在網絡中提供靈活計費的系統的制作方法

專利名稱：在網絡中提供靈活計費的系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及分組交換通信系統，更具體地說，涉及實時計費裝置。
背景技術：
分組交換通信系統傳送源自各種各樣的應用的許多不同類型的電信業務，如語音、數據和多媒體業務。網絡營運商可提供采用不同類型通信量并具有各種收費模式的各種業務。
對于某些業務，如流式傳輸業務，適合采用基于時間的計費方法，這與其它業務如因特網瀏覽業務相反，在因特網瀏覽業務中，數據量相關的計費是唯一可能(使用相關的)計費方法。在基于時間、基于數據量和基于業務的計費方式之間作出選擇涉及訂戶愿意為什么付費以及實現得到認可的可理解的計費方法。例如，對于流式應用如視頻流，讓用戶為觀看視頻所耗費的時間付費是可以理解的。
一個預訂可以有一個或多個用戶。預訂要么是預付費預訂，要么是后付費預訂，這意味著在預付費情況下，訂戶預先即在使用業務之前支付一定金額；或者在后付費情況下，用戶為他在某個時段實際已使用的時間或數據量付費。為了支持預付費預訂，計費解決方案必須具有“實時”特征。這在預付費用戶的信用帳戶為空時尤其重要，這時必須立即影響業務的執行(在此情況中為分組轉發)。當訂戶帳戶為空時，運營商希望阻塞至少所有需要付費的服務，因為運營商除了要防止用戶已使用業務卻未支付而損失金錢，還希望進行信用控制。對訂戶可以繼續開放某些免費業務，如帳戶充值、應急電話呼叫、自顧頁(self-care page)以及在某些情況還可接收SMS/MMS消息。
因此，希望基于業務在分組級上執行有區別的費率。但在分組級上執行有區別的費率產生了一個根本性的難題，因為費率確定是一個復雜的過程，涉及許多輸入參數，如資費計劃、時間和數據量閾值、訂戶簡檔等，而分組轉發應該以可能的最低延時來執行。因此，分組轉發系統和費率確定引擎分別具有不同的系統需求。
這里，根據現有技術的計費系統稱為“多令牌桶”系統。這種系統包括控制系統和分組轉發系統，如

圖1所示。控制系統101包括費率確定引擎102和信用帳戶103。分組轉發系統104包括每業務流106每用戶一個的令牌桶105，對于每個使用多業務的登錄用戶，這導致多個令牌桶105。
當用戶登錄到通信系統中時，分組轉發系統104針對每個業務向控制系統101啟動控制信令序列。控制系統101向用戶的信用帳戶儲備預配置數額的信用，該數額稱為“信用儲備”。控制系統101確定允許該用戶使用的業務集。這些允許業務的標識符集被發送到分組轉發系統。對于每個業務標識符，分組轉發系統104向控制系統啟動資源儲備信令序列。對于每個此類序列，控制系統101的費率確定引擎102采用資費計劃為該業務制定費率。額定費率值用于將信用儲備的部分轉換成“資源儲備”(通常為相關的數據量)，資源儲備隨后發送回分組轉發系統104。每個資源儲備被放入特定的資源令牌桶105中。因此，分組轉發系統104包含多個令牌桶105，每個用戶的每個允許業務對應一個。
當業務流經通信系統時，分組轉發系統104將每個分組分類以確定它屬于哪個業務流。然后遞減該業務的令牌桶105。當令牌桶105為空時，向控制系統證實使用情況，并完成新的資源儲備。
因此，多令牌桶解決方案在分組交換通信系統中執行每分組實時計費(其中根據分組所屬業務流區別性地對其計費)，并且需要允許業務集中每個業務流的各自的資源儲備信令序列。這在控制系統和分組轉發系統之間造成大量信令通信量。此外，它要求控制系統和分組轉發系統具有較高的處理能力，以及這兩個系統之間有較大傳輸容量。
再者，多令牌桶解決方案因要實施非必要的儲備而存在其它缺點。在多令牌桶情況中，為每個業務儲備了預配置數量的資源，其中每個令牌桶的信用儲備專用于特定的業務流。這意味著為業務儲備的未在使用的信用儲備無法用于正在使用的另一個業務。因此，這導致上述非必要的儲備。再者，隨著業務數量增加，問題變得更糟。
另一種可能的解決方案是，在移動電信網絡中使用若干GPRS接入點名稱(APN)，以便區分不同的消費者業務流。APN是移動蜂窩網絡中的一個或多個業務流的標記。但是，由于例如終端和網絡中的APN配置管理以及終端中的IP地址處理，這種解決方案也存在缺點。因此，此解決方案需要營運商執行額外的管理來實施設置和控制。所以，網絡營運商偏好每個APN對應于多個業務的解決方案，最好是一個APN對應于所有業務流。
發明概述如上所述，現有技術的多令牌桶解決方案需要控制系統和分組轉發系統之間的大量信令通信量。此外，在許多情況下，多令牌桶解決方案存在上述非必要儲備的問題。再者，希望實現這樣一種解決方案，其中，多業務流連接到移動蜂窩網絡中的一個接入點名稱(APN)，因為如上所述，每個APN一個業務流的解決方案存在與配置管理有關的缺點。
因此，本發明的第一個目的在于實現可提供靈活實時計費的裝置，由此減少控制系統和分組轉發系統之間的信令。
本發明的第二個目的在于防止非必要的儲備。
本發明的第三個目的在于提供一種計費系統，其中可以在分組級區分業務流，并可以靈活的方式應用適用的計費，即應該能夠根據分組所屬業務流區別性地對每個分組計費。
本發明的第四個目的在于實現有助于每個APN多個業務的解決方案。
上述目的通過根據權利要求1的系統、根據權利要求12的控制系統、根據權利要求18的服務單元以及根據權利要求29和30的接口來實現。
根據本發明的計費系統使減少控制系統和分組轉發系統之間的信令成為可能。此計費系統包括控制系統和設在分組轉發系統中的服務單元。所述控制系統包括適于管理至少一個用戶的帳戶的帳戶功能和安排用于計算針對所述至少一個用戶的允許業務的計費策略的計費策略決策點。所述服務單元包括每用戶令牌桶，其適于存儲從與所述令牌桶相關聯的用戶的帳戶功能接收到的儲備；以及計費策略執行點，其安排用于根據所計算的計費策略，通過減少所述令牌桶存儲的儲備來執行針對多個所述允許業務的計費。
根據本發明第一實施例，通過擁有為每個用戶的多個業務流共享的單個令牌桶，實現了針對帳戶功能的非必要儲備風險。
本發明的另一個優點是，當應在某日時(ToD)實施費率變更時，可以通過在計費策略中包含用戶費率表部分、ToD之前和之后的費率來減少信令負載。再者，當用戶信用帳戶變成空或達到預定義閾值時，可以根據計費策略對業務實施細粒度的策略控制。
本發明的另一個優點在于，每個訂戶使用單個令牌桶的概念減少了網絡中令牌儲備的分布，從而降低了因許多不同的儲備而使預付費帳戶變成空的風險。這還減少了服務單元與網關以及最終的預付費系統之間的控制信令，因此減少了用于所有三種功能的物理盒子的需要。
本發明的再一個優點在于，業務類別概念允許營運商將相關的業務劃分成若干組，即，具有完全相同的費率的業務歸于一組。因此，相同業務類別中業務之間的關系可以是任意的，只是費率必須相同，因為確定費率是基于業務類別來進行的。可是，對于特定業務類別，每個用戶可以有不同的費率，但是對于特定用戶，一個業務類別中的所有業務將具有相同的費率(在某個時間)，這意味著屬于某個業務類別的所有分組根據與該業務類別相關聯的費率值以實時方式計費，而無需向費率確定引擎發送控制信令。除了業務分組，好處還在于顯著地減少了每訂戶數據量。例如，業務數量可以為幾千個，但業務類別的數量可能最多上百個。業務類別概念也是營運商側業務授權的基礎。此外，對用戶而言，業務類別概念還降低了復雜性(可以更容易地理解不同業務的計費方案)，加快了計費系統的處理，例如因為用戶費率表的尺寸減小了。
本發明的另一個優點是，減少了開始使用業務時(例如檢索MMS消息時)的時延，從而導致更好的用戶滿意度和更高的數據吞吐量。此目的的實現歸因于在訂戶連接時預先動態確定費率，這意味著在訂戶開始使用不同的業務之前計算出所有包括有效性條件的適用額定值。這同樣減少了控制信令，因而減少了費率確定引擎的負載。業務數據吞吐量的提高和控制信令通信量的減少可使網絡中的物理盒子更少。高水平的計費靈活性得以維持較，因為額定值值具有明確定義的有效性并且可以重新更新。
本發明的再一個優點在于，業務過濾器和協議檢查過濾器(PIF)的概念允許營運商僅僅通過在業務過濾器中分配規則，便可為業務指定可提高業務數據吞吐量的過濾規則，同時仍然可以在需要辨別該業務時調用更高級的過濾規則。因此，PIF只在不可能通過業務過濾器，即不可能利用IP地址來區分業務流的情況下才使用，從而使分組轉發系統的吞吐量更高。這樣的概念是通用的，允許在需要其它業務時還納入新的規則。
本發明的再一個優點在于，計費系統安排用于處理“一次初始計費”。在業務開始之前或期間從令牌桶中減去初始數量的令牌。
在結合附圖閱讀如下詳細說明之后，可更清楚本發明實施例的其它優點和目的。
附圖簡介圖1是說明根據現有技術的多個令牌桶解決方案的示意框圖。
圖2是說明根據本發明一個實施例的單個令牌桶解決方案的示意框圖。
圖3是說明根據本發明計算“計費策略”的過程的示意框圖。
圖4示意性地說明根據本發明的計費策略，其中包括用戶費率表和有效性條件。
圖5示意性地說明用戶簡檔。
圖6示意性地說明資費計劃。
圖7a圖示了業務過濾器的參數。
圖7b圖示了協議檢查過濾器(PIF)配置的參數。
圖8圖示了根據本發明一個實施例，在移動通信系統的GGSN中實現的服務單元。
發明的詳細說明現在參考附圖，更全面地描述本發明，附圖中顯示了本發明的一些優選實施例。然而，本發明還可以多種不同的形式實施，不應理解為局限于所提出的實施例；確切地說，提供這些實施例是為了透徹完整地公開本發明，使本領域技術人員對本發明的范圍有全面的了解。在這些附圖中，相似的標號引用相似的單元。
根據本發明的實時計費系統可以在IP網絡中實現，或者在分組交換移動通信網，如GPRS、UMTS或cdma2000系統中實現。即便本發明的這些實施例是結合GPRS/UMTS系統來公開的，但本發明并不局限于此類系統。
圖2所示的一種根據本發明實施例的計費系統的建議解決方案包括控制系統201和服務單元206。控制系統201包括亦稱為費率確定引擎的計費策略決策點202和管理用于實時計費目的的用戶信用帳戶的信用帳戶功能203。服務單元206包括計費策略執行點207，用于執行計費，即管理令牌桶208的遞減操作。服務單元中的令牌桶按登錄用戶使用，用于多個業務。最好將一個令牌桶用于每個登錄用戶的所有業務。此外，服務單元包括用于根據分組所屬業務流區分分組的裝置。該服務單元可以設在分組轉發系統如交換機、路由器、代理、GPRS/UMTS系統中的GPRS網關支持節點(GGSN)節點或cdma2000系統中的PDSN節點或歸屬地代理。
本發明的系統包括用于在分組轉發系統服務單元中的每用戶一個令牌桶中收集多個業務的所有信用儲備的裝置。所述信用帳戶功能將應該為所有業務(即包括在下面將作進一步解釋的用戶業務向量中的業務)分別儲備的信用額信息傳送到特定用戶的服務單元的令牌桶中。這些信用額是根據網絡營運商預先配置的設定值來儲備的。將多個業務(最好是所有業務)的所有信用儲備收集在一個令牌桶中是可能的，因為根據本發明，這些業務的計費策略已由控制系統計算出并傳送到服務單元。計算計費策略這里亦稱為“費率預先動態確定”，下文將對此予以進一步解釋。
本發明同時適用于針對預付費和后付費預訂的實時計費。在后付費的情況中，令牌桶可以具有負值；而在預付費的情況中，令牌桶不允許有負值，因為不允許用戶使用比儲備量多的信用。再者，本發明還適用于基于數據量、基于時間和基于業務的計費，具體取決于服務單元的設定值。
示例1當用戶登錄到包括本發明的計費系統的通信系統時，服務單元啟動服務單元與控制系統之間的控制信令序列。控制系統確定允許該用戶使用的業務標識符集。控制系統的費率確定引擎301基于資費計劃303和其它輸入數據如日時、用戶漫游狀態、該用戶的累計已傳送數據量和與其它用戶特定的使用歷史來計算計費策略304。如果該用戶已經登錄，則在計算用戶費率表時還利用到當前使用行為，例如當該用戶的令牌桶變成空時的場合，即一個有效性條件得不到滿足時，服務單元從控制系統請求新的用戶費率表。圖3中說明了這種計算，稱為費率預先動態確定。計費策略包括用戶費率表305和一個有效性條件集306。用戶費率表305包括允許用戶使用的每個業務類別的費率值，而有效性條件集定義用戶費率表有效時的條件。根據本發明引入的業務類別概念用于限制計費策略的用戶費率表的尺寸。業務類別是具有共同屬性的一組業務，這些業務具有完全相同的計費模式，即，完全相同的資費計劃。計算出的計費策略被發送到分組轉發系統中的服務單元。
接著，分組轉發系統中的服務單元向控制系統啟動儲備信令序列。該信用帳戶功能根據預配置的設定值向該用戶的信用帳戶儲備一定數額的信用，其中所述數額為信用儲備。為多個業務、最好是所有業務儲備信用，然后將總信用儲備傳送到服務單元，并置于用戶專用的令牌桶中。
當業務流經分組轉發系統時，分組轉發系統中的服務單元包括用于將每個分組分類以確定它屬于哪個業務類別的裝置。收到的已計算計費策略用于確定應該從令牌桶中扣除的信用額。應該注意的是，扣除量也可以是負值，以便支持獎勵業務(bonus service)，即如果用戶使用特定業務，可獲得獎勵。
分組轉發系統中的服務單元持續檢查該計費策略的有效性條件是否仍然有效。有效性條件的例子有時間、令牌桶的閾值、地理區域等。當有效性條件不再有效時，啟動信令序列以獲取新近更新的計費策略。當應在某個日時(ToD)實施費率變更時，計費策略(即用戶費率表部分)包含應該在ToD之前和之后使用的費率值。這導致不必同時更新巨量用戶的計費策略，否則該巨量用戶會在短的有限時間間隔內產生大量信令，更新可以在較長時間間隔內進行，從而減少信令峰值負載。
圖4顯示計費策略的一個實例，它包括與有效性條件相關聯的用戶費率表。
當令牌桶為空或達到預定義閾值時，向控制系統證實使用情況，并完成新的資源儲備。在證實信號中，最好可以顯式地添加有關不同業務的使用信息。
基本術語下文中，解釋根據本發明的靈活承載計費系統的基本術語-用戶是可以訪問營運商所提供的業務的人。
-一個或多個用戶可以連接到一個預訂。
-訂戶是預訂的所有者。
-實時計費意味著計費進程在業務被請求時或之后執行。應該注意的是，3GPP采用術語“在線計費”。
-令牌類似于票證。使用業務需要基于例如通信量或基于已使用時間的預定數量的票證/令牌。
-令牌桶是收集一個用戶的所有令牌的地方。
-業務是往來于特定目的地的所有IP流的集合，通過IP分組首部或有效負載中的信息來確定。
-業務標識符是業務的唯一標識符。
-業務類別是標識營運商想要在例如計費和業務授權方面以相同方式處理的任意一組業務的標識符。對于每個用戶，允許一個業務一次只屬于一個業務類別。
-資費計劃是業務有效時業務價格的規范。
-費率值是為獲得特定業務應該從令牌桶中扣除的數額。
-根據本發明的業務類別包括資費計劃相同的所有業務。
-業務過濾器是將對具有特定業務標識符的業務進行處理的特定過濾器設置。因此，業務標識符用于將業務映射到它的業務過濾器。下文將進一步解釋此術語。在每個業務過濾器中，可以設置目的地或/和源端(依業務方向而定)IP地址(和掩碼)、TCP和UDP端口號(范圍)以及協議號。為了處理對更高協議層的檢查，業務過濾器還可包括指向協議檢查過濾器(PIF)的指針，它執行狀態分組檢查。與靜態業務過濾器相反，分組檢查是以動態方式執行的。這意味著PIF例如基于先前的事件執行分組檢查。PIF具有特定的配置數據(參見圖8b)，例如包含URI。建立了動態過濾器以實際過濾符合已定義PIF規則的分組。最后，業務過濾器和PIF配置行包含業務類別標識符，此業務類別標識符表示過濾器匹配輸入分組的結果。業務類別標識符標識業務類別，由此確定適用于分組的費率。最好在分組轉發系統中基于每個接入點名稱(APN)實施業務過濾器和PIF配置。
本發明的優選實施例隨后將結合GPRS/UMTS系統來描述本發明的計費系統和方法。因此，根據本發明，在移動電信系統如GPRS或UMTS系統中實現的計費系統的一個實施例包括-如圖8所示設在GGSN 800中的服務單元801，下面將進一步描述此服務單元。
-控制系統，它包括根據本發明的費率確定引擎(即計費決策點)，費率確定引擎允許營運商定義業務和資費計劃，并動態地向服務單元提供計費策略形式的費率信息。該控制系統還包括信用帳戶功能。
-網關，它提供集成點，以便通過靈活的接口選擇與營運商預付費系統互通。在預付費系統支持半徑接口(Radius interface)的情況中，GGSN安排用于與之直接相連。
應該注意的是，即便根據本發明實施例的計費系統和方法是結合GPRS/UMTS系統來描述的，但本發明的系統和方法并不局限于此類系統，而是還可以用于其它分組交換通信系統。
區別性分組費率確定如上所述，分組級的區分費率確定是一個復雜的過程，涉及許多輸入參數(資費計劃、時間和數據量閾值、訂戶簡檔等)，同時分組轉發應該以最低可能時延來執行。本發明的計費系統采用兩階段的費率確定過程-提供計費策略的費率預先動態確定過程，此過程由本發明的費率確定引擎來執行。
-實時分組費率確定，例如由GGSN中的服務單元根據提供的計費策略來執行。
費率預先動態確定過程計算計費策略，該計費策略包括允許訂戶使用的每個業務類別所用的一組費率值。計費策略包括用戶費率表和一個有效性條件集。此計算操作利用了資費計劃和當前訂戶的狀況，例如漫游狀態、日時等。依據有效性條件集，費率值具有有限的使用期限，并在例如達到定價閾值時必須予以更新。有效性條件還可以涉及不同于時間的其它參數。執行費率預先動態確定，并由此在用戶開始使用任何業務之前將計費策略提供給服務單元。
隨后通過將分組劃分為屬于某個業務類別并對該分組使用已計算出的費率值，從而執行實時分組費率確定。這在轉發過程中以非常小的時延即可完成，因為避免了每次業務啟動時控制系統與轉發系統中服務單元之間的信令。
例如，一種情況是，對于采用基于業務的計費方式的業務(例如MMS)采用零數據量計費。對于此類業務，費率預先動態確定過程將產生零費率值。實時分組費率確定隨后將使用該零值，因此那種業務不會招致任何費用。
費率確定引擎圖3說明根據本發明優選實施例的費率確定引擎如何通過生成用戶費率表來執行費率預先動態確定過程。生成用戶費率表通過組合用戶業務類別向量、資費計劃、和其它信息(如漫游狀態、存儲在費率確定引擎的數據庫中的累計數據量和連接時間、日時、和地理位置)來生成。除了用戶費率表外，還利用定價閾值生成對應的有效性條件集，以生成計費策略。然后將包含用戶費率表和有效性條件的計費策略提供給例如位于GGSN中的服務單元。
更具體地說，該費率確定引擎包括用于執行如下處理步驟的裝置-接受對用戶費率表的請求，其中所述請求的輸入可以是用戶標識符，例如MSISDN、SGSN IP地址、PDP上下文的QoS等。
-接收訂戶的用戶業務類別向量，下文將對此進一步予以說明。
-接收該訂戶的用戶業務類別向量中每個業務類別的業務定義。
-接收累計數據量(例如傳輸歷史)，以及此用戶的累計連接時間(最好存儲在費率確定引擎的內部數據庫中)。
-基于每個業務類別的SGSN IP地址計算漫游狀態。
-采用資費計劃和相關的費率因素，如有關用戶漫游狀態、累計數據量和連接時間、ToD和地理位置的信息來計算相關的費率值。
-利用費率因素中的定價閾值計算這些費率值的有效性條件，費率因素例如漫游狀態、存儲在費率確定引擎數據庫中的累計數據量和連接時間、ToD以及地理位置。
-基于上述計算結果構造用戶費率表。
-將構造的用戶費率表和計算出的有效性條件以根據本發明的計費策略的形式發送到分組轉發系統中服務單元的計費執行點。
服務單元根據本發明，設在分組轉發系統800中的服務單元包括計費執行點802、用于執行業務分類的裝置805以及處理多個業務(最好是所有允許的可用業務)的每用戶一個令牌桶803。因此，在上述實施例中，服務單元包括在GGSN 800中。圖8顯示了服務單元功能的概略圖。
服務單元中設有業務過濾器和PIF配置。這在GPRS/UMTS網絡中最好通過核心網絡的操作和支持系統來實現。服務單元安排用于根據業務過濾器執行分組檢查。在一些情況下，必要時它還調用協議檢查過濾器(PIF)來分析更高層的協議。
對于預付費預訂和后付費預訂，服務單元可以利用如上所述的費率預先動態確定機制和儲備機制。服務單元通過利用計費特征信息或分析訂戶標識(例如移動蜂窩網絡情況下的IMSI)來區分后付費訂戶和預付費訂戶。服務單元可以配置為檢索預付費訂戶和后付費訂戶的用戶業務類別向量，以便執行營運商側的業務授權。再者，服務單元安排用于執行針對預付費和后付費訂戶的信用控制。
服務單元向費率確定引擎請求用戶費率表。此操作在例如通過PDP上下文激活連接建立時觸發，或者在用戶費率表的有效性條件不再有效時觸發。在請求新的用戶費率表時，服務單元向費率確定引擎報告已傳送數據量和連接時間以及“初始費率值”狀態。
服務單元包括通過網關為預付費和后付費系統實施儲備的裝置804，由此填充分組轉發系統(例如GGSN)的服務單元中保持的每個用戶的令牌桶。儲備量和有效性條件在服務單元中是可配置的。它根據用戶費率表使每個用戶的令牌桶遞減。
業務分類業務分類通過分組轉發系統內服務單元中的裝置執行。根據本發明的一個實施例，用于對分組分類的裝置是業務過濾器和/或PIF。因此，分類基于IP首部信息和/或更高層協議來執行。雖然根據本發明一個實施例的系統的體系結構支持一般的狀態檢查和URI識別，但初始關注焦點放在檢測WAP 1.x和2.x上的MMS業務。在將分組劃分為屬于某個業務和業務類別之后，實時分組費率確定根據計算出的計費策略確定費率值。然后根據確定的費率值調整令牌桶。
根據本發明，分組轉發系統中的服務單元(最好是GGSN)還適于在訂戶的預付費帳戶變成空時執行某些策略。根據漫游狀況，可以去激活PDP上下文或停止額定費率非零的分組；而允許額定費率非零的業務通過，例如允許訪問充值(top-up)頁，即當信用帳戶為空時用戶進入的缺省Web頁面。例如可以從充值頁對該帳戶充值。
上述兩階段方法對網絡營運商的好處是，如果吞吐量和時延非常重要，則可以只利用業務過濾器的IP首部檢查來定義諸如電子郵件、即時通訊、至公司網關的業務以及至因特網的業務，而不需要PIF。但是，對于其它業務如WAP上的MMS，僅IP首部檢查(即業務過濾器)是不夠的。還需要更詳細的業務檢查，在此情況下為URL/URI。因此，此方法避免了不需要的狀態分組檢查開銷。因此，本發明的基本思想之一是，開始時使用業務過濾器，然后僅在必要時才繼續采用PIF。
實例2圖7a和7b顯示了一個實例，其中營運商的WAP網關設在子網100.18.0.0/16處。假定這些WAP網關還用于充當HTTP代理。業務過濾器1和2匹配往來于該子網的分組。過濾器1設為用于匹配傳輸協議無線會話協議(WSP)，并根據圖7a中的PIF指針調用PIF編號1，而過濾器2將匹配傳輸協議HTTP，并調用PIF編號2。假定輸入分組是與WSP匹配的WAP分組。PIF1現在利用PIF配置中的標識符數據，在此情況中為URL/URI。在此實例中，它檢查營運商的MMS中心的域名。如果分組的WSP首部包含這些域名中的任何一個，則相應的業務類別是14。如果分組包含任何其它URL(通配符*)，則分組是非MMS WAP業務，其類別劃作業務類別15。
再次參考圖7a，帶業務標識符3的業務過濾器用于匹配子網100.12.0.0，它例如是合作業務提供商。往來于該業務提供商的所有分組將被分類為業務類別22。最后，與該通配符規則、含表示“其它業務”的業務標識符4的業務過濾器相匹配的分組將被分類為業務類別60。
用戶簡檔和用戶業務類別向量圖6所示的用戶簡檔包括訂戶標識符、MSISDN以及根據本發明的用戶業務類別向量。用戶業務類別向量是允許用戶使用的業務的列表。
更具體地說，如果營運商希望執行營運商側的業務授權，則可以利用用戶業務類別向量來控制允許訂戶訪問的那些業務類別。用戶業務類別向量通過業務授權和訂戶提供系統來提供。這允許通過訂戶門戶(portal)自行提供，該門戶還可構成充值頁的基礎。注意，如果營運商不想采用業務授權，則應該將所有可用業務類別列于用戶業務類別向量中。
繼續結合圖7a和7b描述所述實例。圖5所示的用戶簡檔允許用戶訪問業務類別14(MMS業務)、15(其它WAP業務)、22(合作業務提供商)以及60其它業務(普通因特網訪問)。用戶簡檔由客戶關系管理系統管理，并可以存儲在公共目錄中。無論用戶簡檔存儲在哪里，它們都會被復制到根據本發明的費率確定引擎。
再次參考先前部分中的實例，圖6顯示了一個簡化的資費計劃，其中業務類別14(MMS業務)是額定費率為零的業務(訂戶漫游時除外)、業務類別15(其它WAP業務)是額定費率為每字節-2個令牌。往來于合作業務提供商的業務(業務類別22)是除了漫游時以外均免費的業務。這些費率因素是不相關的，可以組合使用，因此，某特定費率將適用于例如漫游時，下午6點到上午6點之間3兆字節(MB)以上的情況。圖6中的資費計劃只是本發明所述費率確定引擎所用方法的簡化圖示。
對于用戶業務類別向量中的每個業務類別，費率預先動態確定計算操作產生5個費率值一個“初始費率值”、兩個“當前費率值”和兩個“后續費率值”。下文將解釋有關資費計劃和用戶業務類別向量之間的交互的其它信息。初始費率值等于第一次使用某業務類別時或對應于第一使用的業務類別應該扣除的令牌數量，具體取決于該訂戶的配置值。因此，初始費用可以基于業務或訂戶。
為了處理“第一次”含義的不同設置值，例如每天或每月，將要用于下一次費率預先動態確定計算步驟的“初始費率值”的適用信息提供給費率確定引擎。“當前費率值”是要對會立即使用的屬于某個業務類別的分組收費的每字節令牌數。參見下文的有效性條件。設兩個“當前費率值”的原因是，這樣可以分別對上行和下行業務設置不同的費率值。在“當前費率值”過期之后，將采用“后續費率值”。采用“后續費率值”的目的是在某個時間管理批量更新，即巨量用戶的計費策略不必同時更新，否則這會導致該巨量用戶在短的有限時間間隔內產生大量信令，更新可以在較長的時間間隔內進行，從而減少有限時間間隔內的信令負載。
按業務類別列出了計費策略400的所有這些費率值，以形成圖4所示的用戶費率表401。該用戶費率表具有由有效性條件集402指定的有限使用期，該有效性條件集是利用例如如下因素的定價閾值計算出的漫游狀態(在歸屬地或離開)、地理位置、包括年月等的日時(ToD)、稱為傳輸歷史的累計數據量、累計連接時間、連接的QoS(即GPRS或UMTS連接的PDP上下文的QoS)。服務單元負責在達到與數據量/時間/位置相關聯的閾值時請求更新的用戶費率表。因此，計費系統使用用戶特定的歷史和/或當前使用數據。
本發明的系統適于支持基于業務的稱為“一次初始計費”的計費方式。根據“一次初始計費”原理計費的業務示例是報紙預訂。例如，為了能夠閱讀預訂的報紙，可以每月花費固定金額。除此固定訂費外，還可適用基于數據量或時間的費用。本發明的系統以兩種方式支持“一次初始計費”-第一種方式按業務類別計費。對于訂戶的用戶業務類別向量中的每個業務類別，分類為該業務類別的第一個分組的達到意味著要從令牌桶中扣除該初始費率值。服務單元隨后將該特定業務類別的初始費率值置零。
-第二種方式按訂戶計費。訂戶的用戶業務類別向量中的所有業務類別具有相同的一次初始計費值。當用戶業務類別向量中包含的任何一個業務類別的分組到達時，便從令牌桶中扣除該值，并將所有值置零。向費率確定引擎報告已使用初始費率值，該費率確定引擎適于在后續請求時提供零初始費率值。
對于與位置相關的費率確定，分組轉發系統向控制系統發送位置信息。例如，GGSN既支持SGSN IP地址的轉發又支持與具有定位能力的服務器的接口。分組轉發系統因此適于檢查有關地理位置的有效性條件，并在不再滿足條件時請求新的用戶費率表。
對于時間相關的費率確定，服務單元監控時間有效性條件，并在超過預定閾值時請求新的用戶費率表。此外，服務單元支持最大時間預訂，即一次交費可連接最長24小時。這通過剩余時間有效性條件來管理，服務單元包括用于對此值進行倒計數的裝置，如果此值達到零值或預定閾值，則請求新的用戶費率表。如果在該值變為零或達到預定閾值之前當前連接去激活，例如PDP上下文去激活，則將該值發送到費率確定引擎，費率確定引擎適于隨后更新該用戶的累計時間。
對于數據量相關的費率確定，服務單元監控數據量有效性條件，并在超過預定閾值時請求新的用戶費率表。服務單元從該值中扣除通過的業務量，如果該值達到零值或預定閾值，則請求新的用戶費率表。如果在該值變為零或達到預定義閾值之前當前連接去激活，例如PDP上下文去激活，則將該值發送到費率確定引擎，費率確定引擎適于更新該用戶的累計數據量。
控制系統和服務單元分別是本發明的中央單元。控制系統負責計算計費策略和向服務單元的計費執行點提供該計費策略。該控制系統還包括負責管理一個或多個訂戶的信用帳戶。服務單元包括計費執行點，它負責根據從控制系統接收到的計費策略執行計費。再者，服務單元還包括令牌桶，該令牌桶適于存儲每用戶多個業務的信用儲備。令牌桶安排用于與控制系統的信用帳戶功能通信。對本領域技術人員顯而易見的是，所述控制系統和服務單元可以有多種不同的實現方案。本領域技術人員顯顯然清楚可以如何利用已知的硬件和軟件手段來分別實現本發明的控制系統和服務單元及其它功能。根據本發明，所述控制系統和服務單元實現為可編程的。實現可編程控制系統和分組轉發系統的最容易的方法可以是采用軟件手段，但可編程的硬件實現方案也是可能的，并且硬件和軟件的組合實現方案也是可能的。
在本附圖和說明書中，已公開了本發明的典型優選實施例；雖然采用了特定的術語，但它們僅在一般的、描述性意義上使用，并非為了限制，本發明范圍由所附權利要求限定。
權利要求
1.一種分組交換網絡中的計費系統，用于根據分組所屬業務流區別性地對所述分組計費；所述計費系統包括控制系統(201)和設在分組轉發系統(210)中的服務單元(206)，其特征在于所述控制系統(201)包括適于管理至少一個用戶的帳戶的帳戶功能和安排用于計算針對所述至少一個用戶的允許業務的計費策略的計費策略決策點(202)；所述服務單元(206)包括每用戶令牌桶(208)，其適于存儲從與所述令牌桶(208)相關聯的用戶的帳戶功能(203)接收到的儲備；以及計費策略執行點(207)，其安排用于根據所計算的計費策略減少所述令牌桶(208)存儲的儲備來執行針對多個所述允許業務的計費。
2.如權利要求1所述的計費系統，其特征在于所述服務單元包括每用戶一個令牌桶。
3.如權利要求1至2中任何一項所述的計費系統，其特征在于所述計算的計費策略包括至少一個用戶費率表和一個有效性條件集。
4.如前述任何一項權利要求所述的計費系統，其特征在于所述計費策略是基于用戶特定的歷史和/或當前使用數據來計算的。
5.如權利要求3至4中任何一項所述的計費系統，其特征在于所述有效性條件集定義所述至少一個用戶費率表的使用期限。
6.如權利要求3至5中任何一項所述的計費系統，其特征在于所述計算的計費策略包括至少兩個具有不同時間有效性條件的用戶費率表。
7.如權利要求1至6中任何一項所述的計費系統，其特征在于所述服務單元包括用于根據所述業務的資費計劃將所述業務劃分成不同業務類別的裝置。
8.如前述任何一項權利要求所述的計費系統，其特征在于所述允許的訂戶業務類別存儲在業務類別向量中。
9.如權利要求1至8中任何一項所述的計費系統，其特征在于用于將所述業務劃分成不同業務類別的所述裝置包括適于識別所述不同業務流的業務過濾器。
10.如前述任何一項權利要求所述的計費系統，其特征在于用于將所述業務劃分成不同業務類別的所述裝置還包括適于在所述業務過濾器不能執行所述識別操作時，識別所述不同業務流的協議檢查過濾器。
11.如權利要求1至10中任何一項所述的計費系統，其特征在于所述分組轉發系統是移動電信網絡中的網關GPRS支持節點。
12.分組交換網絡中計費系統的一種控制系統(201)，它包括適于管理至少一個用戶的帳戶的帳戶功能(203)，其特征在于所述控制系統包括安排用于計算針對所述至少一個用戶的允許業務的計費策略的計費策略決策點。
13.權利要求12所述的控制系統，其特征在于所述計算的計費策略包括至少一個用戶費率表和一個有效性條件集。
14.如前述任何一項權利要求所述的控制系統，其特征在于所述計費策略是基于用戶特定的歷史和/或當前使用數據來計算的。
15.如權利要求13至14中任何一項所述的控制系統，其特征在于所述有效性條件集定義所述至少一個用戶費率表的使用期限。
16.如權利要求13至15中任何一項所述的控制系統，其特征在于所述計算的計費策略包括至少兩個具有不同時間有效性條件的用戶費率表。
17.如權利要求12至16中任何一項所述的控制系統，其特征在于所述控制系統在移動電信網絡中實施。
18.一種設在分組交換網絡(210)中計費系統的分組轉發系統中的服務單元(206)，其特征在于所述服務單元(206)包括用于接收至少一個用戶的儲備的裝置；適于存儲與其相關聯的用戶儲備的每用戶令牌桶(208)；用于接收允許業務的計費策略的裝置；以及計費策略執行點(207)，其安排用于根據所接收的計費策略減少所述令牌桶(206)存儲的儲備來執行針對所述多個允許業務的計費。
19.如權利要求18所述的服務單元，其特征在于所述服務單元包括每用戶一個令牌桶。
20.如權利要求18至19中任何一項所述的服務單元，其特征在于所述計費策略包括至少一個用戶費率表和一個有效性條件集。
21.如前述任何一項權利要求所述的服務單元，其特征在于所述計費策略是基于用戶特定的歷史和/或當前使用數據來計算的。
22.如權利要求20至21中任何一項所述的服務單元，其特征在于所述有效性條件集定義所述至少一個用戶費率表的使用期限。
23.如權利要求20至22中任何一項所述的服務單元，其特征在于所述計費策略包括至少兩個具有不同時間有效性條件的用戶費率表。
24.如權利要求18至23中任何一項所述的服務單元，其特征在于所述服務單元包括用于根據所述業務的資費計劃將所述業務劃分成不同業務類別的裝置。
25.如前述任何一項權利要求所述的服務單元，其特征在于所述允許的訂戶業務類別存儲在業務類別向量中。
26.如權利要求24至25中任何一項所述的服務單元，其特征在于用于將所述業務劃分成不同業務類別的所述裝置包括適于識別所述不同業務流的業務過濾器。
27.如前述任何一項權利要求所述的服務單元，其特征在于用于將所述業務劃分成不同業務類別的所述裝置還包括適于在所述業務過濾器不能執行所述識別操作時，識別所述不同業務流的協議檢查過濾器。
28.如權利要求18至27中任何一項所述的服務單元，其特征在于所述分組轉發系統是移動電信網絡中的網關GPRS支持節點。
29.一種接口(1)，其特征在于它可以連接到如權利要求12-17中任何一項所述的控制系統(201)的計費策略決策點(202)和如權利要求18-28中任何一項所述的服務單元(206)的計費執行點(207)，并適于傳送計費策略。
30.一種接口(2)，其特征在于它可以連接到如權利要求12-17中任何一項所述的控制系統(201)的帳戶功能(203)和如權利要求18-28中任何一項所述的服務單元(206)的所述令牌桶(208)，并適于將儲備從所述帳戶功能(203)傳送到所述令牌桶(208)。
全文摘要
本發明涉及在分組交換網絡中計費的裝置。根據分組所屬業務流區別性地對分組計費。計費系統包括控制系統和設在分組轉發系統中的服務單元，其中控制系統包括適于管理至少一個用戶的帳戶的帳戶功能和安排用于計算針對所述至少一個用戶的允許業務的計費策略的計費策略決策點。再者，所述服務單元包括每用戶令牌桶，適于存儲從與所述令牌桶相關聯的用戶的帳戶功能接收到的儲備；以及計費策略執行點，安排用于根據所計算的計費策略減少所述令牌桶存儲的儲備來執行針對多個所述允許業務的計費。
文檔編號H04L12/14GK1729648SQ03824127
公開日2006年2月1日 申請日期2003年6月27日 優先權日2002年10月15日
發明者T·赫格達爾, M·哈內斯克, J·勒馬克, M·克爾林 申請人:艾利森電話股份有限公司