專利名稱：通用移動通訊系統(tǒng)到ip網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信中的服務(wù)質(zhì)量，特別涉及兩種不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間的服務(wù)質(zhì)量轉(zhuǎn)換。
背景技術(shù)：
隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展和普及，新業(yè)務(wù)的不斷出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)不再僅僅作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)某休d體。對于某些新業(yè)務(wù)，例如IP語音技術(shù)(Voice over InternetProtocol，簡稱“VOIP”)、企業(yè)資源計劃(Enterprise Resource Planning，簡稱“ERP”)、虛擬專用網(wǎng)(Virtual Private Network，簡稱“VPN”)、視頻通信、流媒體等，其對數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的時延、傳輸速率、出錯等都有嚴(yán)格的限制，并且不同的用戶對新業(yè)務(wù)的要求又不盡相同，因此需要一種能夠根據(jù)用戶的不同要求提供相應(yīng)服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，簡稱“QoS”)的技術(shù)來確保業(yè)務(wù)的服務(wù)差別，使運(yùn)營商得到相應(yīng)的回報。
與此同時，由于移動通訊業(yè)務(wù)不斷發(fā)展，用戶已經(jīng)不再滿足僅僅是移動業(yè)務(wù)網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)通訊，他們更希望能夠通過移動業(yè)務(wù)網(wǎng)來訪問Internet或者其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并要求在整個系統(tǒng)內(nèi)獲得一致的QoS。
下面首先簡要說明當(dāng)前的UMTS系統(tǒng)及其Qos機(jī)制。UMTS系統(tǒng)是采用寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiple Access，簡稱“WCDMA”)空中接口技術(shù)的第三代移動通信系統(tǒng)，通常也把通用移動通訊系統(tǒng)(Universal Mobile Telecommunications System，簡稱“UMTS”)系統(tǒng)稱為WCDMA通信系統(tǒng)。UMTS系統(tǒng)采用了與第二代移動通信系統(tǒng)類似的結(jié)構(gòu)，包括無線接入網(wǎng)絡(luò)(Radio Access Network，簡稱“RAN”)和核心網(wǎng)絡(luò)(CoreNetwork，簡稱“CN”)。其中RAN用于處理所有與無線有關(guān)的功能，而CN處理UMTS系統(tǒng)內(nèi)所有的話音呼叫和數(shù)據(jù)連接，并實(shí)現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)的交換和路由功能。CN從邏輯上可以分為電路交換域(Circuit Switched Domain，簡稱“CS”)和分組交換域(Packet Switched Domain，簡稱“PS”)。UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)(UMTS Terrestrial Radio Access Network，簡稱“UTRAN”)、CN與用戶設(shè)備(User Equipment，簡稱“UE”)一起構(gòu)成了整個UMTS系統(tǒng)。
圖1是UMTS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成示意圖，如圖所示。整個系統(tǒng)主要由四個部分組成UE10、UTRAN20、CN30以及外部網(wǎng)絡(luò)40。
UE10由移動臺(Mobile Station，簡稱“MS”)11和UMTS用戶識別模塊(UMTS Subscriber Identity Module，簡稱“USIM”)12構(gòu)成。其中，MS11可以是手機(jī)，USIM12可以是SIM卡。MS11和USIM12通過Cu電氣接口相連。
UTRAN20由基站Node B21和無線網(wǎng)絡(luò)控制器(Radio NetworkController，簡稱“RNC”)22構(gòu)成。RNC22主要完成對Node B21的控制管理功能。其中，Node B21與RNC22間通過lub接口相連，RNC22間通過lur接口相連。
CN30主要由服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(Service GPRS Support Node，簡稱“SGSN”)31、移動交換中心/訪問者定位寄存器(Mobile Switching Center/Visitor Location Register，簡稱“MSC/VLR”)32、歸屬位置寄存器(HomeLocation Register，簡稱“HLR”)33、網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(Gateway GPRSSupport Node，簡稱“GGSN”)34、移動交換中心網(wǎng)關(guān)(Gateway MobileSwitching Center，簡稱“GMSC”)35構(gòu)成。
其中，MSC/VLR32，GMSC35屬于電路交換域CS，SGSN31，GGSN34屬于分組交換域PS，HLR33屬于電路交換域CS和分組交換域PS共有的功能節(jié)點(diǎn)。
MSC/VLR32完成電路交換域CS的控制、管理、鑒權(quán)和加密等功能。GSMC35是移動交換中心MSC的網(wǎng)管，負(fù)責(zé)與其他固定或者移動網(wǎng)絡(luò)的連接。SGSN31是連接接入網(wǎng)和GGSN34的設(shè)備，完成路由轉(zhuǎn)發(fā)、移動管理等功能，它一般是和接入網(wǎng)在同一個路由區(qū)域；GGSN34是同外部IP分組網(wǎng)絡(luò)的接口。HLR33是WCDMA系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)庫，存儲著HLR33控制區(qū)內(nèi)所有啟動用戶的用戶數(shù)據(jù)。
GGSN34通過Gn/Gp接口與SGSN31連接，通過Gi接口與外部網(wǎng)絡(luò)40相連；SGSN31通過lu PS接口與UTRAN20相連，通過Gn/Gp接口與GGSN34相連，通過Gr接口與HLR/AUC33相連，通過Gs接口與MSC/VLR32相連，通過Gn/Gp接口與SGSN31相連。
外部網(wǎng)絡(luò)40包括因特網(wǎng)(Internet)41以及公用電話交換網(wǎng)(PublicSwitched Telephone Network，簡稱“PSTN”)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(IntegratedServicesDigital Network，簡稱“ISDN”)等其他網(wǎng)絡(luò)42。外部網(wǎng)絡(luò)40主要可以分為電路交換網(wǎng)絡(luò)(Circuit Switched Networks，簡稱“CSN”)和分組交換網(wǎng)絡(luò)(Packet Switched Networks，簡稱“PSN”)。CSN提供電路交換的連接，如通話服務(wù)。ISDN和PSTN均屬于CSN。PSN提供數(shù)據(jù)包的連接服務(wù)，Internet屬于PSN。
其中，UE10和UTRAN20之間通過Uu接口連接，UTRAN20和CN30之間通過lu接口連接。
上文大致說明了UMTS通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，下面將說明UMTS的QoS機(jī)制。UMTS的QoS是UMTS網(wǎng)絡(luò)的一種能力，即在跨越多種底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(幀中繼(Frame Relay，簡稱“FR”)、異步轉(zhuǎn)移模式(Asynchronous TransferMode，簡稱“ATM”)、以太網(wǎng)Ethernet、同步數(shù)字序列(Synchronous DigitalHierarchy，簡稱“SDH”)等)的IP網(wǎng)絡(luò)上，為所承載的每一類特定的業(yè)務(wù)提供其所需要的服務(wù)質(zhì)量保證的能力，例如時延、可靠性、優(yōu)先級、平均吞吐量、峰值吞吐量等。
按照對時延的敏感程度可以將QoS分為4類會話類、流類、交互類和后臺類。其中會話類和流類主要承載實(shí)時數(shù)據(jù)流，交互類和后臺類主要用于傳統(tǒng)的Internet應(yīng)用，例如WWW，E Mail，Telnet，F(xiàn)TP以及News等。
會話類對時延最為敏感。實(shí)時會話中的基本QoS特征，即保存信息元素(Information Element，簡稱“IE”)之間的時間關(guān)系和會話模型。其最大轉(zhuǎn)換時延取決于人類在視頻和音頻會話中的時延敏感度。實(shí)時會話要求兩個終端始終在線。會話類主要用于語音電話、視頻會議等對時延敏感的應(yīng)用。
流類的基本特征是保持信息元素IE間的時間關(guān)系，而沒有很高的時延要求。其能夠接受最大轉(zhuǎn)換時延可以比人類所能覺察到的時延大得多。流類主要用于實(shí)時視頻和音頻中。
交互類的基本特征是保持負(fù)載內(nèi)容和請求應(yīng)答模式。對時延不是很敏感。主要用于終端與遠(yuǎn)程設(shè)備的數(shù)據(jù)交互。
后臺類的基本特征是保持負(fù)載內(nèi)容，并不期待數(shù)據(jù)在一定時間內(nèi)到達(dá)。主要用于終端后臺發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
目前QoS主要有兩個版本R97/98版本和R99版本，R97/98版本是老版本，R99版本是新版本，R99版本兼容R97/98版本。UMTS系統(tǒng)QoS信元的結(jié)構(gòu)是一個13個字節(jié)的IE。第一個字節(jié)是QoS IE的標(biāo)志類型。第二個字節(jié)是QoS IE的長度。第三個字節(jié)的1到3位是可靠性分類(ReliabilityClass)。第三個字節(jié)的4到6位是時延分類(Delay Class)。第三個字節(jié)的7、8位未用。第4個字節(jié)的1到3位是優(yōu)先級分類(Precedence Class)。第4個字節(jié)的4位未用。第4個字節(jié)的5到8位是峰值吞吐量(Peak Throughput)。第5個字節(jié)的1到5位是平均吞吐量(Mean Throughput)。第5個字節(jié)的6到8位未用。第6個字節(jié)的1到3位用于判定是否傳輸錯誤的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元(Service Data Unit，簡稱“SDU”)。第6個字節(jié)的4、5兩位表示傳輸順序(Delivery Order)。第6個字節(jié)的6到8位表示業(yè)務(wù)類別(Traffic Class)。第7個字節(jié)表示最大的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元(Maximum Service Data Unit)。第8個字節(jié)表示最大上行速率(Maximum Bit Rate For Uplink)。第9個字節(jié)表示最大下行速率(Maximum Bit Rate For Downlink)。第10個字節(jié)的1到4位表示業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元的誤碼率(Service Data Unit Error Ratio)。第10個字節(jié)的5到8位表示未檢測到的誤碼率(Residual Bit Error Ratio)。第11個字節(jié)的1、2位表示業(yè)務(wù)處理優(yōu)先級(Traffic Handling Priority)。第11個字節(jié)的3到8位表示傳輸時延(Transfer Delay)。第12個字節(jié)表示上行保證速率(Guaranteed Bit Rate For Uplink)。第13個字節(jié)表示下行保證速率(GuaranteedBit Rate For Downlink)。QoS R97/98版本的屬性值是從第3個字節(jié)到第5個字節(jié)。QoS R99版本的屬性值是從第3個字節(jié)到第13個字節(jié)，其中第3個字節(jié)到第5個字節(jié)的屬性定義與R97/98版本相同，從而兼容R97/98版本。QoS信元結(jié)構(gòu)IE的未用位默認(rèn)值都是0。
其中的各個屬性值定義如下可靠性分類屬性，通過對GPRS隧道協(xié)議(GPRS Tunnel Protocol，簡稱“GTP”)、無線鏈路控制層協(xié)議(Radio Link Control Layer，簡稱“RLC”)、邏輯鏈路控制層協(xié)議(Logic Link Control Layer，簡稱“LLC”)的組合方式的選擇和數(shù)據(jù)是否保護(hù)來控制可靠性。在MS和網(wǎng)絡(luò)之間雙向傳輸時，服務(wù)質(zhì)量中表示該屬性的值為001時，解釋為公認(rèn)的GTP，LLC和RLC，保護(hù)數(shù)據(jù)；值為010時，解釋為未被承認(rèn)的GTP，公認(rèn)的LLC和RLC，保護(hù)數(shù)據(jù)；值為011時，解釋為未被承認(rèn)的GTP和LLC，公認(rèn)的RLC，保護(hù)數(shù)據(jù)；值為100時，解釋為未被承認(rèn)的GTP，LLC，RLC，保護(hù)數(shù)據(jù)；值為101時，解釋為采用未被承認(rèn)的GTP，LLC，RLC，非保護(hù)數(shù)據(jù)；值111，保留未用；值為000和110時，解釋為未被承認(rèn)的GTP和LLC，公認(rèn)的RLC，保護(hù)數(shù)據(jù)。
時延分類屬性，主要有四種。當(dāng)QoS中的該屬性值為001時，表示時延分類1；值為010時，表示時延分類2；值為011時，表示時延分類3；值為100時，表示時延分類4；值為111，保留未用；其他則默認(rèn)為時延分類4。
優(yōu)先級分類屬性，用于設(shè)置服務(wù)的優(yōu)先級。當(dāng)QoS中該屬性的值為001時，表示為高優(yōu)先級；值為010時，表示為中優(yōu)先級；值為011時，表示低優(yōu)先級；值111，保留未用；其他則默認(rèn)為中優(yōu)先級。
峰值吞吐量屬性，表示最大的傳輸速度。當(dāng)QoS中該屬性的值為0001時，提供高達(dá)1000Bps的速率；值為0010時，提供高達(dá)2000Bps的速率；值為0011時，提供高達(dá)4000Bps的速率；值為0100時，提供高達(dá)8000Bps的速率；值為0101時，提供高達(dá)16000Bps的速率；值為0110時，提供高達(dá)32000Bps的速率；值為0111時，提供高達(dá)64000Bps的速率；值為1000時，提供高達(dá)128000Bps的速率；值為1001時，提供高達(dá)256000Bps的速率，值為1111，保留未用；其他則默認(rèn)為高達(dá)1000Bps的速率。
平均吞吐量屬性，表示平均的傳輸速度。當(dāng)QoS中該屬性的值為00001時，表示每小時平均可傳送100個字節(jié)；值為00010時，表示每小時平均可傳送200個字節(jié)；值為00011時，表示每小時平均可傳送500個字節(jié)；值為00100時，表示每小時平均可傳送1000個字節(jié)；值為00101時，表示每小時平均可傳送2000個字節(jié)；值為00110時，表示每小時平均可傳送5000個字節(jié)；值為00111時，表示每小時平均可傳送10000個字節(jié)；值為01000時，表示每小時平均可傳送20000個字節(jié)；值為01001時，表示每小時平均可傳送50000個字節(jié)；值為01010時，表示每小時平均可傳送100000個字節(jié)；值為01011時，表示每小時平均可傳送200000個字節(jié)；值為01100時，表示每小時平均可傳送500000個字節(jié)；值為01101時，表示每小時平均可傳送1000000個字節(jié)；值為01110時，表示每小時平均可傳送2000000個字節(jié)；值為01111時，表示每小時平均可傳送5000000個字節(jié)；值為10000時，表示每小時平均可傳送10000000個字節(jié)；值為10001時，表示每小時平均可傳送20000000個字節(jié)；值為10010時，表示每小時平均可傳送50000000個字節(jié)；值為11110，保留未用；其他值表示盡最大努力傳輸。
是否傳輸錯誤的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元屬性，表明UMTS系統(tǒng)是否傳送錯誤的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元，用于決定是否需要進(jìn)行錯誤檢測，及決定是否傳送出錯的幀。當(dāng)QoS中該屬性的值為001時，表示在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元傳送過程中不需要進(jìn)行錯誤檢測；值為010時，表示在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元傳送過程中需要進(jìn)行錯誤檢測，并將出錯的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU和錯誤信號一起發(fā)送；值為011時，表示在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元傳送過程中需要進(jìn)行錯誤檢測，但出錯的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元將被丟棄。
傳輸順序?qū)傩?，表明是否要求UMTS承載按順序發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元的能力，從而決定錯序的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元是否能接受。當(dāng)QoS中該屬性值為01時，表示具有傳輸順序；當(dāng)屬性值為10時，表示沒有傳輸順序。
業(yè)務(wù)分類屬性是UMTS承載業(yè)務(wù)使用者的類型。通過該屬性可以允許UMTS系統(tǒng)對通訊源特征進(jìn)行估計，并對通訊進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)QoS中該屬性的值為001時，表示會話類；值為010時，表示流類；值為011時，表示交互類；值為100時，表示后臺類。
最大允許業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元長度屬性，用于控制和管理。當(dāng)從MS向網(wǎng)絡(luò)的單向，QoS的屬性值為00000000，表示已經(jīng)簽約的最大業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元長度；屬性值11111111保留未用。當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)向MS的單向，QoS的屬性值00000000和11111111都保留未用。在網(wǎng)絡(luò)和MS雙向時，QoS的屬性值從00000001到10010110之間的150個8位的二進(jìn)制編碼，以10為步長，表示10到1500的字節(jié)范圍；當(dāng)值為10010111時，表示1502個字節(jié)；當(dāng)值為10011000時，表示1510個字節(jié)；當(dāng)值為10011001時，表示1520個字節(jié)。在網(wǎng)絡(luò)側(cè)其它沒有確定定義的值將被映射為上述已經(jīng)定義的值之一。在MS側(cè)，所有值都認(rèn)為是保留未用。
最大上行下行速率屬性，在一個測量周期內(nèi)，UMTS業(yè)務(wù)接入點(diǎn)(Service Access Point，簡稱“SAP”)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的最大比特數(shù)與測量周期的比值。只要流量遵守令牌桶算法即可，其中，令牌速率等于最大比特率，桶大小等于最大業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元值。從MS到網(wǎng)絡(luò)，QoS中該屬性的值為00000000，表示已經(jīng)簽約的最大上行速率；從網(wǎng)絡(luò)到MS，QoS中該屬性的值00000000保留未用。在MS和網(wǎng)絡(luò)之間的雙向，當(dāng)QoS中該屬性的值為00000001時，表示最大速率的二進(jìn)制編碼，間隔粒度為1Kbps；值從00000001到00111111時，最大速率從1Kbps到63Kbps，步長為1Kbps；值從01000000到01111111時，最大速率從64Kbps到568Kbps，步長為8Kbps；值從10000000到11111110時，最大速率從576Kbps到8640Kbps，步長為64Kbps；值為11111111時，為0Kbps。
業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元的誤碼率屬性。從MS到網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)QoS中該屬性的值為0000時，表示已經(jīng)簽約的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元誤碼率。從網(wǎng)絡(luò)到MS，值0000保留未用。MS和網(wǎng)絡(luò)的雙向，當(dāng)值為0001時，誤碼率為1*10-2；當(dāng)值為0010時，誤碼率為7*10-3；當(dāng)值為0011時，誤碼率為1*10-3；當(dāng)值為0100時，誤碼率為1*10-4；當(dāng)值為0101，時，誤碼率為1*10-5；當(dāng)值為0110時，誤碼率為1*10-6；當(dāng)值為0111時，誤碼率為1*10-1；值1111保留未用。在網(wǎng)絡(luò)側(cè)其他沒有定義的值將被映射到上述值之一，在MS側(cè)的值都認(rèn)為是保留未用。
未檢測的誤碼率屬性，用于表明傳送的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元中未檢測的比特錯誤率，如果沒有錯誤檢測需求，該屬性表明了傳送的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元的比特錯誤率，從而用于選擇無線接口協(xié)議，算法和錯誤保護(hù)碼。當(dāng)QoS中該屬性的值為0001時，表示誤碼率為5*10-2；值為0010時，表示誤碼率為1*10-2；值為0011時，表示誤碼率為5*10-3；值為0100時，表示誤碼率為4*10-3；值為0101時，表示誤碼率為1*10-3；值為0110時，表示誤碼率為1*10-4；值為0111時，表示誤碼率為1*10-5；值為1000時，表示誤碼率為1*10-6；值為1001時，表示誤碼率為6*10-8；值1111保留未用。在網(wǎng)絡(luò)側(cè)其它沒有確定定義的值將被映射為上述已經(jīng)定義的值之一。在MS側(cè)，所有值都認(rèn)為是保留未用。
處理優(yōu)先級屬性，規(guī)定了系統(tǒng)處理屬于該UMTS承載業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元同其他承載業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元的相對優(yōu)先級。在交互類應(yīng)用中，通過處理優(yōu)先級屬性的設(shè)置，可以區(qū)分不同承載質(zhì)量的需求。當(dāng)QoS中該屬性的值為01，則優(yōu)先級為1；當(dāng)值為10時，則優(yōu)先級為2；當(dāng)值為11時，則優(yōu)先級為3。如果業(yè)務(wù)類型為會話類，流類或者后臺類時，該值將被忽略。
傳輸時延屬性，用于規(guī)定實(shí)際應(yīng)用可忍耐的時延。當(dāng)QoS中該屬性的值從000001到001111時，傳輸時延從10ms到150ms，步長為10ms；當(dāng)值從010000到011111時，傳輸時延從200ms到950ms，步長為50ms；當(dāng)值從100000到111110時，傳輸時延從1000ms到4100ms，步長為100ms；值111111保留未用。如果業(yè)務(wù)類型是交互類或者后臺類，該值將被忽略。
保證速率屬性包括上行保證速率和下行保證速率。在一個測量周期內(nèi)，UMTS業(yè)務(wù)接入點(diǎn)SAP保證可發(fā)送和接收的比特數(shù)同測量周期的比值。可保證的比特速率通過令牌桶算法進(jìn)行控制，其中，令牌速率等于保證比特率，桶大小等于K乘以最大的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元長度。對于R99，K取值為1。在將來的版本中，可能允許K取大于1的值，并可通過相關(guān)的信令對K進(jìn)行設(shè)定。通過該參數(shù)的設(shè)置，可以簡化UMTS系統(tǒng)中基于可用資源的接入控制和資源分配。時延、可靠性等QoS屬性需求只提供到可以保證的速率。上行保證速率的編碼與最大上行速率的編碼相同，如果業(yè)務(wù)類型為交互類或者后臺類，或者最大上行速率為0，則上行保證速率屬性可以忽略。下行保證速率的編碼與最大下行速率的編碼相同，如果業(yè)務(wù)類型為交互類或者后臺類，或者最大下行速率為0，則下行保證速率屬性可以忽略。
上面介紹了UMTS系統(tǒng)，UMTS系統(tǒng)QoS的分類，結(jié)構(gòu)和各個屬性。下面簡要的敘述一下當(dāng)前IP網(wǎng)絡(luò)的QoS機(jī)制。
由于當(dāng)前Interne提供的服務(wù)主要采取盡力而為的服務(wù)(Best Effort)例如E-Mail、FTP、WWW等，這些服務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時延、抖動沒有嚴(yán)格的依賴。這種服務(wù)在轉(zhuǎn)發(fā)報文時不提供任何服務(wù)或者傳送保證。然而由于Internet的不斷普及和發(fā)展，單純的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)轉(zhuǎn)化為具有商業(yè)價值的承載網(wǎng)，需要對各種新業(yè)務(wù)提供各種QoS的保證。
IP QoS是IP網(wǎng)絡(luò)的一種能力，能夠在跨越多種底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(FR、ATM、Ethernet、SDH等)的IP網(wǎng)絡(luò)上，為特定的業(yè)務(wù)提供其所需要的服務(wù)。衡量IP QoS的技術(shù)指標(biāo)包括(1)帶寬/吞吐量，指網(wǎng)絡(luò)的兩個節(jié)點(diǎn)之間特定應(yīng)用業(yè)務(wù)流的平均速率；(2)時延，指數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)的兩個節(jié)點(diǎn)之間傳送的平均往返時間；(3)抖動，指時延的變化；(4)丟包率，指在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中丟失報文的百分比，用來衡量網(wǎng)絡(luò)正確轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)的能力；(5)可用性，指網(wǎng)絡(luò)可以為用戶提供服務(wù)的時間的百分比。
當(dāng)前，主要有兩種QoS服務(wù)模型和體系結(jié)構(gòu)一種是綜合服務(wù)模型(Integrate Service，簡稱“IntServ”或者“IS”)，其采用接納控制和資源預(yù)留對數(shù)據(jù)流提供確保型的QoS，但是由于難以預(yù)先了解流的確切特性，預(yù)留帶寬會導(dǎo)致資源利用率下降，而且又因?yàn)槊總€路由節(jié)點(diǎn)需要保存流的狀態(tài)數(shù)量，并與流的數(shù)目成正比，就需要占用大量的存儲空間和處理開銷，因此系統(tǒng)伸縮性差；另一種是區(qū)分服務(wù)模型(Differentiated Service，簡稱“DiffServ”或者“DS”)，其將QoS需求近似的業(yè)務(wù)流匯聚成類，網(wǎng)絡(luò)通過每一跳的方式對每一類數(shù)據(jù)流提供一定程度的QoS保證。通常，數(shù)據(jù)報頭的DS字段的設(shè)置規(guī)定了服務(wù)級別，基于DS字段的處理能夠產(chǎn)生不同的服務(wù)級別。由于路由節(jié)點(diǎn)保存的狀態(tài)數(shù)量正比于服務(wù)類別，而不是流的數(shù)量，網(wǎng)絡(luò)伸縮性雖好，但是無法提供確保型QoS。在實(shí)際使用中，通常將這兩個模型結(jié)合使用。
下面將說明當(dāng)前的UMTS體系QoS的具體實(shí)現(xiàn)方式。在UMTS系統(tǒng)中為了實(shí)現(xiàn)端對端的QoS。3GPP(third Generation Partnership Project)定義了UMTS系統(tǒng)一整套層次化、區(qū)域化的承載服務(wù)功能，包括了為保證約定的QoS在各層所需要提供的所有功能。整個UMTS QoS的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示，整個結(jié)構(gòu)主要由終端設(shè)備(Terminal Equipment，簡稱“TE”)23，UMTS系統(tǒng)24和TE29組成。UMTS系統(tǒng)24又可分為移動終端(Mobile Terminator，簡稱“MT”)25，UTRAN26，CN lu接口邊緣節(jié)點(diǎn)27和CN網(wǎng)關(guān)28。
在最底層UTRAN26將不同MT25的信號通過Node B采用時分雙工(Time Division Duplex，簡稱“TDD”)或者頻分雙工(Frequency DivisionDuplex，簡稱“FDD”)的方式復(fù)用至網(wǎng)絡(luò)201，在UTRAN26和CN lu接口邊緣節(jié)點(diǎn)27之間提供物理承載服務(wù)202。
在次底層表現(xiàn)為在MT25和UTRAN26間提供無線承載服務(wù)211，在UTRAN26和CN lu接口邊緣節(jié)點(diǎn)27間提供lu承載服務(wù)212，在CN lu接口邊緣節(jié)點(diǎn)27和CN網(wǎng)關(guān)28間提供骨干網(wǎng)承載服務(wù)213。
在中間層表現(xiàn)為在MT25和CN lu接口邊緣節(jié)點(diǎn)27之間提供無線接入承載服務(wù)221，在CN lu接口邊緣節(jié)點(diǎn)27和CN網(wǎng)關(guān)28間提供核心網(wǎng)絡(luò)承載服務(wù)222。
在次高層則表現(xiàn)為在TE23和UMTS系統(tǒng)24間提供TE/MT本地承載服務(wù)231，UMTS系統(tǒng)24提供UMTS承載服務(wù)232，在UMTS系統(tǒng)24和TE29間提供外部承載服務(wù)233。
在最高層則表現(xiàn)為在TE23和TE29間提供端對端的服務(wù)241。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)中利用SGSN/GGSN實(shí)現(xiàn)UMTS QoS的基本方案圖，如圖所示。該方案主要由三大部分組成RAN36，CN37，骨干網(wǎng)絡(luò)38。其中RAN36主要實(shí)現(xiàn)接入控制，無線資源預(yù)留和監(jiān)視，分組數(shù)據(jù)協(xié)議(PacketData Protocol，簡稱“PDP”)上下文的QoS協(xié)商；CN37主要實(shí)現(xiàn)分組數(shù)據(jù)協(xié)議PDP上下文的QoS協(xié)商，報文的優(yōu)先級標(biāo)記，流量監(jiān)管和整形，隊(duì)列調(diào)度機(jī)制，資源管理和移動性管理，QoS簽約信息檢驗(yàn)，QoS記費(fèi)，以及與骨干網(wǎng)絡(luò)的互通；骨干網(wǎng)絡(luò)38主要提供隊(duì)列調(diào)度機(jī)制和流量工程。
圖4是現(xiàn)有技術(shù)中分組數(shù)據(jù)協(xié)議PDP上下文激活的消息傳遞圖，如圖所示。系統(tǒng)由4個模塊組成，MS43，UTRAN44，SGSN45，GGSN46。
首先MS43向SGSN45發(fā)送激活分組數(shù)據(jù)協(xié)議PDP上下文請求消息401，其中包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接入點(diǎn)標(biāo)志(Network Service Access PointIdentifier，簡稱“NSAPI”)，事務(wù)處理標(biāo)志(Transaction Identifier，簡稱“TI”)，分組數(shù)據(jù)協(xié)議類型，分組數(shù)據(jù)協(xié)議的地址，接入點(diǎn)名稱，QoS要求，分組數(shù)據(jù)協(xié)議的配置項(xiàng)。
SGSN45接收到MS43的激活請求后，經(jīng)過簡單的確定過程，然后向GGSN46提出創(chuàng)建分組數(shù)據(jù)協(xié)議PDP上下文請求消息402，該消息中包含所要創(chuàng)建的分組數(shù)據(jù)協(xié)議PDP上下文的種類，分組數(shù)據(jù)協(xié)議PDP的地址，接入點(diǎn)名稱，QoS協(xié)商，隧道端點(diǎn)標(biāo)志符，NSAPI，選擇模式，路徑參考，路徑類型，觸發(fā)標(biāo)志，運(yùn)行和維護(hù)中心標(biāo)記，分組數(shù)據(jù)協(xié)議配置項(xiàng)。其中QoS協(xié)商即為SGSN45所確定的QoS。
經(jīng)過GGSN46判斷后，向SGSN45發(fā)送創(chuàng)建分組數(shù)據(jù)PDP上下文響應(yīng)消息403，該消息的格式與消息402的格式相同，其中QoS參數(shù)可以是請求的QoS參數(shù)，也可以是GGSN46的操作員修改后的參數(shù)。
然后經(jīng)過SGSN45二次確定以后向MS43返回允許激活分組數(shù)據(jù)協(xié)議PDP上下文消息404。
在消息發(fā)送的過程中如果采用GTP的V0版本時，只能處理QoS R97/98版本；當(dāng)采用GTP的V1版本時，可以判定QoS的版本號，對R97/98版本和R99版本都可以處理。其默認(rèn)的QoS版本為R99。
在實(shí)際應(yīng)用中，上述方案存在以下問題沒有一個全網(wǎng)的QoS方案。
上述解決方案只能對UMTS系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)實(shí)現(xiàn)QoS控制。在UMTS系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡(luò)相連時，UMTS系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡(luò)的QoS是相對獨(dú)立的，不能保證整個系統(tǒng)擁有相同的QoS，因而即使其中一個網(wǎng)絡(luò)的QoS很好，但其他網(wǎng)絡(luò)的QoS不能跟其匹配，整個系統(tǒng)的QoS也會降低。同時在上述方案中沒有對QoS的版本號進(jìn)行統(tǒng)一，將會導(dǎo)致系統(tǒng)只能處理單一的QoS版本。
造成這種情況的主要原因在于，沒有對不同網(wǎng)絡(luò)的QoS進(jìn)行映射，而使不同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的QoS不能夠匹配；沒有對QoS的版本號進(jìn)行統(tǒng)一，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的兼容性不強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種通用移動通訊系統(tǒng)到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射方法及其系統(tǒng)，使得不同類型網(wǎng)絡(luò)的QoS能夠匹配，能夠提高跨不同類型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊的整體質(zhì)量。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種通用移動通訊系統(tǒng)到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射方法，包含以下步驟A在配置庫中預(yù)先配置服務(wù)質(zhì)量的映射規(guī)則；B響應(yīng)用戶發(fā)出的請求消息，進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量協(xié)商；C根據(jù)所述協(xié)商的結(jié)果查詢所述配置庫，獲取所述映射規(guī)則；D根據(jù)所述映射規(guī)則對業(yè)務(wù)進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量的映射；E根據(jù)映射后的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行所述業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
其中，所述步驟D還進(jìn)一步包含以下子步驟
D1判斷所述IP網(wǎng)支持服務(wù)類型還是支持差異化服務(wù)編碼點(diǎn)，如果是支持服務(wù)類型，則進(jìn)入步驟D2，如果是支持差異化服務(wù)編碼點(diǎn)，則進(jìn)入步驟D3；D2根據(jù)服務(wù)類型的映射規(guī)則，將通用移動通信系統(tǒng)中的會話類、流類、交互類、后臺類映射到IP網(wǎng)的服務(wù)類型的8個優(yōu)先級隊(duì)列；D3根據(jù)差異化服務(wù)編碼點(diǎn)的映射規(guī)則，將通用移動通信系統(tǒng)中的會話類、流類、交互類、后臺類映射到IP網(wǎng)的差異化服務(wù)編碼點(diǎn)值的快速轉(zhuǎn)發(fā)、保證轉(zhuǎn)發(fā)或盡力轉(zhuǎn)發(fā)模式。
所述步驟D2還進(jìn)一步包含以下子步驟當(dāng)查不到合適的所述映射規(guī)則時，按照以下默認(rèn)配置進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量的映射服務(wù)質(zhì)量的會話類映射為服務(wù)類型的隊(duì)列7；服務(wù)質(zhì)量的流類映射為服務(wù)類型的隊(duì)列3；服務(wù)質(zhì)量的交互類映射為服務(wù)類型的隊(duì)列1；服務(wù)質(zhì)量的后臺類映射為服務(wù)類型的隊(duì)列0。
所述步驟D3還進(jìn)一步包含以下子步驟當(dāng)查不到合適的所述映射規(guī)則時，按照以下默認(rèn)配置進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量的映射服務(wù)質(zhì)量的會話類映射為快速轉(zhuǎn)發(fā)隊(duì)列；服務(wù)質(zhì)量的流類映射為保證轉(zhuǎn)發(fā)隊(duì)列；服務(wù)質(zhì)量的交互類和后臺類映射為盡力轉(zhuǎn)發(fā)隊(duì)列。
所述步驟E還進(jìn)一步包含以下子步驟從映射前的服務(wù)質(zhì)量提取約定訪問速度參數(shù)，并根據(jù)該約定訪問速度參數(shù)對所述業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行流量控制。
所述從映射前的服務(wù)質(zhì)量提取約定訪問速度參數(shù)的步驟包含以下子步驟判斷所述映射前的服務(wù)質(zhì)量的版本是R97/98還是R99，如果是R97/98，則將峰值吞吐量轉(zhuǎn)換為R99版本的最大上行速率和最大下行速率，并提取這兩個參數(shù)，如果是R99，則提取最大上行速率、最大下行速率、保證上行速率和保證下行速率。
所述步驟B還包含以下子步驟根據(jù)協(xié)商的服務(wù)質(zhì)量判斷服務(wù)質(zhì)量的版本是否屬于R97/98，如果是則將R97/98版本的服務(wù)質(zhì)量轉(zhuǎn)換成R99版本的服務(wù)質(zhì)量。
所述映射規(guī)則是基于全局或基于接入點(diǎn)名稱的。
本發(fā)明還提供了一種通用移動通訊系統(tǒng)到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射系統(tǒng)，包含用于接收請求消息的業(yè)務(wù)模塊，以及用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊，所述系統(tǒng)還包含處理模塊，用于進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量協(xié)商和服務(wù)質(zhì)量映射，并向所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的約定訪問速度；所述業(yè)務(wù)模塊在收到所述請求消息后通知所述處理模塊進(jìn)行質(zhì)量協(xié)商。
其中，所述處理模塊還用于將通用移動通訊系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量從R97/98版本轉(zhuǎn)換成R99版本。
所述處理模塊還包含配置庫，用于保存所述服務(wù)質(zhì)量映射的映射規(guī)則。
通過比較可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于，通過設(shè)計UMTS系統(tǒng)QoS到IP網(wǎng)絡(luò)QoS的映射，制定映射的規(guī)則，用戶可以通過配置，使兩個網(wǎng)絡(luò)間的QoS達(dá)到相應(yīng)的匹配，從而保證了整個系統(tǒng)的QoS。利用QoS的R99版本對QoS的R97/98版本的兼容，在映射前完成兩者的統(tǒng)一，從而優(yōu)化了這個系統(tǒng)的兼容性。
這種技術(shù)方案上的區(qū)別，帶來了較為明顯的有益效果，即實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)的QoS方案，即UMTS中的QoS參數(shù)在IP網(wǎng)絡(luò)中也可以充分發(fā)揮作用，使得從UMTS進(jìn)入IP網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)在整個過程中都可以獲得正確等級的服務(wù)質(zhì)量。避免了高等級的業(yè)務(wù)因?yàn)榉?wù)質(zhì)量的混亂而被延誤，充分利用了有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。用戶可以通過配置從UMTS系統(tǒng)QoS到IP網(wǎng)絡(luò)QoS的映射機(jī)制，獲得滿足需要的全網(wǎng)QoS保證。并且QoS兩種版本的統(tǒng)一增加了系統(tǒng)的兼容性。


圖1是UMTS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成示意圖；圖2是UMTS系統(tǒng)的QoS的體系結(jié)構(gòu)圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)中利用SGSN/GGSN實(shí)現(xiàn)UMTS QoS的基本方案圖；圖4是現(xiàn)有技術(shù)中分組數(shù)據(jù)單元PDP上下文激活的消息傳遞圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的UMTS到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的UMTS到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的UMTS網(wǎng)QoS映射到IP網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如圖所示。該結(jié)構(gòu)由3個模塊組成業(yè)務(wù)模塊51，處理模塊52，以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊55。處理模塊52又可以分為協(xié)商模塊53和映射模塊54。
其中業(yè)務(wù)模塊51用于接收請求消息，這種請求消息可以是激活請求等。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠知道，在實(shí)際使用中業(yè)務(wù)模塊51可以是SGSN。
處理模塊52主要用于完成QoS的協(xié)商以及完成基于全局的或基于接入點(diǎn)名稱(Access Point Name，簡稱“APN”)的QoS映射關(guān)系的配置。處理模塊52進(jìn)一步包含協(xié)商模塊53和映射模塊54。
協(xié)商模塊53用于完成QoS的協(xié)商過程，獲得用戶的業(yè)務(wù)類別。從而能夠根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)類別實(shí)現(xiàn)UMTS系統(tǒng)QoS到IP的服務(wù)類別(Type ofService，簡稱“TOS”)或者差分服務(wù)編碼點(diǎn)(Differentiated Services CodePoint，簡稱“DSCP”)的映射，并且將QoS的R97/98版本轉(zhuǎn)換為R99版本。這里主要進(jìn)行的是將R97/98版本的時延類轉(zhuǎn)化為R99版本的業(yè)務(wù)類和優(yōu)先級，然后根據(jù)統(tǒng)一的R99進(jìn)行映射。
下面將具體描述上述過程。
如果R97/98的時延類為1、2、3類時，則轉(zhuǎn)換成R99的業(yè)務(wù)類為交互類；如果R97/98的時延類為4時，則轉(zhuǎn)換成R99的業(yè)務(wù)類為后臺類。轉(zhuǎn)換后R99的優(yōu)先級與R97/98的優(yōu)先級一致。
R97/98提供的保證速率取值為峰值速率；傳輸時延取00。
映射模塊54用于完成UMTS系統(tǒng)QoS到IP的TOS或者DSCP的映射，將UMTS系統(tǒng)中的會話類、流類、交互類、后臺類映射到IP的TOS的8個優(yōu)先級隊(duì)列或者IP的DSCP的快速轉(zhuǎn)發(fā)(Expedited Forwarding，簡稱“EF”)、保證轉(zhuǎn)發(fā)(Assured Forwarding，簡稱“AF”)、盡力轉(zhuǎn)發(fā)(Best Effort Forwarding，簡稱“BF”)模式。
若系統(tǒng)支持TOS映射，則根據(jù)用戶協(xié)商QoS中的服務(wù)類別查詢QoS配置，若查詢失敗，則采用默認(rèn)配置。其默認(rèn)配置為QoS的會話類對應(yīng)TOS的隊(duì)列7；QoS的流類對應(yīng)TOS的隊(duì)列3；QoS的交互類對應(yīng)TOS的隊(duì)列1；QoS的后臺類對應(yīng)TOS的隊(duì)列0。對于QoS的配置可以由用戶根據(jù)GGSN所支持的QoS進(jìn)行配置。用戶配置基于全局的和基于APN的QoS映射關(guān)系。
若系統(tǒng)支持DSCP映射，則根據(jù)用戶協(xié)商QoS中的服務(wù)類別查詢QoS配置，所查詢的QoS是由用戶配置的，通常配置為三種類別EF、AF、BF。如果查詢到的業(yè)務(wù)配置為EF，則映射為EF隊(duì)列，DSCP取值為101110；如果查詢到的業(yè)務(wù)配置為BF，則映射為BF隊(duì)列，DSCP取值為000000；如果查詢到的業(yè)務(wù)配置為AF，則根據(jù)該業(yè)務(wù)的時延和優(yōu)先級映射到AF的12個隊(duì)列。由于在QoS結(jié)構(gòu)中時延占6位，這里只用高2位。優(yōu)先級占2位，取值可以是01、10、11。映射關(guān)系描述如下時延高2位的值為00時，若優(yōu)先級取值為01，則配置為AF隊(duì)列0，對應(yīng)的DSCP取值為001010；若優(yōu)先級取值為10，則配置為AF隊(duì)列1，對應(yīng)的DSCP取值為001100；若優(yōu)先級取值為11，則配置為AF隊(duì)列2，對應(yīng)的DSCP取值為001110。
時延高2位為01時，若優(yōu)先級取值為01，則配置為AF隊(duì)列3，對應(yīng)的DSCP取值為010010；若優(yōu)先級取值為10，則配置為AF隊(duì)列4，對應(yīng)的DSCP取值為010100；若優(yōu)先級取值為11，則配置為AF隊(duì)列5，對應(yīng)的DSCP取值為010110。
時延高2位為10時，若優(yōu)先級取值為01，則配置為AF隊(duì)列6，對應(yīng)的DSCP取值為011010；若優(yōu)先級取值為10，則配置為AF隊(duì)列7，對應(yīng)的DSCP取值為011100；若優(yōu)先級取值為11，則配置為AF隊(duì)列8，對應(yīng)的DSCP取值為011110。
時延高2位為11時，若優(yōu)先級取值為01，則配置為AF隊(duì)列9，對應(yīng)的DSCP取值為100010；若優(yōu)先級取值為10，則配置為AF隊(duì)列10，對應(yīng)的DSCP取值為100100；若優(yōu)先級取值為11，則配置為保證轉(zhuǎn)發(fā)AF隊(duì)列11，對應(yīng)的DSCP取值為100110。
若查詢失敗，則使用默認(rèn)配置。QoS的會話類映射為EF隊(duì)列，流類對應(yīng)AF隊(duì)列，交互類和后臺類映射為BF隊(duì)列。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊55用于根據(jù)業(yè)務(wù)模塊51提供的約定訪問速度(CommittedAccess Rate，簡稱“CAR”)對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，并進(jìn)行流量控制。在本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊55是路由器。對于QoS R97/98版本，需要將峰值吞吐量轉(zhuǎn)換為R99版本的最大上行速率和最大下行速率，不提供保證上行速率和保證下行速率；對于R99版本，則轉(zhuǎn)發(fā)最大上行速率，最大下行速率，保證上行速率和保證下行速率。
上面簡單的描述了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的UMTS網(wǎng)QoS映射到IP網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中各個模塊的功能，下面簡單敘述一下具體的處理過程。
首先業(yè)務(wù)模塊51接收到請求消息，然后在處理模塊52中對消息進(jìn)行分析，利用協(xié)商模塊53對消息的QoS進(jìn)行協(xié)商，并將QoS都轉(zhuǎn)換為R99版本，接著進(jìn)入映射模塊54，根據(jù)QoS的業(yè)務(wù)類別，參照用戶的配置，完成基于全局的或者基于APN的服務(wù)質(zhì)量映射，最后數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊55根據(jù)業(yè)務(wù)模塊51的約定訪問速度CAR進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
下面參照圖6，進(jìn)一步描述根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的UMTS網(wǎng)QoS映射到IP網(wǎng)的流程，如圖所示。
在步驟610，業(yè)務(wù)模塊接收用戶發(fā)出的請求消息。在根據(jù)本發(fā)明的一個較佳的實(shí)施例中，這種消息可以是MS發(fā)送到SGSN的激活分組數(shù)據(jù)協(xié)議PDP上下文請求。
然后進(jìn)入步驟620和步驟630，對所接收的請求進(jìn)行QoS協(xié)商，完成QoS R97/98版本到服務(wù)質(zhì)量QoS R99的格式轉(zhuǎn)換。
具體的說，在步驟620中進(jìn)行QoS協(xié)商。需要說明的是，所謂QoS協(xié)商是根據(jù)預(yù)先定義的QoS參數(shù)，將系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的資源對應(yīng)起來，通過資源的分配和調(diào)度，滿足用戶的要求。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道，QoS協(xié)商的內(nèi)容可以是帶寬，時延，誤碼率等。
在步驟630中根據(jù)協(xié)商的QoS確定用戶的服務(wù)類別，并完成服務(wù)質(zhì)量兩個版本的統(tǒng)一，將R97/98版本轉(zhuǎn)化為R99版本。如上所述，在UMTS系統(tǒng)中，用戶的服務(wù)類別有四種會話類、流類、交互類和后臺類。會話類和流類對于時延比較敏感，而交互類和后臺類對時延則不敏感。
接著進(jìn)入步驟640，根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)類型來查詢用戶配置庫，得到QoS的映射規(guī)則。用戶配置庫可以由用戶在GGSN配置。由于對于IP來說有兩種方法來提供QoS保證，一種由TOS提供，一種由DSCP提供。因此映射規(guī)則有兩種配置方法，具體使用哪一種方法則需要看系統(tǒng)支持哪種方法。
步驟650與步驟660或者步驟670的組合用于實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)QoS的映射過程。在本發(fā)明的實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)的是從UMTS網(wǎng)到IP網(wǎng)的QoS映射。
具體的說，在步驟650中查詢底層接口，判斷系統(tǒng)支持TOS還是DSCP，從而確定在不同網(wǎng)絡(luò)間映射時所采用的映射規(guī)則。如果判定系統(tǒng)支持TOS，則采用TOS映射規(guī)則，進(jìn)入步驟660；如果判定系統(tǒng)支持DSCP，則采用DSCP映射規(guī)則，進(jìn)入步驟670。
在步驟660，系統(tǒng)根據(jù)用戶配置庫中的TOS映射規(guī)則，將用戶的業(yè)務(wù)類型轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的TOS值，完成向IP網(wǎng)的映射。
在步驟670，系統(tǒng)根據(jù)用戶配置庫中的DSCP映射規(guī)則，將用戶的業(yè)務(wù)類型轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的DSCP值，完成向IP網(wǎng)的映射。
接著進(jìn)入步驟680，將TOS的值或DSCP的值、CAR參數(shù)發(fā)送給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊，經(jīng)過格式變換后發(fā)送到新的網(wǎng)絡(luò)。其中CAR參數(shù)可以用做數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時的流量控制。
雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種通用移動通訊系統(tǒng)到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射方法，其特征在于，包含以下步驟A在配置庫中預(yù)先配置服務(wù)質(zhì)量的映射規(guī)則；B響應(yīng)用戶發(fā)出的請求消息，進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量協(xié)商；C根據(jù)協(xié)商的結(jié)果查詢所述配置庫，獲取所述映射規(guī)則；D根據(jù)所述映射規(guī)則對業(yè)務(wù)進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量的映射；E根據(jù)映射后的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行所述業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用移動通訊系統(tǒng)到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射方法，其特征在于，所述步驟D還進(jìn)一步包含以下子步驟D1判斷所述IP網(wǎng)支持服務(wù)類型還是支持差異化服務(wù)編碼點(diǎn)，如果是支持服務(wù)類型，則進(jìn)入步驟D2，如果是支持差異化服務(wù)編碼點(diǎn)，則進(jìn)入步驟D3；D2根據(jù)服務(wù)類型的映射規(guī)則，將通用移動通信系統(tǒng)中的會話類、流類、交互類、后臺類映射到IP網(wǎng)的服務(wù)類型的優(yōu)先級隊(duì)列；D3根據(jù)差異化服務(wù)編碼點(diǎn)的映射規(guī)則，將通用移動通信系統(tǒng)中的會話類、流類、交互類、后臺類映射到IP網(wǎng)的差異化服務(wù)編碼點(diǎn)值的快速轉(zhuǎn)發(fā)、或保證轉(zhuǎn)發(fā)、或盡力轉(zhuǎn)發(fā)模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通用移動通訊系統(tǒng)到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射方法，其特征在于，所述步驟D2還進(jìn)一步包含以下子步驟當(dāng)查不到合適的所述映射規(guī)則時，按照以下默認(rèn)配置進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量的映射服務(wù)質(zhì)量的會話類映射為服務(wù)類型的隊(duì)列7；服務(wù)質(zhì)量的流類映射為服務(wù)類型的隊(duì)列3；服務(wù)質(zhì)量的交互類映射為服務(wù)類型的隊(duì)列1；服務(wù)質(zhì)量的后臺類映射為服務(wù)類型的隊(duì)列0。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通用移動通訊系統(tǒng)到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射方法，其特征在于，所述步驟D3還進(jìn)一步包含以下子步驟當(dāng)查不到合適的所述映射規(guī)則時，按照以下默認(rèn)配置進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量的映射服務(wù)質(zhì)量的會話類映射為快速轉(zhuǎn)發(fā)隊(duì)列；服務(wù)質(zhì)量的流類映射為保證轉(zhuǎn)發(fā)隊(duì)列；服務(wù)質(zhì)量的交互類和后臺類映射為盡力轉(zhuǎn)發(fā)隊(duì)列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用移動通訊系統(tǒng)到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射方法，其特征在于，所述步驟E還進(jìn)一步包含以下子步驟從映射前的服務(wù)質(zhì)量提取約定訪問速度參數(shù)，并根據(jù)所述約定訪問速度參數(shù)對所述業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行流量控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通用移動通訊系統(tǒng)到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射方法，其特征在于，所述從映射前的服務(wù)質(zhì)量提取約定訪問速度參數(shù)的步驟包含以下子步驟判斷所述映射前的服務(wù)質(zhì)量的版本是R97/98還是R99，如果是R97/98，則將峰值吞吐量轉(zhuǎn)換為R99版本的最大上行速率和最大下行速率，并提取這兩個參數(shù)；如果是R99，則提取最大上行速率、最大下行速率、保證上行速率和保證下行速率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用移動通訊系統(tǒng)到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射方法，其特征在于，所述步驟B還包含以下子步驟根據(jù)協(xié)商的服務(wù)質(zhì)量判斷服務(wù)質(zhì)量的版本是否屬于R97/98，如果是則將R97/98版本的服務(wù)質(zhì)量轉(zhuǎn)換成R99版本的服務(wù)質(zhì)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用移動通訊系統(tǒng)到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射方法，其特征在于，所述映射規(guī)則是基于全局或基于接入點(diǎn)名稱的。
9.一種通用移動通訊系統(tǒng)到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射系統(tǒng)，包含用于接收請求消息的業(yè)務(wù)模塊，以及用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊，其特征在于，所述系統(tǒng)還包含處理模塊，用于進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量協(xié)商和服務(wù)質(zhì)量映射，并向所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的約定訪問速度；并且所述業(yè)務(wù)模塊在收到所述請求消息后通知所述處理模塊進(jìn)行質(zhì)量協(xié)商。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的通用移動通訊系統(tǒng)到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射系統(tǒng)，其特征在于，所述處理模塊還用于將通用移動通訊系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量從R97/98版本轉(zhuǎn)換成R99版本。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的通用移動通訊系統(tǒng)到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射系統(tǒng)，其特征在于，所述處理模塊還包含配置庫，用于保存所述服務(wù)質(zhì)量映射的映射規(guī)則。
全文摘要
本發(fā)明涉及通信中的服務(wù)質(zhì)量，公開了一種通用移動通訊系統(tǒng)到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射方法及其系統(tǒng)，使得不同類型網(wǎng)絡(luò)的QoS能夠匹配，能夠提高跨不同類型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊的整體質(zhì)量。這種通用移動通訊系統(tǒng)到IP網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量映射方法包含以下步驟A在配置庫中預(yù)先配置服務(wù)質(zhì)量的映射規(guī)則；B響應(yīng)用戶發(fā)出的請求消息，進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量協(xié)商；C根據(jù)所述協(xié)商的結(jié)果查詢所述配置庫，獲取所述映射規(guī)則；D根據(jù)所述映射規(guī)則對業(yè)務(wù)進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量的映射；E根據(jù)映射后的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行所述業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
文檔編號H04L12/56GK1627785SQ20031011934
公開日2005年6月15日 申請日期2003年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月10日
發(fā)明者袁昊 申請人:華為技術(shù)有限公司