СПОСОБ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ УСТАНОВКИ ФИЛЬТРОВ ПАКЕТОВ В ПЕРЕДАЧЕ ДАННЫХ Российский патент 2010 года по МПК H04L12/56 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу ассоциации пакета данных с однонаправленным каналом передачи пакетов в пользовательском оборудовании сети связи. Также описываются устройства и компьютерные программы, реализующие изобретение.

Уровень техники

Нередко пакеты данных необходимо отправлять по сети связи между пользовательским оборудованием и дополнительным объектом. Передачи могут выполняться как по нисходящей линии связи, так и по восходящей линии связи, и дополнительный объект часто является другим пользовательским оборудованием, например, в телефонном вызове. Дополнительный объект также может быть обслуживающим объектом, наподобие сервера, который может отправлять пользовательскому оборудованию разные потоки пакетов для звука и видео, например, в потоковом сеансе, в то время как пользовательское оборудование также может отправлять пакеты к дополнительному объекту. Дополнительный объект может быть либо частью сети связи, либо иметь возможность обмениваться пакетами данных с сетью.

Сеть связи может быть фиксированной сетью или сетью подвижной связи. В передачу может вовлекаться более одной сети, например, если пользовательское оборудование располагается в сети подвижной связи, которая взаимодействует напрямую или через промежуточные сети с фиксированной сетью, в которой располагается дополнительный объект. Обычно сети подвижной связи содержат базовую сеть с узлами базовой сети, например узлами поддержки GPRS (GSN), наподобие обслуживающего узла поддержки GPRS (SGSN) или шлюзового узла поддержки GPRS (GGSN). Узлы базовой сети разрешают обмен данными с внешними сетями, например Интернет либо сетями подвижной связи или фиксированными сетями других операторов. Кроме того, обычно сети подвижной связи содержат одну или более сетей доступа с узлами сети доступа для управления радиопередачей в пользовательское оборудование, обычно обозначенных, например, как контроллеры базовой станции, контроллеры радиосети, Узел Б или базовые приемопередающие станции. Возможны другие реализации узлов и сетей, например улучшенный GSN и улучшенный RNC, которые выполняют разные части функциональности SGSN и позволяют, таким образом, пренебрегать SGSN.

Оператор может предлагать услуги абонентам, которые формируют различные типы пакетного трафика, которые передаются по сети связи. В зависимости от типа пакетного трафика требования для передачи значительно отличаются. Например, передача речи требует малой задержки и дрожания, наряду с тем, что может быть приемлемым ограниченное количество ошибок. Сеансы потоковой передачи с использованием буферов пакетов обычно позволяют большие задержки и дрожание, а приемник обычно может исправлять или скрывать ошибки. Передача файлов часто может выполняться в качестве наилучшего трафика, но обычно требует безошибочных данных. Кроме того, операторы могут предлагать различные качества обслуживания (QoS) в зависимости от подписки пользователя, то есть они могут выполнять дифференциацию пользователей. Соответственно, обеспечение заданного качества обслуживания является важной идеей в управлении потоком данных, как описано, например, в техническом описании 3GPP 23.107 V 6.3.0 Проекта партнерства 3-го поколения "Концепция и архитектура Качества обслуживания (QoS)".

Различные контексты определяют качество обслуживания, относящееся к передаче данных, затрагивающей узлы сети связи и пользовательское оборудование. Пользовательское оборудование и узел базовой сети согласуют контекст PDP (протокол передачи пакетных данных), который устанавливает параметры для передачи пакетов данных от и к пользовательскому оборудованию посредством однонаправленного канала 3GPP. Дополнительные контексты могут устанавливаться для однонаправленных каналов, относящихся к различным линиям связи между дополнительным объектом и пользовательским оборудованием, например контекст для однонаправленного радиоканала между узлом доступа и пользовательским оборудованием, который устанавливает параметры передачи линии радиосвязи. Потоки пакетов между дополнительным объектом и пользовательским оборудованием затем отображаются (преобразуются) в однонаправленные каналы, ассоциированные с этими контекстами, и перенаправляются соответствующим образом.

Действующие стандарты 3GPP определяют механизм для отображения данных нисходящей линии связи в однонаправленный канал передачи пакетов. Для этой цели однонаправленный канал ассоциируется с контекстом PDP. Контекст PDP - это неоднородность, с которой может обеспечиваться QoS, то есть разные контексты PDP могут обеспечивать разное QoS. Преобразование пакетов в контексты PDP выполняется в граничном узле сети связи, например в GGSN, используя шаблоны нисходящих потоков трафика (TFT). TFT является фильтром пакетов, который задает правила, которые однозначно преобразуют входящие пакеты данных в контекст PDP. TFT нисходящей линии связи является частью определения контекста PDP и может быть сконфигурирован для работы на некотором количестве различных параметров. Например, для преобразования пакетов в контекст PDP может использоваться IP-адрес источника пакета данных или поле "Type of Service" (ToS, тип обслуживания) в заголовке IP-протокола. Протокол управления сеансом (SM) используется для управления контекстами PDP.

В восходящей линии связи пользовательское оборудование требует информацию о том, как отобразить пакеты данных от приложения в однонаправленный канал с ассоциированным контекстом. Однако эта функциональность выходит за рамки действующих стандартов 3GPP. Вместо этого она задается индивидуально и может отличаться среди поставщиков пользовательского оборудования. В одной реализации пользовательское оборудование имеет несколько шаблонов контекстов PDP, каждый с разным ассоциированным QoS. Менеджер соединений обеспечивает преобразование для каждого приложения в один из шаблонов контекстов PDP. Преобразование является статической конфигурацией, которая создает привязку в менеджере соединений и которая сигнализируется пользовательскому оборудованию, например, посредством SMS (коротких сообщений). Обычно пользователь выполняет конфигурацию путем посещения веб-сайта оператора и ввода модели телефона, которую он использует, и какое приложение он хочет сконфигурировать, например WAP или MMS. При инициировании сеанса, например при выполнении вызова, приложение устанавливает связь с менеджером соединений через собственный API (интерфейс прикладного программирования). Менеджер соединений ассоциирует пакеты данных от приложения с конфигурированным контекстом PDP и, если необходимо, устанавливает контекст. Соответственно, имеется статическая привязка между приложением и шаблоном контекста PDP. Используемые в конфигурации идентификаторы и форматы могут быть индивидуальными для каждого поставщика.

В результате существующие способы для ассоциации пакетов данных с однонаправленным каналом являются негибкими и не позволяют динамических изменений конфигурации. Дополнительной проблемой является то, что разработка приложения зависит и от доступа и от поставщика, то есть приложения должны писаться для определенного доступа (например, 3GPP) и конкретного поставщика пользовательского оборудования, так как API QoS в вышеупомянутом механизме привязки может отличаться как для поставщика, так и для доступа.

Кроме того, пользовательское оборудование в соответствии со спецификациями 3GPP может состоять из двух объектов, терминального оборудования (ТЕ) и мобильного терминала (МТ), которые отличаются логически и, необязательно, также физически. Приложения выполняются на терминальном оборудовании, и пакетами данных обмениваются через мобильный терминал с сетью подвижной связи. В существующем уровне техники требовался бы интерфейс между TE и MT, по которому возможно передавать требования приложения к однонаправленному каналу. Поскольку привязка приложения и контекста зависит от поставщика в данном пользовательском оборудовании, потребовались бы различные интерфейсы. Если терминальное оборудование является, например, персональным компьютером и мобильный терминал является сетевым адаптером, то компьютеру может потребоваться поддерживать разные интерфейсы для разных поставщиков адаптеров, что приводит к высокой сложности и стоимости.

Сущность изобретения

С этой предпосылкой задачей настоящего изобретения является предложение простого и гибкого способа ассоциации пакетов данных с однонаправленным каналом в пользовательском оборудовании в сети связи.

Согласно изобретению выполняется способ, описанный в пункте 1. Кроме того, изобретение реализуется в сети связи, управляющем объекте, контролирующем объекте и компьютерной программе, которые описаны в других независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Предложенный способ ассоциирует пакет данных с однонаправленным каналом передачи пакетов в пользовательском оборудовании в сети связи. Пакет данных отправляется в потоке данных из прикладной функции пользовательского оборудования. Хотя поток может содержать только один пакет данных, обычно в потоке отправляется множество пакетов данных. Однонаправленный канал передачи пакетов устанавливается с помощью пользовательского оборудования для передачи пакета данных по сети связи в дополнительный объект, например, в другое пользовательское оборудование или на сервер.

Установление однонаправленного канала может запускаться пользовательским оборудованием или другим объектом в сети связи. Установление может выполняться в разное время относительно других этапов способа, которые будут описаны далее. Пользовательское оборудование выполнено с возможностью установления разных однонаправленных каналов передачи пакетов. Например, однонаправленные каналы могут отличаться в обеспечиваемом качестве обслуживания. Дополнительно пользовательское оборудование может одновременно поддерживать более одного установленного однонаправленного канала.

Способ идентифицирует поток с помощью пакета данных в управляющем объекте сети связи. Функция политик управляющего объекта определяет однонаправленный канал передачи пакетов для ассоциации с упомянутым потоком от разных однонаправленных каналов передачи пакетов. Предпочтительно, чтобы управляющий объект обеспечивался правилами политики оператора для определения выборки определенных однонаправленных каналов из различных однонаправленных каналов, которые пользовательское оборудование способно устанавливать. В сети UMTS (универсальная система мобильных телекоммуникаций) управляющим объектом может быть, например, GSN или PCRF (функция политик и правил оплаты).

Определяется идентификация уровня маршрутизации дополнительного объекта. Это определение может выполняться в управляющем объекте или в другом объекте сети, который перенаправляет идентификацию уровня маршрутизации управляющему объекту. Идентификация уровня маршрутизации делает возможным перенаправление пакетов данных в дополнительный объект. Идентификация уровня маршрутизации может быть частью идентификации потока и может использоваться в идентификации потока.

Пользовательскому оборудованию предписано устанавливать фильтр пакетов на основе идентификации уровня маршрутизации. Фильтр пакетов ассоциирует пакеты данных, содержащие идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта, с определенным однонаправленным каналом передачи пакетов. Идентификация уровня маршрутизации отдана прикладной функции, например, в сигнальном сообщении, исходящем от дополнительного объекта. Идентификация уровня маршрутизации включается в пакет данных. Соответственно, пакет данных перенаправляется фильтром пакетов по определенному однонаправленному каналу передачи пакетов.

Предложенный способ делает возможным простую и гибкую ассоциацию пакетов данных с однонаправленными каналами передачи пакетов, которая не требует предварительной конфигурации ассоциации и может быть установлена до, во время или после инициирования сеанса передачи данных. Предложенный способ предоставляет контролируемый способ для сети связи, то есть оператора сети, для отображения пакетов данных в однонаправленные каналы в восходящей линии связи от пользовательского оборудования в дополнительный объект и для обеспечения, таким образом, разграничения между услугами и между пользователями. Сеть может разрешать или запрещать отображение выбранных потоков в однонаправленные каналы в пользовательском оборудовании с помощью функции политик, управляющей установкой фильтра. С этой целью оператор может задавать правила политик. Кроме того, способ предоставляет возможность разработки приложения независимо от доступа, то есть приложения могут разрабатываться независимо от сети доступа, к которой подключается пользовательское оборудование, так как используются только распространенные функции API сокета [интерфейс между прикладным и транспортным уровнем]. Это упрощает разработку приложений, делая разработку менее дорогостоящей. Идентификация уровня маршрутизации может устанавливаться приложением через API сокета. Способ не вводит новых специализированных сигналов для установки фильтра пакетов восходящей линии связи, а повторно использует для этой цели существующие процедуры, соответственно, может быть легко реализован в существующих сетях связи.

Сети связи обычно содержат множество объектов. В предпочтительном варианте осуществления управляющий объект принимает определенную идентификацию уровня маршрутизации от контролирующего объекта и дает пользовательскому оборудованию указание установить фильтр пакетов. Контролирующий объект и управляющий объект могут быть реализованы как части одного устройства или в разных устройствах. Контролирующий объект может, например, следить за сигнализацией для установления сеанса между пользовательским оборудованием и дополнительным объектом или за пакетами данных, отправленных во время установленного сеанса между пользовательским оборудованием и дополнительным объектом. Так как сигнализация для установки фильтра и для инициирования сеанса имеют разные принимающие объекты в пользовательском оборудовании и, как правило, будут выполнены с использованием разных протоколов сигнализации, часто неудобно иметь один объект для контроля сообщений сеансового уровня и выдачи команды на установку фильтра.

В преимущественном варианте осуществления предложенного способа установление сеанса связи между пользовательским оборудованием и дополнительным объектом инициируется с помощью инициирующего сообщения. Инициирующее сообщение содержит идентификацию сеансового уровня для дополнительного объекта, например, в формате телефонного номера, унифицированного указателя ресурса (URL) или адреса электронной почты либо любую другую идентификацию сеансового уровня. Контролирующий объект выполнен с возможностью контроля сообщений, отправленных между пользовательским оборудованием и дополнительным объектом для установления сеанса. Контролирующий объект хранит информацию, относящуюся к сеансу связи. Например, контролирующий объект может быть функцией управления состоянием вызова, хранящей состояние для инициированных сеансов. Контролирующий объект может быть ассоциирован с объектом для выполнения преобразования адреса идентификации сеансового уровня для перенаправления инициирующего сообщения в дополнительный объект. Инициирующее сообщение перенаправляется в дополнительный объект с использованием идентификации сеансового уровня. Затем контролирующий объект ожидает ответное сообщение, относящееся к установлению сеанса связи, и определяет идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта из ответного сообщения. Возможно принять несколько ответных сообщений, и идентификация уровня маршрутизации может быть определена из одного или нескольких ответных сообщений. Ответное сообщение перенаправляется пользовательскому оборудованию, и установление сеанса завершается. Этот вариант осуществления предоставляет возможность простой реализации для получения требуемой информации и для определения идентификации потока, особенно для вызывающей стороны сеанса.

В альтернативном варианте осуществления предложенного способа установление сеанса связи между дополнительным объектом и пользовательским оборудованием инициируется с помощью инициирующего сообщения, содержащего идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта и идентификацию сеансового уровня пользовательского оборудования. Контролирующий объект выполнен с возможностью приема инициирующего сообщения и определения идентификации уровня маршрутизации дополнительного объекта из инициирующего сообщения. Инициирующее сообщение затем перенаправляется в пользовательское оборудование с использованием идентификации сеансового уровня, и установление сеанса завершается. Этот вариант осуществления предоставляет возможность простой реализации для получения требуемой информации и для определения идентификации потока, особенно для стороны, завершающей сеанс.

В дополнительном варианте осуществления проверяются исходные пакеты данных, отправленные пользовательским оборудованием по первому однонаправленному каналу, например, в управляющем объекте или в контролирующем объекте. Первым однонаправленным каналом может быть, например, заданный по умолчанию однонаправленный канал, либо он может быть установлен согласно одному из описанных предшествующих вариантов осуществления. Поток для ассоциации идентифицируется из проверенных пакетов данных, например, благодаря информации в заголовке пакета, содержимому пакета или другим параметрам пакетов данных. Затем определяется второй однонаправленный канал передачи пакетов для ассоциации с упомянутым потоком. Второй однонаправленный канал затем может быть установлен для потока, может быть установлен фильтр для ассоциации потока с существующим вторым однонаправленным каналом, либо параметры существующего однонаправленного канала, например первого однонаправленного канала, могут быть модифицированы для этой цели.

В преимущественном варианте осуществления настройка однонаправленного канала передачи пакетов инициируется запросом от узла в сети связи. Это дает возможность улучшенного контроля оператора сети над передачей пользовательским оборудованием.

Предпочтительно, чтобы однонаправленные каналы передачи пакетов отличались по меньшей мере одним ассоциированным элементом из группы, содержащей качество обслуживания, тариф оплаты и точку доступа, к которой перенаправляется пакет. Соответственно, однонаправленные каналы могут обеспечивать разное качество обслуживания, или могут оплачиваться по-разному, или и то и другое и могут выбираться соответствующим образом.

Обычно пользовательское оборудование содержит модуль исполнения для выполнения прикладной функции и модуль передачи для отправки пакета данных по ассоциированному однонаправленному каналу передачи пакетов. Во многих случаях модуль исполнения и модуль передачи реализуются в одном и том же устройстве, например в мобильном телефоне. Модули могут отличаться логически, то есть они могут иметь заданный интерфейс, аналогичный, например, мобильному терминалу и терминальному оборудованию по техническим требованиям 3GPP. Также возможно, что пользовательское оборудование содержит физически различающиеся устройства, например модуль передачи может быть платой UMTS или мобильным телефоном, тогда как модуль исполнения является частью другого устройства, подключаемого к модулю передачи, например компьютером или телевизором с проводным или беспроводным подключением к модулю передачи.

В предпочтительном варианте осуществления пакет данных является пакетом данных IP-протокола (Интернет-протокола). Это дает возможность простой реализации способа в существующих сетях. Сигнализация инициирования сеанса может выполняться с использованием сеансового протокола, который основан на IP-протоколе. Подходящими протоколами, например, являются протокол инициирования сеанса (SIP) или потоковый протокол реального времени (RTSP). Оба могут использоваться в сочетании с протоколом описания сеанса (SDP).

Идентификация уровня маршрутизации дополнительного объекта предпочтительно содержит адрес назначения и/или номер порта назначения, например IP-адрес и номер порта IP.

Однонаправленный канал передачи пакетов может устанавливаться в разные моменты времени до или во время описанного способа. Часто бывает удобно устанавливать однонаправленный канал одновременно с установкой фильтра. В другом варианте осуществления однонаправленный канал устанавливается перед установкой фильтра пакетов. Также возможно устанавливать однонаправленный канал перед установлением сеанса связи, в котором отправляются пакеты данных. В этих случаях фильтр пакетов может устанавливаться в процедуре модификации однонаправленного канала передачи пакетов. Этот вариант осуществления является преимущественным, если требуемое для установления однонаправленного канала время большое по сравнению со временем для установки фильтра.

В предпочтительном варианте осуществления фильтр пакетов ассоциирует пакет данных с однонаправленным каналом передачи пакетов на основе по меньшей мере одного дополнительного параметра. Таким образом, может быть достигнута большая степень неоднородности преобразования между пакетами данных и однонаправленным каналом, например, для передачи пакетов с разным качеством обслуживания или разной оплатой. Например, фильтр пакетов может оценивать дополнительные поля в заголовке пакета, например адрес источника, номер порта источника, дополнительные поля заголовка типа поля кода дифференцированной услуги (DSCP), идентификации протокола или любое сочетание таких параметров.

Преимущественная сеть связи выполнена с возможностью выполнения любого варианта осуществления способа, которые описаны выше.

Предпочтительный управляющий объект адаптирован для сети связи с пользовательским оборудованием. Прикладная функция пользовательского оборудования предназначена для отправки пакета данных в поток данных, и однонаправленный канал передачи пакетов может быть установлен с помощью пользовательского оборудования для передачи пакета данных по сети связи к дополнительному объекту. Пользовательское оборудование выполнено с возможностью установления разных однонаправленных каналов передачи пакетов.

Управляющий объект содержит модуль ввода, выполненный с возможностью приема потока с пакетом данных или информации, имеющей отношение к потоку. Соответственно, управляющий объект может быть либо частью пути потока, либо он может принимать информацию, имеющую отношение к потоку, например источник (отправитель) и пункт назначения (получатель), от другого объекта в сети. Модуль обработки в управляющем объекте содержит функцию идентификации, предназначенную для идентификации потока. Функция политик предназначена для определения однонаправленного канала передачи пакетов для ассоциации с упомянутым потоком от разных однонаправленных каналов передачи пакетов, например, согласно правилам, заданным оператором сети. В качестве примера оператор может задавать, что пакеты от определенного источника или назначения перенаправляются в однонаправленный канал с определенными параметрами.

Кроме того, модуль обработки выполнен с возможностью определения идентификации уровня маршрутизации дополнительного объекта с помощью функции определения. Обычно модуль обработки определяет идентификацию уровня маршрутизации из сообщения, принятого от дополнительного объекта в сети. Модуль вывода выполнен с возможностью выдачи пользовательскому оборудованию команды установить фильтр пакетов на основе идентификации уровня маршрутизации, при этом фильтр пакетов ассоциирует пакеты данных, содержащие идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта, с определенным однонаправленным каналом передачи пакетов. Модуль ввода и модуль вывода могут быть реализованы в общем модуле ввода/вывода. Также возможно, чтобы управляющий объект выдавал команды дополнительным узлам для выполнения сигнализации.

Преимущественный контролирующий объект выполнен с возможностью использования в сети связи с пользовательским оборудованием. Прикладная функция пользовательского оборудования предназначена для отправки пакета данных в поток данных. Однонаправленный канал передачи пакетов устанавливается с помощью пользовательского оборудования для передачи пакета данных по сети связи к дополнительному объекту, и пользовательское оборудование выполнено с возможностью установления разных однонаправленных каналов передачи пакетов. Контролирующий объект содержит модуль ввода, выполненный с возможностью приема инициирующего сообщения, содержащего идентификацию сеансового уровня дополнительного объекта, при этом инициирующее сообщение инициирует установление сеанса связи между пользовательским оборудованием и дополнительным объектом. Предпочтительно, чтобы контролирующий объект также был выполнен с возможностью приема ответного сообщения на инициирующее сообщение.

Модуль обработки в контролирующем объекте выполнен с возможностью контроля сообщений и определения идентификации уровня маршрутизации дополнительного объекта из инициирующего сообщения или из ответного сообщения. Модуль вывода выполнен с возможностью перенаправления инициирующего сообщения в дополнительный объект с использованием идентификации сеансового уровня и перенаправления ответного сообщения в пользовательское оборудование. Контролирующий объект дополнительно выполнен с возможностью перенаправления определенной идентификации уровня маршрутизации в управляющий объект для выдачи пользовательскому оборудованию команды установить фильтр пакетов на основе идентификации уровня маршрутизации, причем фильтр пакетов ассоциирует пакеты данных, содержащие идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта, с определенным однонаправленным каналом передачи пакетов.

Преимущественный контролирующий объект содержит запоминающее устройство для хранения информации, имеющей отношение к сеансу связи.

Изобретение также может быть реализовано в компьютерной программе, содержащей код для выполнения этапов способа, относящегося к устройству, в котором исполняется программа. Программа предпочтительно исполняется в управляющем объекте.

Преимущественная программа для ассоциации пакета данных с однонаправленным каналом передачи пакетов в пользовательском оборудовании адаптирована для сети связи, в которой пакет данных отправляется в потоке данных из прикладной функции пользовательского оборудования. Однонаправленный канал передачи пакетов устанавливается с помощью пользовательского оборудования для передачи пакета данных по сети связи в дополнительный объект. Пользовательское оборудование выполнено с возможностью установления разных однонаправленных каналов передачи пакетов, прикладной функции предоставляется идентификация уровня маршрутизации, и идентификация уровня маршрутизации включается в пакет данных. Последующие этапы могут быть выполнены во время или после исполнения программы.

Программа содержит программный код для идентификации потока с помощью пакета данных в управляющем объекте сети связи. Она определяет однонаправленный канал передачи пакетов для ассоциации с упомянутым потоком от разных однонаправленных каналов передачи пакетов. Она также определяет идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта, дополнительно из информации, принятой от другого объекта в сети связи. Программа дает пользовательскому оборудованию команду установить фильтр пакетов на основе идентификации уровня маршрутизации, где фильтр пакетов ассоциирует пакеты данных, содержащие идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта, с определенным однонаправленным каналом передачи пакетов. Программа согласно изобретению хранится, например, на носителе информации либо является загружаемой в модуль обработки пользовательского оборудования или управляющего устройства, например, как последовательность сигналов.

Управляющий объект, контролирующий объект и компьютерная программа могут быть адаптированы к любому описанному выше варианту осуществления способа.

Вышеупомянутые и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными в последующем подробном описании предпочтительных вариантов осуществления, которые иллюстрируются на прилагаемых чертежах.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 показывает архитектуру для обеспечения заданного качества обслуживания в мобильной системе.

Фиг.2 показывает взаимодействие узлов в мобильной системе, в которой реализуется изобретение.

Фиг.3 показывает устройства, выполняющие способ ассоциации пакетов данных с однонаправленными каналами.

Фиг.4 показывает схему сигнализации для реализации предложенного способа.

Фиг.5 показывает дополнительную схему сигнализации для реализации предложенного способа.

Фиг.6 показывает третью схему сигнализации для реализации предложенного способа.

Фиг.7 показывает четвертую схему сигнализации для реализации предложенного способа.

Фиг.8 показывает управляющее устройство, выполненное с возможностью осуществления предложенного способа.

Фиг.9 показывает контролирующее устройство для использования в предложенном способе.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Фиг.1 иллюстрирует идею качества обслуживания в мобильных системах 3-го поколения, как указано в техническом описании 3GPP 23.107 V 6.3.0 Проекта партнерства 3-го поколения. Трафик, содержащий пакеты данных, отправляется между дополнительным объектом (AF) и пользовательским оборудованием, содержащим терминальное оборудование (TE) и мобильный терминал (MT). Дополнительный объект (AF) может быть сервером, который мог бы располагаться в сети оператора или во внешней сети, но также может быть другим пользовательским оборудованием. Цель идеи - обеспечить заданное качество обслуживания (QoS) на прикладном уровне, используя службы переноса нижележащих уровней. Эти службы переноса определяются контекстами, содержащими атрибуты для задания QoS соответствующей службы переноса. Так как качество сквозного режима обслуживания на прикладном уровне зависит от технических характеристик нижележащих уровней, необходимо определить контексты служб переноса по отношению к требуемому сквозному качеству обслуживания.

Локальная служба переноса TE/MT перенаправляет пакеты данных в пользовательском оборудовании между терминальным оборудованием (TE) и мобильным терминалом (MT). Соответственно, терминальное оборудование (TE) и мобильный терминал (MT) могут быть частью одного устройства или могут быть реализованы в разных устройствах, используя обмен информацией через локальную службу переноса TE/MT. Пакеты данных принимаются или отправляются по линии радиосвязи с помощью сети радиодоступа (RAN1) в сети подвижной связи. Внешняя служба переноса предоставляется другой сетью, которая также может быть сетью UMTS (универсальная система мобильной телефонии), то есть сетью в соответствии с техническими требованиями 3GPP, другой сетью подвижной связи или фиксированной сетью, наподобие фиксированной системы связи, такой как Интернет. Внешний однонаправленный канал перенаправляет пакеты данных между дополнительным объектом (AF) и граничным узлом (CN-GW) базовой сети в сети подвижной связи.

Базовая сеть также содержит узел базовой сети (CN1), который управляет перенаправлением пакетов между базовой сетью и сетью радиодоступа (RAN1). Граничный узел (CN-GW) и узел базовой сети (CN1) могут быть одним и тем же узлом. Трафик пакета данных через сеть подвижной связи отправляется посредством службы однонаправленного канала радиодоступа между мобильным терминалом (MT) и узлом базовой сети (CN1) и посредством службы однонаправленного канала базовой сети между узлом межсетевого интерфейса (CN-GW) и узлом базовой сети (CN1). Эти службы, в свою очередь, предоставляются Службой передачи радиосигнала по линии радиосвязи между пользовательским оборудованием и сетью радиодоступа (RAN1), Службой передачи с доступом к RAN между сетью радиодоступа (RAN1) и узлом базовой сети (CN1) и магистральной службой переноса в базовой сети. В конечном счете все службы зависят от разных физических служб переноса на соответствующих линиях связи, то есть обычно множество контекстов и служб относятся к отдельным линиям связи в передаче.

Фиг.2 показывает пример передачи пакетов данных с использованием предложенного способа с данными контекстами и узлами. Для передачи пакетов данных контекст PDP (PDP) согласуется между пользовательским оборудованием (UE1) и узлом базовой сети, в данном случае SGSN (SGSN1). Передача выполняется позже через узел базовой сети и узел доступа или по меньшей мере управляется ими. Пунктирная линия 11 указывает возможный маршрут, по которому пакеты перенаправляются в восходящем и нисходящем направлении между пользовательским оборудованием (UE) и дополнительным объектом (AF). Управляющий объект (PCRF) обладает интерфейсами для обмена информацией с GGSN (GGSN1) в качестве граничного узла и с дополнительным объектом (AF).

Установка контекста PDP может инициироваться, например, соответствующим запросом (RQ1) от пользовательского оборудования к SGSN. Также возможно, чтобы сеть (например, GGSN) запрашивала установку контекста PDP (PDP), например, с помощью сообщения к пользовательскому оборудованию, которое затем инициирует отправку запроса (RQ1) для активации контекста PDP.

Контекст PDP содержит атрибуты, которые определяют качество обслуживания для пакетной передачи. Установление однонаправленного радиоканала (RB) обычно включается в установление контекста PDP. С этой целью SGSN (SGSN1) отправляет запрос (12) для установления однонаправленного радиоканала (RB) к узлу доступа, в этом примере RNC (RNC1). Передача пакетов данных по линии радиосвязи к пользовательскому оборудованию выполняется, например, узлом Б (NB), который управляется RNC с использованием сигнализации (13) управления радиоресурсами. Также возможно интегрировать функциональность узла Б и RNC в единый узел. SGSN также отправляет запрос (14) граничному узлу базовой сети, в данном случае GGSN (GGSN1), для установления однонаправленного канала базовой сети. Конфигурирование разных узлов может выполняться из системы поддержки операций (OSS) по каналам сигнализации (SIG).

Фиг.3 иллюстрирует основную идею предложенного способа, например сети UMTS. В сети GGSN в качестве граничного узла (EN2) и сети радиодоступа (RAN) предоставляют два однонаправленных канала с разными характеристиками, обозначенных однонаправленный канал А и однонаправленный канал Б. Однонаправленные каналы могут отличаться многими различными способами. Двумя примерами характеристик могли бы быть QoS, ассоциированные с однонаправленными каналами, или политика оплаты, ассоциированная с пакетами данных, переданными по однонаправленному каналу.

GGSN содержит фильтры пакетов нисходящей линии связи (DL PF), которые отображают в однонаправленные каналы потоки пакетов, сформированные различными службами. Для указания ассоциации фильтров пакетов и однонаправленных каналов они указываются прерывистыми линиями для однонаправленного канала А, тогда как однонаправленный канал В и ассоциированные фильтры указываются сплошными линиями. Поток пакетов является группой пакетов данных с одинаковым источником, назначением и протоколом. Например, поток IP состоит из пакетов данных с одинаковым адресом источника, портом источника, адресом назначения, портом назначения и идентификацией протокола.

В примере первая служба (Srv1) формирует два прикладных потока и вторая служба (Srv2) формирует один прикладной поток, которые отображаются в однонаправленные каналы посредством фильтров пакетов нисходящей линии связи (DL PF). Пакеты данных, происходящие от служб, требуют разных однонаправленных каналов и соответственно указываются также в прерывистых и сплошных линиях, соответствующих однонаправленному каналу, к которому они перенаправляются фильтрами пакетов нисходящей линии связи (DL PF).

Две прикладные функции (App1, App2) выполняются в пользовательском оборудовании (UE2), которое состоит из персонального компьютера в качестве модуля исполнения (EU2) и мобильного телефона в качестве модуля передачи (TU2). Первая прикладная функция App1 формирует два потока пакетов данных, каждый с характеристиками, которые требуют разной обработки в сети. Это снова указывается прерывистыми и сплошными контурами, соответствующими контурам однонаправленного канала, который следует использовать. Также пакеты данных (DP, DP') указываются в сплошных и прерывистых линиях, соответствующих соответствующему однонаправленному каналу. Примерами приложений, которые формируют множество потоков пакетов, являются мультимедийные приложения с эффектом присутствия, которые объединяют, например, службу передачи голоса по IP-протоколу с другими службами, такими как видео, чат, электронная доска и коллективный доступ к файлам. Вторая прикладная функция App2 формирует только один поток пакетов данных.

Предложенный способ предоставляет механизм для преобразования между потоками пакетов данных и однонаправленными каналами. Хотя пример описывает разделенное пользовательское оборудование с отдельными устройствами, способ также применим, если приложения исполняются на устройстве, содержащем как модуль исполнения, так и модуль передачи.

Модуль исполнения обозначает пакеты данных разных прикладных потоков с помощью назначения, для которого они предназначены. В примере это достигается с помощью сети, дающей модулю исполнения команду обозначить разные прикладные потоки с помощью индивидуальных сочетаний IP-адреса назначения и номера порта назначения посредством сигнализации прикладного уровня, используя, например, SIP/SDP. Как правило, функциональность сигнализации идентификации уровня маршрутизации может быть частью любого протокола сеансового уровня.

Фильтры пакетов UL (UL PF) устанавливаются в модуле передачи и обеспечивают отображение пакетов в разные однонаправленные каналы, с которыми ассоциируются фильтры. В предложенном решении это достигается с помощью сети, устанавливающей фильтры как часть процедур протокола управления сеансом, например установки или модификации контекста PDP. Эти фильтры используют идентификацию уровня маршрутизации, например сочетание IP-адреса и номера порта назначения для отображения пакетов в однонаправленные каналы. Возможно, что остальные параметры дополнительно проверяются фильтрами пакетов. Например, дополнительная фильтрация может быть основана на адресе источника, номере порта источника, поле кода дифференцированной услуги (DSCP), идентификации протокола, дополнительных полях в заголовке IP или любом сочетании таких параметров. Это дает большую степень неоднородности преобразования.

Используя фильтры восходящей линии связи, сеть может управлять ассоциацией пакета данных восходящей линии связи с одним из множества однонаправленных каналов передачи пакетов в пользовательском оборудовании сети связи, где пакет данных восходящей линии связи возникает из прикладной функции, и однонаправленный канал передачи пакетов устанавливается между пользовательским оборудованием и сетевой инфраструктурой. Способ идентифицирует поток пакетов данных восходящей линии связи, который подлежит управлению, и определяет однонаправленный канал передачи пакетов, который необходимо ассоциировать с упомянутым потоком пакетов восходящей линии связи. Это определение выполняется в сети. Идентификация уровня маршрутизации упомянутого потока пакетов данных восходящей линии связи также идентифицируется в сети. Ассоциация идентификации уровня маршрутизации с определенным однонаправленным каналом передачи пакетов предоставляется пользовательскому оборудованию. Пакет данных восходящей линии связи ассоциируется с определенным однонаправленным каналом передачи пакетов в пользовательском оборудовании на основе ассоциации, предоставленной из сети.

Этапы идентификации потока, подлежащего управлению, и определения однонаправленного канала передачи пакетов могут основываться на правилах политики оператора. Предпочтительной идентификацией уровня маршрутизации является 5-элементный поток IP или подмножество 5-элементного потока IP, в частности IP-адрес назначения и номер порта назначения. Идентификация потока пакетов данных восходящей линии связи и связанной идентификации уровня маршрутизации предпочтительно основывается на анализе характеристик потока, включенных в сигнальные сообщения сеансового уровня, отправленные между прикладной функцией и принимающим прикладным объектом, например на основе протоколов, использующих SDP, таких как SIP или RTSP. Идентификация уровня маршрутизации может быть включена в сигнальное сообщение сеансового уровня, предназначенное упомянутой прикладной функции, в виде IP-адреса и номера порта назначения, которые необходимо использовать в пакетах данных восходящей линии связи от прикладной функции. Предоставление ассоциации идентификации уровня маршрутизации с однонаправленным каналом передачи пакетов может быть сделано при установлении однонаправленного канала передачи пакетов. В качестве альтернативы предоставление может быть сделано для однонаправленного канала передачи пакетов, который установлен ранее.

Фиг. 4-6 показывают примеры последовательностей сигнализации для установки фильтра пакетов в пользовательском оборудовании во время установки основанного на SIP сеанса в сети связи 3GPP. Похожие последовательности также применялись бы к сеансам RTSP/SDP. В примерах допускается, что контекст PDP, использованный для переноса сигнализации SIP, уже устанавливается, когда инициируется сеанс. Предшествующая сигнализация для установки этого контекста PDP поэтому не показана. Контексты PDP могут устанавливаться, например, в соответствии с запросом от сети, например, второй запрошенной сетью активацией контекста PDP (SNRPCA).

Соответственно, сигнализация SNRPCA может использоваться для установки фильтров пакетов в пользовательском оборудовании.

Во всех примерах и пользовательское оборудование, и дополнительный объект являются пользовательским оборудованием системы связи 3GPP, то есть сеанс устанавливается между вызывающим и оконечным мобильным пользовательским оборудованием, которые подключены к сети 3GPP. Во многих других случаях по меньшей мере одно из них будет в другом типе сети, например в фиксированной сети. Вызывающая и оконечная сеть могут соединяться посредством одной или нескольких промежуточных сетей, перенаправляющих сигнализацию между сетями, которые указываются прямоугольником. Разновидности последовательности сигнализации могут меняться, например, в соответствии с будущей стандартизацией сообщений.

Сигнализация SIP/SDP используется для выдачи команды пользовательскому оборудованию, в данном случае клиентам IMS (мультимедийная подсистема IP), о том, как обозначать пакеты данных. Касательно обозначения элементов информации в показанном сообщении, адреса и номера портов назначаются с точки зрения соответствующей стороны, то есть источник (src) стороны А является пунктом назначения (dst) стороны В, и наоборот.

Все пользовательское оборудование содержит мобильный терминал (MT A, MT B) и терминальное оборудование (TE A, TE B). Последовательности сигнализации не требуют сигналов между мобильным терминалом и терминальным оборудованием. Соответственно, они применимы, даже если не существует интерфейса управления между этими двумя объектами.

В примерах узел поддержки GPRS (GSN A, GSN B), например шлюз GSN, является граничным узлом мобильной базовой сети. Сигнализация SIP перенаправляется и проверяется узлом, назначенным IMS Core A, IMS Core B в качестве контролирующего объекта. В типовой сети 3GPP это может быть P-CSCF (функция управления состоянием вызова с прокси-элементом). Политики, например, для управления допуском и правила оплаты, заданные оператором, подкрепляются Функцией политик и правил оплаты (PCRF A, PCRF B) в качестве управляющего объекта.

В примере фиг.4 однонаправленный канал передачи пакетов для перемещения пакетов данных инициированного сеанса с ассоциированным контекстом PDP установлен до инициирования сеанса. Соответствующая сигнализация не показана. Следующие сигнальные сообщения схемы описываются подробно.

1. Терминальное оборудование TE A отправляет сообщение SIP INVITE на узел IMS Core A. Сообщение включает в себя параметры SDP, которые содержат IP-адрес и номер порта для использования на стороне A сеанса. Узел IMS Core A следит за трафиком SIP.

2. Узел IMS Core A отправляет сообщение AAR (Запрос подтверждения авторизации) управляющему объекту PCRF A, содержащее IP-адрес и номер порта для использования на стороне А сеанса и Идентификатор услуги, с помощью которого PCRF может идентифицировать вызываемую услугу.

3. Управляющий объект PCRF A отправляет сообщение "Install PCC Rule" граничному узлу GSN A, указывающее, какой класс QoS следует использовать для однонаправленного канала, чтобы переместить пакеты от этой службы. PCRF A включает в себя IP-адрес и номер порта для использования на стороне А сеанса, которые могут использоваться для управления пропусканием в базовой сети, и, возможно, значение GBR (гарантированная скорость передачи битов), которое может использоваться для осуществления управления допуском в сети доступа.

4. Выполняется процедура модификации RAB (однонаправленный канал радиодоступа), в которой резервируются ресурсы для указанной GBR и класса QoS. Если процедура успешна, то есть ресурсы могут быть зарезервированы в сети RAN A радиодоступа, продолжается установка сеанса.

5. По приему сообщения AAA (ответ подтверждения авторизации) узел IMS Core A перенаправляет к узлу IMS Core B сообщение SIP INVITE, принятое на этапе 1, возможно через одну или несколько промежуточных сетей.

6. По приему сообщения SIP INVITE узел IMS Core B отправляет сообщение AAR управляющему объекту PCRF B, содержащее IP-адрес и номер порта для использования на стороне А сеанса и Идентификатор услуги, с помощью которого PCRF может идентифицировать вызываемую услугу.

7. Управляющий объект PCRF B отправляет сообщение "Install PCC Rule" граничному узлу GSN B, указывающее, какой класс QoS следует использовать для однонаправленного канала, чтобы переместить пакеты от этой службы. PCRF B включает в себя IP-адрес и номер порта для использования на стороне А сеанса, которые предназначаются для использования терминальным оборудованием TE B в фильтре пакетов. Они также могут использоваться для управления пропусканием и фильтрацией в базовой сети, например, с помощью GSN B. В сообщение может быть включено значение GBR (гарантированная скорость передачи битов) для осуществления управления допуском в сети доступа.

8. Выполняется процедура модификации RAB, в которой резервируются ресурсы для любой указанной GBR и класса QoS. Если эта процедура успешна, то есть если ресурсы могут быть зарезервированы в сети RAN B радиодоступа, то установка сеанса продолжается.

9. Инициируется процедура для модификации контекста PDP, ассоциированного с однонаправленным каналом. Эта процедура устанавливает фильтр пакетов, выбирающий пакеты согласно IP-адресу и номеру порта назначения в терминальном оборудовании TE B.

10. Узел IMS Core B перенаправляет сообщение SIP INVITE к терминальному оборудованию TE B. Параметры SDP содержат IP-адрес и номер порта для использования на стороне A сеанса. Соответственно, они могут вставляться в пакеты данных, происходящие от прикладной функции, принадлежащей TE B. Если прикладная функция, которая инициирована, требует одобрения пользователя, то клиент IMS в TE B звонит или подает другой сигнал пользователя, что следует установить сеанс. Остальные сеансы могут быть инициированы без подтверждения пользователя.

11. Когда пользователь подтверждает установление сеанса, например, путем ответа на звонок на TE B, сообщение SIP 200 ОК отправляется от TE B к IMS Core B. Это сообщение содержит IP-адрес и номер порта для использования на стороне B сеанса.

12. Узел IMS Core B отправляет сообщение AAR управляющему объекту PCRF B, содержащее IP-адрес и номер порта для использования на стороне B сеанса.

13. Управляющий узел PCRF B отправляет сообщение "Modify PCC Rule" граничному узлу GSN B, содержащее IP-адрес и номер порта для использования на стороне B сеанса, а также класс QoS для использования в сеансе. Эта информация может использоваться в GSN B для выполнения управления пропусканием и фильтрации входящих пакетов.

14. После приема перенаправленного сообщения SIP 200 OK узел IMS Core A следит за содержимым сообщения и отправляет сообщение AAR к PCRF A, содержащее IP-адрес и номер порта для использования на стороне B сеанса.

15. Управляющий узел PCRF A отправляет сообщение "Modify PCC Rule" граничному узлу GSN A, содержащее IP-адрес и номер порта для использования на стороне B сеанса, а также класс QoS для использования в сеансе. Эта информация может использоваться в GSN для выполнения управления пропусканием и фильтрации входящих пакетов.

16. Инициируется процедура для модификации контекста PDP, ассоциированного с однонаправленным каналом. Эта процедура устанавливает фильтр пакетов, содержащий IP-адрес и номер порта назначения в терминальном оборудовании TE A.

17. Узел IMS Core A перенаправляет сообщение SIP 200 OK к TE A. Параметры SDP в этом сообщении содержат IP-адрес и номер порта для использования на стороне B сеанса. Соответственно, они могут вставляться в пакеты данных, происходящие от прикладной функции, принадлежащей TE A.

В конечном счете подтверждение успешной установки сеанса отправляется между участвующим пользовательским оборудованием.

Таким образом, на стороне A устанавливается фильтр пакетов восходящей линии связи с использованием процедуры модификации контекста PDP, как только известны IP-адрес и порт назначения, то есть после приема сообщения SIP 200 OK, включающего эту информацию от стороны B. На стороне B фильтр восходящей линии связи может быть установлен непосредственно с помощью процедуры модификации контекста PDP, поскольку IP-адрес и порт назначения известны из сообщения SIP INVITE. Сигналы модификации RAB к RAN на этапах 4 и 8 имеют значение, только если требуется резервирование ресурсов. Если резервирование ресурсов не используется в RAN, то сигналы модификации RAB могут не включаться в сигнализацию. Множество ассоциаций возможны для фильтра пакетов, который может использоваться, например, для отображения пакетов в однонаправленные каналы с разными характеристиками QoS. Кроме того, пакеты могут быть преобразованы в разные APN или могут оплачиваться по-разному. Также возможны комбинации.

Вышеупомянутый способ также может использоваться для других сетей доступа, кроме сети 3GPP в приведенном выше примере, потому что протокол сигнализации прикладного уровня не зависит от доступа. Нужно только, чтобы сигнализация, используемая для установки фильтра пакетов восходящей линии связи, была адаптирована к разным сетям доступа. Одним из основных преимуществ способа является то, что исполняемым на пользовательском оборудовании приложениям не нужно поддерживать определенные процедуры в API для управления качеством обслуживания. Любой обмен информацией с более нижними уровнями выполняется посредством стандартного API сокета. Это значительно упрощает разработку приложений.

Фиг.5 показывает пример, в котором однонаправленный канал устанавливается во время установки сеанса. Описываются только избранные сообщения, хотя на фиг.5 показаны некоторые сообщения, служащие для той же цели, что и соответствующие сообщения на фиг.4, без повторения в тексте ниже. Выполняются следующие этапы.

1. Терминальное оборудование TE A отправляет сообщение SIP INVITE на IMS Core A. Сообщение содержит параметры SDP, которые содержат IP-адрес и номер порта для использования на стороне A сеанса.

2. На стороне А инициируется процедура SNRPCA для запроса установки контекста PDP при помощи мобильного терминала MT A. В этой процедуре фильтр пакетов восходящей линии связи не может быть установлен в TE A, поскольку IP-адрес и номер порта назначения все еще неизвестны.

3. Устанавливается RAB как часть активации контекста PDP. Процедура резервирования ресурсов также может выполняться в RAN A.

4. Дополнительная процедура SNRPCA инициируется на стороне B для запроса установки контекста PDP при помощи мобильного терминала MT B. В этой процедуре фильтр пакетов восходящей линии связи устанавливается в TE B для выбора пакетов согласно IP-адресу и номеру порта назначения.

5. RAB устанавливается на стороне B как часть процедуры SNRPCA.

6. Узел IMS Core B перенаправляет сообщение SIP INVITE к TE B. Параметры SDP содержат IP-адрес и номер порта для использования на стороне A сеанса. Соответственно, они могут вставляться в пакеты данных, происходящие от прикладной функции, принадлежащей TE B.

7. Сообщение SIP 200 OK содержит IP-адрес и номер порта для использования на стороне B сеанса. Это сообщение перенаправляется к узлу IMS Core A на стороне А.

8. Как только IP-адрес и номер порта для использования на стороне B сеанса принимаются на GSN A, может запускаться процедура модификации PDP. Эта процедура обновляет контекст PDP фильтром пакетов восходящей линии связи на основе IP-адреса и номера порта назначения.

9. IMS Core A перенаправляет сообщение SIP 200 OK к TE A. Параметры SDP в этом сообщении содержат IP-адрес и номер порта для использования на стороне B сеанса. Соответственно, они могут вставляться в пакеты данных, происходящие от прикладной функции, принадлежащей TE A.

Таким образом, на стороне А однонаправленный канал устанавливается с использованием процедуры SNRPCA до того, как доступны параметры, требуемые для установки фильтра пакетов восходящей линии связи. Так как IP-адрес и порт назначения для использования на стороне B пока не известны, после приема этой информации от стороны B фильтр восходящей линии связи обновляется в последовательности позже, с использованием процедуры модификации контекста PDP. На стороне В устанавливается однонаправленный канал, и фильтр пакетов восходящей линии связи устанавливается во время этой процедуры, поскольку IP-адрес и порт известны из сообщения SIP INVITE.

Фиг.6 показывает третью последовательность сигнализации для установки фильтра восходящей линии связи. Как в предыдущем примере, описываются только избранные сообщения, тогда как цель других сообщений на чертеже соответствует таковым на фиг.4. В этом примере фильтр пакетов восходящей линии связи на стороне А устанавливается вместе с установкой однонаправленного канала. Выполняются следующие этапы.

1. Терминальное оборудование TE A отправляет сообщение SIP INVITE на узел IMS Core A. Оно включает в себя параметры SDP с IP-адресом и номером порта для использования на стороне A сеанса. Это сообщение перенаправляется к IMS Core B без выполнения резервирования ресурсов в сети радиодоступа или установки однонаправленного канала.

2. На стороне В запускается процедура SNRPCA. В этой процедуре фильтр пакетов восходящей линии связи устанавливается в TE B для выбора пакетов согласно IP-адресу назначения и номеру порта.

3. RAB устанавливается на стороне B как часть процедуры SNRPCA.

4. Узел IMS Core B перенаправляет сообщение SIP INVITE к TE B. Параметры SDP содержат IP-адрес и номер порта для использования на стороне A сеанса. Соответственно, они могут вставляться в пакеты данных, происходящие от прикладной функции, принадлежащей TE B.

5. Сообщение SIP 200 OK содержит IP-адрес и номер порта для использования на стороне B сеанса. Это сообщение перенаправляется стороне А.

6. Как только IP-адрес и номер порта для использования на стороне B сеанса принимаются на GSN A, запускается дополнительная процедура SNRPCA для установки контекста PDP на стороне А. Процедура также устанавливает фильтр пакетов восходящей линии связи для отбора пакетов в соответствии с IP-адресом и номером порта назначения.

7. RAB устанавливается на стороне А. Если в RAN не используется резервирование ресурсов, то значение GBR не требуется в этом сообщении. Если резервирование ресурсов используется, то значение GBR может быть включено.

8. Узел IMS Core A перенаправляет сообщение SIP 200 OK к TE A. Параметры SDP в этом сообщении содержат IP-адрес и номер порта для использования на стороне B сеанса. Соответственно, они могут вставляться в пакеты данных, происходящие от прикладной функции, принадлежащей TE A.

В этом примере фильтр восходящей линии связи устанавливается как на стороне А, так и на стороне В, вместе с установкой однонаправленного канала с использованием запрошенной по сети активации контекста PDP. Соответственно, установка однонаправленного канала на стороне А откладывается до приема информации об IP-адресе и номере порта назначения от стороны В.

Пример фиг.7 показывает последовательность сигнализации, в которой фильтр установленного заранее однонаправленного канала модифицируется для загрузки контента. Как и в предшествующих примерах, пользовательское оборудование содержит терминальное оборудование TE и мобильный терминал MT, и передача данных выполняется через GSN и управляется PCRF. Перед началом проиллюстрированной последовательности установлен однонаправленный канал передачи пакетов между сетью и пользовательским оборудованием.

В исходном положении пользователь просматривает, например посещает, сайты на web-сервере. Пакеты данных, переданные во время просмотра, отображаются в однонаправленный канал с QoS по умолчанию. Пользователь активирует загрузку файла с пользовательского оборудования на сервер загрузки, например сервер web-дневников. Начинается загрузка файла с QoS по умолчанию, но пакеты данных соответствуют новому потоку. Управляющий объект в сети, например GSN или другой узел в сети оператора, обнаруживает новый поток, например, путем идентификации, что тот направляется на конкретный URL или IP-адрес. В соответствии с подпиской пользователя, в управляющем объекте активируется правило, которое определяет, что поток восходящей линии связи к конкретному URL или IP-адресу следует преобразовать в более высокое QoS.

Управляющий объект затем инициирует обновление фильтра пакетов восходящей линии связи в пользовательском оборудовании. В показанном примере это выполняется с использованием процедуры модификации PDP. В качестве альтернативы модификация PDP могла бы быть заменена процедурой для установки дополнительного контекста PDP, например последовательностью SNRPCA. В обоих случаях загрузка продолжается предпочтительно параллельно, с использованием QoS по умолчанию. Когда фильтр в пользовательском оборудовании обновляется, загрузка продолжается по однонаправленному каналу с более высоким QoS. Это гарантирует приоритет над трафиком от пользовательского оборудования и других объектов в сети.

На фиг.8 показывается управляющий объект согласно изобретению. Он инициирует ассоциацию пакета данных с однонаправленным каналом передачи пакетов в пользовательском оборудовании сети связи, причем однонаправленный канал передачи пакетов предназначен для передачи пакета данных в дополнительный объект. Управляющий объект содержит модуль ввода (IUC) для приема информации (INF), имеющей отношение к потоку для пакета данных. Модуль обработки (PUC) выполнен с возможностью идентификации потока в функции идентификации (IF). Например, функция идентификации (IF) для этой цели может оценивать сообщение (INF). Функция политик (PF) предназначена для определения однонаправленного канала передачи пакетов для ассоциации с упомянутым потоком от разных однонаправленных каналов передачи пакетов, доступных пользовательскому оборудованию. Предпочтительно, чтобы управляющее устройство содержало запоминающее устройство с заданными оператором правилами (OR) в качестве основы для определения. Функция определения (DRI) определяет идентификацию уровня маршрутизации у дополнительного объекта. Функция определения (DRI) также может, например, оценивать информационное сообщение (INF) или другое сообщение, содержащее эту информацию.

Модуль вывода (OUC) выполнен с возможностью выдачи пользовательскому оборудованию команды установить фильтр пакетов на основе идентификации уровня маршрутизации, при этом фильтр пакетов ассоциирует пакеты данных, содержащие идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта, с определенным однонаправленным каналом передачи пакетов. Выдача команды предпочтительно выполняется с помощью сообщения с командой (IM) пользовательскому оборудованию.

Фиг.9 показывает контролирующий объект для сети связи с пользовательским оборудованием. Контролирующий объект содержит модуль ввода (IUM), выполненный с возможностью приема инициирующего сообщения (INV), содержащего идентификацию сеансового уровня дополнительного объекта. Инициирующее сообщение (INV) инициирует установление сеанса связи между пользовательским оборудованием и дополнительным объектом. Модуль ввода (IUM) предпочтительно также выполнен с возможностью приема ответного сообщения (REP) на инициирующее сообщение. Нет необходимости, чтобы ответное сообщение отправлялось и принималось контролирующим объектом, если инициирующее сообщение содержит всю необходимую информацию для выполнения предложенного способа, например сообщение SIP INVITE на стороне В в варианте осуществления на фиг.4.

Модуль обработки (PUM) выполнен с возможностью контроля сообщений в функции контроля (мониторинга) (MF) и определения идентификации уровня маршрутизации дополнительного объекта из инициирующего сообщения (INV) или из ответного сообщения (REP). Модуль вывода (OUM) выполнен с возможностью перенаправления инициирующего сообщения в дополнительный объект с использованием идентификации сеансового уровня и, при необходимости, перенаправления ответного сообщения (REP) в пользовательское оборудование.

Контролирующий объект дополнительно выполнен с возможностью перенаправления определенной идентификации уровня маршрутизации в управляющий объект для выдачи пользовательскому оборудованию команды установить фильтр пакетов на основе идентификации уровня маршрутизации. С этой целью управляющему объекту с помощью модуля вывода (OUM) может быть отправлено уведомление (NOT).

Предпочтительно, чтобы контролирующий объект содержал запоминающее устройство (MEM) для хранения информации, имеющей отношение к сеансу связи. Информация, главным образом, позволяет ассоциацию инициирующего сообщения (INV) и ответного сообщения (REP) друг с другом и сеансом.

Модули и функции управляющего объекта и контролирующего объекта могут быть реализованы как электронная или оптическая схема либо как программное обеспечение, выполняемое в такой схеме. Модули ввода и вывода обоих устройств могут интегрироваться в общий модуль ввода/вывода.

Вышеприведенные варианты осуществления достигают целей изобретения. Однако будет принято во внимание, что специалистами в данной области техники могут быть сделаны отступления без отклонения от объема изобретения, который ограничен только формулой изобретения.

Изобретение относится к способу ассоциации пакета данных (DP) с однонаправленным каналом передачи пакетов (РВ) в пользовательском оборудовании (UE1) сети связи. Пакет данных отправляют в потоке данных из прикладной функции UE1, РВ устанавливают с помощью UE1 для передачи пакета данных по сети связи в дополнительный объект, и UE1 выполнено с возможностью установления разных однонаправленных каналов передачи пакетов. Способ содержит этапы, на которых идентифицируют поток пакетом данных в управляющем объекте сети связи, определяют РВ для ассоциации с упомянутым потоком от разных РВ в функции политик управляющего объекта, определяют идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта, выдают UE1 команды установить фильтр пакетов на основе идентификации уровня маршрутизации, причем фильтр пакетов ассоциирует пакеты данных, содержащие идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта с РВ, предоставляют прикладной функции идентификацию уровня маршрутизации, включают идентификацию уровня маршрутизации в DP и перенаправляют DP в определенный РВ. Техническим результатом является предложение простого и гибкого способа ассоциации пакетов данных с однонаправленным каналом в пользовательском оборудовании в сети связи. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ ассоциации пакета данных (DP) с однонаправленным каналом передачи пакетов (РВ) данных в пользовательском оборудовании (UE1) сети связи, в котором пакет данных отправляют в потоке данных из прикладной функции пользовательского оборудования, однонаправленный канал передачи пакетов (РВ) данных устанавливают с помощью пользовательского оборудования для передачи пакета данных (DP) по сети связи в дополнительный объект, и в котором пользовательское оборудование выполнено с возможностью установления разных однонаправленных каналов передачи пакетов данных, при этом способ содержит этапы, на которых
идентифицируют поток данных с пакетом данных в управляющем объекте сети связи,
определяют однонаправленный канал передачи пакетов данных для ассоциации с упомянутым потоком данных от разных однонаправленных каналов передачи пакетов данных в блоке политик управляющего объекта,
определяют идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта,
с помощью сети связи дают пользовательскому оборудованию команду установить фильтр пакетов данных на основе идентификации уровня маршрутизации дополнительного объекта, причем фильтр пакетов данных ассоциирует пакеты данных, содержащие идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта, с определенным однонаправленным каналом передачи пакетов данных,
предоставляют прикладной функции идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта,
включают идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта в пакет данных, и
перенаправляют пакет данных (DP) в определенный однонаправленный канал передачи пакетов (РВ) данных.

2. Способ по п.1, в котором управляющий объект принимает определенную идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта от контролирующего объекта и дает пользовательскому оборудованию команду установить фильтр пакетов данных.

3. Способ по п.2, в котором способ содержит этапы, на которых
инициируют установление сеанса связи между пользовательским оборудованием и дополнительным объектом с помощью инициирующего сообщения, содержащего идентификацию сеансового уровня дополнительного объекта,
сохраняют информацию, имеющую отношение к сеансу связи, в контролирующем объекте, выполненном с возможностью контроля сообщений, отправленных между пользовательским оборудованием и дополнительным объектом для установления сеанса,
перенаправляют инициирующее сообщение в дополнительный объект, используя упомянутую идентификацию сеансового уровня,
с помощью контролирующего объекта ожидают ответное сообщение, имеющее отношение к установлению сеанса связи,
определяют идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта из ответного сообщения,
перенаправляют ответное сообщение в пользовательское оборудование и завершают установление сеанса.

4. Способ по п.2, в котором способ содержит этапы, на которых инициируют установление сеанса связи между дополнительным объектом и пользовательским оборудованием с помощью инициирующего сообщения, содержащего идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта и идентификацию сеансового уровня пользовательского оборудования,
принимают инициирующее сообщение в контролирующем объекте и определяют идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта из инициирующего сообщения, перенаправляют инициирующее сообщение в пользовательское оборудование с использованием упомянутой идентификации сеансового уровня и завершают установление сеанса.

5. Способ по любому из пп.1-4, в котором проверяют исходные пакеты данных, отправленные пользовательским оборудованием по первому однонаправленному каналу, причем поток данных идентифицируют по проверенным пакетам данных, и при этом однонаправленный канал передачи пакетов данных, определенный для ассоциации с упомянутым потоком данных, является вторым однонаправленным каналом передачи пакетов данных.

6. Способ по п.1, в котором установку однонаправленного канала передачи пакетов данных инициируют посредством запроса от узла в сети связи.

7. Способ по п.1, в котором разные однонаправленные каналы передачи пакетов данных отличаются по меньшей мере одним ассоциированным элементом из группы, содержащей качество обслуживания, тариф оплаты и точку доступа, в которую перенаправляют пакет данных.

8. Способ по п.1, в котором пользовательское оборудование содержит модуль исполнения для исполнения прикладной функции и модуль передачи для отправки пакета данных по определенному однонаправленному каналу передачи пакетов данных.

9. Способ по п.1, в котором пакет данных является пакетом данных Интернет-протокола IP.

10. Способ по п.1, в котором идентификация уровня маршрутизации дополнительного объекта является по меньшей мере одним из следующего: адресом назначения или номером порта назначения.

11. Способ по п.1, в котором однонаправленный канал передачи пакетов данных устанавливают перед установкой фильтра пакетов данных, и в котором фильтр пакетов данных устанавливают в процедуре модификации однонаправленного канала передачи пакетов данных.

12. Способ по п.1, в котором фильтр пакетов данных ассоциирует пакет данных с однонаправленным каналом передачи пакетов данных на основе по меньшей мере одного дополнительного параметра, основанного на заголовке пакета данных.

13. Сеть связи, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью осуществления способа по любому из пп.1-12.

14. Управляющий объект для сети связи с пользовательским оборудованием (UE1), причем прикладная функция пользовательского оборудования предназначена для отправки пакета данных в потоке данных, однонаправленный канал передачи пакетов (РВ) данных может устанавливаться с помощью пользовательского оборудования для передачи пакета данных (DP) по сети связи в дополнительный объект, и пользовательское оборудование выполнено с возможностью установления разных однонаправленных каналов передачи пакетов данных, при этом управляющий объект содержит
модуль ввода, выполненный с возможностью приема потока данных с пакетом данных или информации, имеющей отношение к потоку данных,
модуль обработки (PUC) с функцией идентификации (IF), предназначенной для идентификации потока данных,
с функцией политик (PF), предназначенной для определения однонаправленного канала передачи пакетов данных для ассоциации с упомянутым потоком данных от разных однонаправленных каналов передачи пакетов данных, и
с функцией определения (DRI) для определения идентификации уровня маршрутизации дополнительного объекта, и
модуль вывода для выдачи пользовательскому оборудованию команды установить фильтр пакетов данных на основе идентификации уровня маршрутизации дополнительного объекта, причем фильтр пакетов данных ассоциирует пакеты данных, содержащие идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта, с определенным однонаправленным каналом передачи пакетов данных.

15. Контролирующий объект для сети связи с пользовательским оборудованием (UE1), причем прикладная функция пользовательского оборудования предназначена для отправки пакета данных в потоке данных, однонаправленный канал передачи пакетов (РВ) данных устанавливается с помощью пользовательского оборудования для передачи пакета данных (DP) по сети связи в дополнительный объект, и при этом пользовательское оборудование выполнено с возможностью установления разных однонаправленных каналов передачи пакетов данных, при этом контролирующий объект содержит
модуль ввода, выполненный с возможностью приема инициирующего сообщения, содержащего идентификацию сеансового уровня дополнительного объекта, при этом инициирующее сообщение инициирует установление сеанса связи между пользовательским оборудованием и дополнительным объектом, и приема ответного сообщения на инициирующее сообщение,
модуль обработки, выполненный с возможностью контроля сообщений и определения идентификации уровня маршрутизации дополнительного объекта из инициирующего сообщения или из ответного сообщения,
модуль вывода, выполненный с возможностью перенаправления инициирующего сообщения в дополнительный объект с использованием упомянутой идентификации сеансового уровня и перенаправления ответного сообщения в пользовательское оборудование,
при этом контролирующий объект дополнительно выполнен с возможностью перенаправления определенной идентификации уровня маршрутизации дополнительного объекта в управляющий объект для выдачи пользовательскому оборудованию команды установить фильтр пакетов данных на основе идентификации уровня маршрутизации дополнительного объекта,
причем фильтр пакетов данных ассоциирует пакеты данных, содержащие идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта, с определенным однонаправленным каналом передачи пакетов данных.

16. Контролирующий объект по п.15, причем контролирующий объект содержит запоминающее устройство (MEM) для хранения информации, имеющей отношение к сеансу связи.

17. Компьютерно-считываемый носитель информации для хранения программного кода, который при исполнении компьютером предписывает компьютеру выполнять способ ассоциации пакета данных (DP) с однонаправленным каналом передачи пакетов (РВ) данных в пользовательском оборудовании (UE1) сети связи, в которой пакет данных отправляется в потоке данных из прикладной функции пользовательского оборудования, однонаправленный канал передачи пакетов (РВ) данных устанавливается с помощью пользовательского оборудования для передачи пакета данных (DP) по сети связи в дополнительный объект, причем пользовательское оборудование выполнено с возможностью установления разных однонаправленных каналов передачи пакетов, данных, идентификация уровня маршрутизации дополнительного объекта предоставляется прикладной функции, и идентификация уровня маршрутизации дополнительного объекта включается в пакет данных,
при этом носитель информации содержит программный код для выполнения этапов, на которых
идентифицируют поток данных пакета данных,
определяют однонаправленный канал передачи пакетов данных для ассоциации с упомянутым потоком данных от разных однонаправленных каналов передачи пакетов данных в блоке политик управляющего объекта,
определяют идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта, и
инициируют выдачу пользовательскому оборудованию команды установить фильтр пакетов данных на основе идентификации уровня маршрутизации дополнительного объекта, причем фильтр пакетов данных ассоциирует пакеты данных, содержащие идентификацию уровня маршрутизации дополнительного объекта, с определенным однонаправленным каналом передачи пакетов данных.