CN105307219A

CN105307219A - 对通信业务进行服务质量控制的方法和***

Info

Publication number: CN105307219A
Application number: CN201410279463.6A
Authority: CN
Inventors: 夏旭; 聂衡; 毛聪杰
Original assignee: China Telecom Corp Ltd
Current assignee: China Telecom Corp Ltd
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2016-02-03

Abstract

本发明实施例公开了一种对通信业务进行服务质量控制的方法和***，其中，方法包括：TDF实体根据预先设置的ADC规则，对接收到的业务数据报文进行DPI和识别，生成业务标识和DiffServ信息；DiffServ信息包括五元组信息和应用层业务信息；TDF实体通过Sd接口将生成的业务标识和DiffServ信息、以及业务数据报文中的用户标识信息上报给PCRF实体；PCRF实体识别业务标识所标识的应用，并且根据预先配置的运营商策略信息和用户标识对应的用户签约信息生成QoS控制策略，并通过Gx接口向PCEF实体发送QoS控制策略与DiffServ信息；PCEF实体根据DiffServ信息对接收到的数据报文进行DPI，识别出业务数据报文，并对业务数据报文执行QoS控制策略。本发明实施例可以实现对通信业务的QoS保证和控制。

Description

对通信业务进行服务质量控制的方法和***

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其是一种对通信业务进行服务质量控制的方法和***。

背景技术

在移动网络中，无线资源是共享的。无线覆盖的某些小区在某些时段会出现大流量的业务数据占用网络资源，例如点对点(P2P)下载业务，出现网络忙时造成网络拥塞，并严重影响了用户的业务体验，出现忙时段的小区也称忙时忙区。

随着通信技术的高速发展，通信网络正在向全互联网协议(IP)的多媒体网络演进。运营商不断开发基于IP网络的各种通信业务，例如多媒体呼叫、文件下载、网页浏览、视频点播等通信业务。不同的通信业务对服务质量(QualityofService,QoS)有不同的要求，而且对不同通信业务的计费要求也不同。网络会根据通信业务的业务类型以及用户的签约等级为用户提供差异化的QoS服务，并且通过业务检测，将针对业务的流量、时长等计费信息上报计费中心，由计费中心进行计费。为了实现上述QoS服务和基于业务流计费等相关问题，第三代合作伙伴计划组织(3rdGenerationPartnershipProject,3GPP)定义了策略与计费控制(PolicyandChargingControl,PCC)架构，如图1所示，为3GPP定义的PCC架构示意图。该PCC架构主要包括策略控制和计费规则功能(PCRF)实体、策略和计费执行(PCEF)实体和流量检测功能(TDF)实体，以使网络可以利用TDF检测到不同的业务流，并根据不同的业务流进行QoS控制和计费统计。

其中，PCRF与PCEF之间的Gx接口、PCRF与TDF之间的Sd接口使用Internet工程任务组(InternetEngineeringTaskForce,IETF)定义的Diameter协议。Gx/Sd接口分别使PCRF实体可以动态控制PCEF实体/TDF实体上所执行的PCC规则/ADC规则。该Gx/Sd接口主要用于实现以下功能：建立、维护和终结IP接入网(IPConnectivityAccessNetwork,IP-CAN)会话；实现PCEF实体/TDF实体向PCRF实体请求PCC/ADC规则与PCRF实体向PCEF实体/TDF实体提供PCC规则/ADC规则；协商IP-CAN承载建立模式。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术中，下行业务流(DLSDF)首先经由TDF实体进行业务检测、识别后再通过SGi接口到分组网关设备流入演进的分组核心(EPC)网络，继而最后到用户终端(UE)。然而，在目前规范中，TDF实体与PGW之间的SGi接口仅支持简单路由协议，不支持隧道协议(GTP)类协议传送，因此无法传递QoS控制参数，这就导致当下行业务流经TDF实体检测并且识别后，却无法在PCEF上针对该业务进行QoS保证和控制，从而无法针对不同的通信业务为用户提供差异化的QoS服务。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是：提供一种对通信业务进行服务质量控制的方法和***，以实现对通信业务的QoS保证和控制，从而实现针对不同业务为用户提供差异化的QoS服务。

本发明实施例提供的一种对通信业务进行服务质量控制的方法，包括：

流量检测功能TDF实体根据预先设置的应用检测和控制ADC规则，对接收到的业务数据报文进行深度报文检测DPI和识别，生成业务标识和区分服务DiffServ信息；其中，每个业务标识唯一标识一个应用，所述DiffServ信息包括所述五元组信息和应用层业务信息；

TDF实体通过Sd接口将生成的业务标识和DiffServ信息、以及业务数据报文中的用户标识信息上报给策略控制和计费规则功能PCRF实体；

PCRF实体识别所述业务标识所标识的应用，并且根据预先配置的运营商策略信息和所述用户标识对应的用户签约信息生成QoS控制策略，并通过Gx接口向策略和计费执行PCEF实体发送所述QoS控制策略与所述DiffServ信息；

PCEF实体根据所述DiffServ信息对接收到的数据报文进行DPI，识别出所述业务数据报文，并对所述业务数据报文执行所述QoS控制策略。

基于本发明上述方法的另一个实施例中，所述五元组信息包括数据报文的源互联网协议IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口和协议类型；

所述应用层业务信息包括所述业务数据报文所属应用及其内容信息。

基于本发明上述方法的另一个实施例中，PCRF实体识别所述业务标识所标识的通信业务之后，还包括：

PCRF实体由预先配置的运营商策略信息、用户签约信息和所述业务标识所标识的应用生成计费策略；

所述向PCEF实体发送所述QoS控制策略包括：

向PCEF实体下发策略与计费控制PCC规则，所述PCC规则中包括所述QoS控制策略和所述计费策略。

基于本发明上述方法的另一个实施例中，所述PCEF实体识别出所述业务数据报文之后，还包括：

所述PCEF实体根据所述计费策略生成计费信息并发送给计费中心，由计费中心对本次业务进行计费；所述计费中心包括在线计费***OCS或离线计费***OFCS。

基于本发明上述方法的另一个实施例中，所述业务数据报文包括下行业务数据报文。

本发明实施例提供的一种对通信业务进行服务质量控制的***，包括：

流量检测功能TDF实体，用于根据预先设置的应用检测和控制ADC规则，对接收到的业务数据报文进行深度报文检测DPI和识别，生成业务标识和区分服务DiffServ信息；其中，每个业务标识唯一标识一个应用，所述DiffServ信息包括所述五元组信息和应用层业务信息；以及通过Sd接口将生成的业务标识和DiffServ信息、以及业务数据报文中的用户标识信息上报给策略控制和计费规则功能PCRF实体；

所述PCRF实体，用于识别TDF实体上报的业务标识所标识的应用，并且根据预先配置的运营商策略信息和所述用户标识对应的用户签约信息生成QoS控制策略，并通过Gx接口向策略和计费执行PCEF实体发送所述QoS控制策略与所述DiffServ信息；

所述PCEF实体，用于根据所述DiffServ信息对接收到的数据报文进行DPI，识别出所述业务数据报文，并对所述业务数据报文执行所述QoS控制策略。

基于本发明上述***的另一个实施例中，所述五元组信息包括数据报文的源互联网协议IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口和协议类型；

基于本发明上述***的另一个实施例中，所述PCRF实体，还用于在识别所述业务标识所标识的通信业务之后，由预先配置的运营商策略信息、所述用户标识对应的用户签约信息和所述业务标识所标识的应用生成计费策略；以及向PCEF实体发送所述QoS控制策略与所述DiffServ信息时，具体向PCEF实体下发策略与计费控制PCC规则与所述DiffServ信息，所述PCC规则中包括所述QoS控制策略和所述计费策略。

基于本发明上述***的另一个实施例中，还包括所述计费中心，所述计费中心包括在线计费***OCS或离线计费***OFCS；

所述PCEF实体还用于在识别出所述业务数据报文之后，根据所述计费策略生成计费信息并发送给计费中心；

所述计费中心，用于对本次业务进行计费。

基于本发明上述***的另一个实施例中，所述业务数据报文包括下行业务数据报文。

基于本发明上述***的另一个实施例中，还包括分组网关设备，所述PCEF实体具体设置在所述分组网关设备上。

基于本发明上述实施例提供的对通信业务进行服务质量控制的方法和***，通过TDF实体对接收到的业务数据报文进行DPI和识别后，将得到的业务标识和DiffServ信息上报PCRF实体，由PCRF实体生成QoS控制策略下发给PCEF实体，由PCEF实体对该业务数据报文进行QoS保证和控制，实现了针对不同用户不同业务的差异化QoS服务，从而保障了用户业务体验。

本发明部分实施例中的PCEF实体可以设置在不同的分组网关设备上，从而可以在不同位置实现差异化的QoS保证和控制。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同描述一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1为3GPP定义的PCC架构示意图。

图2为本发明对通信业务进行QoS控制的方法一个实施例的流程图。

图3为本发明对通信业务进行QoS控制的方法另一个实施例的流程图。

图4为本发明对通信业务进行QoS控制的***一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图2为本发明对通信业务进行QoS控制的方法一个实施例的流程图。如图2所示，该实施例对通信业务进行QoS控制的方法包括：

110，TDF实体根据预先设置的应用检测和控制(ADC)规则，对接收到的业务数据报文进行深度报文检测(DPI)和识别，生成本次业务的业务标识和区分服务(DiffServ)信息。

其中，每个业务标识唯一标识一个业务(即：应用)，DiffServ信息包括五元组信息和应用层业务信息。其中的ADC规则可以直接预先配置在TDF实体上，也可以预先配置在PCRF实体上，由PCRF主动实体下发给TDF实体或基于TDF实体的请求下发给TDF实体。

120，TDF实体通过Sd接口将生成的业务标识和DiffServ信息、以及业务数据报文中的用户标识信息上报给PCRF实体。

其中的用户标识唯一标识一个用户，可以是用户的国际移动用户识别码(InternationalMobileSubscriberIdentity，IMSI)，也可由五元组信息中的源IP地址+源端口确定。

130，PCRF实体识别TDF实体上报的业务标识所标识的应用，并且结合预先配置的运营商策略信息和TDF实体上报的用户标识对应的用户签约信息生成对本次业务的QoS控制策略，并通过Gx接口向PCEF实体发送QoS控制策略与DiffServ信息。

其中的用户签约信息预先配置，可以包括用户签约业务和签约等级信息。

140，PCEF实体根据PCRF实体发送的DiffServ信息对接收到的数据报文进行DPI，识别出符合该DiffServ信息记载参数特征的业务数据报文，并对该业务数据报文执行QoS控制策略，例如，限速、流量积累控制等，如对相应用户的P2P业务数据流进行降速控制。

基于本发明上述实施例提供的对通信业务进行服务质量控制的方法，通过TDF实体对接收到的业务数据报文进行DPI和识别后，将得到的业务标识和DiffServ信息上报PCRF实体，由PCRF实体生成QoS控制策略下发给PCEF实体，由PCEF实体对该业务数据报文进行QoS保证和控制，实现了针对不同用户不同业务的差异化QoS服务，从而保障了用户业务体验。

在本发明上述对通信业务进行QOS控制的方法实施例的一个具体示例中，操作110中对接收到的业务数据报文进行DPI和识别时，具体可以检测和识别以下信息：分析业务数据报文的五元组信息，即分析IP数据包中的源互联网协议(IP)地址、目的IP地址、源端口、目的端口和协议类型；进行应用层分析，识别业务数据报文所属应用及其内容，即：包括7层协议类型检测(例如，识别出协议类型为超文本传输协议HTTP、无线应用协议WAP2.0、快速生成树协议RSTP或文件传输协议FTP)、以及统一资源定位符(UniformResourceLocator，以下简称：URL)信息的检测。

相应地，通过操作110生成的五元组信息包括数据报文的源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口和协议类型；应用层业务信息可以包括业务数据报文所属应用及其内容信息。

图3为本发明对通信业务进行QoS控制的方法另一个实施例的流程图。如图3所示，该实施例对通信业务进行QoS控制的方法包括：

210，TDF实体根据预先设置的ADC规则，对接收到的业务数据报文进行DPI和识别，生成本次业务的业务标识和DiffServ信息。

其中的DiffServ信息包括五元组信息和应用层业务信息。

220，TDF实体通过Sd接口将生成的业务标识和DiffServ信息、以及业务数据报文中的用户标识信息上报给PCRF实体。

230，PCRF实体识别TDF实体上报的业务标识所标识的应用，结合预先配置的运营商策略信息和TDF实体上报的用户标识对应的用户签约信息分别生成对本次业务的QoS控制策略和计费策略。

其中的用户签约信息包括用户签约业务和签约等级信息。

240，PCRF实体通过Gx接口向PCEF实体下发策略与计费控制PCC规则，该PCC规则中包括QoS控制策略和计费策略。

250，PCEF实体根据PCRF实体发送的DiffServ信息对接收到的数据报文进行DPI，识别出符合该DiffServ信息记载参数特征的业务数据报文，并对该业务数据报文执行PCC规则中的QoS控制策略，并根据PCC规则中的计费策略在需要对本次业务进行计费时，根据该计费测量生成计费信息并发送给计费中心，以便由计费中心对本次业务进行计费。

对业务数据报文执行PCC规则中的QoS控制策略，例如可以是，将本次业务数据报文放入相应的队列，并且由作用于输出队列的流量管理机制控制每一个队列，即给予不同的每一跳行为(PHB)。其中可以是对每个队列分配相应的带宽，以及发生阻塞时如何丢包等。

其中的计费中心可以是在线计费***(OCS)或离线计费***(OFCS)。

本发明上述各实施例对通信业务进行QoS控制的方法可应用于对各种应用的上下行业务数据报文进行QoS控制和保证，尤其适用于对下行业务数据报文进行QoS控制和保证。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图4为本发明对通信业务进行QoS控制的***一个实施例的结构示意图。该实施例对通信业务进行QoS控制的***可用于实现本发明上述各对通信业务进行QoS控制的方法实施例。如图4所示，其包括TDF实体、PCRF实体和PCEF实体。TDF实体和PCRF实体之间设置有Sd接口，PCRF实体和PCEF实体之间设置有Gx接口。其中：

TDF实体，用于根据预先设置的ADC规则，对接收到的业务数据报文进行DPI和识别，生成业务标识和区分服务DiffServ信息。其中，每个业务标识唯一标识一个应用，DiffServ信息包括五元组信息和应用层业务信息；以及通过Sd接口将生成的业务标识和DiffServ信息、以及业务数据报文中的用户标识信息上报给策略控制和计费规则功能PCRF实体。示例性地，其中的五元组信息具体包括数据报文的源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口和协议类型；应用层业务信息可以包括业务数据报文所属应用及其内容信息。

PCRF实体，用于识别TDF实体上报的业务标识所标识的应用，根据预先配置的运营商策略信息和TDF实体上报的用户标识对应的用户签约信息生成QoS控制策略，并通过Gx接口向策略和计费执行PCEF实体发送QoS控制策略与DiffServ信息。

PCEF实体，用于根据DiffServ信息对接收到的数据报文进行DPI，识别出符合该DiffServ信息记载参数特征的业务数据报文，并对该业务数据报文执行QoS控制策略。

基于本发明上述实施例提供的对通信业务进行服务质量控制的***，通过TDF实体对接收到的业务数据报文进行DPI和识别后，将得到的业务标识和DiffServ信息上报PCRF实体，由PCRF实体生成QoS控制策略下发给PCEF实体，由PCEF实体对该业务数据报文进行QoS保证和控制，实现了针对不同用户不同业务的差异化QoS服务，从而保障了用户业务体验。

在本发明对通信业务进行QoS控制的***另一个实施例中，PCRF实体还可用于在识别出TDF实体上报的业务标识所标识的通信业务之后，由预先配置的运营商策略信息、TDF实体上报的用户标识对应的用户签约信息和业务标识所标识的应用生成计费策略；以及向PCEF实体发送QoS控制策略与DiffServ信息时，具体向PCEF实体下发策略与计费控制PCC规则与DiffServ信息，该PCC规则中包括QoS控制策略和计费策略。

再参见图3，在本发明对通信业务进行QoS控制的***又一个实施例中，还包括计费中心，该计费中心可以根据计费策略的需要是OCS或OFCS。在该实施例中PCEF实体还可用于在识别出业务数据报文之后，根据接收到的PCC规则中的计费策略在需要对本次业务进行计费时，根据该计费测量生成本次业务的计费信息并发送给计费中心。计费中心用于根据接收到的计费信息对本次业务进行计费。

在本发明上述各实施例对通信业务进行QoS控制的***中，还可以包括分组网关设备，其中的PCEF实体具体设置可以在分组网关设备上，例如设置在通用分组无线业务网关支持节点(GatewayGPRSSupportNode,以下简称：GGSN)、分组数据网网关(PDN-GW)或分组数据服务节点(PacketDataServingNode，PDSN)等网关设备上，设置在不同的分组网关设备上时，可以在不同位置实现对不同用户、不同业务差异化的QoS保证和控制，从而保障了用户业务体验。该实施例的具体可以基于3GPP定义的PCC架构实现，具体的架构可以参见图1，其中的用户签约信息可以从用户签约信息存储库(SPR)获取，SPR存储有各用户的签约信息，包括签约业务和签约等级。

本发明上述各实施例对通信业务进行QoS控制的***可应用于对各种应用的上下行业务数据报文进行QoS控制和保证，尤其适用于对下行业务数据报文进行QoS控制和保证。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于***实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

可能以许多方式来实现本发明的方法、***。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和***。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

本发明实施例具有以下总的有益技术效果：

通过对TDF实体检测和分析业务数据报文的处理后，来实现在不同的移动分组网关设备(P-GW、PDSN、GGSN等)上进行对应检测业务的QoS保证和控制，从而保障了用户业务体验。未来LTE网络需要考虑TDF实体的部署架构时，通过本发明实施例，可以实现对TDF实体检测出的任何业务都实现QOS保证和控制，解决了采用传统TDF实体无法对业务实现QoS保证和控制的问题；

本发明实施例在TDF实体的部署场景下，仅需要核心网进行相应改造，对传统TDF实体和PCEF实体进行相应的功能改进，增强TDF/PCEF实体与PCRF实体之间信息接口，就能实现QoS保证和控制，具有很强的实用性，对无线侧无影响；

本发明实施例极大完善和提高了管控的智能化，实现基于业务的移动网络的智能管控。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims

1.一种对通信业务进行服务质量(QoS)控制的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述五元组信息包括数据报文的源互联网协议IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口和协议类型；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，PCRF实体识别所述业务标识所标识的通信业务之后，还包括：

PCRF实体由预先配置的运营商策略信息、所述用户标识对应的用户签约信息和所述业务标识所标识的应用生成计费策略；

所述向PCEF实体发送所述QoS控制策略包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述PCEF实体识别出所述业务数据报文之后，还包括：

5.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述业务数据报文包括下行业务数据报文。

6.一种对通信业务进行服务质量(QoS)控制的***，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述五元组信息包括数据报文的源互联网协议IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口和协议类型；

8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述PCRF实体，还用于在识别所述业务标识所标识的通信业务之后，由预先配置的运营商策略信息、所述用户标识对应的用户签约信息和所述业务标识所标识的应用生成计费策略；以及向PCEF实体发送所述QoS控制策略与所述DiffServ信息时，具体向PCEF实体下发策略与计费控制PCC规则与所述DiffServ信息，所述PCC规则中包括所述QoS控制策略和所述计费策略。

9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，还包括所述计费中心，所述计费中心包括在线计费***OCS或离线计费***OFCS；

所述计费中心，用于对本次业务进行计费。

10.根据权利要求6至9任意一项所述的***，其特征在于，所述业务数据报文包括下行业务数据报文。

11.根据权利要求10所述的***，其特征在于，还包括分组网关设备，所述PCEF实体具体设置在所述分组网关设备上。