服务层南向接口和服务质量的制作方法

相交申请的交叉引用

本申请要求2013年7月25日提交的u.s.临时专利申请序列号no.61/858,386的权益，其全部内容在此引入以供参考。

背景技术：

服务质量(qos)通常是指提供特定级别(质量)的服务的、在两个端点之间的数据管道，诸如通用分组无线业务(gprs)隧道协议(gtp)隧道。服务的级别或质量可以由参数，诸如最大比特率、延迟、丢包率等定义。提供qos的现有方法包括资源预留和无资源预留的分组标记。网络中的资源预留传统上用于与流媒体，诸如视频和音频相关联的网际协议(ip)流。在示例性通信网络，诸如机器对机器(m2m)网络或系统中，连接到网络的m2m设备的数量可以比连接到通常宽带和移动网络的高出若干数量级。现有的资源预留技术对各个通信网络，诸如m2m系统很低效。

技术实现要素：

在此描述用于由服务层配置服务质量(qos)规则的系统、方法和装置实施例。现有的资源预留技术对m2m通信低效。在此所述的示例性实施例中，系统包括驻留在服务层上的服务层服务器以及驻留在接入网络上的控制平面节点，其中，服务层服务器经由控制平面接口，与控制平面节点通信。控制平面接口能用来配置基于被寻址的对象的服务质量(qos)策略(规则)。在该上下文中，例如，对象可以是存储器位置、互联网地址、资源名称或值。例如，服务层可以基于对象，通过将包括一个或多个参数的qos提供消息发送到控制平面节点，配置用于接入网络的一个或多个qos规则。控制平面节点可以确定在一个或多个qos规则中识别的对象，并且可以将qos规则分发到可用来访问该对象的一个或多个路由器。接入网络可以根据参数，应用一个或多个qos规则。

在示例性实施例中，系统包括驻留在服务层内的服务层服务器和驻留在接入网络内的控制平面节点。服务层服务器经由控制平面接口，提供服务质量(qos)规则。qos规则与对象相关联，使得当该对象被识别时，该qos规则被应用。该对象能是网际协议(ip)地址、端口号或资源名称的至少一个。qos规则可以指示各种参数。例如，与对象相关联的qos可以指示与该对象相关联的消息应当被引导通过接入网络的路径。在一个实施例中，服务层服务器是服务能力服务器，并且控制平面节点是策略和计费规则功能(pcrf)。此外，qos规则可以在基于直径的rx接口上，从服务能力服务器提供给pcrf。替代地，qos规则可以经由机器类型通信交互工作功能，从服务能力服务器间接地提供给pcrf。

在另一示例性实施例中，接入网络中的路由器可以接收指示对象的消息。路由器可以对该消息执行深度包检测。路由器可以在深度包检测期间，识别由该消息指示的对象，并且响应于识别该对象，可以将服务质量(qos)规则应用于该消息。该对象可以指示消息的目的地。目的地可以是网际协议(ip)地址、端口号或资源名称。例如，路由器可以确定接入网络处于拥塞状况，并且基于该拥塞状况，路由器可以在qos规则中指示的退避时间内拒绝该消息。通过另一实例，路由器可以通过接入网络的优选路径，路由该消息，其中，优选路径由qos规则指示。

附图说明

图1是根据示例性实施例的示例性网络架构的框图；

图2是图示服务质量(qos)资源预留的实例的系统图；

图3是qos分组标记的实例的系统图；

图4是根据示例性实施例，用于由服务层配置qos的呼叫流；

图5是根据示例性实施例，具有与服务能力服务器(scs)的接口的3gpp演进分组核心(epc)架构的系统图；

图6a是可以实现一个或多个公开的实施例的示例性机器对机器(m2m)或物联网(iot)通信系统的系统图；

图6b是可以在图6a中所示的m2m/iot通信系统内使用的示例性架构的系统图；

图6c是可以在图6a中所示的通信系统内使用的示例性m2m/iot终端或网关设备的系统图；以及

图6d是可以体现图6a的通信系统的方面的示例性计算系统的框图。

具体实施方式

提供随后的详细描述来示出示例性实施例并且不旨在限制本发明的范围、适用性或结构。可以在元件和步骤的功能和排列方面做出各种改变，而不背离本发明的精神和范围。

参考图1，示例性m2m系统100包括多个设备，诸如多个机器对机器(m2m)设备102，以及能经由接入网络101与m2m设备通信的服务层104。如在此所使用的，m2m设备可以指网络中通信的任何设备，诸如网关设备或终端(端点设备)。尽管所示的系统100包括m2m设备102，但将理解到，期望时，其他设备可以在系统100内通信。m2m设备102能包括m2m端点设备、路由器等。作为一个实例，一个或多个m2m设备102可以具有图6c中所示的硬件架构(在下文更充分所述)或其变形，或一个或多个m2m设备102可以具有图6d中所示的计算系统的架构(也在下文更充分描述)。服务层104可以包括服务能力服务器(scs)、m2m服务器、onem2m服务器等。由此，能包括接入网络101的系统100能提供可以包括m2m服务器或scs的服务层104和一个或多个m2m设备102之间的连接性。服务层104可以进一步提供用于一个或多个应用，诸如网络应用116的服务，由此与之通信。根据所示的实施例，接入网络101包括可以在设备102和服务层104之间路由数据流量的一个或多个数据平面节点106。与服务层104相比更接近设备102的数据平面节点106可以被称为南边缘节点，其能包括例如一个或多个南边缘路由器108。与设备102相比更接近服务层104的数据平面节点106可以被称为北边缘节点，其能包括例如一个或多个北边缘路由器110。由此，数据平面节点106能包括南边缘路由器108和北边缘路由器110。作为一个实例，路由器108和110可以具有图6c中所示的构造(在下文更充分描述)或其变形。在示例性实施例中，系统100为服务层104提供能由服务层104使用的控制平面接口112，以便为接入网络101提供服务质量(qos)信息，如下文进一步所述。

仍然参考图1，根据所示的实施例，服务层104具有与接入网络101的控制平面接口112。控制平面接口能用来配置服务质量(qos)策略，诸如基于被寻址的对象的qos规则。在该上下文中，例如，对象可以是存储器位置、值、互联网地址或资源名称。接入网络101可以包括可以分发qos规则来选择数据平面节点106中的一个的一个或多个控制平面节点114。一个或多个控制平面节点114通常也可以被称为网络控制平面114，并且一个或多个数据平面节点通常也可以被称为数据平面106。根据示例性实施例，控制平面节点114将示例性qos规则仅分发给可以用来访问在qos规则中识别的对象的数据平面节点106。在一些情况下，如下面进一步描述的，数据平面路由器108和110中的一个或多个可以执行深度包检测(dpi)来认识到规则中识别的对象是否正被访问。在示例性实施例中，当数据平面路由器108和110中的一个检测到需要应用规则时，将消息发送到网络101中的其他数据平面路由器108和110来预留用于业务流的资源。如在此所使用的，业务流可与其他术语，诸如数据流、网际协议流、流等互换使用。通常，分组根据其目的地，例如ip地址或端口号，特征化为特定流。qos规则可以应用于与特定对象相关联的特定消息。替代地，或此外，可以将qos规则应用于包括与对象相关联的多个消息的整个业务流。例如，当示例性流结束、期满或被修改时，数据平面路由器108和110可以向彼此发送通知来调整为该流预留的资源量(例如见图4)。

仍然参考图1，根据另一实施例，服务层104将组qos提供消息发送到接入网络控制平面(cp)节点114。控制平面节点114可以将一个或多个qos规则分发到可以用来访问在qos规则中识别的对象的数据平面节点106。数据平面路由器108和110中的一个或多个可以使用深度包检测来确定在规则中识别的对象正被访问。在一些情况下，cp节点114检查是否能支持m2m设备102中的一个所需的qos规则或策略。通过示例性情形，当确定应当对数据流预留多少资源，例如资源量时，控制平面节点114可以考虑设备102是否是组的一部分。例如，控制平面节点114可以确定作为组的一部分的一个设备105不要求数据平面承载，由此不会有助于合计由网络101提供的带宽，因为该组已经预留最大允许资源量。由此，根据上述示例性情形，新的组成员会导致不同地共享资源，而不是导致分配的资源量增加。在一些情况下，数据平面路由器108和110中的一个检测需要应用规则，可以将消息发送到网络101中的数据平面路由器108和110的另一个来对特定数据流预留资源。例如，当数据流结束、期满或被修改时，数据平面路由器108和110可以向彼此发送通知来调整对该特定流预留的资源量(例如见图5)。

如在此所使用的，除非另有说明，术语对象，以及诸如对象标识(id)的衍生是指可寻址资源、容器、值、存储器位置等。例如，对象能托管在设备(例如，用户设备(ue)、zigbee传感器等)中或m2m服务器(例如，应用服务器(as)、服务能力服务器(scs)等)中。

将理解到图1中所示的系统100可以映射到3gpp演进分组核心(epc)，使得能根据3gppepc，实现在此所述的实施例。例如，图1的参考点112可以映射到3gppepc中的rx参考点。可以在节点，诸如enodeb、服务网关(s-gw)和演进分组数据网关(epdg)中实现南边缘路由器108。可以在节点，诸如分组数据网络(pdn)网关(p-gw)和流量检测功能(tdf)中实现北边缘路由器110。控制平面节点114可以包括各种节点，诸如策略和计费规则功能(pcrf)、tdf、机器类型通信(mtc)交互工作功能(mtc-iwf)、策略和计费执行功能(pcef)、移动管理实体(mme)、enodeb、s-gw和p-gw。将理解到上述节点中的一些可以实现数据平面节点106和控制平面节点114。

图2示出包括多个m2m设备102，例如第一m2m设备102a和第二m2m设备102b的系统100的一部分。为了方便，在附图中所示的各个实施例中的相同或等效元件可以用相同的参考数字识别。根据一个实施例中，在图2中图示qos资源预留的实例。参考图2，根据所示的实施例，第一和第二m2m设备102a和102b中的至少一个，例如两者均可以请求用于相互通信的、专用于m2m设备102a和102b的数据平面资源。例如，在202a处，第一m2m设备102a可以将请求消息发送到控制平面114。请求消息可以请求与第二设备102b通信的专用数据平面资源。替代地，或此外，在202b，第二m2m设备102b可以请求用于与第一设备102a通信的专用数据平面资源。在204，根据所示的实施例，控制平面节点114为第一和第二m2m设备102a和102b预留请求的资源。在206，m2m设备102a和102b可以使用预留的资源相互通信。

图3根据一个实施例，图示qos分组标记的实例。参考图3，根据所示的实例，第一和第二m2m设备102a和102b中没有一个使用控制平面接口112来预留网络资源。相反，例如，第一和第二m2m设备102a和102b可以通过设备102a和102b的每一个要求何种qos处理的指示标记数据平面分组。接入网络路由器108和110能解析分组标记来检测分组的qos需求。由此，根据所示的实例，在302，第一和第二设备102a和102b使用包括指示不同qos需求的分组标记的分组相互通信。

表1(下文)示出在图1和2中图示的示例性qos方法的比较。表1中的示例性优点和缺点列是指各个qos方法的一个示例性实现的优点和缺点。

表1

互联网工程任务组(ieft)已经定义在ip网络中提供qos的两种方法：综合服务(intserv)和区分服务(diffserv)。综合服务(intserv)遵循上文所述的示例性资源预留的至少一部分，因为终端主机将它们的严格的qos需要信号告知网络并且预留资源。diffserv无资源预留地实现分组标记，因为网元被设置为通过基于分组标记的变化的和粗略的qos需求来服务多类业务。

在3gppepc/ims中，通过各个参数，诸如优先级(例如1-9)、延迟预算(例如，100ms-300ms)、丢包率(例如10-2至10-6)、保证比特率(gbr)或非gbr，以及要求比特率(如果gbr的话)，定义qos。3gppepc/ims遵循信号告知的qos模式，其中，流端点的一个或两者能从网络请求数据平面资源。3gpp在每一流的基础上，将接受(rx)参考点提供给应用功能，诸如服务能力服务器(scs)或ip多媒体子系统(ims)呼叫会话控制功能(cscf)，以配置qos规则。通常根据端点的传输地址描述流。3gpp允许ue进行对数据平面资源的控制平面请求，诸如“资源承载激活”和“资源承载修改”。

在版本10中，3gpp增加该能力来将ue配置成“低优先级”。在拥塞时间期间，来自低优先级用户设备(ue)的会话管理和移动性管理请求被核心网拒绝。拒绝消息可以包括退避时间。拒绝还能基于与会话管理(sm)或移动性管理(mm)请求相关联的接入点名称(apn)。此外，在版本10中，3gpp引入扩展接入禁止(eab)。在eab中，网络能广播不准某些组的ue发起信令的消息。

“低优先级”和eab特征不是传统的qos机制，但根据在此所述的各个实施例的描述，可以看作qos机制。例如，一些特征可以被称为qos机制，因为它们将从某一ue或某一组ue发起的业务赋予较低优先级。

在示例性实施例中，m2m架构，诸如m2m系统100提供各种qos机制。为了方便，在此所述的各个实施例参考系统100。将意识到简化示例性系统100来便于公开的主题的描述并且不旨在限制本公开的范围。除诸如系统100的系统外或代替该系统，可以使用其他设备、系统和结构来实现在此所述的实施例，能预期所有这些实施例在本公开的范围内。参考图1，m2m系统100包括服务层104，该服务层104可以包括与被称为接入网络运营商的接入网络101的运营商具有业务关系的至少一个m2m服务器。业务关系可以是指m2m服务器的所有者与接入网络运营商有协议，允许m2m服务器接口到接入网络101(与其通信)。例如，接入网络101可以允许m2m服务器将策略发送到位于接入网络101内的pcrf。至少一个m2m服务器可以包括能用于资源预留的南向接口。在一些情况下，可以假定网络应用116与接入网络运营商不具有业务关系。如在此所使用的，上述南向接口可以是指逻辑接口或参考点，诸如在m2m服务器、应用服务器、服务层、服务能力服务器、应用功能等内，能与被统称为接入网络节点的接入网络101内的节点交换信息。这些接入网络节点可以通过举例给出而不是限制，包括pcrf、mtc-iw等。

在一些示例性情形下，网络应用116相互不具有业务关系，并且网络应用116经由驻留在服务层104内的一个或多个m2m服务器与m2m设备102通信。由此，网络应用116可以依赖于一个m2m服务器来与m2m设备102通信。仍然参考上述实例，因为网络应用116相互不具有业务关系，它们的动作可能相互不配合，但网络应用116会连接到相同m2m设备102并且与之通信。

表2图示根据一个实施例假定的、图1中图示的各个实体之间的关系。

表2

如上所述，资源预留可用于与流媒体，诸如视频、音频等相关联的ip流。在示例性m2m系统，诸如m2m系统100中，连接到网络101的m2m设备102的数量可以与连接到宽带和移动网络相比大若干数量级。存在于m2m设备102和m2m服务器之间的ip流可能为很多。由此，根据在此所述的各个示例性实施例，存在于m2m设备102和m2m服务器之间的ip流的特征不同于与传统的流媒体应用相关联的ip流。

在此认识到现有的资源预留技术对m2m通信低效。例如，现有的技术未说明一些m2m流会被延迟相对长时间段，而不影响用户体验的事实。通过另外的实例，特征化与m2m设备来回传播的单个数据流非常低效。相反，将一些数据流特征化为组会更有效，如下文根据在此所述的各个实施例进一步所述。在此进一步认识到现有的资源预留技术可能不允许资源在属于相互之间没有关系的实体的ip流之间被预留和共享。一些实体可以被称为不相关实体。例如，不相关实体不能相互配合它们的业务，因为qos通常由不能被延迟的流媒体应用使用直到稍后时间为止。在示例性实施例中，服务层104配合(分组)相互没有关系的网络应用116的活动。

通过进一步示例，在此认识到现有的qos机制通常不允许应用或服务有效地预留网络资源，用于需要已短延迟发送的稀少传输。例如，现有的资源预留技术，诸如由3gpp提供的那些技术允许应用或服务配置流会引发多少延迟。该方法要求在流开始前设置并且预留qos需求。在现有的3gpp资源预留的示例性实现中，用户可能在语音呼叫开始前，首先经历大的延迟。由此，3gpp资源预留方法可能不适合于各种情形，诸如要求传感器立即将关机命令发送到部署在电力线上的变压器的情形。

图4是用于根据示例性实施例，由服务层，诸如示例性m2m系统100的服务层104，配置qos的呼叫。参考图4，在服务层104特征化m2m业务，而不基于延迟、比特率等特征化服务层业务。根据所示的实施例，服务层104将信息存储在对象中。服务层104可以使用与接入网络101的控制平面接口112，其能被用来配置基于被寻址的对象的qos策略。

继续参考图4，所示的呼叫流论述如何由服务层104基于对象名称配置qos以及接入网络101如何应用qos策略的实例。根据所示的实施例，在402，服务层102将qos配置消息发送到接入网络控制平面节点114中的一个，例如cp节点114。消息可以包括各种参数，诸如在下表3中识别的那些参数。由此，qos配置消息可以包括至少一个新qos规则。当期望时，将理解到qos配置消息能包括其他参数。

表3

仍然参考图4，根据所示的实施例，在404，cp节点114可以将新qos规则的应答发送到服务层104，特别是scs。如果qos配置失败的请求失败，在404发送的消息可以指示故障的原因。在406，根据所示的实施例，cp节点114将qos规则传递到数据平面路由器108和110中的一个，其可以用来访问在qos规则中识别的对象(例如表3中所示)。例如，在406的消息可以被发送到接入网络101中的路由器108和110中的至少一个，例如全部。通过另一实例，包括至少一个qos规则的消息可以由cp节点114发送到路由器110的子集，然后由北边缘路由器110传播到其他路由器108。基于qos规则，cp节点114可以确定该流通过网络101应当采用的路径。在实例中，cp节点114配置其他控制平面节点114和数据平面节点106来将特定标签分组标记应用于至少一个、例如全部与特定对象相关联的分组。在一些情况下，在标记分组后，可能不需要对标记的分组执行深度包检测(dpi)。标记(标签)可以指示应当如何操作(处理)分组。

仍然参考图4，根据所示的实施例，在408，一个或多个路由器，例如北边缘路由器110，路由器可以将应答发送到发送该规则的节点114。在发送应答后的一些时间，北边缘路由器110的至少一个可以使用深度包检测来认识到在规则(例如表3)中识别的对象正被访问。步骤410示为双向来示出由设备102或服务层104启动该初始访问。尽管所示的实施例示出北边缘路由器110执行dpi，将理解到可以由南边缘路由器108的至少一个或配置有qos规则的任何其他数据平面路由器执行dpi。举例来说，qos规则可以指示流经过通过网络101的不同路径。通过另外的示例，qos规则可以指示该流应当经过特定北边缘路由器，例如，与网络中的其他路由器相比，能通过较低延迟路由数据的北边缘路由器。由此，例如，特定的北边缘路由器可以通知其他路由器将流量引导到哪儿。还可以被称为跳的流路径可以包括在qos规则中，由此可以是其一部分。

在412，北边缘路由器110的一个可能认识到将需要对数据流预留下行资源。北边缘路由器110可以将消息发送到网络101中的其他数据平面路由器，例如，南边缘路由器108，来为该流预留资源。步骤414示为双向来示出北边缘路由器110可以从南边缘路由器108请求资源，并且南边缘路由器108可以通过将应答消息发送到北边缘路由器110来应答该请求。由此，根据所示的实施例，北边缘路由器110将qos规则告知网络101中的其他路由器。替代地，cp节点114可以将qos规则通知节点，例如路由器108和110。如果在qos规则中识别的资源预留失败，北边缘路由器110可以将该失败告知cp节点114，并且cp节点114可以将该失败告知m2m设备102，特别是scs。在414，设备102和scs之间的数据流根据一个或多个配置的qos规则继续。数据平面路由器108和110的一个或多个，例如全部可以继续对该流执行dpi来应用qos规则以及确定该qos规则应当被应用多久。步骤414示为双向来示出该流是双向的。在416a，当例如流结束、期满或被修改时，服务层104，特别是scs以及cp节点114可以向彼此发送通知来调整对该流预留的资源量。在416c，当例如流结束、期满或被修改时，数据平面路由器108和110可以向彼此发送通知来调整对该流预留的资源量。步骤416c示为双向来示出根据实例，北边缘路由器110可以将消息发送到南边缘路由器108来请求南边缘路由器108释放网络资源，并且南边缘路由器108可以将应答消息发送到北边缘路由器110来应答该请求。类似地，在步骤416b，当例如流结束、期满或被修改时，北边缘数据平面路由器110和cp节点114可以向彼此发送通知来调整对该流预留的资源量。替代地，或此外，由于网络中的拥塞状况，启动416a-c的消息。例如，拥塞会引起网络101减少对该流预留的资源量。举例来说，当访问不同对象时，可以“修改”流。

应理解到执行图4中所示的步骤的实体是可以以在设备、服务器或计算机系统，诸如图6c和6d中所示的那些的存储器中存储并且在其处理器上执行的软件(例如计算机可执行指令)的形式实现的逻辑实体。即，图4中所示的方法可以以在计算设备，诸如图6c或6d中所示的设备或计算机系统的存储器中存储的软件(例如计算机可执行指令)的形式实现，该计算机可执行指令当由计算设备的过程执行时执行图4中所示的步骤。特别地，例如，接入网络101中的控制平面节点114可以包括处理器和存储器，存储器包含计算机可执行指令，该计算机可执行指令当由处理器执行时，使处理器执行包括接收服务质量(qos)规则的操作，该qos规则与对象相关联，使得当该对象被识别时应用qos规则。基于qos规则，控制平面节点114可以确定与对象相关联的消息通过接入网络101应当采用的路径。此外，控制平面节点114可以引导其他控制平面节点来通过标签标记与该对象相关联的分组，其中，标签指示确定的路径。在一个实施例中，基于qos规则，控制平面节点114可以向接入网络101中的路由器110的至少一个提供qos规则，使得当该对象被识别时，至少一个路由器110应用该qos规则。在另一实施例中，控制平面节点114基于qos规则，为接入网络101中的所有路由器108和110提供该qos规则，使得当该对象被识别时，接入网络101中的所有路由器108和110应用该qos规则。对象可以是网际协议(ip)地址、端口号、资源名称或存储器位置的至少一个。

通过进一步举例，驻留在服务层104中的至少一个节点，诸如服务层服务器可以包括处理器和存储器，存储器包含计算机可执行指令，该计算机可执行指令当由处理器执行时，使处理器执行包括(在402)经由控制平面接口112提供服务质量(qos)规则的操作，该qos规则与对象相关联，使得当该对象被识别时，应用该qos规则。如上所述，与对象相关联的qos规则可以指示应当引导与对象相关联的消息通过接入网络101的路径。替代地，或另外，qos规则可以指示与经由接入网络101与服务能力服务器通信的一组设备102相关联的最大集合比特率。在一个实施例中，如下文进一步所示，服务层服务器是服务能力服务器(scs)并且控制平面节点114是策略和计费规则功能(pcrf)。在该实施例中，qos规则可以在基于直径的rx接口，从服务能力服务器直接提供到pcrf。替代地，在上述实施例中，qos规则可以经由机器类型通信交互工作功能(mtc-iwf)，从服务能力服务器间接地提供给pcrf。

由此，参考图4，在414，路由器108和110，诸如路由器110中的一个可以包括处理器和存储器，存储器包含计算机可执行指令，该计算机可执行指令当由处理器执行时，使处理器执行包括接收指示对象的消息的操作。操作可以进一步包括对该消息执行深度包检测并且在深度包检测期间，识别由该消息指示的对象。响应于识别该对象，路由器可以将服务质量(qos)规则应用于该消息。如上所述，对象可以指示消息的目的地。目的地可以是网际协议(ip)地址、端口号、资源名称或存储器位置的至少一个。根据实例，应用qos规则可以包括确定接入网络101处于拥塞状况，并且基于拥塞状况，在qos规则(例如参见表3)中所指示的退避时间内拒绝该消息。在一些情况下，路由器可以应用qos规则并且通过接入网络101的优选路径路由该消息，其中，由qos规则指示优选路径。如参考402和406所述，路由器可以经由接入网络101的控制平面节点114，从驻留在服务层104中的服务层服务器接收qos规则。该路由器可以将qos规则发送到接入网络101内的其他路由器。

通常仍参考图4，根据所示的实施例，可以在接入网络101中提供一个或多个qos规则，用于未来使用。当接入网络101检测到会导致制定规则的一些事件，诸如访问特定对象时，能应用qos规则。可以预先提供qos规则，并且当检测到该流时，在整个接入网络101中使用该qos规则。由此，在一些情况下，示例性实施例可以提供不要求设备102和服务层104在特定流开始前配置该特定流的好处。

在拥塞期间，接入网络101能使用延迟容限参数来确定需要终止、减少、延迟或不允许哪些流。例如，当首次检测到拥塞时，为具有高延迟容限的流预留的资源能被减少、完全终止、延迟或告知退避。例如，退避时间可以基于流的延迟容限。

在示例性实施例中，当将qos规则应用于流时，在与流相关联的计费记录中，捕获qos规则的详情。例如，如果流被分配有延迟值或被标记为在拥塞期间可接受拒绝，那么可以在相关的计费数据记录(cdr)中捕获该信息。通过另外的实例，如果客户选择将流标记为在拥塞期间拒绝的流，那么可以使该客户收费低于支付较高优先级流的客户。

图5是根据示例性实施例，包括到scs的接口的3gppepc架构500的系统图。在该示例性架构中，接口112映射到基于直径的rx接口(由其实现)，cp节点114被映射到pcrf(由其实现)，北边缘路由器110被映射到p-gw和tdf(由其实现)，并且南边缘路由器108被映射到s-gw、mme和enodeb(由其实现)。

参考图5，tdf可以是执行dpi并且检测应当应用qos规则的实体。当tdf检测到应当应用qos规则时，可以将消息发送到p-gw，使其激活或修改承载，以便能提供适当的qos。

有关流的信息也可以被传播到p-gw、s-gw和mme，使得例如这些节点能使用流信息来判定在拥塞期间，什么流应当经历退避控制。各个节点，诸如s-gw、mme、enodeb和p-gw可以被用来检测网络中的拥塞状况，然后使专用于延迟容限流的资源量减少。

在示例性实施例中，tdf可以为p-gw提供可以被减少的服务数据流(sdf)的列表。例如，p-gw可以使用下文引用的“通过承载qos更新的承载修改过程”来减少为携带所选择的流的承载预留的资源量。替代地，p-gw可以使用下文引用的“pdngw启动承载去激活”来去激活为携带所选择的流的承载预留的承载。当去激活或修改承载时，可以为ue提供在尝试修改或激活承载前，必须观察的退避时间。在演进通用陆地无线电接入网络(e-utran)接入的3gppts23.401通用分组无线业务(gprs)增强中进一步描述了“通过承载qos更新的承载修改过程”和“pdngw启动承载去激活”过程，其全部内容在此引入以供参考。

在另一示例性实施例中，可以由scs，在udr中提供qos规则。pcrf可以从udr检索规则。在另一示例性实施例中，接口112可以经过mtc-iwf并且经由tsp和t6b接口路由到pcrf。由此，可以将qos规则从服务能力服务器经由机器类型通信(mtc)交互工作功能(iwf)，间接地提供给pcrf。替代地，根据另一实施例，接口112可以经由tsp接口路由通过mtc-iwf。

在表3和表4中列出的示例性qos参数，并且传统的qos参数，诸如比特率、误码率等结合来产生大量潜在qos配置。由此，在示例性实施例中，网络运营商可以选择限定能被选择的参数组合的数量。表4示出接入网络运营商如何选择来限制可能qos配置的数量的一个实例。应理解到，qos配置能是不受限制或替代地根据需要组合。

表4示例性qos类

根据示例性实施例，服务层部署可以与多个接入网络上的设备有关。例如，一些设备能够在接入网络之间切换它们的服务层连接或经由多于一个接入网络，同时连接到服务层。在示例性实施例中，服务层能够命令设备使用特定接入网络，或者命令该设备在接入网络之间应当如何分割其流量。在另一示例性实施例中，服务层能够告知接入网络当选择接入网络时，设备应当遵循什么策略。例如，接入网络然后可以将策略经由各种协议(例如ansdf)传递到设备。

将理解到scs可以控制多个设备并且可以知道特定设备组的集合比特率或qos需求不可以超出某一阈值。例如，假定scs控制一组100个设备。scs可以知道每一单个设备在给定时间将不要求大于1mbps的上行链路或下行链路带宽，但该组中的所有设备的最大集合比特率将不超出20mbps。如果scs为接入网络提供组的集合比特率，那么接入网络能够更有效地管理其资源。例如，不是预留100mbps带宽，而是可以预留20mbps带宽并且“虚拟地”为该组中的100个设备的每一个预留1mbps带宽。为示例目的，通过进一步示例，假定连接该组的99个成员的情形，每一成员被赋予1mbps的“虚拟”保证，并且已经分配100％的接入网络的数据平面带宽。如果该组的第100个成员请求1mbps的qos保证，接入网络将知道同意该请求，因为有关接入网络的集合带宽需求将不增加。为了示例目的，给出上述情形，但不是限制。

根据另一示例性实施例，在图4中图示的呼叫流能用来进行组qos预留，如上所述。参考图4，在402，服务层102，特别是服务层102的scs可以将组qos提供消息发送到cp节点114。该消息可以包括在表3中所示的参数，并且该消息可以进一步包括在下表5中所示的消息内容。

表5

在404，根据组提供实例，cp节点114应答新qos规则。在406，cp节点114将qos规则传递(发送)到北边缘路由器110，其可以用来访问在qos规则中识别的对象(例如表5)。该消息可以被发送到接入网络101中的路由器108和110中的一个或多个，例如全部。例如，该消息可以由cp节点114发送到路由器的子集，然后由北边缘路由器110传播到其他路由器。在408，每一路由器可以将应答发送到发送该规则的节点114。在410，如上所述，北边缘路由器110可以执行深度包检测来认识到在规则中识别(例如表3)的对象正被访问。cp节点114检查(确定)是否能支持设备102要求的gbr。在确定中，cp节点114可以考虑到设备102是组的一部分，由此，该设备要求的数据平面承载可能无助于将需要由网络101提供的集合带宽。替代地，来自scs的控制平面请求可以启动到设备102的对数据平面承载的请求。尽管图4所示的示例性实施例示出北边缘路由器110执行dpi，但将理解到能替代地由南边缘路由器或配置有qos规则的任何其他数据平面路由器执行。在412，根据所示的实例，北边缘路由器110认识到需要对该数据流预留下行链路资源。将消息发送到网络101中的其他数据平面路由器来对该流预留资源。在414，设备102和服务层104，特别是服务层104内的scs之间的数据流继续。数据平面路由器108和110的至少一个，例如全部可以继续对该流执行dpi来应用qos规则并且确定该qos规则应当吧应用多久。在416c，当流结束、期满或被修改时，数据平面路由器108和110可以向彼此发送通知来调整为该流预留的资源量。替代地，或另外，可以响应网络101中的拥塞状况，启动步骤416a-c。例如，拥塞会导致网络101减少对该流预留的资源量。

将理解到执行图4的呼叫流的行动者能被映射到如上所述的3gppepc。例如，图4在410示出数据平面路由器110使用dpi来检测流已经开始。在示例性3gppepc网络中，tdf可以是执行该dpi步骤的节点。替代地，在数据承载修改消息中，可以由ue明确地请求数据平面资源。

图6a是示例性机器对机器(m2m)、物联网(iot)或物流网(wot)通信系统10的图，其中，可以实现一个或多个公开的实施例。例如，参考图2-5所述的系统和方法可以在图6a图示的各个设备上实现，如下文进一步所述。通常，m2m技术为iot/wot提供构造块，并且任何m2m设备、网关或服务平台可以是iot/wot以及iot/wot服务层等的组件。

如图6a所示，m2m/iot/wot通信系统10包括通信网络12。通信网络12可以是固定网络(例如以太网、光纤、idsn、plc等)或无线网络(例如wlan、蜂窝等)或异构网络的网络。例如，通信网络12可以包括向多个用户提供内容，诸如语音、数据、视频、消息、广播等的多址网络，例如接入网络101。例如，通信网络12可以采用一个或多个信道接入方法，诸如码分多址(cdma)、时分多址(tdma)、频分多址(fdma)、正交fdma(ofdma)、单载波fdma(sc-fdma)等。此外，例如，通信网络12可以包括其它网络，诸如核心网、互联网、传感器网络、工业控制网络、个人区域网络、融合个人网络、卫星网络、家庭网络或者企业网络。

如图6a所示，m2m/iot/wot通信系统10可以包括基础设施域和场域。基础设施域是指端对端m2m部署的网络侧，而场域是指区域网，通常在m2m网关后。例如，场域包括m2m网关14和终端设备18。将意识到需要时，可以将任意数量的m2m网关设备14和m2m终端设备18包括在m2m/iot/wot通信系统10中。网关设备14或终端设备18可以被配置成根据上述实施例，执行qos提供的系统中的设备102。m2m网关14和m2m终端设备18的每一个被配置成经由通信网络12或直接无线电链路传送和接收信号。m2m网关设备14允许无线m2m设备(例如蜂窝和非蜂窝)以及固定网络m2m设备(例如plc)通过运营商网络，诸如通信网络12或直接无线电链路通信。例如，m2m设备18可以经由通信网络12或直接无线电链路采集数据并且将其发送到m2m应用20和m2m设备18。m2m设备18还可以从m2m应用20或m2m设备18接收数据。此外，如下所述，可以经由m2m服务层22，与m2m应用20来回地发送和接收数据和信号。m2m设备18和网关14可以经由各种网络，包括例如蜂窝、wlan、wpan(例如zigbee，6lowpan，蓝牙)、直接无线电链路和有线线路通信。终端设备18和网关设备14可以经由各种网络通信来交换qos规则，如上所述。

再参考图6c，场域中所示的m2m服务层22为m2m应用20、m2m网关设备14、m2m设备18以及通信网络12提供服务。将理解到，需要时，m2m服务平台22可以与任意数量的m2m应用、m2m网关设备14、m2m设备18和通信网络12通信。m2m服务层22可以由一个或多个服务器、计算机等实现。m2m服务层22提供应用于m2m设备18、m2m网关设备14和m2m应用20的服务能力。m2m服务层22的功能可以以各种方式，例如作为web服务器、蜂窝核心网中、云中等实现。例如，上述qos提供可以在m2m服务层22内的各种服务器上实现。

与所示的m2m服务层22类似，m2m服务层22'驻留在基础设施域中。m2m服务层22'为基础设施域中的m2m应用20'和下层的通信网络12'提供服务。m2m服务层22'还为场域中的m2m网关设备14和m2m设备18提供服务。将理解到，m2m服务层22'可以与任意数量的m2m应用、m2m网关设备和m2m终端设备通信。m2m服务层22'可以通过不同服务提供者与服务层交互。m2m服务层22'可以由一个或多个服务器、计算机、虚拟机(例如云/计算/存储场等)等实现。

仍然参考图6b，m2m服务层22和22'能提供不同应用和垂直能利用的服务发布能力的核心集合。这些服务能力使得m2m应用20和20'与设备交互并且执行诸如数据采集、数据分析、设备管理、安全、计费、服务/设备发现等的功能。实际上，这些服务能力能使应用免于实现这些功能性的负担，由此简化应用开发和降低成本和上市时间。服务层22和22'还可以使得m2m应用20和20'通过与服务层22和22'提供的服务有关的各种网络12和12'通信。

如在此所使用的，服务层可以是指通过应用编程接口(api)和下层的网络接口的集合，支持增值服务能力的软件中间件层。etsim2m和onem2m架构使用服务层，其可以实现在此所述的mac/phy层功能。etsim2m的服务层被称为服务能力层(scl)。在此所述的实施例可以实现为scl的一部分，其中，消息可以基于各种协议，诸如mqtt或amqp。scl可以实现在m2m设备(其中，m2m设备被称为设备scl(dscl))、网关(其中，网关被称为网关scl(gscl))和/或网络节点(其中，网络节点被称为网络scl(nscl))内。onem2m服务层支持通用服务功能(csf)(例如，服务能力)的集合。一个或多个特定类型csf的集合的示例被称为能在不同类型的网络节点(例如基础设施节点、中间节点、专用节点)上托管的通用服务实体(cse)。此外，提供和应用如在此所述的qos规则可以实现为使用面向服务的架构(soa)和/或面向资源的架构(roa)来访问的m2m网络的一部分。此外，本申请的上下文管理程序可以实现为使用面向服务的架构(soa)和/或面向资源的架构(roa)来访问服务的m2m网络的一部分，诸如本申请的上下文管理程序。

m2m应用20和20'可以包括各个行业，诸如但不限于运输、保健和健康、联网家庭、能源管理、资产跟踪以及安全和监控的应用。如上所述，跨设备、网关和系统的其他服务器运行的m2m服务层支持诸如数据采集、设备管理、安全、记帐、位置跟踪/地理围墙、设备/服务发现以及传统系统集成的功能，并且将这些功能作为服务提供给m2m应用20和20'。

图6c是示例性m2m设备30，诸如m2m设备18或m2m网关设备14的系统图。m2m设备30可以被配置成用于根据上述实施例，提供qos规则的路由器中的一个。如图6c所示，m2m设备30可以包括处理器32、收发器34、发射/接收元件36、扬声器/麦克风38、小型键盘40、显示器/触控板/指示器42、不可移动存储器44、可移动存储器46、电源48、全球定位系统(gps)芯片组50和其他外围设备52。将意识到m2m设备30可以包括上述元件的任意子组合，而其余与实施例一致。根据示例性实施例，显示器/触控板/指示器42可以被统称为用户接口。

处理器32可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(dsp)、多个微处理器、与dsp内核结合的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)电路、任何其他类型的集成电路(ic)、状态机等。处理器32可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理和/或使m2m设备30能够在无线环境中操作的任何其他功能性。处理器32可以耦合到收发器34，而收发器34可以耦合到发射/接收元件36。尽管图6c将处理器32和收发器34图示为单独的组件，但将意识到处理器32和收发器34可以一起集成在电子封装或芯片中。处理器32可以执行应用层程序(例如浏览器)和/或无线接入层(ran)程序和/或通信。处理器32可以执行安全操作，诸如验证、安全密钥协议和/或加密操作，诸如接入层和/或应用层。

发射/接收元件36可以被配置成向m2m服务平台22发射信号，或从m2m服务平台22接收信号。例如，在实施例中，发射/接收元件36可以是被配置成发射和/或接收rf信号的天线。发射/接收元件36可以支持各种网络和空中接口，诸如wlan、wpan、蜂窝等。在实施例中，发射/接收元件36可以是被配置成发射和/或接收ir、uv或可见光信号的发射机/检测器。在另一实施例中，发射/接收元件36可以被配置成发射和接收rf和光信号。将意识到发射/接收元件36可以被配置成发射和/或接收无线或有线信号的任意组合。

此外，尽管在图6c中，将发射/接收元件36图示为单个元件，但m2m设备30可以包括任意数量的发射/接收元件36。更具体地说，m2m设备30可以采用mimo技术。由此，在实施例中，m2m设备300以包括两个或更多个发射/接收元件36(例如多天线)，用于发射和接收无线信号。

收发器34可以被配置成调制将由发射/接收元件36发射的信号以及解调由发射/接收元件36接收的信号。如上所述，m2m设备30可以具有多模能力。由此，收发器34可以包括用于使m2m设备30能够经由多个rat，诸如utra和ieee802.11通信的多个收发器。

处理器32可以访问来自任何类型的适当存储器，诸如不可移动存储器44和/或可移动存储器46的信息并且将数据存储在其中。例如，如上所述，处理器32可以从不可移动存储器44和/或可移动存储器46存储和访问上下文信息来确定是否有满足上下文信息请求的上下文信息。不可移动存储器44可以包括随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、硬盘或任何其他类型的存储器存储设备。可移动存储器46可以包括用户身份模块(sim)卡、记忆棒、安全数字(sd)存储卡等。在其他实施例中，处理器32可以访问来自不是物理地位于m2m设备30上，诸如服务器或家用计算机上的存储器的数据并且将数据存储在其中。

处理器32可以从电源48接收电力，并且可以被配置成分发和/或控制到m2m设备30的其他部件的电力。电源48可以是用于供电m2m设备30的任何适当设备。例如，电源48可以包括一个或多个干电池组(例如镍镉(nicd)、镍锌(nizn)、镍氢(nimh)、锂离子(li离子)等)、太阳能电池、燃料电池等。

处理器32还可以耦合到gps芯片组50，gps芯片组50被配置成提供有关m2m设备30的当前位置的位置信息(例如经度和纬度)。将意识到，m2m设备30可以通过任何适当的位置确定方法，获得位置信息，而其余与实施例一致。

处理器32可以进一步耦合到其他外围设备52，而外围设备52可以包括提供另外的特征、功能性和/或有线或无线连接性的一个或多个软件和/或硬件模块。例如，外围设备52可以包括加速计、电子罗盘、卫星收发器、传感器、数字相机(用于照片或视频)、通用串行总线(usb)端口、振动设备、电视收发器、免提耳机、模块、调频(fm)无线电单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏机模块、互联网浏览器等。

图6d是例如可以实现图6a和6c的m2m服务平台22的示例性计算系统90的框图。计算系统90可以包括计算机或服务器并且可以主要由以软件的形式的计算机可读指令，或通过存储或访问这些软件的任何装置控制。可以在中央处理单元(cpu)91内执行这些计算机可读指令，以使计算系统90进行工作。在许多已知的工作站、服务器和个人计算机中，中央处理单元91由称为微处理器的单芯片cpu实现。在其它机器上，中央处理单元91可以包括多个处理器。协处理器81是与主cpu91不同的可选处理器，其执行另外的功能或协助cpu91。

在操作中，cpu91取得、解码和执行指令，并且经由计算机的主数据传输路径系统总线80，与其他资源来回地传送信息。这种系统总线连接计算系统90中的组件，并且定义用于数据交换的介质。系统总线80通常包括用于发送数据的数据线、用于发送地址的地址线，和用于发送中断且用于操作系统总线的控制线。这种系统总线80的实例是pci(外围组件互连)总线。

耦合到系统总线80的存储器设备包括随机存取存储器(ram)82和只读存储器(rom)93。这种存储器包括允许信息被存储和检索的电路。rom93通常包含不能容易地被修改的存储数据。存储在ram82中的数据能由cpu91或其它硬件设备读取或改变。到ram82和/或rom93的访问可以通过存储器控制器92来控制。当执行指令时，存储器控制器92可以提供将虚拟地址转换成物理地址的地址转换功能。存储器控制器92还可以提供隔离系统内的过程和将系统过程从用户过程隔离的存储器保护功能。因此，在第一模式中运行的程序仅能访问由其自身过程虚拟地址空间映射的存储器，不能访问另一个过程的虚拟地址空间内的存储器，除非过程之间已经建立存储器共享。

此外，计算系统90可以包含外围设备控制器83，其负责将来自cpu91的指令传送到外围设备，诸如打印机94、键盘84、鼠标95和盘驱动85。

由显示控制器96控制的显示器86用来显示由计算系统90生成的视觉输出。这种视觉输出可以包括文本、图形、动画图形和视频。显示器86可以使用基于crt的视频显示器、基于lcd的平板显示器、基于气体等离子体的平板式显示器，或触摸屏来实现。显示控制器96包括生成发送到显示器86的视频信号所需的电子组件。

此外，计算系统90可以包含可以用来将计算系统90连接到外部通信网络，诸如图6a和6c的网络12的网络适配器97。

应理解到，在此所述的任何或所有系统、方法和过程可以以计算机可读存储介质上存储的计算机可执行指令(即，程序代码)的形式体现，其中，这些指令当由诸如计算机、服务器、m2m终端设备、m2m网关设备等的机器执行时，执行和/或实现在此所述的系统、方法和过程。具体地，可以以这种计算机可执行指令的形式实现上述任何步骤、操作或功能。计算机可读存储介质包括以用于存储信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质，但是这种计算机可读存储介质不包括信号。计算机可读存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其它存储器技术、cdrom、数字通用盘(dvd)或其它光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备，或可以用来存储所需信息并且可以由计算机访问的任何其他物理介质。

在描述本公开的主题的优选实施例中，如图中所示，为了清楚，采用特定技术术语。然而，所要求保护的主题并非旨在被限制到如此选择的特定术语，并且应理解到，每一特定元件包括以类似方式操作以实现类似目的的所有技术等效物。

所撰写的描述使用实例来公开本发明，包括最佳实施方式，并且使本领域的普通技术人员实施本发明，包括制造和使用任何设备或系统并且执行任何包含的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域的技术人员能想到的其他实例。这些其他实例旨在在权利要求的范围内，如果它们具有与权利要求的书面语言相同的结构元件，或如果它们包括具有与权利要求的书面语言实质上相同的等效的结构元件。所撰写的描述使用实例来公开本发明，包括最佳实施方式，并且使本领域的普通技术人员实施本发明，包括制造和使用任何设备或系统并且执行任何包含的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域的技术人员能想到的其他实例。这些其他实例旨在在权利要求的范围内，如果它们具有与权利要求的书面语言相同的结构元件，或如果它们包括具有与权利要求的书面语言实质上相同的等效的结构元件。