CN101001296A - 一种WiMAX网络中处理切换计费的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种WiMAX网络中处理切换计费的方法，包括：a计费点针对用户业务流为用户创建业务流相关标识，若计费点发生切换，则将包含所述业务流相关标识的用户数据记录文件承载在切换消息中发送到目的基站或目的接入网网关；若计费点不变，则在用户终端发生切换时保持所述业务流相关标识不变；b在计费流程中，计费服务器使用所述业务流相关标识为用户终端计费。本发明使得用户的业务流相关标识Correlation ID在计费点切换过程中保持不变，从而能够在保持业务流不中断情况下完成一个业务流的计费操作流程，本发明能够加快切换的进行，减少切换过程中计费动作的处理，并保证切换过程中正常的计费流程的执行。

Description

一种WiMAX网络中处理切换计费的方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种WiMAX网络中处理切换计费的方法。

背景技术

WiMAX(World Interoperability for Microwave Access)意即全球微波系统互操作性，其主要由三个部分组成，即移动台(MS)；接入业务网(ASN)；包括基站(BS)和接入业务网网关(ASN-GW)；连接业务网(CSN)：包括预付费服务器(PPS)、认证、授权和计费服务器(AAA Server)等等逻辑实体。各逻辑实体间由R1到R6的接口来进行通信，各个接口具体的位置如图1中所示。

WiMax网络的标准尚处在制定阶段，对于其中的计费问题，现在WiMAX论坛上的计费框架如图2所示。在其网络结构中，主要网元有MS、AAAProxy/Client、Visited AAA Server、Home AAA Server、Prepaid Server(PPS)、Hot-lining Device(HLD)，Hot-lining Application(HLA)等。SS/MSS是固定和移动的用户终端，在计费中充当用户的角色；AAA Client就是我们所说的计费客户端，对所有的计费信息进行收集后发送给AAA Proxy；AAA Proxy是一个中间设备，主要起到将收到的计费信息处理并生成一个计费记录报文，之后转发给远端的认证、计费和授权服务器；Visited AAA Server是本地的认证、计费和授权服务器，作为漫游的时候的透传和转发功能实体；Home AAA Server是用户原来初始注册或是用户原属地的认证、计费和授权服务器，其上有用户的签约信息，用户的计费也是在其上进行计费操作；Prepaid Server(PPS)是预付费服务器，其主要作用是用于处理预付费用户的在线计费的，里面存储了用户的帐单，在用户上线后对用户的进行实时扣费操作。

在WiMAX目前计费系统中具有与计费相关的几个标识，即用来标识用户的一个R6连接的R6 Connection ID，用来标识用户的一个业务流的CorrelationID，计费中用于标识用户一次计费的Acct-Session-ID，其对应一对开始和停止的计费消息，和用来对应用户在不同连接上的同一个业务流相关标识Acct-Multi-Session-ID，这个标识便于计费的时候查询用户的业务。R6Connection ID和Correlation ID是一一对应的，Acct-Session-ID是一个单独的标识，只标识一次计费，与其他标识的对应关系是一对一或多对一，Acct-Multi-Session-ID是一个最少变化的标识，即其与其他标识的关系是一对多的关系。

WiMAX网络中，在接入业务网间切换的情况下，移动台标识和业务流标识是不变的，由于移动台只能将给定的一个业务流连接到一个接入业务网，接入业务网内的计费流程应该能够保证不会在切换情况下两个业务流中重复计费。而现有的系统中的做法，例如在CDMA2000的计费中，其用CorrelationID来对应用户的一个业务流，且其对应基站控制器和PDSN间连接，即其对应一个连接中的一个业务流，且在后面的话单生成中用来标识用户的某次会话。由于CDMA2000是PDSN(分组数据交换节点)作为计费点，其系统中基本不涉及到计费点PDSN的切换，只有在漫游情况中由于基站控制器和PDSN间连接的变化，其Correlation ID在切换的过程中要发生变化。

在计费点切换时Correlation ID要发生变化的这种情况不能应用到WiMAX系统中的。其原因在于WiMAX网络的切换一般情况下都会涉及到R6连接的变化，而Correlation ID是和R6连接关联的，若采用现有Correlation ID值随R6连接的变化而变化的机制，R6的变化势必会导致Correlation ID的值经常发生变化，这样就会影响到某次会话话单的统计，即将用户的某次会话分为多个部分，不便于查询用户使用情况。另外，在重新生成Correlation ID的时候要进行新的流程，这样在切换的情况下会造成切换速度和效率的下降。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种WiMAX网络中处理切换计费的方法，使得用户的业务流相关标识Correlation ID在计费点切换过程中保持不变，以保证计费过程的连续性。

为解决上述问题，本发明提供的一种WiMAX网络中处理切换计费的方法，包括：

a计费点针对用户业务流为用户创建业务流相关标识，若计费点发生切换，则将包含所述业务流相关标识的用户数据记录文件承载在切换消息中发送到目的基站或目的接入网网关；若计费点不变，则在用户终端发生切换时保持所述业务流相关标识不变；

b在计费流程中，计费服务器使用所述业务流相关标识为用户终端计费。

所述业务流相关标识包括用来标识用户终端的同一个业务流的业务流相关标识(Correlation ID)和/或用来表示用户终端在不同连接上的同一个或多个业务流的业务流相关标识(Acct-Multi-Session-ID)。

若计费点在基站之间切换，则切换过程包括切换准备阶段、切换确认阶段或网络重入阶段，在至少其中一个阶段中，原服务基站将包含用户数据记录文件信息的消息发送给目的基站。

在切换准备阶段或切换确认阶段中，若目的基站未得到用户数据记录文件信息，则在网络重入阶段，目的基站主动发送请求消息到原服务基站以便获取用户数据记录文件信息。

若计费点在接入业务网网关之间切换，则在新的数据链路建立时，原服务接入业务网网关将包含用户数据记录文件信息的消息发送给目的接入业务网网关。

在计费点上将切换计费流程的计费信息汇总到一个用户数据记录文件，在所述文件中提取与计费有关的参数并上报到计费服务器。

所述Acct-Multi-Session-ID是由移动台标识(MSID)和业务流标识(SFID)，或者移动台标识(MSID)和流标识(Flow ID)直接连接起来或根据其内容生成的。

所述Correlation ID是由移动台标识(MSID)和业务流标识(SFID)或者移动台标识(MSID)和流标识(Flow ID)共同组合而成。与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的WiMAX网络中处理切换计费的方法在切换过程中针对计费创建的Correlation ID以及Acct-Multi-Session-ID保持不变，即将原基站或接入网网关上存在属性Correlation ID的UDR全部内容或部分内容拷贝到目的的基站或接入网网关，便于后续计费流程中使用原属性Correlation ID的值，从而能够在保持业务流不中断情况下完成一个业务流的计费操作流程。本发明能够加快切换的进行，减少切换过程中计费动作的处理，并保证切换过程中正常的计费流程的执行。

附图说明

图1为全球微波系统的互操作性(WiMAX)网络结构图；

图2为全球微波系统的互操作性(WiMAX)网络中现有的计费架构；

图3为移动台(MS)在全球微波系统的互操作性(WiMAX)网络中进行切换的示意图；

图4为计费点在基站(BS)上的切换计费流程图；

图5为计费点在接入业务网网关(ASN GW)上的切换计费流程图。

图6为计费点不变的情况下的切换计费流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

在所有计费的流程中都有共同的流程步骤，用户按照网络要求以某种接入计费方式登录、访问和退出网络，计费点根据用户网络访问情况自动发起计费报文，计费服务器接收计费报文并根据计费报文生成用户对应的帐单。从这个角度看，计费对用户是透明的，从用户上网自动开始，到用户下网自动结束。一般情况下，计费点是接入服务器，它能够自动感知用户的登录、退出网络动作。计费服务器一般是AAA服务器。在实际使用中，是否计费、是否进行中间计费、按照时长、流量、网络位置等等计费策略，都根据网络状况、用户运营要求进行配置。客户上网计费信息完整的记录在计费服务器，营帐系统可以直接从中按照运营要求制定对应的费率和计算方式，将原始的计费信息转换为客户真正的帐单。

本发明根据不同的计费点对整个WiMAX网络切换流程中的计费问题提供处理解决的一个方案。本发明针对MS在切换过程中保持业务流不中断的计费操作流程。本发明同时也不排除多个业务流并行开展的可能性，并且本发明也支持针对多个业务流并行的进行本发明所阐述的计费操作流程。

基于用户终端切换进行计费的流程包括：计费点不变情况下的切换计费流程和计费点变化情况下的切换计费流程。本发明的WiMAX网络中处理切换计费的方法在上述两种情况下的标识用户一个业务流的Correlation ID均保持不变。

由于本发明为针对用户终端发生切换情况下的计费方法，所以首先对切换的概念进行介绍。图3为移动台(MS)在全球微波系统的互操作性(WiMAX)网络中发生切换的示意图。如图3所示，MS的移动导致切换到目的基站(TargetBS)，而目的基站(Target BS)所连接的接入业务网网关(ASN-GW)和原来的接入业务网网关(ASN-GW)不是同一个，此时目的接入业务网网关(Target ASN-GW)或者原来的ASN-GW将使R3接口迁移到新的ASN-GW，则系统将建立目的基站(Target BS)与MS的新的空中接口R1和目的基站(Target BS)与目的ASN GW的R6接口链路，同时删除原基站(BS)与MS的R1空中接口，并删除原ASN-GW与原基站(BS)的R6接口，并新建接入业务网网关(Target ASN-GW)和HA(家乡地址)之间的R3接口。R4接口可以参与其中信令交互。过程中R3接口可以不迁移，即针对该MS的数据传递路径仍然通过原来的ASN-GW，如果切换过程中的目的基站(Target BS)和服务基站(Serving BS)都连接在同一个ASN-GW下，则切换只涉及R6连接的迁移。例如，当移动台从原服务BS即BS2移动到目的BS即BS3的时候，计费点的变化有两种情况，一、计费点在基站(BS)上，并且计费点在两个基站(BS)间切换的情况，二、计费点在接入业务网网关(ASN-GW)上，并且计费点在两个接入业务网网关(ASN-GW)之间切换的情况。基站(BS)和ASN-GW可能作为计费点而存在。

对于第一种情况即计费点在BS上并且BS切换的情况，切换过程中在合适的切换消息中携带包含用于标识某个业务流属性的Correlation Id的用户数据记录(UDR)，确保切换后在目的网络中也使用与原来相同的标识某个业务流属性的Correlation Id。此时不管跨ASN-GW还是没有跨ASN-GW，其切换过程中ASN-GW仅仅起到透传作用。其过程可以是从BS2+ASN-GW1+HA切换到BS3+ASN-GW2+HA，或者是从BS2+ASN-GW1+HA切换到BS3+ASN-GW2+ASN-GW1+HA。

图4为计费点在基站(BS)上的切换计费流程图。如图4所示，计费点在基站(BS)上的切换的具体计费流程步骤如下所述：

1、用户由于某个原因如位置的移动等触发了切换流程，并且成功切换到目的网络中的基站上；

2、在切换过程中，服务基站(Serving BS)(计费点)可以将该移动台(MS)的UDR信息作为移动台(MS)上下文在切换过程中一起发送给目的基站(Target BS)；具体传递阶段可以发生在以下阶段：

【切换准备阶段】：图中的HO-Request消息中以及HO-pre-Notification消息里携带移动台(MS)的UDR信息，包括Correlation ID以及Acct-Multi-Session-ID；

【切换执行阶段】：UDR信息，包括Correlation ID以及Acct-Multi-Session-ID在HO-Confirm消息中传递即图中场景1；

【网络重入阶段】：目的基站(Target BS)，即目的计费点收到HO-Confirm后，发现没有得到移动台(MS)的UDR信息，或者目的基站(Target BS)(目的计费点)在收到移动台(MS)的RNG_REQ后，发现还没有得到移动台(MS)的UDR信息，此时目的基站(Target BS)主动发送上下文请求消息Context-Request到服务基站(Serving BS)(原计费点)去取该移动台(MS)的UDR信息，包括Correlation ID以及Acct-Multi-Session-ID即图中场景2和场景3；

3、在完成网络重入后，目的基站(Target BS)初始化建立针对该移动台(MS)的Data Path，同时存在与目的基站(Target BS)上的计费点向AAA发送Accounting Request(Stan)消息，启动一个新的会话；

4、同时在目的基站(Target BS)初始化建立Data Path过程中，会触发原来的服务侧的Data Path的释放流程，但服务基站(Serving BS)确认Data Path释放过程后，同时给AAA发送Accounting Request(Stop)消息，停止原有会话。

以上消息的发送，如果基站(BS)之间有接口，则通过基站(BS)之间的接口进行，如果基站(BS)之间的消息传递是通过一个或者多个ASN-GW进行，则以上消息需要通过ASN-GW进行传递。在切换过程中，虽然重新创建了新的R6连接，但由于这个不同的R6连接仍然针对同一个业务流的，所以这个过程的计费里的Correlation ID保持不变。

对于第二种情况，即计费点在接入业务网网关(ASN-GW)上并且ASN-GW切换的情况，切换过程中仅在ASN-GW间传输的合适消息中携带包含用于标识某个业务流属性的Correlation Id的用户数据记录(UDR)，保持在切换后在目的网络中也使用与原来相同的标识某个业务流属性的CorrelationId。此过程中可从BS2+ASN-GW1+HA切换到BS3+ASN-GW2+HA，或者从BS3+ASN-GW2+ASN-GW1+HA切换到BS3+ASN-GW2+HA。

图5为计费点在接入业务网网关(ASN GW)上的切换计费流程图。如图5所示，计费点在接入业务网网关(ASN-GW)上，移动台(MS)在连接在两个不同的接入业务网网关(ASN-GW)下的两个基站(BS)间切换，但切换过程中发生了计费点的迁移，即迁移到新的接入业务网网关(ASN-GW)上。具体的计费流程步骤如下所述：

1)用户由于某个原因如位置的移动等触发了切换流程，移动台已经到目的基站(Target BS)并且发送了建立数据通道(Data Path)的请求消息“PathRegistration Request”；

2～3)在切换过程中，原服务接入业务网网关(Serving ASN-GW)(计费点)可以将该移动台(MS)的UDR信息作为移动台(MS)上下文在切换过程中一起发送给目的接入业务网网关(Target ASN-GW)(计费点)；具体传递阶段可以发生在：

【Data Path建立场景1】：目的接入业务网网关(Target ASN-GW)，即目的计费点收到目的基站(Target BS)的Data Path建立请求后直接决定迁移R3接口，即将Anchor ASN-GW迁移到自己这里，向原来的Anchor ASN-GW/计费点发送Data Path建立请求并带上锚定决定点重定向指示属性(Anchor DPRedirection Ind)，在收到接入业务网网关(Target ASN-GW)的Data Path建立请求后，Anchor ASN-GW(原计费点)在回复给接入业务网网关(TargetASN-GW)的Data Path建立请求的响应消息里携带移动台(MS)的UDR信息，包括Correlation ID以及Acct-Multi-Session-ID，此处关键地方是目的接入业务网网关(Target ASN-GW)(新计费点)决定R3接口迁移。

【Data Path建立场景2】：目的接入业务网网关(Target ASN-GW)，即目的计费点收到目的基站(Target BS)的Data Path建立请求后，向原来的锚定接入业务网网关(Anchor ASN-GW)/计费点发送R4的Data Path建立请求，在收到目的接入业务网网关(Target ASN-GW)的Data Path建立请求后，锚定接入业务网网关(Anchor ASN-GW)(原计费点)决定要迁移R3接口的时候，可以在回复给目的接入业务网网关(Target ASN-GW)的Data Path建立请求的响应消息里携带移动台(MS)的UDR信息和锚定决定点重定向指示属性(Anchor DP Redirection Ind)，包括Correlation ID以及Acct-Multi-Session-ID，此处关键地方是锚定接入业务网网关(Anchor ASN-GW)(原计费点)决定R3接口迁移。

4～5)目的ASN-GW就向锚定的PMIP客户端以及认证客户端所在的ASN-GW发送一个R3接口迁移消息即R3_Relocate_Request消息，此时有可能PMIP客户端以及认证客户端所在的ASN-GW和服务ASN-GW不是一个实体。然后，在R3可以迁移的情况下，锚定的PMIP客户端以及认证客户端所在的ASN-GW就会响应目的ASN-GW一个R3迁移响应消息即R3_Relocate_Confirm消息。

6～9)目的ASN-GW向家乡代理(HA)对移动台(MS)进行MIP注册；

10～13)目的接入业务网网关(ASN-GW)收到移动IP地址注册响应消息即MIP_Registration_Response消息后就回应目的基站(Target BS)数据路径响应消息(Path Registration Response)，之后目的基站(Target BS)返回ACK确认消息。此时触发目的接入业务网网关(ASN-GW)开始计费流程。

14～16)当目的接入业务网网关(ASN-GW)收到移动IP地址注册响应消息即MIP_Registration_Response消息后也会向原来的Anchor ASN-GW/计费点发送数据路径ACK确认消息，这个时候触发了原网络的计费停止流程。

以上作为上下文的计费UDR信息传递过程可以伴随移动台(MS)的和其它上下文一起传递，该过程可以不独立于计费过程。同样地，在切换过程中，虽然重新创建了新的R6连接，但由于这个不同的R6连接仍然针对同一个业务流的，所以这个过程的计费里的Correlation ID保持不变。

本发明的WiMAX网络中处理切换计费的方法同样适用于计费点不变情况下的切换计费流程。计费点不变的情况下的切换计费流程包括以下几个场景：

1、移动台(MS)在同一个基站(BS)内不同扇区内切换；

2、计费点在接入业务网网关(ASN-GW)上，移动台(MS)在一个接入业务网网关(ASN-GW)下的两个基站(BS)间切换；

3、计费点在接入业务网网关(ASN-GW)上，移动台(MS)在连接在两个不同的接入业务网网关(ASN-GW)下的两个基站(BS)间切换，但原来的ASN-GW作为接入业务网网关(Target ASN-GW)的锚点仍然存在。

具体的切换计费流程的计费信息汇总和向计费服务器上报的执行都在计费点上处理。具体方法是将空口方面的记录和网络侧的记录汇总到一个用户数据记录(UDR)文件，再在此文件中提取计费有关的参数，如计费流量、计费时长等等，写入计费请求消息中上报给计费服务器，后面处理就有计费服务器按照普通的方式进行处理了，比如用一个标识符号如Correlation ID或Acct-Multi-Session ID等来对一个用户进行标识，生成话单的时候根据标识符号来对应某个用户的计费话单。在该过程中，计费点没有变化，在重新建立R6连接的切换过程中，虽然重新创建了新的R6连接，但由于这个不同的R6连接仍然针对同一个业务流的，所以这个过程计费流程中的Correlation ID保持不变。图6为计费点不变的情况下的切换计费流程图。如图6所示，计费点不变的情况下的切换计费流程的详细流程步骤如下所述：

1)服务基站(Serving BS)将自己知道的邻居基站的基本信息通过邻居广播消息即“NBR-ADV”下发给移动台(MS)；

2)移动台(MS)根据服务基站发送下来的基站消息，进行一次邻居基站扫描，将结果记录下来；

3～4)移动台(MS)扫描完邻居基站后，就开始触发切换的流程，并且发送了一个带有结合自己经过扫描后的推荐目的基站(Target BS)候选列表信息的切换请求消息即“MOB_MSHO_REQ”给服务基站(Serving BS)，触发服务基站(Serving BS)开始切换流程；

5～7)当接入业务网网关(ASN-GW)收到基站发送过来的切换请求消息即“HO_Request”后，就向推荐目的基站(Target BS)候选列表中列出的目的基站(Target BS)发送切换预通知消息(HO_Pre_Notification)，收到这个消息的基站都回应接入业务网网关(ASN-GW)一个切换预通知响应消息，带上自己的状态信息。这时接入业务网网关(ASN-GW)就向服务基站(Senving BS)发送切换响应消息，并带上各个基站的状态信息；

8～9)当移动台(MS)收到服务基站(Serving BS)回应的切换响应消息即“MOB_BSHO_RSP”，其消息中带有推荐目的候选基站的状态信息，用户根据其状态信息选择一个基站作为自己切换后的目的基站(Target BS)，此图中选择了第N个基站作为切换后的目的基站(Target BS)。后面将选择的结果通过“MOB_HO_Indication”消息发送给服务基站(Serving BS)，并指示释放服务基站(Serving BS)；

10)服务基站(Serving BS)随后就向接入业务网网关(ASN-GW)发送切换确认消息即“HO_Confirm”，通知接入业务网网关(ASN-GW)开始和目的基站(Target BS)间建立针对用户的数据路径(Data Path)；

11～12)接入业务网网关(ASN-GW)通过切换确认消息“HO_Confirm”通知已经选定为目的基站N移动台(MS)将切换到其下，并同时发送切换取消消息给其他候选目的基站(Target BS)，通知其移动台(MS)不会切换到其下；

13)此时移动台(MS)和选定的目的基站N间开始网络重入的过程；

14～15)在选定的目的基站N和接入业务网网关(ASN-GW)间建立数据通道(Data Path)，并且接入业务网网关(ASN-GW)和服务基站间释放原数据通道。此步骤只是针对计费点不变情况中场景2和场景3的时候才有的步骤，如果是场景1的话，就没有此步骤；

16)在数据通道(Data Path)重新建立后，用户数据记录(UDR)中的一些参数会有一定的变化，比如基站标识等，接入业务网网关(ASN-GW)对用户数据记录(UDR)做响应的修改；

17～18)由于用户数据记录(UDR)中的参数发生一定的改变，触发计费更新的流程，带上切换中变化中产生的计费信息。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (8)

1、一种WiMAX网络中处理切换计费的方法，其特征在于，包括：

a计费点针对用户业务流为用户创建业务流相关标识，若计费点发生切换，则将包含所述业务流相关标识的用户数据记录文件承载在切换消息中发送到目的基站或目的接入网网关；若计费点不变，则在用户终端发生切换时保持所述业务流相关标识不变；

b在计费流程中，计费服务器使用所述业务流相关标识为用户终端计费。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述业务流相关标识包括用来标识用户终端的同一个业务流的业务流相关标识(Correlation ID)和/或用来表示用户终端在不同连接上的同一个或多个业务流的业务流相关标识(Acct-Multi-Session-ID)。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于：若计费点在基站之间切换，则切换过程包括切换准备阶段、切换确认阶段或网络重入阶段，在至少其中一个阶段中，原服务基站将包含用户数据记录文件信息的消息发送给目的基站。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于：在切换准备阶段或切换确认阶段中，若目的基站未得到用户数据记录文件信息，则在网络重入阶段，目的基站主动发送请求消息到原服务基站以便获取用户数据记录文件信息。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于：若计费点在接入业务网网关之间切换，则在新的数据链路建立时，原服务接入业务网网关将包含用户数据记录文件信息的消息发送给目的接入业务网网关。

6、如权利要求3或5所述的方法，其特征在于：在计费点上将切换计费流程的计费信息汇总到一个用户数据记录文件，在所述文件中提取与计费有关的参数并上报到计费服务器。

7、如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述Acct-Multi-Session-ID是由移动台标识(MSID)和业务流标识(SFID)，或者移动台标识(MSID)和流标识(Flow ID)直接连接起来或根据其内容生成的。

8、如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述Correlation ID是由移动台标识(MSID)和业务流标识(SFID)或者移动台标识(MSID)和流标识(Flow ID)共同组合而成。

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