一种网络的制作方法

专利名称：一种网络的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种网络，并且尤其涉及下一代网络但不仅仅涉及下一 代网络。
背景技术：
通信系统是能够在诸如终端设备(移动或固定)或其它通信装置和 /或与该通信系统相关联的网络实体和其它节点的两个或多个实体之间
进行通信的设施。例如，通信可以包括语音、电子邮件(email)、文本 消息、数据、多媒体等等的通信。通信系统还可以用于向用户提供服务， 一般用于最终用户和服务提供商之间的通信以及用于向用户装置递送 内容数据。
通信系统一般的操作是根据给定标准或根据给定规范组，其陈述了 系统的各种元件必须做什么以及如何实现之。例如，标准规范可以定义 用户或更精确地说用户设备是经由电路交换路径还是分组交换路径或 是其二者来提供接入。应该用于接入通信系统的通信协议和/或参数一 般被定义。例如，用户设备和通信网元之间应该实施的通信方式一般是 基于预定义的通信协议。换言之，通信所基于的特定"规则"组需要被定 义以使用户设备能够经由通信系统通信。
当前，网全各可以;波划分成两个类别，固定网络和移动网全各。然而， 当前正通过全球各种标准化主体对固定和移动网络之间的融合进行标 准化，标准化主体比如TISPAN (电信和互联网融合业务及高级网络协 议)计划中的ETSI (欧洲电信标准协会)，3GPP (第三代合作伙伴计 划)和ITU-T (国际电信联盟的电信标准化章节)。新的网络概念被称 作NGN(下一代网络)。当前，NGN概念是基于已经由3GPP标准化的 IMS (IP多媒体子系统)核心网。
固定和移动转换也正由几个行业论坛进行开发，比如由欧洲委员会
提供部分基金的MSF (多服务切换论坛)和MUSE (随处多服务接入) 计划。
在所建议的结构中存在服务策略决策功能(SPDF)，服务策略决 策功能是用于基于服务的策略控制的逻辑策略决策元件。在这个结构中 还存在资源和许可控制功能，资源和许可控制功能例如可以提供会话许 可控制并且确定哪个网络策略应该;故应用到特定接入。
本发明人已经认识到了当前建议的结构的问题。特别地，所述问题 如下没有设置机制用于定义策略控制功能SPDF如何发现适用于特定 用户的资源许可控制功能RACF。这是指推入功能，其中，SPDF向RACF 推入信息。如果使用拉出操作，其中RACF从SPDF请求信息，则该问题 也存在，即RACF如何发现正确的SPDF。
所建议的功能还具有应用功能AF。应用功能与策略决策功能交互 作用。在预留和释放资源时AF提出对承载资源的请求并且可以接收通 知。应用功能还可以提供其它功能。所建议的结构还具有诸如边界网关 功能BGF之类的边缘路由器。边界网关功能提供两个IP (互联网协议) 传送域之间的接口。它可以位于接入网和用户房屋设备之间、接入网和 核心网之间或者两个核心网之间的边界处。
所建议的当前结构的另 一个问题是没有定义一种机制，该机制取决 于使用拉出还是推入操作来确定边缘^^由器(例如，BGF)应该如何发 现SPDF或者确定SPDF如何发现正确的边缘路由器。
现有技术，特别是与所建议的NGN功能结构有关的现有技术根本没 有解决这个问题，比如在"draftETSIES2xxxxv. 1.1.l.l"TISPANNGN functional architecture" December 2004"中所描述的。
知道如何使用相同PDF (策略决策功能)的AF和边缘路由器的概念 已经在针对拉出情况的3GPP IMS规范中以如下方式被阐明。用于绑定 控制平面和用户平面的授权令牌在会话建立消息中把PDF的地址从应 用功能携带到用户设备。用户设备在PDP (分组数据协议)上下文激活 /修改消息中把该地址发送到边缘路由器。然后，路由器向PDF使用拉出
操作。然而，授权令牌方法在NGN上下文中是不合需要的，因为它在控 制平面和NGN终端中将需要3GPP特定的SIP (会话初始协议)机制。它 还将需要某些新机制在用户平面中传送令牌。另外，在使用NGN接入时，

发明内容
本发明实施例的目的是解决一个或多个上述问题。 根据本发明的一个方面提供了一种网络，该网络包括具有地址的 第一网络功能，需要第一网络功能的地址的第二网络功能，被安排用于 把第 一 网络功能的地址插入到消息中的第三网络功能，以及第四网络功 能，所述第三网络功能被安排用于把所述消息发送到所述第四网络功能 并且所述第四网络功能被安排用于提取所述地址并且把该地址发送到 第二网络功能。
根据本发明的另 一方面4是供了用于网络中的网络功能，所述网络功 能被安排用于把第 一网络功能的地址插入到消息中并且把所述消息发 送到第四网络功能。
根据本发明的另 一方面提供了 一种网络功能，所述网络功能被安排 用于从第三网络功能接收包括第 一网络功能的地址的消息，所述网络功 能被安排用于提取所述地址并且把该地址发送到需要第 一网络功能的 地址的第二网络功能。
根据本发明的另 一方面才是供了 一种向需要第一网络功能的地址的 第二网络功能提供第 一 网络功能的地址的方法，所述方法包括下列步
骤通过第三网络功能把第一网络功能的地址插入到消息中，把所述消 息发送到第四网络功能，通过所述第四网络功能提取所述地址并且通过 第四网络功能把该地址发送到第二网络功能。


为了更好地理解本发明并且理解关于如何将本发明付诸实施，现在 将通过举例的方式只对附图做出参考，在附图中图l示出了使本发明具体化的移动始发情况中的信令，其中，SPDF 需要RACF地址；
图2示出了使本发明具体化的情况下的信令，其中，连接是移动终 止的并且SPDF需要RACF地址；
图3示出了使本发明具体化的信令，其中，边缘路由器需要移动始 发情况中的SPDF情况；
图4示出了在连接是移动终止的并且边缘路由器需要SPDF地址的 情况下使本发明具体化的信令；以及
图5示出了本发明的实施例可以被合并到其中的RACF结构。
具体实施例方式
在下列实施例中，移动始发是指由可以是固定或移动的用户设备始 发的会话或连接。移动终止是指凭借用户设备做出但是在别处始发的连 接。再次，用户设备可以是固定或移动的。
一般来说，第一网元即元件A的地址被另一个网元即元件B所需要。 这个地址被网元即元件C插入到一则或多则协议消息中，所述消息经由 知道所需地址的网元即网元C传送。网元C可以与网元A相同。所需地址 由另 一个网元即元件D从信令消息中提取，然后转发到需要该地址的网 元即元件B。网元D可以与网元B相同或不同。
如在下文中更详细的实施例中所述，例如取决于由所使用的安全方 法所引起的限制以及取决于插入网元即网元C对协议的知晓，该地址可 以用不同的方法插入。例如，在特定协i义级中，该地址可能只祐:插入特 定消息中。例如，该消息可以被插入诸如SIPINVITE或SIP 183 RESPONSE之类的会话建立消息中。替换地，该地址可以在特定协议级 中，例如在IP级中，帔连续地插入。
现在参考图l,图l示出了一个实施例，其中插入元件即网元C是SIP 知晓的并且安全解决方案不是限制问题。图1中所示的实施例涉及移动 始发情况。.
图1示出了用户设备40、 IP边缘元件42、 SPDF44以及AF46之间的
信令流。在这个实施例中，IP边缘元件42相当于网元C,而AE元件46相 当于网元D。 SPDF元件44相当于网元B，而RACF (未示出)相当于网 元A。
由此，SPDF44需要RACF地址。将通过接入网元向核心网传送会话
建立信令。下列信令流发生
在步骤S1中，INVITE消息从UE 4C^皮发送到IP边缘42。 在步骤S2中，在用户设备正始发会话建立的这个实施例中，RACF
地址由IP边缘元件42在服务请求消息中设定。IP边缘元件42由相关的
RACF控制。
在步骤S3中，具有被插入的RACF地址的INVITE消息被发送到AF46。
在步骤S4中，AF 46从消息中提取RACF地址。 在步骤S5中，INVITE消息被转发到其它网元(未示出)。 在步骤S6中，AF 46—般把RACF地址连同用于授权目的的会话相关
的参数一起发送到SPDF 44。
在步骤S7中，会话信息被AF46接收，会话信息在步骤S8中由AF46
发送到UE40。
应该理解，步骤S6可以省略并且由步骤S9来代替，其中，RACF地
址在AF 46例如更新授权信息时被发送到SPDF 44。
在步骤S10中，信息从SPDF 4W皮发送或推入IP边缘42。 现在参考图2，图2示出了与图1所示相类似的方案，其不同之处在
于信令方案是用于移动终止情况，即其中会话由用户设备建立但不由
用户设备始发。图1中所示的相同元件在图2中被示出并且由相同的附图
标记指出。
在步骤T1中，AF 46从其它网元(未示出)接收INVITE消息。
在步骤T2中，AF把INVITE消息转发到UE 40。
在步骤T3中，会话从UE 40前进到IP边缘42 。
在步骤T4中，IP边缘42把RACF地址插入到会话消息中。
在步骤T5中，已经插入RACF地址的消息被转发到AF46。
在步骤T6中，AF46提取RACF地址。 步骤T7通常相当于步骤S7。
在步骤T8中，AF 46在AF更新授权信息时把RACF地址发送到SPDF44。
步骤T9通常相当于步骤SIO。
应该理解，本发明的实施例可以同样应用于由RACF控制的接入网 元是AN (接入节点)或HG (归属网关)的情况。
类似的信令将发生在SPDF需要边缘路由器地址的情况中。例如， 边缘路由器可以是GGSN(网关GPRS (通用分组无线业务)支持节点)。 这不同于图1和图2中示出的实施例，其中，边缘路由器地址由边缘路由 器自身或由路径上知道边缘路由器地址的另一个元件插入服务请求消 息中。换言之，图1和图2的IP边缘元件由信令流中的边缘路由器代替并 且所述地址是边錄J各由器的地址。
现在参考图3和图4，它们示出了需要SPDF地址的拉出情况。特别 地，现在将描述图3，其中会话由用户设备始发，并且其中边缘路由器 需要SPDF地址。边缘路由器可以是BGF (边界网关功能)。特别地， 图3示出了UE40、边纟彖^各由器48、 SPDF44和AF46之间的4言令。
在步骤A1中，UE 40把INVITE消息发送到AF 46。
在步骤A2中，这个INVITE消息由AF 46发送到其它元件网络(未示 出)。
在步骤A3中，AF46为正在建立的会话确定或选择SPDF。例如，这 可能涉及如步骤A4所示的在AF和一个或多个SPDF 44之间的信令。
在步骤A5中，会话前进并且AF从其它网元(未示出)接收会话消
自、
在步骤A6中，AF将把SPDF地址插入在为UE绑定的一则合适消息 中。在移动始发会话的情况下，这个地址例如可以是在为UE绑定的会 话建立消息中。在步骤A7中，这个消息从AF46被发送到边缘路由器48。 在步骤A8中，SPDF地址被边缘路由器提取。 在步骤A9中，会话消息从边缘路由器A48被发送到UE 40 。
在步骤Al0中，边缘路由器48能够使用SPDF地址从SPDF中拉出信息。
在这个实施例中，网元A相当于SPDF。边缘;洛由器相当于网元B和 D，而AF46相当于网元C。
现在参考图4，图4示出了相当于图3中所示的方案的信令，但是其 中，会话不是由用户设备始发的，即会话是移动终止的。
在步骤B1中，AF46从其它网元(未示出)接收INVITE消息B1。步 骤B2、 B3和B4通常分别相当于步骤A3、 A4和A6。特别地，SPDF地址 被插入INVITE消息中，INVITE消息在步骤B5中被发送到边缘路由器 48。步骤B6通常相当于步骤A8。在步骤B7中，INYITE消息被边缘路由 器48发送到UE。在步骤B8中，会话在UE40和AF46之间前进。
在步骤B9中，其它会话消息从AF46发送到其它网元(未示出)。 在步骤B10中，AF 46把更新的授权信息发送到SPDF 44。 在步骤B11中，边缘路由器48从SPDF44拉出信息。这是来自于通 过被提取的地址而识別的SPDF。
在图3和4中所示的安排中，边缘路由器可以由BGF功能代替。 应该理解，类似的信令将发生在RACF或边缘路由器需要SPDF地址 的情况中。
在如图3所示的方案中，边缘路由器48由IP边缘元件42代替。在这 个实施例中，SPDF是元件A, RACF是元件B， AF是元件C而IP边缘42 是元件D。
当AF已经选择或确定SPDF或者会话正在被建立时，分别取决于是 移动始发还是移动终止的情况，AF在为UE绑定的会话建立/确认消息中 设定SPDF地址。会话建立信令将经由接入网元向UE传送。由相关的 RACF所控制的接入网元，例如IP边缘元件，从消息中提取SPDF地址并 且把该地址转发到RACF。 RACF可以使用该地址来从SPDF中直接拉出 信息或者经由IP边缘元件拉出信息。再次，取决于所述网络，IP边缘元 件可以由AN或HG来代替。
现在将描述进一 步的修改。
在下列实例中，插入元件即元件C无需是SIP,或者通常较高层的协
议所知晓的。此外，这种情况不受正在TISPAN和3GPPRel-7中讨论的 传输层安全TLS的影响。在这些实施例中，较低层的协议被用于传送所 需的地址，或者更通常的说，用于传送多个所需的信息。在这个实施例 中，IP级被用作较低层的协议。
在下述这个实例中，即在推入情况中，SPDF需要RACF地址。
会话建立信令将通过接入网元向核心网传送，很可能是通过它们自 己的信令管道/隧道来传送。
因此，RACF地址被RACF控制的接入网元在IP协议帧中设定。例如， 这可以是IP边缘元件、AN元件或HG元件。在IPv4的情况下，地址可以 在可选字段中传送，而在IPv6情况下，则可以在扩展报头中传送。
如果提供了安排在IP边缘元件和SPDF之间的NAT-PT (网络地址转 换器-端口转换器)元件，则该元件可以把IPv4可选报头转换成IPv6扩展 报头，反之亦然。这将只在两个版本的IP协议都被使用的情况下才需要。
当AF接收会话建立信令时，AF将从IP帧中提取RACF地址。当AF 稍后联系SPDF在典型情况下以发送或推入用于授权目的的会话相关的 参数时，AF把RACF地址发送到SPDF。这类似于例如相对于图l所描述 的方案。然而，在图1中使用的是SIP信令。在这个被修改的实施例中， 信息被包括在IP级消息中。
在下面的方案中，SPDF需要边缘路由器地址。会话建立信令将经 由接入网元向核心网传送。由此，边缘路由器地址由边缘路由器自身或 者由路径上知道边缘^各由器地址的另 一个元件在IP协议帧中设定。当AF 接收会话建立信令时，AF从IP帧中提取边缘路由器地址。当AF稍后联 系SPDF在典型情况下以发送或推入用于授权目的的会话相关的参数 时，AF把边缘^各由器地址发送到SPDF。
应该理解，上述方案可以分别应用或组合地应用。例如，在NGN 结构中的组合情况下，元件中的一个例如边缘路由器/BGF需要用于拉出 操作的SPDF地址，并且SPDF需要另 一个元件例如RACF的地址以向其 推入信息。在那种情况下可以使用上述的两个相关的过程。
现在参考图5，图5示出了可以在其中合并本发明实施例的RACF功 能结构。这如ETSI针对TISPAN结构所建议的。用户设备UE2被安排连 接到归属网关HG4。
归属网关4连接到接入节点6和CDCF30。 AN6连接到IP边缘节点8 以及A-RACF (许可-资源和许可控制功能)28。 CDCF30也连接到 A-RACF 28。
网络附着子系统32连接到A-RACF。 A-RACF 28和IP边缘元件8连接 到第一服务提供商网络IO。服务提供商网络10具有SPDF 14、应用功能 AF 16和A-BGF接入边界网关功能12。 IP边缘8连接到A-BGF 12,而 A-RACF 28连接到SPDF 14。
第二服务提供商网络24被示出具有I-BCF互连边界控制功能18 、 SPDF 20和IBGF互连边界网关功能。
两个服务提供商网络10和24通过第一服务提供商网络10的A-BGF 12和第二服务提供商网络24的T-BGF 22连接。第二服务提供商网络24 经由I-BGF22连接到外部网络26 。
A-BGF是分组到分组网关。I-BGF在SPDF的控制下执行策略实施功 能以及网络接入功能二者。
IP边缘8被安排以基于IP地址终止预订链路、把上游分组转发到正 确的外部网络、4巴下游分组从外部网络转发到正确的链路。IP边《彖将知 道被分配给每个链路的IP地址。IP边缘可以为了接入网中的服务控制的 质量而执行相对于下游连接的释放和整形。
I-BGF是形成网络地址和端口转换的分組到分组网关元件。
应用功能与SPDF交互作用。应用功能在预留和释放资源时提出对 承载资源的请求并且可以接收通知。
由此，当前的3GPP令牌机制在SIP会话建立时把地址传送到UE， UE在用户平面建立信令(PDP上下文建立)中^巴地址传送到网关 (GGSN)。在当前的3GPP机制中，实体是会话知晓的。这在本发明的 实施例中不是必需的。如上所述，本发明的实施例可以只使用SIP会话 建立；和/或只使用基础承载级协议(例如IP)。本发明的实施例可以连
续地发送地址，因为会话和/或SIP可能不知道发送实体。换言之，地址 被包括在由第三网元发送的多则消息中。在本发明的实施例中，可以在
与当前的3GPP情况不同的操作(例如，从AF把信息推入PDF)中将地 址移动到最终用户。而且，在本发明的实施例中，PDF使用网关地址。 在使用基于IP的方法的实施例中不需要会话知晓。
应该理解，已经对网元进行了参考。本发明的实施例可以由一个或 多个被合并到给定网元中的网络功能来实施。
在此还应当指出，本发明的上述示例性实施例存在若干变化和^f奮 改，这些变化和修改可以在不脱离如所附权利要求书中定义的本发明范 围的前提下对所公开的解决方案做出。
权利要求
1.一种网络，包括第一网络功能，其具有地址；第二网络功能，其需要该第一网络功能的地址；第三网络功能，其被安排用于把该第一网络功能的地址插入到消息中；以及第四网络功能，所述第三网络功能被安排用于向所述第四网络功能发送所述消息，并且所述第四网络功能被安排用于提取所述地址并且把该地址发送到该第二网络功能。
2. 如权利要求l所述的网络，其中，所述第一网络功能和第三网络 功能由公共网元提供。
3. 如权利要求l所述的网络，其中，所述第二网络功能和第四网络 功能由公共网元提供。
4. 如权利要求l所述的网络，其中，所述第一网络功能包括下列中 的至少一个资源和许可控制功能；服务策略决策功能；边缘路由器和边界网关 功能。
5. 如权利要求l所述的网络，其中，所述第二网络功能包括下列中 的至少一个资源和许可控制功能；服务策略决策功能；边缘路由器；以及边界 网关功能。
6. 如权利要求l所述的网络，其中，所述第三网络功能包括下列中 的至少一个IP边缘路由器；边缘路由器；边界网关功能；应用功能；接入节点； 归属网关；以及由资源和许可控制功能控制的接入网元。
7. 如权利要求l所述的网络，其中，所述第四网络功能包括下列中 的至少一个IP边缘路由器；边缘路由器；边界网关功能；应用功能；接入节点； 归属网关；以及由资源和许可控制功能控制的接入网元。
8. 如权利要求l所述的网络，其中，所述第三网络功能被安排用于 发送所述地址多次。
9. 如权利要求l所述的网络，其中，所述第三网络功能被安排用于:fe所述地址插入SIP消息中。
10. 如权利要求l所述的网络，其中，所述第三网络功能被安排用于 在SIP会话建立中插入所述地址。
11. 如权利要求l所述的网络，其中，所述第三网络功能被安排用于将所述地址插入在INVITE或SIP 183响应中。
12. 如权利要求l所述的网络，其中，所述第三网络功能被安排用于 将所述地址插入在IP协议消息中。
13. 如权利要求l所述的网络，其中，所述第三网络功能被安排用于 将所述地址插入在IP协议消息中。
14. 如权利要求l所述的网络，其中，所述第三网络功能被安排用于 将所述地址插入在承载级协议中的消息中。
15. 如权利要求l所述的网络，其中，所述第三网络功能被安排用于 把所述地址插入在IP协议消息的可选字段和扩展报头中的至少一个中。
16. 如权利要求l所述的网络，其中，所述第二网络功能被安排用于 如下两个中的至少一个将信息推入到所述第 一 网络功能中以及从所述 第一网络功能中拉出信息。
17. 如权利要求l所述的网络，其中，所述第四网络功能被安排用于 向第二网络功能发送所述地址以及会话相关的参数。
18. 如权利要求17所述的网络，其中，所述会话相关的参数是用于 授权目的。
19. 一种用于网络中的网络功能，所述网络功能被安排用于把第一 网络功能的地址插入到消息中并且把所述消息发送到第四网络功能。
20. —种网络功能，所述网络功能被安排用于从第三网络功能接收 包括第一网络功能的地址的消息，所述网络功能被安排用于提取所述地 址并且把该地址发送到需要该第 一 网络功能的地址的第二网络功能。
21. —种方法，向需要第一网络功能的地址的第二网络功能提供该第一网络功能的地址，所述方法包括下列步骤通过第三网络功能把该第 一 网络功能的地址插入到消息中； 把所述消息发送到第四网络功能； 通过所述第四网络功能4是取所述地址；以及 通过该第四网络功能4巴该地址发送到该第二网络功能。
全文摘要
在摘要结尾处，添加应用于下一代网络“HGN”中，本发明提供了一种机制，用于服务策略决策功能“SPDF”(第二网络功能)以发现合适的资源许可控制功能“RACF”(第一网络功能)，或用于边缘路由器以发现SPDF，反之亦然。
文档编号H04L12/56GK101167338SQ200680014195
公开日2008年4月23日 申请日期2006年4月27日 优先权日2005年4月29日
发明者J·A·拉萨南 申请人:诺基亚公司