专利名称：一种下发pcc策略信息的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及第三代合作伙伴计划(3GPP，3rdGeneration Partnership Project) 演进的分组系统(EPS，Evolved Packet System)技术，尤其涉及一种在网络地址翻译场景下，下发策略和计费控制(PCC，Policy and Charging Control)策略信息的方法及系统。
背景技术：
图 1 为现有第三代合作伙伴计划(3GPP，3rd Generation Partnership Project) 演进的分组系统(EPS，Evolved Packet System)的组成架构示意图，如图1所示，主要包括演进的通用移动通信系统陆地无线接入网(E-UTRAN，EvolvedUniversal Terrestrial Radio Access Network)、移动管理单元(MME, MobilityManagement Entity)、月艮务网关 (S-GW, Serving Gateway)、分组数据网络网关(P-GW，Packet Data Network Gateway，也称为PDN GW)、归属用户服务器(HSS，Home Subscriber krver)、策略和计费规则功能单元 (PCRF, Policy andCharging Rules Function)实体及其他支撑节点组成。其中，E-UTRAN 通过Sl-MME与MME相连，MME通过S6a与HSS相连；S-GW是与E-UTRAN相连的接入网关设备，在E-UTRAN和P-GW之间转发数据，并且负责对寻呼等待数据进行缓存，S-Gff通过SI-U 与EUTRAN相连，通过Sll与MME相连，通过Gxc与PCRF相连，通过S5与P-GW相连；P-GW 则是EPS与分组数据网(PDNJacket Data Network)的边界网关，负责PDN的接入、在EPS 与PDN间转发数据等，P-Gff通过foe与PCRF相连，通过SGi与运营商提供的IP业务相连； PCRF通过Rx接口与运营商互联网协议(IPJnternet Protocol)业务网络接口连接，获取业务信息，并通过to/Gxa/Gxb/Gxc接口与3GPP网络中的网关设备相连，负责发起IP承载的建立，保证业务数据的服务质量(QoS，Qualityof Service)，并进行计费控制。图2为现有支持EPC动态策略计费控制的PCC结构示意图，如图2所示，策略和计费执行功能(PCEF，Policy and charging enforcement function)驻留在EPS系统的P-GW 中，PCRF与PCEF间通过Gx接口交换信息。当P-GW与S-GW间的接口基于PMIPv6时，S-GW 也存在策略控制的功能，称为承载绑定和事件报告功能(BBERF，Bearer Binding and Event Reporting Function)，BBERF与PCRF之间通过Gxc接口交换信息。同时，为用户设备(UE) 提供业务的应用功能(AF，Application Function)通过Rx接口向PCRF发送用于制定策略和计费控制(PCC, Policy and Charging Control)或QoS策略的业务信息。EPS可以向计费系统提供承载层的计费信息，包括离线计费和在线计费。对于在线计费，当UE通过3GPP接入时，由P-GW与OCS交互，进行信用控制。P-GW生成计费信息发送给计费系统，其中包含有计费标识，这里的计费标识称为接入网计费标识(Access-Network -Charging-Identifier)，也可称为承载层计费标识。同时，应用服务器也可以向计费系统提供应用层的计费信息，计费信息也采用计费标识进行标识，这里的计费标识称为应用功能计费标识(AF-Charging-Identifier)。在现有技术中该计费标识由AF产生并发送给相关的应用服务器。为了能使计费系统将用户访问某个业务所产生的承载层计费信息和应用层计费信息进行关联，P-GW/PCEF和AF必须通过PCRF将各自产生的计费标识发送给对方。这样，当P-GW/PCEF向计费系统发送采用接入网计费标识的承载层计费信息时携带 AF-Charging-Identifier，而当应用服务器向计费系统发送采用应用功能计费标识的计费信息时携带Access-Network-Charging-Identif ier。计费系统就可以将承载层和应用层计费信息进行关联了。IPv6过渡方法最早从1994年IETF NGTRAN工作组就开始研究，1996年建立6Bone 进行实验，1998年发布第一组IPv6标准RFC，2003年NGTRAN工作组关闭，当时认为可能出现的主流技术都已经完成，之后IETF都没有大批量产生关于IPv6的RFC，中国的CNGI实验网也是在2003/2004年达到第一个高点，当时CNGI网络部署所采用的主要IPv6过渡技术都是当时产生的主要IPv6相关的RFC，当时的过渡技术主要集中包括双栈，翻译和隧道三种技术。直到2007年，随着双栈精简版(DS-Lite，Dual-Mack Lite)，承载级网络地址翻译 (CGN, Carrier Grade Network Address Translation),地址力口端口 (A+P, Address+Port), IPv6 到 IPv4 的网络地址转换技术(NAT64，Network Address Translation6 to 4)，基于主机翻译的I^refix-NAT等一系列新型过渡技术的提出，IETF在2008年重新达成一致将制定新的翻译和隧道技术。当前比较流行的IPv6迁移技术主要是PNAT技术、GI_DS_LITE技术和 NAT64+DNS64技术。其中，PNAT技术和NAT64+DNS64技术需要在EPC的核心网络和外部的分组数据网络之间部署IPv6地址到IPv4地址的地址翻译器，而GI_DS_LITE技术需要在位于EPC核心网络边缘部署承载级网络翻译网关(CGN)进行IPV4私网地址和IPV4公网地址之间的翻译。因此，无论哪种IPv6迁移技术都需要对IP地址进行变换。而IP地址翻译设备的存在，就使得相同PDN连接承载在EPC内部使用的IP地址和端口号，与外部分组网络中使用的IP地址和端口号有所不同，如果AF提供给PCRF用于制定PCC规则的业务信息是基于外部分组网络中的经过变换的IP地址和端口号，而PCRF需要制定和下发基于未经变换的IP地址和端口号的PCC规则给PCC规则的执行单元PCEF。由于目前PCRF无法获得 IP地址变换的对应关系，因此，PCRF无法将AF提供的业务策略信息和所对应的PDN连接专用承载相关联，来指定和下发对应专用承载的PCC规则给PCEF。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种下发PCC策略信息的方法及系统，能够保证PCRF正确将PCC策略信息下发给对应的PCEF。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种下发PCC策略信息的方法，包括策略和计费规则功能单元PCRF判断出接收到业务策略信息相关的地址信息为经过翻译的，根据网络地址翻译功能实体生成的网络地址转换NAT对应表，获得未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息；PCRF按照未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息，进行业务策略和计费控制 PCC策略的关联和策略决策，并执行PCC策略规则提供流程给策略和计费执行功能PCEF下发PCC规则。所述PCRF判断出接收到业务策略信息相关的地址信息为未经过翻译的，该方法还包括所述PCRF根据地址信息进行业务PCC策略的关联和策略决策，然后执行PCC策略规则提供流程给PCEF下发PCC规则。所述PCRF中设置有网络地址翻译适配器和功能实体；所述获得未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息包括所述PCRF上的功能实体向网络地址翻译适配器发送携带有需要进行反向翻译的业务流地址信息的网络地址翻译信息查询消息；网络地址翻译适配器从网络地址翻译功能实体获得包括所述业务策略地址信息的NAT对应表，并对业务流地址信息进行反向翻译；所述网络地址翻译适配器向PCRF中的功能实体发送携带有经过反向翻译的业务流信息的网络地址翻译信息查询应答消息。所述网络地址翻译功能实体包括IPv6地址到IPv4地址的翻译，和/或IPV4地址到IPv4地址的翻译，和/或IPv4地址到IPv6地址的翻译。所述判断的方法包括根据应用功能AF推送所述业务流信息的目的PCRF配置属性进行判断，如果所述 PCRF部署在NAT转换的网络中，则判断出所述接收到业务策略信息相关的地址信息为经过翻译的。一种下发PCC策略信息的系统，至少包括策略和计费规则功能单元PCRF、网络地址翻译功能实体、策略和计费执行功能PCEF，其中，PCRF，用于判断出接收到业务策略信息相关的地址信息为经过翻译的，根据网络地址翻译功能实体生成的网络地址转换NAT对应表，获得未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息；按照未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息，进行业务策略和计费控制 PCC策略的关联和策略决策，并执行PCC策略规则提供流程给策略和计费执行功能PCEF下发PCC规则；网络地址翻译功能实体，用于对IP地址进行转换并生成NAT对应表；PCEF,驻留在P-GW中，接收来自PCRF下发的PCC规则。该系统还包括AF，用于通过Rx接口向PCRF发送用于制定PCC或QoS策略的业务
策略信息。所述PCEF驻留的P-GW，还用于接收来自PCRF的PCC规则，安装和执行PCC规则， 根据需要发起IP_CAN承载的建立，修改或者删除流程。所述PCRF至少设置有网络地址翻译适配器和用于处理PCC策略信息的功能单元；其中，PCRF上的功能单元，用于通过Rx接口接收到来自所述AF的业务策略信息， 判断出该业务策略信息相关的地址信息为经过翻译的，则向网络地址翻译适配器发送指示通知；按照来自网络地址翻译适配器的地址信息，进行业务PCC策略的关联和策略决策，并执行PCC策略规则提供流程给PCEF下发PCC规则；网络地址翻译适配器，用于接收指示通知，与网络地址翻译功能实体进行交互，取得包括该业务策略地址信息的NAT对应表，对接收到的业务策略信息的地址信息进行反向翻译，取得未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息并返回给PCRF上的功能实体。
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所述网络地址翻译功能实体与P-GW合一部署，或者作为独立的网络功能单元单独部署；所述网络地址翻译功能实体单独部署，则所述网络地址翻译适配器与网络地址翻译功能实体之间通过一新增Gxn接口连接；或者，所述网络地址翻译功能实体与P-GW合一部署，则所述网络地址翻译适配器通过现有的与PCEF之间的foe接口，与所述网络地址翻译功能实体连接。所述网络地址翻译功能实体包括IPv6地址到IPv4地址的翻译，IPV4地址到 IPv4地址的翻译，IPv4地址到IPv6地址的翻译。从上述本发明提供的技术方案可以看出，在AF提供给PCRF用于制定PCC规则的业务信息是基于外部分组网络中的经过变换的IP地址和端口号，即在部署有网络地址翻译功能实体时，本发明PCRF根据网络地址翻译功能实体生成的NAT对应表，获得未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息，并按照未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息， 进行业务PCC策略的关联和策略决策，并执行PCC策略规则提供流程给PCEF下发PCC规则。 保证了 PCRF正确关联业务策略信息，并正确将PCC策略信息下发给对应的PCEF。
图1为现有3GPP EPS的组成架构示意图；图2为现有支持EPC动态策略计费控制的PCC结构示意图；图3为网络地址翻译功能实体单独部署的场景下，本发明下发PCC策略信息的系统的组成结构示意图；图4为网络地址翻译功能实体和P-GW合一部署的场景下，本发明下发PCC策略信息的系统的组成结构示意图；图5为本发明下发PCC策略信息的方法的流程图；图6为本发明下发PCC策略信息的实施例的流程示意图。
具体实施例方式图3为网络地址翻译功能实体单独部署的场景下，本发明下发PCC策略信息的系统的组成结构示意图，图4为网络地址翻译功能实体和P-GW合一部署的场景下，本发明下发PCC策略信息的系统的组成结构示意图。如图3和图4所示，主要包括AF、P-GW、PCRF和网络地址翻译功能实体，其中，AF，用于通过Rx接口向PCRF发送用于制定PCC或QoS策略的业务策略信息。P-GW，其中驻留有PCEF，PCEF与PCRF间通过Gx接口交换信息。接收来自PCRF的 PCC规则，安装和执行PCC规则，根据需要发起IP_CAN承载的建立，修改或者删除流程。网络地址翻译功能实体，用于对IP地址进行转换并生成NAT对应表。网络地址翻译功能实体可以与P-GW合一部署即网络地址翻译功能实体设置在P-GW中(如图4所示)， 也可以作为独立的网络功能单元单独部署(如图3所示)。网络地址翻译功能实体包括但不限于IPv6地址到IPv4地址的翻译，IPV4地址到IPv4地址的翻译，IPv4地址到IPv6地址的翻译。PCRF，其中至少设置有网络地址翻译适配器和用于处理PCC策略信息的功能单
7元。其中，如果网络地址翻译功能实体单独部署，那么，网络地址翻译适配器与网络地址翻译功能实体之间通过一新增Gxn接口连接；如果网络地址翻译功能实体与P-GW合一部署， 那么，网络地址翻译适配器可以通过现有的与PCEF之间的foe接口，与网络地址翻译功能实体连接。PCRF上的功能单元，用于通过Rx接口接收到来自AF的业务策略信息，判断出该业务策略信息相关的地址信息为经过翻译的，则向网络地址翻译适配器发送指示通知；按照来自网络地址翻译适配器的地址信息，进行业务PCC策略的关联和策略决策，然后执行PCC 策略规则提供流程给PCEF下发PCC规则；网络地址翻译适配器，用于接收指示通知，通过与网络地址翻译功能实体之间的 Gxn接口或foe接口，与网络地址翻译功能实体进行交互，取得包括该业务策略地址信息的 NAT对应表，对接收到的业务策略信息的地址信息进行反向翻译，取得未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息并返回给PCRF上的功能实体。图5为本发明下发PCC策略信息的方法的流程图，如图5所示，主要包括步骤500 :PCRF判断出接收到业务策略信息相关的地址信息为经过翻译的，根据网络地址翻译功能实体生成的NAT对应表，获得未经过地址翻译的业务策略信息的地址 fn息ο步骤501 按照未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息，进行业务PCC策略的关联和策略决策，并执行PCC策略规则提供流程给PCEF下发PCC规则。从本发明方法可以看出，在AF提供给PCRF用于制定PCC规则的业务信息是基于外部分组网络中的经过变换的IP地址和端口号，即在部署有网络地址翻译功能实体时，本发明PCRF根据网络地址翻译功能实体生成的NAT对应表，获得未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息，并按照未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息，进行业务PCC策略的关联和策略决策，并执行PCC策略规则提供流程给PCEF下发PCC规则。保证了 PCRF正确关联业务策略信息，并正确将PCC策略信息下发给对应的PCEF。图6为本发明下发PCC策略信息的实施例的流程示意图，本实施例中，UE进行网络业务应用交互，AF提供业务信息，PCRF利用本发明图3和图4提出的网络地址翻译适配过程，实现业务信息中包含的各IP数据流与其关联的承载层计费标识和QoS信息进行正确关联；并假设本实施例中网络地址翻译功能实体为独立实体，如图6所示，包括以下步骤步骤600 用户进行业务访问，通过UE与AF进行应用层交互。在此过程中，网络地址翻译功能实体生成相关业务对应的会话的地址转换对应表。步骤601 =AF通过Rx接口向PCRF中的策略制定和决策单元发送该业务的PCC策略信息，其中包括描述该业务流的地址信息如五元组，包括源IP地址，目的IP地址，源端口号、目的端口号和协议号。步骤602 =PCRF上的策略制定和决策单元判断接收到的业务PCC策略信息中的网络地址信息是否经过网络地址翻译功能实体的地址翻译。如果判断出该网络地址信息是未经NAT翻译的，则执行步骤6031和步骤6041 ；否则，从步骤6032开始执行。本步骤中，判断的依据可以根据网络配置，比如根据AF推送业务流信息的目的 PCRF配置属性，如果该PCRF是部署在NAT转换的网络中，则需要对业务流进行反向翻译等。本发明在具体实现上不做限制，也不用于限定本发明的保护范围。
步骤6031 =PCRF根据地址信息进行业务PCC策略的关联和策略决策，然后执行 PCC策略规则提供流程给PCEF下发PCC规则。步骤6041 =PCEF安装和执行PCC规则，根据需要发起IP_CAN承载的建立，修改或者删除流程。结束本流程。步骤6031和步骤5041的具体实现属于现有技术，且与本发明的目的无关，这里不再详述。步骤6032 =PCRF上的策略制定和决策单元向网络地址翻译适配器发送网络地址翻译信息查询消息，在网络地址翻译信息查询消息中携带有需要进行反向翻译的业务流地址f曰息。步骤6042 网络地址翻译适配器通过新增Gxn接口，与网络地址翻译功能实体进行交互，并获得包括该业务策略地址信息的NAT对应表，并对业务流地址信息进行反向翻译。本步骤中，反向翻译处理包括但不限于对于业务流的会话五元组(源IP地址，目的IP地址，源端口号，目的端口号，协议号)进行反向翻译。表1为原始会话信息和经NAT 处理后的会话信息的对应表。
权利要求
1.一种下发PCC策略信息的方法，其特征在于，包括策略和计费规则功能单元PCRF判断出接收到业务策略信息相关的地址信息为经过翻译的，根据网络地址翻译功能实体生成的网络地址转换NAT对应表，获得未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息；PCRF按照未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息，进行业务策略和计费控制PCC 策略的关联和策略决策，并执行PCC策略规则提供流程给策略和计费执行功能PCEF下发 PCC规则。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PCRF判断出接收到业务策略信息相关的地址信息为未经过翻译的，该方法还包括所述PCRF根据地址信息进行业务PCC策略的关联和策略决策，然后执行PCC策略规则提供流程给PCEF下发PCC规则。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述PCRF中设置有网络地址翻译适配器和功能实体；所述获得未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息包括所述PCRF上的功能实体向网络地址翻译适配器发送携带有需要进行反向翻译的业务流地址信息的网络地址翻译信息查询消息；网络地址翻译适配器从网络地址翻译功能实体获得包括所述业务策略地址信息的NAT 对应表，并对业务流地址信息进行反向翻译；所述网络地址翻译适配器向PCRF中的功能实体发送携带有经过反向翻译的业务流信息的网络地址翻译信息查询应答消息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述网络地址翻译功能实体包括IPv6地址到IPv4地址的翻译，和/或IPV4地址到IPv4地址的翻译，和/或IPv4地址到IPv6地址的翻译。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断的方法包括根据应用功能AF推送所述业务流信息的目的PCRF配置属性进行判断，如果所述PCRF 部署在NAT转换的网络中，则判断出所述接收到业务策略信息相关的地址信息为经过翻译的。
6.一种下发PCC策略信息的系统，其特征在于，至少包括策略和计费规则功能单元 PCRF,网络地址翻译功能实体、策略和计费执行功能PCEF，其中，PCRF，用于判断出接收到业务策略信息相关的地址信息为经过翻译的，根据网络地址翻译功能实体生成的网络地址转换NAT对应表，获得未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息；按照未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息，进行业务策略和计费控制PCC 策略的关联和策略决策，并执行PCC策略规则提供流程给策略和计费执行功能PCEF下发 PCC规则；网络地址翻译功能实体，用于对IP地址进行转换并生成NAT对应表；PCEF,驻留在P-GW中，接收来自PCRF下发的PCC规则。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，该系统还包括AF，用于通过Rx接口向 PCRF发送用于制定PCC或QoS策略的业务策略信息。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述PCEF驻留的P-GW，还用于接收来自PCRF的PCC规则，安装和执行PCC规则，根据需要发起IP_CAN承载的建立，修改或者删除流程。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述PCRF至少设置有网络地址翻译适配器和用于处理PCC策略信息的功能单元；其中，PCRF上的功能单元，用于通过Rx接口接收到来自所述AF的业务策略信息，判断出该业务策略信息相关的地址信息为经过翻译的，则向网络地址翻译适配器发送指示通知；按照来自网络地址翻译适配器的地址信息，进行业务PCC策略的关联和策略决策，并执行PCC策略规则提供流程给PCEF下发PCC规则；网络地址翻译适配器，用于接收指示通知，与网络地址翻译功能实体进行交互，取得包括该业务策略地址信息的NAT对应表，对接收到的业务策略信息的地址信息进行反向翻译，取得未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息并返回给PCRF上的功能实体。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述网络地址翻译功能实体与P-GW合一部署，或者作为独立的网络功能单元单独部署；所述网络地址翻译功能实体单独部署，则所述网络地址翻译适配器与网络地址翻译功能实体之间通过一新增Gxn接口连接；或者，所述网络地址翻译功能实体与P-GW合一部署，则所述网络地址翻译适配器通过现有的与PCEF之间的foe接口，与所述网络地址翻译功能实体连接。
11.根据权利要求6 10任一项所述的系统，其特征在于，所述网络地址翻译功能实体包括IPv6地址到IPv4地址的翻译，IPV4地址到IPv4地址的翻译，IPv4地址到IPv6地址的翻译。
全文摘要
本发明提供了一种下发PCC策略信息的方法及系统，在AF提供给PCRF用于制定PCC规则的业务信息是基于外部分组网络中的经过变换的IP地址和端口号，即在部署有网络地址翻译功能实体时，本发明PCRF根据网络地址翻译功能实体生成的NAT对应表，获得未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息，并按照未经过地址翻译的业务策略信息的地址信息，进行业务PCC策略的关联和策略决策，并执行PCC策略规则提供流程给PCEF下发PCC规则。保证了PCRF正确关联业务策略信息，并正确将PCC策略信息下发给对应的PCEF。
文档编号H04L29/12GK102158562SQ201010111990
公开日2011年8月17日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者周晓云, 孙默, 蒋陶 申请人:中兴通讯股份有限公司