生变化)，对用户的QoS策略进行修改；步骤702、如果该用户是从固网接入的，PCRF通知RCF更新后的QoS策略；步骤703、RCF对资源更新进行资源可用性检查，判断该用户的业务流经过的路径 上是否有足够的资源保证更新的执行，如果有，接纳更新请求，并执行步骤704 ；否则，拒绝 所述资源更新请求，流程结束。步骤704、RCF向相应的传输层网元下发更新的策略，其中所述策略包括QoS策略 和/或计费策略。步骤705、传输层网元执行相应的更新策略，根据策略内容对业务流进行管理，包 括标记QoS优先级，限制带宽等。下面以图3所示固定网络为例进行说明RCF维护记录有网络拓扑与资源状况列表，其中路径al、a2、a3、a4的带宽上下行 均为10M，路径bl、l32的上下行带宽为15M。固定网络中UEl向城域网中某服务器发起一个需要QoS保证的业务，需要IOM上 下行带宽；RCF进行资源可用性检查，接纳了该资源请求，为UEl分配路径al ；此时，RCF中 维护的拓扑与资源状况需要进行更新，路径al剩余的上下行为0M，路径bl剩余的上下行带 宽为5M。进一步的，为保证该业务的流量在经过的设备中能够优先被转发，不会收到其他 流量的冲击。RCF需要向其他网元下发QoS策略，其中在向AN点下发的QoS策略中，对该业 务流的上行流量打上高优先级QoS标记；在向城域网中该服务器的出口路由器下发的QoS 策略中，对该业务流的下行流量打上高优先级QoS标记。进一步的，RCF还可以向AN/AS点发送UEl的计费策略，由AN/AS点根据测量对该 业务流进行计费信息统计。如果该固定网络中UE2再发起一个上下行带宽为IOM的需要QoS保证的业务，此 时，RCF根据本地维护的网络拓扑与资源状况列表，确定路径a2上的可用带宽为10M，但是路径bl上的剩余可用带宽只有5M，没有足够的资源用于UE2业务流的传输，则RCF拒绝UE2 的资源请求，保证已接纳业务流(即UEl的业务流)的传输不会收到冲击。当检测到UEl释放占用的带宽后，RCF更新本地维护的网络拓扑与资源状况列表， 此次更新后路径bl的可用带宽为15M，则RCF接纳UE2的资源请求。本发明提供一种在全业务融合网络中控制资源的系统，包括资源控制功能(RCF) 和策略和计费规则功能(PCRF)。在所述系统中，所述PCRF向所述RCF发送业务流的资源请求，所述RCF在接收到 所述业务流的资源请求后，对所述业务流的资源请求进行接纳控制。如果所述RCF接纳了 所述业务流的资源请求，则向策略执行功能(PEF)发送所述业务流的策略，包括服务质量 (QoS)策略和/或计费策略。其中所述PEF驻留在固定网络传输层网元上，所述传输层网元 包括以下的一种或多种家庭网关(CNG)、接入节点(AN)、宽带网络网关(BNG)。其中所述PCF包括判断模块和处理模块，用于接纳控制所述业务流的资源请求。 所述判断模块判断所述业务流经过的路径上可用资源是否充足；在判断确定可用资源充足 时，所述处理模块接纳所述业务流的资源请求，否则，所述处理模块拒绝所述业务流的资源 请求。本发明中所述业务流的资源请求是在授权AF的策略请求后和/或服务质量策略 发生变化后所述PCRF发送的。而所述服务质量策略发生变化是所述PCRF在受到内部或 外部触发时发生的，包括以下的一种或多种用户的签约信息发生变化，运营商配置发生变 化。本发明的所述系统还包括认证服务器，所述RCF通过如下接口与所述系统中其他 网元进行通信，包括如下的一种或多种通过Rl接口与所述PCRF进行通信；通过R2接口与所述PEF进行通信；通过e4接口与认证服务器进行通信。本发明提供的技术方案，通过对固定网络中资源请求进行接纳控制，保证已接纳 业务流传输的QoS，实现对固定网络和移动网络统一的QoS策略控制。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤是可以通过程 序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在 执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以采用硬件的形式实现，也可以采 用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块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。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。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权利要求所述的保护范围为准。
权利要求
1.一种在全业务融合网络中控制资源的方法，其特征在于，包括资源控制功能(RCF)从策略和计费规则功能(PCRF)接收业务流的资源请求消息；所述RCF根据所述资源请求消息，进行资源分配。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RCF根据所述资源请求消息，进行资 源分配具体包括判断是否有足够可用资源；在判断确定可用资源充足时，接纳所述业务流的资源请求；和/或，在判断确定可用资 源不充足时，拒绝所述业务流的资源请求。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述PCRF在如下任一条件下发送业务流 的资源请求在授权应用功能(AF)的策略请求后；服务质量策略发生变化。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述PCRF受到内部或外部触发时，所述 服务质量策略发生变化，包括以下的一种或多种用户的签约信息发生变化，运营商配置发 生变化。
5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在接纳所述业务流的资源请求消息后，所述RCF向策略执行功能(PEF)发送所述业务 流的策略。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述PEF驻留在固定网络传输层网元上， 所述传输层网元包括以下的一种或多种家庭网关(CNG)、接入节点(AN)、宽带网络网关 (BNG)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述业务流的策略包括服务质量(QoS)策 略和/或计费策略。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述RCF通过如下接口与其他网元进 行通信，包括如下的一种或多种通过Rl接口与所述PCRF进行通信；通过R2接口与所述PEF进行通信；通过e4接口与认证服务器进行通信。
9.一种在全业务融合网络中控制资源的系统，其特征在于，包括资源控制功能(RCF) 和策略和计费规则功能(PCRF)，所述PCRF用于向所述RCF发送资源请求消息；所述RCF用于从所述PCRF接收所述资源请求消息，进行资源分配。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述RCF包括判断模块，用于判断业务流经过的路径上可用资源是否充足；处理模块，用于在判断确定可用资源充足时，接纳所述业务流的资源请求；和/或，在 判断确定可用资源不充足时，拒绝所述业务流的资源请求。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述PCRF在如下任一条件下发送业务 流的资源请求在授权应用功能(AF)的策略请求后；服务质量策略发生变化。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，在所述PCRF受到内部或外部触发时，所 述服务质量策略发生变化，包括以下的一种或多种用户的签约信息发生变化，运营商配置 发生变化。
13.根据权利要求9至12任一所述的系统，其特征在于，所述RCF还用于在接纳所述业务流的资源请求消息后，向PEF发送所述业务流的策略。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述PEF驻留在传输层网元上，所述传 输层网元包括以下的一种或多种家庭网关(CNG)、接入节点(AN)、宽带网络网关(BNG)。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述业务流的策略包括服务质量(QoS) 策略和/或计费策略。
16.根据权利要求14或15所述的系统，其特征在于，所述RCF通过如下接口与所述系 统中其他网元进行通信，包括如下的一种或多种通过Rl接口与所述PCRF进行通信； 通过R2接口与所述PEF进行通信； 通过e4接口与认证服务器进行通信。
全文摘要
本发明提供一种在全业务融合网络中控制资源的方法和系统，涉及通信领域；所述方法，包括资源控制功能(RCF)从策略和计费规则功能(PCRF)接收业务流的资源请求消息；所述RCF根据所述资源请求消息，进行资源分配。
文档编号H04W72/08GK102131296SQ201010003430
公开日2011年7月20日 申请日期2010年1月15日 优先权日2010年1月15日
发明者吴锦花, 孙默, 李勉, 芮通 申请人:中兴通讯股份有限公司