CN100395982C - 无线局域网预付费计费系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无线局域网的计费，公开了一种无线局域网预付费计费系统及其方法，使得预付费用户也能够接入无线局域网并实现对其实时计费。这种无线局域网预付费计费方法通过认证服务器将认证控制点所发送的计费消息中的计费信息传递给业务控制点，业务控制点根据用户的帐户余额和事先制定的策略来进行预扣费或者拒绝用户使用无线局域网业务，并将该结果通过认证服务器返回给认证控制点。

Description

无线局域网预付费计费系统及其方法
技术领域
本发明涉及无线局域网的计费，特别涉及无线局域网预付费用户的计费系统和计费方法。
背景技术
无线局域网(Wireless Local Area Network，简称“WLAN”)是指以无线信道作传输媒介的计算机局域网。它是在有线网络的基础上发展起来的，使网上的计算机具有可移动性，快速方便解决有线方式难以实现的终端灵活移动问题，因而广泛适用于需要可移动数据处理或无法进行物理传输介质布线的领域。随着IEEE802.11无线网络标准的制定与发展，无线网络技术趋于成熟与完善。它能够给用户提供更加安全可靠、移动、高效、远距离的网络互联方案，并已成功的广泛应用于企业和公众热点场所等领域。
WLAN产品一般主要包括两部分：无线网卡和无线接入点(AccessPoint，简称“AP”)。基本工作方式是：无线网卡安装在笔记本电脑、台式电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称“PDA”)等终端上，与AP通过无线方式进行连接，AP则以有线方式上连有线网络，实现与其他网络(例如因特网)的连接。
WLAN一般分为室内移动办公和室外远距离主干互联，有效解决了有线布线、改线工程量大，线路容易损坏，网中各站点不可移动，特别是相隔数十公里的两局域网相连的问题，更可解决通过电话线传输的速率低，误码率高和线路可靠性差以及每月高额的租金问题。无线网络的强大的加密技术和低于手机三分之一的辐射以及可以自由架设的2.4G自由频段可使各种行业的用户无后顾之忧。
WLAN包括多种不同技术，目前应用较为广泛的一个技术标准是IEEE802.11b。802.11b标准工作在2.4GHz的频带，采用补码键控调制技术，传输速率最高可达到11Mbit/s。802.11b标准具有可靠的通信、低成本、灵活性、移动性、高吞吐量等优点。
随着WLAN的发展，传统的运营商也在积极建设WLAN网络。然而摆在运营商面前的一个重要问题就是如何对WLAN用户计费。目前存在一种常用的计费方法，即通过运营商的业务运营支撑系统(Business&OperationSupport System，简称“BOSS”)系统，达到WLAN网络的计费和传统移动网络计费的统一。BOSS系统是利用计算机网络系统实现运营商支撑服务的整体技术平台，其功能范围涵盖了计费、结算、帐务处理、帐务管理、客户服务、业务管理等方面。通过这个一体化平台，可以实现所有部门和业务系统的信息和资源整合、集中管理及充分共享，从而使这些信息和资源能够得到充分利用。其计费系统包括计费数据采集和批价两个过程。计费数据采集过程收集有关的原始基础数据和信息，进行相应的差错检验、格式转换等预处理，生成的结果记录了用户使用业务的情况；批价过程则计算向用户收取的费用。
目前WLAN的付费方式主要是采用后付费的方法，即在服务器中记录用户上网的时间或数据流量的总额，每月进行结算，或者使用包月的付费方式。
在实际应用中，上述方案存在以下问题：无法实现对预付费用户的实时计费。
造成这种情况的一个主要原因在于，认证服务器(AuthentificationServer，简称“AS”)和业务控制点(Service Control Point，简称“SCP”)之间没有直接的消息交互机制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无线局域网预付费计费系统及其方法，使得预付费用户也能够接入无线局域网并实现对其实时计费。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无线局域网预付费计费系统，包含认证控制点、认证服务器和业务控制点，其中，
所述认证控制点用于控制用户接入无线局域网网络，周期性地向所述认证服务器发送带有计费信息的计费请求消息，并根据所述认证服务器的回复继续或结束所述用户的接入；
所述认证服务器用于所述用户进行认证、授权和计费，向所述业务控制点发送要求更新并检查所述用户的帐户余额的鉴权请求消息，并根据所述业务控制点的回复通知所述认证控制点是否允许所述用户继续接入；
所述业务控制点用于存储所述用户的信息，更新并检查所述用户的帐户余额，并向所述认证服务器发送鉴权请求回应消息。
其中，所述认证控制点与所述认证服务器之间以远程授权拨入用户服务协议进行通信。
所述认证服务器和所述业务控制点之间以扩展的短消息点对点协议进行通信。
本发明还提供了一种无线局域网预付费计费方法，包含以下步骤：
A当开始计费时，认证服务器根据来自认证控制点的计费信息，要求业务控制点检查用户的帐户余额，所述业务控制点向所述认证服务器回复检查结果；
B在用户计费过程中，所述认证服务器根据来自所述认证控制点的计费信息，周期性地要求所述业务控制点检查所述用户的帐户余额，所述业务控制点响应并更新所述帐户余额后向所述认证服务器回复检查结果；息，通知所述业务控制点所述用户计费结束，所述业务控制点更新所述帐户余额。
其中，当系统初始化时，包含以下步骤：
所述业务控制点请求所述认证服务器与其建立短消息点对点连接；
所述认证服务器响应并建立起短消息点对点连接。
此外，在拆除网络时，包含以下步骤：
所述认证服务器向所述业务控制点请求解除连接；
所述业务控制点响应并回复所述认证服务器。
在所述步骤A之前，还包含以下步骤：
所述用户通过认证接入所述无线局域网。
所述步骤A还进一步包含以下子步骤：
A1认证控制点向所述认证服务器发送开始计费请求消息，其中包含所述用户的计费信息；
A2所述认证服务器向所述业务控制点发送鉴权请求消息，要求检查用户的帐户余额；
A3所述业务控制点向所述认证服务器回复带有检查结果的鉴权请求回应消息；
A4所述认证服务器向所述认证控制点回复开始计费回应消息。
所述步骤B还进一步包含以下子步骤：
B1认证控制点向所述认证服务器周期性地发送中间计费请求消息，其中包括所述用户的上网总时长以及总流量信息；
B2所述认证服务器向所述业务控制点发送鉴权请求消息，要求检查用户的帐户余额；
B3所述业务控制点更新所述帐户余额后向所述认证服务器回复带有检查结果的鉴权请求回应消息；
B4所述认证服务器向所述认证控制点回复中间计费回应消息。
所述步骤C还进一步包含以下步骤：
C1所述认证控制点向所述认证服务器发送停止计费请求消息，其中包含了所述用户上网的总时长和总流量信息；
C2所述认证服务器向所述认证控制点回复停止计费回应消息；
C3所述认证服务器向所述业务控制点发送鉴权请求消息；
C4所述业务控制点更新所述帐户余额后向所述认证服务器回复鉴权请求回应消息。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，通过认证服务器将认证控制点所发送的计费消息中的计费信息传递给业务控制点，业务控制点根据用户的帐户余额和事先制定的策略来进行预扣费或者拒绝用户使用WLAN业务，并将该结果通过认证服务器返回给认证控制点。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即方便地实现了对WLAN预付费用户的计费，从而为WLAN用户和运营商在现有计费方式之外提供了一种新的计费方式，满足了欲使用预付费方式接入WLAN的传统移动网络用户的需求。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的WLAN预付费计费系统的结构图；
图2是根据本发明的一个实施例的WLAN预付费计费方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，WLAN预付费计费系统由认证控制点10、认证服务器20和业务控制点30构成。其中认证服务器20分别与认证控制点10和业务控制点30相连，接口之间采用标准协议通信，认证服务器20负责协议的转换。
认证控制点10用于控制预付费用户接入WLAN网络、向认证服务器20发送开始和停止计费请求消息以及接收来自认证服务器20的响应消息。在本实施例中，认证控制点10可以是接入控制点(Access Point，简称“AP”)或者是接入控制设备(Access Controller，简称“AC”)。需要说明的是，在本实施例中，认证控制点10和认证服务器20之间采用远程授权拨入用户服务(Remote Access Dail-In User Service，简称“Radius”)协议进行通讯。
认证服务器20用于对用户认证、授权和计费。目前常用的认证方式包括用户身份鉴别模件(Subscriber Identification Module，简称“SIM”)认证和一次性密码(One Time Password，简称“OTP”)认证：SIM认证方式是指用户将包含用户身份信息的SIM卡放入网卡的SIM卡插槽中或SIM读卡器中，登陆时不用输入用户名和密码，而是通过SIM卡中的有关信息进行认证，费用计入该SIM卡帐户中；OPT认证在登录过程中加入不确定因素，在每次登录前用户通过某种手段得到一个一次性的临时密码，此后该密码仅在用户这次上网过程中才有效，从而提高登录过程安全性。目前常用的计费方式包括后付费方式和预付费方式：后付费方式用户每次使用完服务后，系统在数据库中增添一条使用记录，一段时期后再进行结算；预付费方式用户在每次使用业务前，系统都将先对其权限和余额进行查询，符合条件的用户才有资格继续使用服务，并且在用户使用业务过程中实时地更新用户数据和权限。本发明的主要使用对象就是预付费用户。
业务控制点30用于存储用户的预付费信息供认证服务器20查询。在本实施例中，认证服务器20和业务控制点30之间采用SMPP+协议通信。这里SMPP是短消息点对点协议(Short Message Peer to Peer，简称“SMPP”)的意思，SMPP+协议是对SMPP协议的一个扩展，原先都是用于短消息业务的。本发明中，首次把SMPP+协议应用到WLAN的实时计费中。
由于认证服务器20和业务控制点30之间有了直接的消息通信机制，从而使得对接入WLAN的传统移动网络预付费用户进行实时计费成为可能。
下面参照图1所示的WLAN预付费计费系统，进一步描述其工作过程：
首先业务控制点30和认证服务器20之间通过绑定消息进行绑定，接着当预付费用户欲使用WLAN业务时，认证服务器20将接收到的发自认证控制点10的开始计费消息转换为鉴权请求消息发送给业务控制点30，业务控制点30根据用户帐户余额和预先制定的策略决定向预付费用户提供业务并开始计费或者拒绝向其提供业务。如果鉴权成功，在预付费用户使用业务过程中，认证控制点10将定期向认证服务器20发送中间计费请求消息，认证服务器20将其转换为鉴权请求消息发送给业务控制点30从而实现实时计费。然后，当某个时刻预付费用户下线，则认证控制点10向认证服务器20发送结束计费请求消息，认证服务器20将其转换为鉴权请求消息发送给业务控制点30从而停止计费。最后，根据需要可以通过解除绑定消息解除认证服务器20和业务控制点30之间的绑定关系。
以上说明了WLAN预付费计费系统的实现方式，下面说明WLAN预付费计费方法的具体流程。
如图2所示，在步骤101，业务控制点30向认证服务器20发送绑定接收请求消息，请求与其建立短消息点对点(Short Message Peer To Peer，简称“SMPP”)连接。
接着进入步骤102，认证服务器20收到上述请求消息后，向业务控制点30发送绑定接收回应消息，这表示其已经接收了业务控制点30的请求，由此两者应用层之间建立起了SMPP的连接。为了保证信息的可靠传送，根据现有网络环境，传送层可以采用传送控制协议(Transmission ControlProtocol，简称“TCP”)进行连接。需要说明的是，步骤101和步骤102仅在系统初始化的时候进行一次，每一个预付费用户的计费应该是从步骤103开始的。
接着进入步骤103，预付费用户40通过SIM认证或者OTP认证接入WLAN网络之后，开始使用WLAN业务。
接着进入步骤104，认证控制点10通过开始计费请求消息通知认证服务器20开始进行计费，该消息含有相关的计费信息，例如用户帐号、时间信息等。
接着进入步骤105，认证服务器20向业务控制点30发送鉴权请求消息要求检查用户的帐户余额。发送该消息的目的在于确定预付费用户40是否有权继续使用WLAN业务以防其透支，给运营商带来损失。
接着进入步骤106，业务控制点30向认证服务器20发送鉴权请求回应消息。在回送该消息之前，业务控制点30先到数据库中查询预付费用户40的余额。按照余额的多寡有不同的处理方法：例如如果余额充足，则按照事先配置好的策略进行预扣费(具体的策略可以按照实际的情况进行配置，其中的一种策略是：每收到一次鉴权请求消息，就预扣一定数目的金额，同时表示允许用户可以继续使用WLAN网络一定的时间；举例来说，如果SCP收到了一条来自认证服务器20的鉴权请求消息，则从预付费用户40的帐号中扣5角钱，表示业务控制点30允许用户继续使用WLAN网络5分钟；当然，也可以按照用户使用的流量来进行扣费)，同时给认证服务器20发送鉴权请求回应消息，通知认证服务器20可以允许用户继续使用WLAN网络；如果余额不足，则拒绝用户继续使用WLAN网络。
接着进入步骤107，认证服务器20向认证控制点10发送开始计费回应消息，表示已开始计费，用户可以正常使用WLAN业务。
接着进入步骤108，认证控制点10定时向认证服务器20发送中间计费请求消息，该消息包括当前用户上网总时长以及用户总流量信息。发送该消息的目的在于及时地传送计费信息更新用户帐户余额，从而实时地对预付费用户40权限进行管理。该消息发送的时间间隔可以预先按照不同的精确性要求由管理员进行配置。
接着进入步骤109，认证服务器20将中间计费请求消息转换为鉴权请求消息并发送给业务控制点30。其中涉及的转换策略可以根据具体的情况来进行配置。下面描述一种可行的策略：
认证服务器20在收到本次中间计费请求消息后，就会启动对用户的下个周期的预扣费流程：如果按照时间来扣费，则预扣费的周期为认证控制点10上报中间计费请求消息的间隔，认证服务器20将该间隔按照配置的固定时长进行分割，每一个固定的时长代表一条鉴权请求消息；也可以按照流量进行分割，得到了鉴权消息的个数之后，通过向业务控制点30发送鉴权请求消息，发起鉴权流程，进行实时预扣费；例如，认证服务器20收到了发自认证控制点10的中间计费请求消息，经过处理后开始启动下个周期的预扣费流程，如果认证控制点10发送中间计费请求消息的间隔为5分钟，而配置的固定时长也为5分钟，则认证服务器20向业务控制点30发起一次鉴权请求消息进行预扣费。
接着进入步骤110，业务控制点30向认证服务器20发送鉴权请求回应消息。其处理策略同步骤106。
接着进入步骤111，认证服务器20向认证控制点10发送中间计费回应消息，通知认证控制点10中间计费成功。
当用户下线时，进入步骤112，认证控制点10向认证服务器20发送停止计费请求消息，告之用户已经下线，该消息包含了用户上网的总时长、总流量信息。
接着进入步骤113，认证服务器20向认证控制点10发送停止计费回应消息。
接着进入步骤114，认证服务器20将停止计费请求消息转换为鉴权请求消息并发送给业务控制点30，该过程中认证服务器20的处理流程同步骤109。
接着进入步骤115，业务控制点30向认证服务器20发送鉴权请求回应消息，该过程中的处理策略同步骤106。
当需要解除业务控制点30和认证服务器20之间的连接时，进入步骤116，业务控制点30向认证服务器20发送解除绑定消息，请求解除和认证服务器20之间的连接。
最后进入步骤117，认证服务器20向业务控制点30发送解除绑定回应消息，解除和业务控制点30之间的连接。需要说明的是，步骤116和步骤117通常是在拆除网络时由管理员控制执行，而并非针对某个特定用户执行的。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种无线局域网预付费计费系统，其特征在于，包含认证控制点、认证服务器和业务控制点，其中，
所述认证控制点用于控制用户接入无线局域网网络，周期性地向所述认证服务器发送带有计费信息的计费请求消息，并根据所述认证服务器的回复继续或结束所述用户的接入；
所述认证服务器用于所述用户进行认证、授权和计费，向所述业务控制点发送要求更新并检查所述用户的帐户余额的鉴权请求消息，并根据所述业务控制点的回复通知所述认证控制点是否允许所述用户继续接入；
所述业务控制点用于存储所述用户的信息，更新并检查所述用户的帐户余额，并向所述认证服务器发送鉴权请求回应消息。
2.根据权利要求1所述的无线局域网预付费计费系统，其特征在于，所述认证控制点与所述认证服务器之间以远程授权拨入用户服务协议进行通信。
3.根据权利要求1所述的无线局域网预付费计费系统，其特征在于，所述认证服务器和所述业务控制点之间以扩展的短消息点对点协议进行通信。
4.一种无线局域网预付费计费方法，其特征在于，包含以下步骤：
A当开始计费时，认证服务器根据来自认证控制点的计费信息，要求业务控制点检查用户的帐户余额，所述业务控制点向所述认证服务器回复检查结果；
B在用户计费过程中，所述认证服务器根据来自所述认证控制点的计费信息，周期性地要求所述业务控制点检查所述用户的帐户余额，所述业务控制点响应并更新所述帐户余额后向所述认证服务器回复检查结果；
C当计费结束时，所述认证服务器根据来自所述认证控制点的计费信息，通知所述业务控制点所述用户计费结束，所述业务控制点更新所述帐户余额。
5.根据权利要求4所述的无线局域网预付费计费方法，其特征在于，当系统初始化时，包含以下步骤：
所述业务控制点请求所述认证服务器与其建立短消息点对点连接；
所述认证服务器响应并建立起短消息点对点连接。
6.根据权利要求4所述的无线局域网预付费计费方法，其特征在于，在拆除网络时，包含以下步骤：
所述认证服务器向所述业务控制点请求解除连接；
所述业务控制点响应并回复所述认证服务器。
7.根据权利要求4所述的无线局域网预付费计费方法，其特征在于，在所述步骤A之前，还包含以下步骤：
所述用户通过认证接入所述无线局域网。
8.根据权利要求4所述的无线局域网预付费计费方法，其特征在于，所述步骤A还进一步包含以下子步骤：
A1认证控制点向所述认证服务器发送开始计费请求消息，其中包含所述用户的计费信息；
A2所述认证服务器向所述业务控制点发送鉴权请求消息，要求检查用户的帐户余额；
A3所述业务控制点向所述认证服务器回复带有检查结果的鉴权请求回应消息；
A4所述认证服务器向所述认证控制点回复开始计费回应消息。
9.根据权利要求4所述的无线局域网预付费计费方法，其特征在于，所述步骤B还进一步包含以下子步骤：
B1认证控制点向所述认证服务器周期性地发送中间计费请求消息，其中包括所述用户的上网总时长以及总流量信息；
B2所述认证服务器向所述业务控制点发送鉴权请求消息，要求检查用户的帐户余额；
B3所述业务控制点更新所述帐户余额后向所述认证服务器回复带有检查结果的鉴权请求回应消息；
B4所述认证服务器向所述认证控制点回复中间计费回应消息。
10.根据权利要求4所述的无线局域网预付费计费方法，其特征在于，所述步骤C还进一步包含以下步骤：
C1所述认证控制点向所述认证服务器发送停止计费请求消息，其中包含了所述用户上网的总时长和总流量信息；
C2所述认证服务器向所述认证控制点回复停止计费回应消息；
C3所述认证服务器向所述业务控制点发送鉴权请求消息；
C4所述业务控制点更新所述帐户余额后向所述认证服务器回复鉴权请求回应消息。
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