CN101336532B - 用于在数据传输中安装分组过滤器的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种被描述用于在通信网络的用户设备(UE1)中将数据分组(DP)与分组承载(PB)相关联的方法。数据分组是在来自用户设备的应用功能的数据流中发送的，分组承载(PB)通过利用用户设备而被建立以用于通过通信网络将数据分组(DP)传向另外的实体，并且用户设备适于建立不同的分组承载。所述方法包括以下步骤：在通信网络的控制实体中识别具有所述数据分组的流，在控制实体的策略功能中从不同的分组承载中确定用于与所述流相关联的分组承载，确定所述另外的实体的路由级标识，指示用户设备根据路由级标识安装分组过滤器，其中所述分组过滤器将包括所述另外的实体的路由级标识的数据分组与所确定的分组承载相关联，将路由级标识提供给应用功能，将路由级标识包含到数据分组中，以及在所确定的分组承载(PB)上转发所述数据分组(DP)。相应的网络、控制实体、监视实体和计算机程序也被描述。

Description

用于在数据传输中安装分组过滤器的方法和设备
发明的技术领域
本发明涉及用于在通信网络的用户设备中将数据分组与分组承载(packet bearer)相关联的方法。此外还描述了包含本发明的设备和软件程序。
发明背景
多数情况下，需要通过用户设备与另外的实体之间的通信网络来发送数据分组。传输能够在下行链路和上行链路这两个方向上进行，并且所述另外的实体通常是另一个用户设备，例如在电话呼叫中。所述另外的实体还可以是诸如可以向用户设备发送声音和视频的不同分组流的服务器之类的服务实体，例如在流会话中，不过用户设备也可以向所述另外的实体发送分组。所述另外的实体能够是通信网络的一部分或者它能够与网络交换数据分组。
通信网络能够是固定或移动网络。在传输中能够包含多于一个的网络，例如如果用户设备位于移动网络中，所述移动网络与另外的实体所位于其中的固定网络直接对接(interface)或经由中间网络与之对接。通常的移动网络包括具有核心网络节点的核心网络，所述核心网络节点例如通用分组无线业务支持节点(GSN)，例如服务通用分组无线业务支持节点(SGSN)或网关通用分组无线业务支持节点(GGSN)。所述核心网络节点允许与外部网络进行数据交换，所述外部网络例如因特网或其他运营商(operator)的移动或固定网络。此外，通常的移动网络包括具有接入网络节点的一个或多个接入网络，所述接入网络节点用于控制去往用户设备的无线电传输，通常被称为例如基站控制器、无线电网络控制器(RNC)、节点B或基站收发器(base transceiver station)。节点和网络的其他实施方式也是可能的，例如执行SGSN功能的不同部分的增强型GSN和增强型RNC，从而允许省略SGSN。
运营商可以向产生不同类型的分组业务的订户提供服务，所述不同类型的分组业务全部是通过通信网络来传送的。根据分组业务的类型，对传输的需求相差很大。例如，语音传输需要低迟延和抖动，而仅能够接受有限量的误差(error)。使用分组缓冲器的流会话常常允许较高的延迟和抖动，并且接收器通常还能够纠正或隐藏(hide)误差。文件传送通常能够作为尽力(best-effort)业务来执行，但是通常需要无误差数据。另外，运营商可以根据用户预订来选择提供不同的服务质量(QoS)，即它们可以选择执行用户区分(differentiation)。因此，在例如第三代合作伙伴计划″Quality of Service(QoS)concept andarchitecture″的技术规范3GPP 23.107V 6.3.0.中所描述的数据业务的支配之下提供已定义(defined)服务质量是很重要的概念。
不同的上下文(context)限定了与涉及通信网络的节点和用户设备的数据传输相关的服务质量。用户设备和核心网络节点协商PDP(分组数据协议)上下文，所述PDP上下文指定用于通过3GPP承载对去往用户设备以及来自用户设备的数据分组的传输的参数。能够为与所述另外的实体与用户设备之间的不同链路有关的承载建立另外的上下文，例如用于接入节点与用户设备之间的无线电承载的上下文，其指定了无线电链路上的传输参数。所述另外的实体与用户设备之间的分组流然后被映射到与这些上下文相关联的承载并由此被转发。
当前3GPP标准定义了用于将下行链路数据映射到分组承载的机制。为此，将承载与PDP上下文相关联。PDP上下文能够向QoS提供的粒度(granularity)，即不同的PDP上下文能够提供不同的QoS。将分组映射到PDP上下文是在通信网络的边缘节点中完成的，例如在使用下行链路业务流模板(Traffic Flow Template TFT)的GGSN中。TFT是分组过滤器，其定义了用于将输入数据分组唯一地映射到PDP上下文的规则。下行链路TFT是PDP上下文定义的一部分并且能够被配置成对多个不同的参数起作用。例如，IP首部中的″业务类型″字段(ToS)或数据分组的IP源地址或能够被用于将分组映射到PDP上下文。会话管理(SM)协议被用于管理PDP上下文。
在上行链路中，用户设备需要有关如何把来自应用的数据分组映射到具有关联上下文的承载的信息。然而，该功能不在当前3GPP标准的范围中。作为替代，它被专门(proprietarily)定义并且在用户设备的供应商之间会有不同。在一种实施方式中，用户设备具有若干PDP上下文模板，每个都具有不同的关联QoS。连接管理器为每个应用程序提供到其中一个PDP上下文模板的映射。所述映射是静态配置，其在连接管理器中创建绑定(binding)并且被用信号通知(signal to)给用户设备，例如通过SMS。通常，用户通过访问运营商的网站(web-site)并且输入他正使用的电话型号以及他想要配置哪种应用(例如WAP或MMS)来进行配置。当会话开始时，例如当进行呼叫时，应用通过专有的(proprietary)API(应用编程接口)传送至连接管理器。连接管理器把来自应用的数据分组与所配置的PDP上下文相关联，并且如果需要，则建立上下文。因此，在应用与PDP上下文模板之间存在静态绑定。在配置中使用的标识符和格式对于每个供应商而言可以是特定的。
因此，用于将数据分组与承载相关联的现有方法是不灵活的(inflexible)并且不允许配置的动态改变。另一个问题是应用开发是接入特定(access specific)并且供应商特定的，即必须针对用户设备的特定供应商和特定接入(例如3GPP)来编写应用，这是因为上述绑定机制中的QoS API对于供应商和接入这二者而言可能会有所不同。
此外，依照3GPP规范的用户设备可以包括两个实体，终端设备(TE)和移动终端(MT)，这两个实体在逻辑上并且可选地在物理上是有区别的。在终端设备中执行应用，并且通过移动终端与移动网络交换数据分组。在现有技术中，将会需要TE与MT之间的接口，其中可以通过该接口传送应用的承载需求。因为在现有用户设备中，应用和上下文的绑定是供应商特定的，所以将会需要不同的接口。如果终端设备是例如个人计算机并且移动终端是移动网络卡，则计算机可能需要支持用于不同卡供应商的不同接口，从而引起高复杂度和成本。
发明内容
在此背景下，本发明的目的是提出一种用于在通信网络的用户设备中将数据分组与承载相关联的简单且灵活的方法。
根据本发明，执行在权利要求1中所描述的方法。此外，本发明被包含在如其他独立权利要求所描述的通信网络、控制实体、监视实体和计算机程序中。在从属权利要求中描述了有利的实施例。
所提出的方法在通信网络的用户设备中将数据分组与分组承载相关联。数据分组是在来自用户设备的应用功能的数据流中发送的。虽然流可以仅包括单个数据分组，但是通常在流中发送多个数据分组。分组承载通过利用用户设备而被建立以用于通过通信网络将数据分组传向另外的实体，例如传送到另一个用户设备或服务器。
承载的建立能够由用户设备或由通信网络中的另一个实体来触发。所述建立能够在与将要在下文中描述的方法的其他步骤相关的不同时间执行。用户设备适于建立不同的分组承载。例如，承载在所提供的服务质量方面可以不同。可选地，用户设备可以保持多于一个同时建立的承载。
所述方法在通信网络的控制实体中识别具有数据分组的流。控制实体的策略(policy)功能从不同的分组承载中确定用于与所述流相关联的分组承载。优选地，为控制实体提供运营商策略规则，用于从用户设备适于建立的不同承载当中确定对所确定承载的选择。在UMTS(通用移动电信系统)网络中，控制实体能够例如是GSN或PCRF(策略和计费规则功能)。
确定所述另外的实体的路由级标识。该确定能够在控制实体中或网络的另一个实体中执行，所述另一个实体将路由级标识转发至控制实体。路由级标识使得将数据分组转发到所述另外的实体得以实现。路由级标识能够是流的标识的一部分并且被用于流的标识中。
用户设备被指示根据路由级标识安装(install)分组过滤器。分组过滤器把包括所述另外的实体的路由级标识的数据分组与所确定的分组承载相关联。路由级标识被提供给应用功能，例如在源自所述另外的实体的信令消息中。路由级标识被包含到数据分组中。因此，通过分组过滤器在所确定的分组承载上转发数据分组。
所提出的方法允许将数据分组简单且灵活地关联到分组承载，这不需要关联的先前配置并且能够在数据会话启动之前，之时或之后被建立。所提出的方法提供了用于通信网络(即网络运营商)的受控方式，用于在从用户设备到另外的实体的上行链路中将数据分组映射到承载，从而在服务之间以及在用户之间提供区分。网络能够通过控制过滤器安装的策略功能来允许或禁止将选定流映射到用户设备中的承载。为此目的，运营商可以指定策略规则。另外，该方法实现了接入无关(agnostic)的应用开发，即能够独立于用户设备所连接到的接入网络来开发应用，这是因为仅仅使用了普遍存在的套接字(socket)API功能。这简化了应用的开发，从而使开发得以更加便宜。路由级标识能够由应用通过套接字API来设置。该方法没有引入用于安装上行链路分组过滤器的新的专用信号，而是重新使用用于此目的的现有程序，因此能够很容易在现有通信网络中实施。
通信网络通常包括多个实体。在优选实施例中，控制实体从监视实体接收所确定的路由级标识并且指示用户设备安装分组过滤器。监视实体和控制实体可以被实现为单个设备的部分或者被实现在不同设备中。监视实体能够例如监视用于用户设备与另外的实体之间的会话建立的信令或在用户设备与另外的实体之间所建立的会话期间发送的数据分组。因为用于安装过滤器和用于会话启动的信令在用户设备中具有不同的接收实体并且通常还将通过使用不同的信令协议来执行，所以通常不宜使用单个实体来监视会话级消息和指示过滤器安装。
在所提出的方法的有利实施例中，通过启动消息来启动用户设备与另外的实体之间的通信会话的建立。该启动消息包括所述另外的实体的会话级标识，即采用以下格式：电话号码、统一资源定位符(URL)或电子邮件地址或任何其他会话级标识。监视实体适于监视在用户设备与所述另外的实体之间发送的用于建立会话的消息。监视实体存储与通信会话相关的信息。例如，监视实体能够是用于存储被启动的会话的状态的呼叫状态控制功能。监视实体可以与某实体相关联，该实体用于执行对会话级标识的地址解析并且用于将启动消息转发至所述另外的实体。通过使用会话级标识来将启动消息转发至所述另外的实体。监视实体然后等待与通信会话的建立相关的应答消息并且根据应答消息来确定所述另外的实体的路由级标识。可以接收若干应答消息，并且能够根据一个或若干应答消息来确定路由级标识。应答消息被转发至用户设备并且会话建立完成。该实施例实现了利用简单的实施方式来获得必要信息并且确定流的标识，尤其针对会话的始发侧。
在所提出的方法的可替换的实施例中，另外的实体与用户设备之间的通信会话的建立是通过启动消息来启动的，所述启动消息包括所述另外的实体的路由级标识以及所述用户设备的会话级标识。监视实体适于接收启动消息并且适于根据启动消息确定所述另外的实体的路由级标识。然后使用会话级标识将启动消息转发至用户设备，并且会话建立完成。该实施例实现了利用简单的实施方式来获得必要信息并且确定流的标识，尤其针对会话的终止侧。
在另外的实施例中，检查用户设备在第一承载上发送的初始数据分组，例如在控制实体中或在监视实体中。第一承载能够是例如缺省承载或者它能够根据所描述的前述实施例中的一个来建立。根据所检查的分组数据来识别用于关联的流，例如根据分组首部中的信息、分组内容或数据分组的其他参数。然后，确定用于与所述流相关联的第二分组承载。于是能够针对该流来建立第二承载，能够安装过滤器以便将该流与现有第二承载相关联，或者为此目的可以修改现有承载(例如第一承载)的参数。
在有利的实施例中，分组承载的建立是通过来自通信网络中的节点的请求来启动的。这实现了网络运营商对用户设备的传输的改进控制。
优选地，分组承载在来自包括服务质量、计费表(charging tariff)和分组被转发到的接入点的组中的至少一个关联项方面是不同的。因此，承载能够提供不同的服务质量或者可以不同地计费或这二者都可以，并且能够被相应地选择。
通常，用户设备包括执行单元和传输单元，所述执行单元用于执行应用功能，所述传输单元用于在相关联的分组承载上发送数据分组。在多数情况下，执行单元和传输单元被包括在相同设备中，例如在移动电话中。这些单元在逻辑上可以是不同的，即它们可以具有指定接口，例如像依照3GPP规范的移动终端和终端设备。还可能的是，用户设备包括物理上不同的设备，例如传输单元可以是UMTS卡或移动电话，而执行单元是可连接到传输单元的另一个设备的一部分，所述另一个设备例如是具有与传输单元的有线或无线连接的计算机或电视机。
在优选实施例中，数据分组是网际协议IP数据分组。这使得该方法在现有网络中很容易实施。能够使用基于IP协议的会话协议来执行会话启动信令。适当的协议例如是会话启动协议(SIP)或实时流协议(RTSP)。这二者都能够结合会话描述协议(SDP)来使用。
所述另外的实体的路由级标识优选地包括目的地址和/或目的地端口号，例如IP地址和IP端口号。
能够在所描述的方法之前或期间的不同时间建立分组承载。通常适合在过滤器安装的同时建立承载。在另一个实施例中，在安装分组过滤器之前，建立承载。还可以在通信会话的建立之前建立承载，其中数据分组在所述通信会话中被发送。在这些情况下，能够在分组承载的修改程序中安装分组过滤器。在承载建立所需的时间与过滤器安装的时间相比很长的情况下该实施例是有利的。
在优选的实施例，分组过滤器根据至少一个另外的参数将数据分组与分组承载相关联。这样就可以实现数据分组和承载之间的映射的更细化的粒度，例如用于传送具有不同服务质量或不同计费的分组。例如，分组过滤器可以评估分组首部中另外的字段，例如源地址、源端口号、诸如差分服务代码点(DSCP)、协议标识之类的另外的首部字段，或者这样的参数的任意组合。
有利的通信网络适于执行如上所描述的方法的任何实施例。
一种优选的控制实体适用于具有用户设备的通信网络。用户设备的应用功能适于在数据流中发送数据分组，并且分组承载能够通过利用用户设备而被建立以用于通过通信网络将数据分组传向另外的实体。用户设备适于建立不同的分组承载。
控制实体包括输入单元，所述输入单元适于接收具有数据分组的流或与所述流相关的信息。因此，该控制实体可以是流路径的一部分或者它可以从网络中的另一个实体接收与流相关的信息，例如源和目的地。控制实体的处理单元包括适于识别流的识别功能。策略功能(PF)适于从不同的分组承载中确定用于与所述流相关联的分组承载，例如根据网络运营商所指定的规则。举例来说，运营商可以指定：在具有特定参数的承载上转发来自特定源或目的地的分组。
此外，处理单元适于利用确定功能来确定所述另外的实体的路由级标识。通常，处理单元根据从网络中的另外的实体接收的消息来确定路由级标识。输出单元适于指示用户设备根据路由级标识来安装分组过滤器，所述分组过滤器把包括所述另外的实体的路由级标识的数据分组与所确定的分组承载相关联。输入和输出单元可以被包含在公共输入/输出单元中。还可能的是，控制实体指示另外的节点执行信令(signaling)。
有利的监视实体适于在具有用户设备的通信网络中使用。用户设备的应用功能适于在数据流中发送数据分组。分组承载通过利用用户设备而被建立以用于通过通信网络将数据分组传向另外的实体，并且用户设备适于建立不同的分组承载。监视实体包括输入单元，所述输入单元适于接收包括所述另外的实体的会话级标识的启动消息，所述启动消息启动用户设备与所述另外的实体之间的通信会话的建立。优选地，监视实体还适于接收对启动消息的应答消息。
监视实体的处理单元适于监视消息并且根据启动消息或根据应答消息来确定所述另外的实体的路由级标识。输出设备适于使用会话级标识将启动消息转发至所述另外的实体并且适于将应答消息转发至用户设备。所述监视实体还适于将所确定的路由级标识转发到控制实体，以用于指示用户设备根据路由级标识安装分组过滤器，其中所述分组过滤器将包括所述另外的实体的路由级标识的数据分组与所确定的分组承载相关联。
有利的监视实体包括存储器，所述存储器用于存储与通信会话相关的信息。
本发明还能够被包含在软件程序中，所述软件程序包括代码，所述代码用于执行与在其中执行该程序的设备相关的方法的步骤。优选地，它被在控制实体中执行。
用于在用户设备中将数据分组与分组承载相关联的有利的程序适用于通信网络，其中数据分组是在来自用户设备的应用功能的数据流中发送的。分组承载通过利用用户设备而被建立以用于通过通信网络将数据分组传向另外的实体。用户设备适于建立不同的分组承载，路由级标识被提供给应用功能，并且路由级标识被包含到数据分组中。后面的步骤可以在程序的执行期间或之后被执行。
所述程序包括用于在通信网络的控制实体中识别具有数据分组的流的程序代码。它从不同的分组承载中确定用于与所述流相关联的分组承载。它还确定所述另外的实体的路由级标识，可选地根据从通信网络中的另一个实体接收的信息。该程序向用户设备发出指示，以指示用户设备根据路由级标识来安装分组过滤器，其中所述分组过滤器将包括所述另外的实体的路由级标识的数据分组与所确定的分组承载相关联。根据本发明的程序例如被存储在数据载体上或可被加载到用户设备或控制设备的处理单元中，例如作为信号序列。
控制实体、监视实体和软件程序能够适应于如上所述的方法的任何实施例。
根据以下对附图中所示出的优选实施例的详细描述，本发明的上述及其他目的、特征和优点将会更加明显。
附图简述
图1示出用于在移动系统中提供已定义服务质量的体系结构。
图2示出其中包含本发明的移动系统中的节点的协作。
图3示出执行用于将数据分组与承载相关联的方法的设备。
图4示出用于实施所提出的方法的信令图。
图5示出用于实施所提出的方法的另一信令图。
图6示出用于实施所提出的方法的第三信令图。
图7示出用于实施所提出的方法的第四信令图。
图8示出适于执行所提出的方法的控制设备。
图9示出用于在所提出的方法中使用的监视设备。
优选实施例的详细说明
图1图示了在第三代合作伙伴计划的技术规范3GPP 23.107V 6.3.0.中所规定的第三代移动系统中的服务质量概念。在另外的实体(AF)与用户设备之间发送包括数据分组的业务，所述用户设备包括终端设备(TE)和移动终端(MT)。该另外的实体(AF)可以是位于运营商的网络或外部网络中的服务器，然而它还可以是另一个用户设备。该概念的目的是使用基础级别(underlying level)的承载服务来在应用级上提供已定义服务质量(QoS)。那些承载服务是由包括用于定义相应承载服务的QoS的属性的上下文来指定的。因为应用层上的端对端服务的质量依赖于基础级别的规范，所以承载服务的上下文需要根据所需的端对端服务质量来指定。
TE/MT本地承载服务在用户设备内在终端设备(TE)与移动终端(MT)之间转发数据分组。因此，终端设备(TE)和移动终端(MT)可以是单个设备的一部分或者可以被包含在不同设备中，所述不同设备利用经由TE/MT本地承载服务的通信。利用移动网络的无线电接入网络(RAN1)通过无线电链路来接收或发送数据分组。外部承载服务由另一个网络提供，所述另一个网络还能够是UMTS(通用移动电话系统)网络，即依照3GPP规范的网络、另一个移动网络或固定网络，像诸如因特网之类的固定通信系统。外部承载在所述另外的实体(AF)与移动网络的核心网络的边缘节点(CN-GW)之间转发数据分组。
核心网络还包括核心网络节点(CN1)，所述核心网络节点(CN1)控制核心网络与无线电接入网络(RAN1)之间的分组转发。边缘节点(CN-GW)和核心网络节点(CN1)能够是相同的节点。通过移动网络的数据分组业务是通过移动终端(MT)与核心网络节点(CN1)之间的无线电接入承载服务以及通过网关节点(CN-GW)与核心网络节点(CN1)之间的核心网络承载服务来发送的。这些服务又由用户设备与无线电接入网络(RAN1)之间的无线电链路上的无线电承载服务、无线电接入网络(RAN1)与核心网络节点(CN1)之间的RAN接入承载服务以及核心网络内的骨干承载服务来提供。最终，所有的服务都依赖于相应链路上的不同的物理(physical)承载服务，即典型地，在传输中多个上下文和服务涉及单独的链路。
图2示出使用所提出的涉及上下文和节点的方法而进行的数据分组传输的例子。对于数据分组的传输，在用户设备(UE1)与核心网络节点(这里是SGSN(SGSN1))之间协商PDP上下文(PDP)。之后经由核心网络节点和接入节点来执行传输或者至少由它们来控制传输。虚线11指示在用户设备(UE)与另外的实体(AF)之间在上行链路和下行链路方向上转发分组的可能路线(route)。控制实体(PCRF)具有用于与作为边缘节点的GGSN(GGSN1)以及与另外的实体(AF)进行通信的接口。
PDP上下文的建立例如能够通过从用户设备到SGSN的相应请求(RQ1)来启动。还可能的是，网络(例如，GGSN)请求建立PDP上下文(PDP)，例如通过送至用户设备的消息，所述消息然后启动发送请求(RQ1)以激活PDP上下文。
PDP上下文包括用于定义分组传输的服务质量的属性。无线电承载(RB)的建立通常被包含在PDP上下文的建立中。为此，SGSN(SGSN1)向接入节点发送对建立无线电承载(RB)的请求(12)，在本例中，接入节点为RNC(RNC1)。在无线电链路上将数据分组传输到用户设备例如是由节点B(NB)来执行的，所述节点B(NB)是由RNC通过使用无线电资源控制信令(13)来控制的。还可以将节点B和RNC的功能集成在单个节点中。SGSN还向核心网络的边缘节点发送请求(14)以用于建立核心网络承载，所述边缘节点在此是GGSN(GGSN1)。能够由操作支持系统(OSS)通过信令链路(SIG)来执行对不同节点的配置。
图3图示了针对UMTS网络的例子所提出的方法的基本概念。在该网络中，作为边缘节点(EN2)的GGSN和无线电接入网络(RAN)提供了两个具有不同特性的承载，表示为承载A和承载B。所述承载在很多不同方面都可以不同。所述特性的两个例子可以是与承载相关联的QoS或者与通过承载来传送的数据分组相关联的的计费策略(chargingpolicy)。GGSN包括下行链路分组过滤器(DL PF)，其把不同服务所产生的分组流映射到承载。为了指示分组过滤器与承载的关联，对于承载A这两者都用虚线来指示，而承载B和相关联的过滤器用连续线来指示。分组流是具有相同源、目的地和协议的一组数据分组。例如，IP流包括具有相同源地址、源端口、目的地址、目的地端口和协议标识的数据分组。
在本例中，第一服务(Srv1)产生两个应用流，而第二服务(Srv2)产生一个应用流，其通过下行链路分组过滤器(DL PF)被映射到承载。源自服务的数据分组需要不同的承载，并因此还被用虚线和连续线来指示，所述虚线和连续线对应于通过下行链路分组过滤器(DL PF)将数据分组转发到的承载。
在用户设备(UE2)中执行两个应用功能(App1、App2)，所述用户设备包括作为执行单元(EU2)的个人计算机和作为传输单元(TU2)的移动电话。第一应用功能App1产生两个数据分组流，每个都具有需要网络中的不同处理的特性。再次利用与应该被使用的承载的轮廓相对应的虚轮廓和连续轮廓对此进行指示。而且，利用与相应承载相对应的连续线和虚线来指示数据分组(DP、DP′)。产生多个分组流的应用实例是多媒体和存在(presence)应用，其将例如IP语音(voiceover IP)服务与诸如视频、聊天、白板(whiteboard)和文件共享之类的其他服务相结合。第二应用功能App2仅产生单个数据分组流。
所提出的方法提供了用于在数据分组流与承载之间进行映射的机制。尽管该例子描述了具有不同设备的分离的(split)用户设备，但是所述方法还适用于其中在包括执行单元和传输单元这二者的设备上执行应用的情形。
执行单元对不同应用流的数据分组标以旨在将它们送往的目的地。在本例中，这是如此实现的：网络使用例如SIP/SDP通过应用层信令指示执行单元对不同的应用流标以目的地IP地址和目的地端口号的特定组合。通常，用信号通知路由级标识的功能可以是任何会话级协议的一部分。
UL分组过滤器(UL PF)被在传输单元中建立并且提供分组对与过滤器相关联的不同承载的映射。在所提出的解决方案中，这是通过网络将过滤器安装为会话管理协议程序的一部分来实现的，例如PDP上下文建立或修改。所述过滤器使用路由级标识，例如用于将分组映射到承载的目的地IP地址和端口号的组合。另外，可以由分组过滤器来检查其他参数。例如，此外过滤能够基于源地址、源端口号、差分服务代码点(DSCP)、协议标识、IP首部中的另外字段或者这样的参数的任意组合。这实现了粒度更细化的映射。
使用上行链路过滤器，网络能够在通信网络的用户设备中控制上行链路数据分组与多个分组承载其中一个的关联，其中上行链路数据分组源自应用功能，并且分组承载是在用户设备与网络基础结构之间建立的。所述方法识别受控(subject to control)的上行链路数据分组流，并且确定将要与所述上行链路分组流相关联的分组承载。该确定是在网络中执行的。所述上行链路数据分组流的路由级标识也是在网络中识别的。路由级标识与所确定的分组承载的关联被提供给用户设备。基于从网络提供的关联在用户设备中将所述上行链路数据分组与所确定的分组承载相关联。
识别受控的流以及确定分组承载的步骤能够基于运营商策略规则。优选的路由级标识是IP流5元组(tuple)或IP流5元组的子集，尤其是目的地IP地址和目的地端口号。对上行链路数据分组流和相关的路由级标识的识别优选地基于对包含于在应用功能与接收应用实体之间发送的会话级信令消息中的流描述的分析，例如基于使用SDP的协议，例如SIP或RTSP。路由级标识能够以要在来自应用功能的上行链路数据分组中使用的目的地IP地址和端口号的形式被包含在指定送至所述应用功能的会话级信令消息中。能够在建立分组承载时完成对路由级标识与分组承载的关联的提供。可替换地，能够针对先前已建立的分组承载来完成所述提供。
图4-6示出在3GPP通信网络中建立基于SIP的会话期间在用户设备中安装分组过滤器的信令序列的例子。类似的序列也将适用于RTSP/SDP会话。在本例中假定用于传送SIP信令的PDP上下文已经在会话启动时被建立。用于建立该PDP上下文的前述信令因此未被示出。PDP上下文能够例如根据来自网络的请求而被建立，例如二次网络请求的PDP上下文激活(SNRPCA)。相应地，SNRPCA信令能够被用于在用户设备中安装分组过滤器。
在所有例子中，所述用户设备和所述另外的实体这二者都是3GPP通信系统的用户设备，即在始发与终止移动用户设备之间建立会话，所述始发和终止移动用户设备这二者都被连接到3GPP网络。在许多其他情况下，它们中的至少一个将会在另一种类型的网络中，例如在固定网络中。始发和终止网络可以通过一个或多个中间网络来连接，所述一个或多个中间网络如矩形所指示的那样在网络之间转发信令。信令序列的各方面可以被改变，例如根据未来的消息标准化。
SIP/SDP信令被用于指示用户设备如何对数据分组进行标记，所述用户设备这里是IMS(IP多媒体子系统)客户端。关于所示的消息中的信息元素的标示(designation)，地址和端口号是根据相应侧来指定的，即A侧的源(src)是B侧的目的地(dst)，反之亦然。
这两个用户设备都包括移动终端(MT A，MT B)和终端设备(TE A，TE B)。信令序列不需要移动终端与终端设备之间的信号。因此，即使在这两个实体之间不存在控制接口的情况下它们也适用。
在这些例子中，GPRS支持节点(GSN A，GSN B)，例如网关GSN是移动核心网络的边缘节点。通过被称为IMS核心A、IMS核心B的作为监视实体的节点来对SIP信令进行转发和检查。在典型的3GPP网络中，这可以是P-CSCF(代理-呼叫状态控制功能)。由运营商定义的计费规则以及策略(例如用于准入控制)例如是由作为控制实体的策略和计费规则功能(PCRF A，PCRF B)来实施的。
在图4的例子中，用于传送具有关联的PDP上下文的已启动会话的数据分组的分组承载已经在会话启动之前被建立。相应信令因此未被示出。该图中的以下信令消息被详细描述：
1.终端设备TE A发送SIP邀请消息至节点IMS核心A。该消息包括SDP参数，所示SDP参数包含要在会话的A侧使用的IP地址和端口号。节点IMS核心A监视SIP业务。
2.节点IMS核心A发送AAR(授权鉴别请求)消息至控制实体PCRFA，所述消息包含要在会话的A侧使用的IP地址和端口号以及服务标识符，其中利用所述服务标识符，PCRF能够识别所调用的服务。
3.控制实体PCRF A发送″安装PCC规则″消息至边缘节点GSN A以指示对于该承载而言应该使用哪个QoS等级来从该服务传送分组。PCRF A包括要在会话的A侧使用的IP地址和端口号，其能够被用于核心网络中的门控制(gating control)，以及可选地，GBR(保证比特率(Guaranteed Bit Rate))值，该值能够被用于在接入网络中实现准入控制。
4.RAB(无线电接入承载)修改程序(Modify procedure)被执行，其中为指定GBR和QoS等级保留资源。如果该程序成功，即能够在无线电接入网络RAN A中保留资源，则继续进行会话的建立。
5.当接收到AAA(授权鉴别应答)消息时，节点IMS核心A可选地经由一个或更多个中间网络把在步骤1中接收的消息SIP邀请转发到节点IMS核心B。
6.当接收到SIP邀请消息时，节点IMS核心B发送AAR消息至控制实体PCRF B，所述消息包含要在会话的A侧使用的IP地址和端口号以及服务标识符，其中利用所述服务标识符，PCRF B能够识别所调用的服务。
7.控制实体PCRF B发送″安装PCC规则″消息至边缘节点GSN B以指示对于该载体而言应该使用哪个QoS等级来从该服务传送分组。PCRF B包括要在会话的A侧使用的IP地址和端口号，所述IP地址和端口号旨在供分组过滤器中的终端设备TE B使用。它们还能够被用于核心网络中的过滤和门控制，例如通过GSN B。在该消息中，GBR(保证比特率)值能够被包含以在接入网络中实现准入控制。
8.RAB修改程序被执行，其中为任何指定的GBR和QoS等级保留资源。如果该程序成功，即如果能够在无线电接入网络RAN B中保留资源，则继续进行会话的建立。
9.用于修改与媒体承载相关联的PDP上下文的程序被启动。该程序安装分组过滤器，所述分组过滤器根据终端设备TE B中的目的地IP地址和端口号来选择分组。
10.节点IMS核心B将SIP邀请消息转发到终端设备TE B。SDP参数包含要在会话的A侧使用的IP地址和端口号。相应地，它们能够被插入源自驻留在TE B中的应用功能的数据分组之中。如果已经被启动的应用功能需要用户的接受，则TE B中的IMS客户端响铃(ring)或给予用户另一指示：会话应该被建立。其他的会话可以在没有用户确认的情况下启动。
11.当用户例如通过在TE B处进行拾取(picking up)而确认了对话建立时，SIP 200 OK(确认)消息被从TE B发送到IMS核心B。该消息包含要在会话的B侧使用的IP地址和端口号。
12.节点IMS核心B发送AAR消息至控制实体PCRF B，所述消息包含要在会话的B侧使用的IP地址和端口号。
13.PCRF B消息发送″修改PCC规则″消息至边缘节点GSN B，所述消息包含要在会话的B侧使用的IP地址和端口号以及要用于该会话的QoS等级。该信息能够在GSN B处被使用以便执行对输入分组的门控制和过滤。
14.在接收到所转发的消息SIP 200 OK之后，节点IMS核心A监视消息的内容并且发送AAR消息至PCRF A，所述AAR消息包含要在会话的B侧使用的IP地址和端口号。
15.控制节点PCRF A发送″修改PCC规则″消息至GSN A，所述消息包含要在会话的B侧使用的IP地址和端口号以及要用于该会话的QoS等级。该信息能够在GSN B处被使用以便执行对输入分组的门控制和过滤。
16.用于修改与媒体承载相关联的PDP上下文的程序被启动。该程序安装分组过滤器，所述分组过滤器包含终端设备TE A中的目的地IP地址和端口号。
17.节点IMS核心A将SIP 200OK消息转发到TE A。该消息中的SDP参数包含要在会话的B侧使用的IP地址和端口号。相应地，它们能够被插入源自驻留在TE A中的应用功能的数据分组之中。
最后，在所涉及的用户设备之间发送对成功建立会话的确认。
总之，在A侧，一旦目的地IP地址和端口已知，即在从B侧接收到包括该信息的SIP 200OK消息之后，就使用PDP上下文修改程序来安装上行链路分组过滤器。在B侧，由于根据SIP邀请消息可以得知目的地IP地址和端口，所以能够直接利用PDP上下文修改程序来安装上行链路过滤器。在步骤4和8中去往RAN的RAB修改信号仅仅在需要资源保留的情况下才是相关的。如果在RAN中没有使用资源保留，则能够从信令中删掉RAB修改信号。对于分组过滤器，多种关联都是可能的，其能够被用于例如将分组映射到具有不同QoS特性的承载。另外，分组能够被映射到不同的APN或者计费不同。此外，组合也是可能的。
上述方法还能够被用于除上述例子中的3GPP网络之外的其他接入网络，这是因为应用层信令协议是接入无关的。只有被用于安装上行链路分组过滤器的信令需要适应不同的接入网络。该方法的一个主要优点在于，在用户设备中执行的应用不需要支持API上的用于处理服务质量的特定程序。任何与低层(lower layer)的通信都是通过标准套接字AP I来进行的。这大大简化了应用开发。
图5示出一个例子，其中在会话建立期间建立媒体承载。尽管提供与图4中的相应消息相同用途的若干消息在图5中示出，但是在此仅描述所选择的消息，而对其他消息在下文中不做重复描述。采用了如下步骤：
1.终端设备TE A发送SIP邀请消息至IMS核心A。该消息包括SDP参数，所述SDP参数包含要在会话的A侧使用的IP地址和端口号。
2.在A侧启动SNRPCA程序，用于请求由移动终端MT A建立PDP上下文。在该程序中，上行链路分组过滤器不能被安装在TE A中，这是因为目的地IP地址和端口号仍是未知的。
3.作为PDP上下文激活的一部分，建立RAB。还能够在RAN A中执行资源保留程序。
4.在B侧启动另外的SNRPCA程序，用于请求由移动终端MT B建立PDP上下文。在该程序中，上行链路分组过滤器被安装在TE B中，用于根据目的地IP地址和端口号来选择分组。
5.作为SNRPCA程序的一部分，在B侧建立RAB。
6.节点IMS核心B将SIP邀请消息转发到TE B。SDP参数包含要在会话的A侧使用的IP地址和端口号。相应地，它们能够被插入源自驻留在TE B中的应用功能的数据分组之中。
7.SIP 200OK消息包含要在会话的B侧使用的IP地址和端口号。该消息被转发到A侧的节点IMS核心A。
8.一旦在GSN A处接收到要在会话的B侧使用的IP地址和端口号，就能够触发PDP修改程序。该程序根据目的地IP地址和端口号利用上行链路分组过滤器来更新PDP上下文。
9.IMS核心A将SIP 200 OK消息转发到TE A。该消息中的SDP参数包含要在会话的B侧使用的IP地址和端口号。相应地，它们能够被插入源自驻留在TE A中的应用功能的数据分组之中。
总之，在A侧在可获得安装上行链路分组过滤器所需的参数之前使用SNRPCA程序来建立承载。因为要在B侧使用的目的地IP地址和端口是未知的，直到在从B侧接收到该信息之后，所以在序列之末使用PDP上下文修改程序来更新上行链路过滤器。在B侧，由于根据SIP邀请消息可以得知IP地址和端口，所以在该程序期间建立承载并且安装上行链路分组过滤器。
图6示出用于安装上行链路过滤器的第三信令序列。如先前的例子中那样，仅仅描述了在序列中所选择的消息，不过在该图中其他消息的用途与图4中的那些消息一致。在本例中，A侧的上行链路分组过滤器的安装是与承载的建立一起进行的。采用了如下步骤：
1.终端设备TE A发送SIP邀请消息至节点IMS核心A。它包括SDP参数，所述SDP参数具有要在会话的A侧使用的IP地址和端口号。在不在无线电接入网络中执行资源保留或者不建立承载的情况下将该消息转发到IMS核心B。
2.在B侧启动SNRPCA程序。在该程序中，上行链路分组过滤器被安装在TE B中，用于根据目的地IP地址和端口号来选择分组。
3.作为SNRPCA程序的一部分，在B侧建立RAB。
4.节点IMS核心B将SIP邀请消息转发到TE B。SDP参数包含要在会话的A侧使用的IP地址和端口号。相应地，它们能够被插入源自驻留在TE B中的应用功能的数据分组之中。
5.SIP 200OK消息包含要在会话的B侧使用的IP地址和端口号。该消息被转发到A侧。
6.一旦在GSN A处接收到要在会话的B侧使用的IP地址和端口号，就触发另外的SNRPCA程序以便在A侧建立PDP上下文。该程序还安装了上行链路分组过滤器，用于根据目的地IP地址和端口号来选择分组。
7.在A侧建立RAB。如果在RAN中没有使用资源保留，则在该消息中不需要GBR值。如果使用了资源保留，则能够包含GBR值。
8.节点IMS核心A将SIP 200OK消息转发到TE A。该消息中的SDP参数包含要在会话的B侧使用的IP地址和端口号。相应地，它们能够被插入源自驻留在TE A中的应用功能的数据分组之中。
在本例中，在A侧和B侧这二者上，使用网络请求的PDP上下文激活使上行链路过滤器的安装与承载的建立一起进行。相应地，A侧上承载的建立被推迟直到从B侧接收到有关目的地IP地址和端口号的信息。
图7的例子示出信令序列，其中针对内容上载来修改对预先建立的(pre-established)承载的过滤。如前述例子中那样，用户设备包括终端设备TE和移动终端MT，并且经由GSN来执行数据传输并且由PCRF控制数据传输。在所图示的序列开始之前，已经在网络与用户设备之间建立了分组承载。
最初，用户浏览，例如访问万维网服务器上的站点。在浏览期间传送的数据分组被映射到具有缺省QoS的承载。用户激活从用户设备到上载服务器(例如，到网络日志(webblog)服务器)的文件上载。文件上载开始于缺省QoS，但是数据分组对应于新的流。网络中的控制实体(例如GSN或者运营商网络中的另一个节点)检测新的流，例如通过识别流被送往的特定URL或IP地址。根据用户的预订，在控制实体中激活规则，该规则确定去往特定URL或IP地址的上行链路流应该被映射到较高的QoS。
控制实体然后启动对用户设备中的上行链路分组过滤器的更新。在所示的例子中，这是通过使用PDP修改程序来实现的。可替换地，PDP修改可以被替换为用于建立附加的PDP上下文的程序，例如SNRPCA序列。在这两种情况下，优选地使用缺省QoS继续并行地进行上载。当用户设备中的过滤器被更新时，继续在具有较高QoS的承载上进行上载。这确保了超过来自用户设备及网络中的其他实体的其他业务的优先级。
在图8中示出根据本发明的控制实体。它在通信网络的用户设备中启动数据分组与分组承载的关联，其中分组承载适于将数据分组传送到另外的实体。控制实体包括输入单元(IUC)，用于接收与数据分组流相关的信息(INF)。处理单元(PUC)适于在识别功能(IF)中识别流。例如，为此目的，识别功能(IF)能够评估消息(INF)。策略功能(PF)适于从对于用户设备而言可用的不同分组承载中确定用于与所述流相关联的分组承载。优选地，控制设备包括存储器，所述存储器具有作为所述确定的基础的运营商定义的规则(OR)。确定功能(DRI)确定另外的实体的路由级标识。确定功能(DRI)例如还能够评估信息消息(INF)或包括该信息的另一消息。
输出单元(OUC)适于指示用户设备根据路由级标识来安装分组过滤器，所述分组过滤器把包括所述另外的实体的路由级标识的数据分组与所确定的分组承载相关联。优选地，该指示通过送至用户设备的指令消息(IM)来执行。
图9示出用于具有用户设备的通信网络的监视实体。该监视实体包括输入单元(IUM)，所述输入单元(IUM)适于接收启动消息(INV)，所述启动消息(INV)包括另外的实体的会话级标识。启动消息(INV)启动用户设备与所述另外的实体之间的通信会话的建立。输入单元(IUM)优选地还适于接收对所述启动消息的应答消息(REP)。如果启动消息包括执行所提出的方法所需的所有信息，例如图4中的实施例的B侧的SIP邀请消息，则没有必要经由监视实体发送应答消息以及由监视实体接收应答消息。
处理单元(PUM)适于在监视功能(MF)中监视消息并且适于根据启动消息(INV)或根据应答消息(REP)来确定所述另外的实体的路由级标识。输出单元(OUM)适于使用会话级标识将启动消息转发到所述另外的实体，并且如果需要，将应答消息(REP)转发到用户设备。
该监视实体此外还适于将所确定的路由级标识转发到控制实体，以用于指示用户设备根据路由级标识安装分组过滤器。为此目的，能够经由输出单元(OUM)向控制实体发送通知(NOT)。
优选地，监视实体包括存储器(MEM)，所述存储器(MEM)用于存储与通信会话相关的信息。该信息允许尤其将启动消息(INV)和应答消息(REP)彼此相关联以及与会话相关联。
控制实体和监视实体的单元和功能能够体现为电子或光学电路或者在这种电路中执行的软件。这两个设备的输入和输出单元可以被集成在公共的I/O单元中。
上述实施例极好地实现了本发明的目标。然而，将会意识到，本领域技术人员可以在不偏离仅由权利要求限定的本发明的范围的情况下对其进行改变。

Claims (15)

1.一种用于在通信网络的用户设备(UE1)中将数据分组(DP)与分组承载(PB)相关联的方法，其中，数据分组是在来自用户设备的应用功能的数据流中发送的，利用用户设备来建立分组承载(PB)以用于通过通信网络将数据分组(DP)传向另外的实体，并且其中，用户设备适于建立不同的分组承载，所述方法包括以下步骤：
在通信网络的控制实体中识别具有所述数据分组的流，
在控制实体的策略功能中从不同的分组承载中确定用于与所述流相关联的分组承载，
确定所述另外的实体的路由级标识，
通过所述通信网络，指示用户设备根据路由级标识而安装分组过滤器，其中，所述分组过滤器将包括所述另外的实体的路由级标识的数据分组与所确定的分组承载相关联，
将路由级标识提供给应用功能，
将路由级标识包含到数据分组中，以及
在所确定的分组承载(PB)上转发所述数据分组(DP)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，控制实体从监视实体接收所确定的路由级标识，并且指示用户设备进行分组过滤器的安装。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
借助于包括所述另外的实体的会话级标识的启动消息来启动用户设备与所述另外的实体之间的通信会话的建立，
在监视实体中存储与通信会话相关的信息，所述监视实体适于监视在用户设备与所述另外的实体之间发送的用于建立会话的消息，
使用会话级标识将启动消息转发至所述另外的实体，
由监视实体来等待与通信会话的建立相关的应答消息，
根据所述应答消息，确定所述另外的实体的路由级标识，
将应答消息转发至用户设备，并且完成对话建立。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：借助于包括所述另外的实体的路由级标识和用户设备的会话级标识的启动消息来启动所述另外的实体与所述用户设备之间的通信会话的建立，
在监视实体中接收启动消息，并且根据启动消息来确定所述另外的实体的路由级标识，
使用会话级标识，将启动消息转发至用户设备，并且完成会话建立。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中，检查由用户设备在第一承载上发送的初始数据分组，其中，根据被检查的数据分组来识别流，并且其中，所确定的用于与所述流相关联的分组承载是第二分组承载。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中，分组承载的建立是通过来自通信网络中的节点的请求来启动的。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中，不同的分组承载在来自包括服务质量、计费表和分组被转发到的接入点的组的至少一个关联项方面是不同的。
8.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中，用户设备包括执行单元和传输单元，所述执行单元用于执行应用功能，所述传输单元用于在所确定的分组承载上发送数据分组。
9.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中，数据分组是网际协议IP数据分组。
10.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中，路由级标识是目的地址和目的地端口号中的至少一个。
11.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中，在安装分组过滤器之前建立分组承载，并且其中，在分组承载的修改过程中安装分组过滤器。
12.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中，分组过滤器根据至少一个另外的参数将数据分组与分组承载相关联。
13.一种用于具有用户设备(UE1)的通信网络的控制实体，其中，用户设备的应用功能适于在数据流中发送数据分组，分组承载(PB)能够通过利用用户设备而被建立以用于通过通信网络将数据分组(DP)传向另外的实体，并且其中，所述用户设备适于建立不同的分组承载，所述控制实体包括：
输入单元，适于接收具有所述数据分组的流或与所述流相关的信息，
具有识别功能(IF)、策略功能(PF)和确定功能(DRI)的处理单元(PUC)，所述识别功能(IF)适于识别所述流，所述策略功能(PF)适于从不同的分组承载中确定用于与所述流相关联的分组承载，所述确定功能(DRI)用于确定所述另外的实体的路由级标识，和
输出设备，用于指示用户设备根据路由级标识来安装分组过滤器，其中，所述分组过滤器将包括所述另外的实体的路由级标识的数据分组与所确定的分组承载相关联。
14.一种用于具有用户设备(UE1)的通信网络的监视实体，其中，用户设备的应用功能适于在数据流中发送数据分组，分组承载(PB)通过利用用户设备而被建立以用于通过通信网络将数据分组(DP)传向另外的实体，并且其中，用户设备适于建立不同的分组承载，所述监视实体包括：
输入单元，适于接收包括所述另外的实体的会话级标识的启动消息，所述启动消息启动用户设备与所述另外的实体之间的通信会话的建立，并且适于接收对启动消息的应答消息，
处理单元，适于监视消息，并且适于根据启动消息或根据应答消息来确定所述另外的实体的路由级标识，
输出设备，适于使用会话级标识将启动消息转发至所述另外的实体，并且适于将应答消息转发至用户设备，
其中，所述监视实体还适于将所确定的路由级标识转发到控制实体，用以指示用户设备根据路由级标识来安装分组过滤器，其中，所述分组过滤器将包括所述另外的实体的路由级标识的数据分组与所确定的分组承载相关联。
15.根据权利要求14所述的监视实体，其中，所述监视实体包括存储器(MEM)，所述存储器(MEM)用于存储与通信会话相关的信息。
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