专利名称：一种支持下一代信令(nsis)的ggsn的功能及流程设计的制作方法
技术领域：
本申请涉及融合网络中的网关GPRS支持节点(Gateway GPRSSupport Node, GGSN)，更具体地，涉及通用移动通讯系统(UniversalMobile Telecommunications System, UMTS)与IP融合网络中实现端到端QoS保障的GGSN。
背景技术：
为了适应不同的通信环境以及满足用户业务的宽带化、个性化、智能化需求，异构网络融合已经成为下一代通信网络发展的必然趋势。如何使任何用户在任何时间任何地点都能获得具有QoS保障的服务是异构网络融合中的关键问题。异构网络资源的复杂性、网络状态的多样性、各网络的差异性等特点对QoS保障技术带来了一定的挑战，新业务和新技术的应用需要网络具有强大的信令系统支持。在UMTS接入IP骨干网的融合网络中，不同的网络部分使用不同的QoS机制。传统的IP骨干网使用RSVP来保障端到端QoS，但因其可扩展性差，复杂度高而没有得到广泛的应用。IETF的NSIS(NextSt印s in Signaling)工作组致力于研究下一代信令的需求、 体系结构以及协议实现等问题，提出了 NSIS分层信令结构将信令的具体实现和信令的传输分开，增强了信令系统的通用性。NSIS安全、可靠、灵活的特点适用于融合网络的设备控制，能够提供更好的端到端QoS保障。然而，当前的UMTS网络中是通过PDP协议进行QoS保障的，不支持NSIS信令，因此需要设计一种支持PDP和NSIS协议转换的机制，来实现UMTS与IP融合网络中的端到端 QoS协商。
图1示出了根据本中请一个实施方式的GGSN的示意框图；图2示出了在UMTS与IP骨干网的融合网络中实现端到端QoS保障的方法流程；图3示出了根据本申请一个实施方式的UMTS与IP骨干网的融合网络中端到端 QoS保障的信令交互流程。
发明内容
为了实现融合网络中端到端的Qos保障，本申请提出了一种具有PDP和NSIS协议转换的GGSN以及该GGSN执行的融合网络中端到端的Qos保障方法。一方面，本申请提供了一种网关GPRS支持节点，包括识别模块，识别出接收到的PDP上下文消息；判决模块，根据识别出的PDP上下文消息和当前网络中的可用资源确定是否需要资源预留；协议转换模块，将确定需要资源预留的PDP上下文消息转换为NSIS协议格式的消息；以及
发送模块，将转换为NSIS协议格式的消息发送至下一跳路由器。另一方面，本申请提供了一种融合网络中保障端到端Qos的方法，包括识别出接收到的PDP上下文消息；根据识别出的PDP上下文消息和当前网络中的可用资源确定是否需要资源预留；将确定需要资源预留的PDP上下文消息转换为NSIS协议格式的消息；以及将转换为NSIS协议格式的消息发送至下一跳路由器。
具体实施例方式下面参照附图结合示例性实施方式对本申请进行描述。图1示出了根据本申请一个实施方式的GGSN的示意框图。如图所示，GGSN 10包括识别模块11、判决模块12、协议转换模块13和发送模块14。在GGSN 10接收到从UE发送的消息之后，识别模块11识别出接收到的消息是否为PDP上下文消息。如果是，判决模块12则根据该PDP上下文消息中的Qos参数和当前网络中的可用资源确定是否需要资源预留。判决模块12可通过对当前要求业务的类型和外部IP网络状态等因素对是否进行资源预留做出决策。当前要求业务的类型和/或等级可由PDP上下文消息中的Qos参数确定。当前网络中的可用资源例如可由网络状态采集设备获得。网络状态采集设备实现对网络当前流量、拥塞情况、负载和剩余资源状况的评估，其可以与GGSN集成在一起，也可以是 GGSN外部的设备。如果识别模块11识别出接收到的消息不是PDP上下文消息，则进行其它处理，例如申请PDP地址等。在一个实施方式中，判决模块12包括计算单元121和比较单元122。计算单元121 根据PDP上下文消息中的Qos参数计算Qos得不到满足的风险，并根据当前网络中的可用资源计算对网络进行资源预留的效用。比较单元122将计算出的Qos得不到满足的风险和对网络进行资源预留的效用进行比较，以确定是否需要资源预留。具体地，为了对是否进行资源预留进行决策，计算单元121可根据以往存储的历史数据对当前QoS请求进行分析，计算在当前网络条件下服务QoS得不到满足的贝叶斯概率。同时，对网络进行资源预留所需的代价进行计算。最后，比较单元122将是否进行资源预留的效用进行比较，从而做出判决。在进行贝叶斯概率计算时，计算单元121可根据当前网络状态和当前业务选择最小风险或最小错误率的贝叶斯概率，并根据数据库中预先定义数据来生成损失函数。在此之后，可调用数据库中的模型，计算在当前进行资源预料所需要的代价。最后，调用效用函数，由比较单元122判断对网络进行资源预留的效用是否大于业务需求QoS可能不被满足的风险，并根据结果决定是否进行资源预留。协议转换模块13将确定需要资源预留的PDP上下文消息转换为NSIS协议格式的消息。对于不需要资源预留的服务，则可返回响应消息，例如，Secondary PDP Response消肩、ο在一个实施方式中，协议转换模块13可包括数据生成单元131和格式转换单元 132。数据生成单元131可对进行资源预留的参数进行设定，例如，根据当前网络状态、请求服务类型和/或请求资源的情况对NSIS中的参数进行计算。在一个实施例中，数据生成单元131根据Qos参数映射关系将PDP上下文消息中的Qos参数映射为QPSEC参数。格式转换单元132可根据NSIS协议格式封装所述QPSEC参数以获得所述NSIS协议格式的消息， 并开始资源预留请求过程。在一个实施例中，数据生成单元131可根据PDP上下文消息中的Qos参数确定该消息属于UMTS的四种QoS类型(会话类型、流类型、交互类型、后台类型)中的哪一个类型， 例如通过调用参数映射单元中的QoS参数映射表，将PDP QoS参数映射为NSIS QSPEC参数。 同时，分析网络当前负载和网络能力，根据网络情况、业务需求和/或网络调度的策略计算 QSPEC的参数。最后，格式转换单元132对该QSPEC参数根据协议的消息格式进行封装，并由发射模块14发送至下一跳路由器，进行hternet中的QoS协商。为了实现在不同网络间的QoS映射，本申请提出了符合网络要求的QoS映射表 (QSPEC对象参数)。对UMTS中的QoS等级和在IETF的RFC中定义了 Diff^erv的PHB (每跳行为)进行映射，保证协议转换的有效进行。如下表所示，在本申请的实施方式中，3GPP UMTS会话类型对应于EF PHB类，它们支持低延迟和抖动。3GPP UMTS流类型对应于EF。 3GPP UMTS交互类型对应于AF4或者AF3 (支持低延迟，但略高于会话类型支持的低延迟)， 后台类型对应于AF2、AFl或者BE PHB类(不具有任何特殊的QoS要求)。
权利要求
1.一种网关GPRS支持节点，包括 识别模块，识别出接收到的PDP上下文消息；判决模块，根据识别出的PDP上下文消息和当前网络中的可用资源确定是否需要资源预留；协议转换模块，将确定需要资源预留的PDP上下文消息转换为NSIS协议格式的消息；以及发送模块，将转换为NSIS协议格式的消息发送至下一跳路由器。
2.如权利要求1所述的网关GPRS支持节点，其中，所述判决模块包括计算单元，根据所述PDP上下文消息中的Qos参数计算Qos得不到满足的风险，并根据当前网络中的可用资源计算对网络进行资源预留的效用；以及比较单元，将计算出的Qos得不到满足的风险和对网络进行资源预留的效用进行比较，以确定是否需要资源预留。
3.如权利要求1所述的网关GPRS支持节点，其中，所述计算单元根据所述PDP上下文消息中的Qos参数以及网络中保存的历史数据计算Qos得不到满足的贝叶斯概率，从而确定Qos得不到满足的效用。
4.如权利要求1所述的网关GPRS支持节点，其中，所述协议转换模块包括 数据生成单元，根据PDP上下文消息中的Qos参数生成相应的QPSEC参数；以及格式转换单元，根据NSIS协议格式封装所述QPSEC参数以获得所述NSIS协议格式的消息。
5.如权利要求4所述的网关GPRS支持节点，其中，所述数据生成单元基于预定的Qos 映射关系根据PDP上下文消息中的Qos参数以及网络当前资源情况生成相应的QPSEC参数。
6.一种融合网络中保障端到端Qos的方法，包括 识别出接收到的PDP上下文消息；根据识别出的PDP上下文消息和当前网络中的可用资源确定是否需要资源预留； 将确定需要资源预留的PDP上下文消息转换为NSIS协议格式的消息；以及将转换为NSIS协议格式的消息发送至下一跳路由器。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述确定包括根据所述PDP上下文消息中的Qos参数计算Qos得不到满足的风险； 根据当前网络中的可用资源计算对网络进行资源预留的效用；以及将计算出的Qos得不到满足的效用和对网络进行资源预留的风险进行比较，以确定是否需要资源预留。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述计算Qos得不到满足的风险包括根据所述PDP上下文消息中的Qos参数以及网络中历史数据计算Qos得不到满足的贝叶斯概率，从而计算出Qos得不到满足的风险。
9.如权利要求6所述的方法，其中，所述转换包括根据PDP上下文消息中的Qos参数以及网络当前情况生成相应的QPSEC参数；以及根据NSIS协议格式封装所述QPSEC参数以获得所述NSIS协议格式的消息。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述生成相应的QPSEC参数包括基于预定的Qos映射关系根据PDP上下文消息中的Qos参数生成所述相应的QPSEC参数。
全文摘要
公开了一种网关GPRS支持节点和用于融合网络中保障端到端Qos的方法。所述的网关GPRS支持节点包括识别模块，识别出接收到的PDP上下文消息；判决模块，根据识别出的PDP上下文消息和当前网络中的可用资源确定是否需要资源预留；协议转换模块，将确定需要资源预留的PDP上下文消息转换为NSIS协议格式的消息；以及发送模块，将转换为NSIS协议格式的消息发送至下一跳路由器。
文档编号H04W28/24GK102572964SQ20101060804
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者宋梅, 张勇, 满毅, 王佳佳, 王景尧, 王琼, 王莉, 魏翼飞 申请人:北京邮电大学