CN101692727A - 一种策略计费控制的方法和分组数据网络网关 - Google Patents

一种策略计费控制的方法和分组数据网络网关 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种策略计费控制的方法和分组数据网络网关，其中方法包括步骤：A)分组数据网络网关按照业务类型对业务数据进行归纳，并对归纳出的业务类型配置相应的业务编码；B)分组数据网络网关根据业务编码获得策略和计费控制规则；C)分组数据网络网关对业务数据安装并执行策略和计费控制规则。本发明提供的技术方案通过对业务类型进行归纳，并分配业务编码，通过业务编码获得策略和计费控制规则PCC，分组数据网络网关接收PCC之后安装并执行，相比3GPP推荐的业务流交互方式，提高了Gx口交互业务流的效率，进一步的，本发明实施例中对业务的归纳可以精细化到IP协议栈的7层及7层以上，满足了更高效交互业务流的实际需求。

Description

一种策略计费控制的方法和分组数据网络网关
技术领域
本发明属于通讯技术领域，具体涉及一种策略计费控制的方法和分组数据网络网关。
背景技术
请参阅图1所示，图1为演进的分组系统(EPS，Evolved Packet System)架构示意图。第三代合作伙伴计划(3GPP，3rd Generation Partnership Project)EPS由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)101、移动管理单元(MME，Mobility Management Entity)102、服务网关(S-GW，Serving Gateway)103、分组数据网络网关(P-GW或者PDN GW，Packet Data Network Gateway)104、归属用户服务器(HSS，Home Subscriber Server)105、3GPP的认证授权计费(AAA，Authentication Authorization and Accounting)服务器，策略和计费规则功能实体(PCRF，Policy and Charging Rules Function)106及其他支撑节点组成。
策略和计费控制(PCC，Policy and Charging Control)是EPS的一部分。
请参阅图2所示，图2为PCC系统架构示意图。EPS架构中PCC各功能实体可分布如下：策略和计费执行功能实体(PCEF，Policy and ChargingEnforcement Function)201存在于P-GW 104中，承载绑定和事件报告功能实体(BBERF，Bearer Binding and Event Report Function)202可存在于S-GW103中，业务的应用功能实体(AF，Application Function)203存在于运营商网络协议(IP，Internet Protocol)业务网络，用户签约数据库(SPR，Subscription Profile Repository)204可与HSS 105合一。
在3GPP中，通过接入点名称(APN，Access Point Name)可以找到对应的PDN网络。通常将用户设备(UE，User Equipment)到PDN网络的一个连接称为一个IP连接接入网(IP-CAN，IP Connectivity Access Network)会话。
PCC适用于所有3GPP的IP-CAN会话，PCRF 106主要负责策略和计费规则的制定，通过Gx接口将制定的PCC策略和计费规则下发给PCEF201，PCEF 201安装并执行PCC策略，并上报相关事件，与计费系统交互计费信息。PCRF 106通过Gxx接口将业务的服务质量(QoS，Quality ofService)规则下发给BBERF 202，BBERF 202不和计费系统交互计费信息，只负责承载绑定和相关事件的上报。AF 203通过Rx接口向PCRF 201提供业务信息，SPR 204保存了用户签约的业务信息，PCRF 106可以通过Sp接口向SPR 204查询用户签约的业务信息。PCEF 201通过Gy接口将在线计费信息发送给在线计费系统(OCS，Online Charging System)205进行在线计费的统计，通过Gz接口将离线计费信息发送给离线计费系统(OFCS，Offline Charging System)206。
请参阅图3所示，图3为现有PCC系统接口消息流程图。目前，PCRF106和PCEF 201之间通过Gx口的Diameter消息作为承载，Diameter协议以属性值对(AVP，采用Attribute-Length-Value三元组形式)的形式完成交互。3GPP现行标准推荐了四条消息：信用控制请求命令(CC-Request(CCR)Command)、信用控制应答命令(CC-Answer(CCA)Command)、重新鉴权请求命令(Re-Auth-Request(RAR)Command)和重新鉴权响应命令(Re-Auth-Answer(RAA)Command)。其中CCR/CCA用于从GW主动发起的消息流程，而RAR/RAA用于从PCRF主动发起的消息流程。CCA和RAR消息中会携带PCRF向PCEF安装给应用业务流的PCC规则。而具体哪个应用业务流在这两条消息中是使用Diameter Application AVPFlow-Description来完成定义的。此AVP定义应用业务流采用了IPFilterRule的格式，通过IP协议的源地址、源端口、目的地址、目的端口、传输层协议等IP协议栈的3、4层参数来描述应用业务流。具体包括步骤：
步骤31：P-GW用CCR命令请求安装PCC规则；
步骤32：PCRF用CCA回应安装PCC规则给Flow-Description描述的业务；
步骤33：PCRF用RAR下发PCC规则给Flow-Description描述的业务；
步骤34：P-GW用RAA回应此PCC安装情况。
发明人在研究现有技术和实践中发现：在目前的3GPP的定义中，分组数据网络网关对用户业务的归纳只能细分到IP协议栈的3、4层，无法满足高效交互业务流的实际需求。
发明内容
本发明要解决的问题是克服现有技术的缺陷提供一种策略计费控制的方法和分组数据网络网关，提高了业务流交互的效率。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种策略计费控制的方法，包括步骤：
A)分组数据网络网关按照业务类型对业务数据进行归纳，并对归纳出的业务类型配置相应的业务编码；
B)分组数据网络网关根据业务编码获得策略和计费控制规则；
C)分组数据网络网关对业务数据安装并执行策略和计费控制规则。
本发明实施例中，所述步骤B)具体实现为：
分组数据网络网关上报业务编码给策略和计费规则功能实体，请求策略和计费控制规则；分组数据网络网关接收策略和计费规则功能实体根据业务编码生成的策略和计费控制规则。
本发明实施例中，所述业务编码通过Diameter属性值对(AVP)消息发送给策略和计费规则功能实体。
本发明实施例中，所述步骤B)具体实现为：
分组数据网络网关本地预配置策略和计费控制规则，分组数据网络网关根据业务编码查询本地预配置策略和计费控制规则获得策略和计费控制规则。
本发明实施例中，所述步骤A)中业务数据的归纳，归纳到IP协议栈的第3、4层或归纳到IP协议栈的第7层以及大于第7层。
一种分组数据网络网关，包括：
归纳编码单元，用于按照业务类型对业务数据进行归纳，并对归纳出的业务类型配置相应的业务编码；
请求单元，与归纳编码单元连接，用于根据业务编码请求策略和计费控制规则；
安装执行单元，与请求单元连接，用于对业务数据安装并执行策略和计费控制规则。
本发明实施例中，所述请求单元具体包括：
上报单元，与策略和计费规则功能实体连接，用于将业务编码上报业务编码给策略和计费规则功能实体，请求策略和计费控制规则；
接收单元，与策略和计费规则功能实体连接，用于接收策略和计费规则功能实体根据业务编码生成的策略和计费控制规则。
本发明实施例中，所述的网关还进一步包括：
预配置单元，用于预配置本地策略和计费控制规则；
所述请求单元，与预配置单元连接，根据业务编码查询预配置单元预配置的本地策略和计费控制规则获得策略和计费控制规则。
本发明实施例中，所述归纳编码单元对业务数据的归纳，归纳到IP协议栈的第3、4层或归纳到IP协议栈的第7层以及大于第7层。
一种策略计费系统，包括：
策略和计费规则功能实体，用于生成策略和计费控制规则；
分组数据网络网关，与策略和计费规则功能实体连接，用于按照业务类型对业务数据进行归纳，并对归纳出的业务类型配置相应的业务编码，然后根据业务编码获得策略和计费控制规则；安装并执行策略和计费控制规则。
本发明实施例中，所述分组数据网络网关对业务数据的归纳，归纳到IP协议栈的第3、4层或归纳到IP协议栈的第7层以及大于第7层。与现有技术相比，本发明提供的技术方案通过分组数据网络网关对业务类型进行归纳，并分配业务编码，通过业务编码获得策略和计费控制规则PCC，分组数据网络网关接收PCC之后安装并执行，相比3GPP推荐的业务流交互方式，提高了Gx口交互业务流的效率。
进一步的，本发明实施例中对业务的归纳还可以精细化到IP协议栈的7层及7层以上，相比现有技术，满足了更高效交互业务流的实际需求。
附图说明
图1为EPS系统架构示意图；
图2为PCC系统架构示意图；
图3为现有PCC系统接口消息流程图；
图4为本发明实施例提供的一种业务类型归纳示意图；
图5为本发明实施例提供的一种基于归纳业务类型进行策略计费控制的方法流程图；
图6为本发明实施例提供的一种分组数据网络网关原理框图；
图7为本发明实施例提供的一种策略计费系统原理框图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
本发明的主要思想是：分组数据网络网关P-GW按照业务类型对业务数据进行归纳，并对归纳出的业务类型配置相应的业务编码；分组数据网络网关根据业务编码获得策略和计费控制规则；分组数据网络网关对业务数据安装并执行策略和计费控制规则。
请参阅图4所示，图4为本发明实施例提供的一种基于业务类型进行归纳的示意图。
本发明实施例中，P-GW归纳业务类型可以按层次提供，较粗糙的层次可以归纳到IP分组的五元组层面，即IP协议栈的3、4层；本发明实施例优选地，细分到更精细如数据应用的具体统一资源定位符(URL)层面，归纳到IP协议栈的第7层以及大于第7层，即IP协议栈7/7+层。7层以及7+层是指IP网络中基于传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)的各种具体的应用协议层，比如超文本传输协议(HTTP)、实时流传输协议(RTSP)、点对点技术(P2P)等。本发明实施例通过识别7层以及7+层应用的URL、关键字、操作码以及行为特征等来归纳应用具体属于哪种业务，比如浏览类、P2P类、流媒体类等。针对各层次内被划分成的业务类型给出对应的应用业务编号Application ID，推荐定义为Diameter AVP，以便于在Gx口Diameter消息中交互。比如将应用业务归纳为浏览类、P2P类、流媒体类等大类，直接给这些大类一个业务编码，如图中P2P App ID10，也可在这些大类下面直接再详细划分小类，再进一步给出业务编码，比如Browse App ID0和Sub App ID1。本发明实施例中，将总的浏览业务归纳为业务编码BrowseApp ID 0，然后在PCRF侧配置该业务编码Browse App ID 0对应的PCC规则0，对于具体的浏览业务1归纳为业务编码Sub App ID 1，然后在PCRF侧配置该业务编码Sub App ID 1对应的PCC规则1。将流媒体业务归纳为业务编码Video App ID70，然后在PCRF侧配置该业务编码Video App ID70对应的PCC规则70。以此类推。本发明实施例中GW对业务的定义大大细化，相对3GPP推荐的IP业务五元组层面，即IP协议栈的3、4层，本发明实施例提供的业务类型归纳定义可以细化到IP业务的7/7+层。本发明实施例对业务划分可以根据实际运营情况动态调整，运营商归纳业务的粒度可粗可细，策略灵活。
本方法除支持PCRF下发动态规则之外，还提供在P-GW本地预配置静态PCC规则。本地预配置PCC规则一方面可以作为PCRF和P-GW之间只用交换策略ID从而提高Gx口消息效率的方法；另一方面还能保证在P-GW能对PCRF在PCC规则中没有下发的策略参数提供补充。虽然本发明实施例支持在P-GW提供本地静态PCC规则，但仍然推荐PCRF充分收集各方信息为业务类型决策而动态下发PCC规则。这种为业务提供PCC规则的灵活方式拥有更大的适用范围。
当业务数据到达P-GW时，P-GW按照归纳规则得到应用业务编号，即具体的Application ID。通过Gx口上报PCRF，要求后者提供PCC规则。
PCRF收到P-GW的请求后，读取信息知晓此应用业务编号代表的业务类型，决策出此业务对应的PCC规则，再通过Gx口回应P-GW。P-GW接收PCC规则之后安装并执行。
下面以分组数据网络网关上报业务编码给策略和计费规则功能实体，请求动态策略和计费控制规则为例说明。
请参阅图5所示，图5为本发明实施例提供的一种基于归纳业务类型进行策略计费控制的方法流程图，包括以下步骤：
501：应用业务数据包到达P-GW；
502：P-GW识别出应用业务类型并归纳出对应的业务编码ApplicationID；
503：P-GW用业务编码Application ID通过Gx口向PCRF请求PCC规则；
504：PCRF根据Application ID和其他信息决策对应的PCC规则，回应给P-GW，P-GW安装并执行。
请参阅图6所示，图6为本发明实施例提供的一种分组数据网络网关原理框图，分组数据网络网关包括：
归纳编码单元61，按照业务类型对业务数据进行归纳，并对归纳出的业务类型配置相应的业务编码；
本发明实施例中，所述归纳编码单元对业务数据的归纳，既可以归纳到IP协议栈的第3、4层，也可以细分归纳到更精细如数据应用的具体URL层面，归纳到IP协议栈的第7层以及大于第7层，即IP协议栈7/7+层。
请求单元62，与归纳编码单元61连接，用于根据业务编码请求策略和计费控制规则；
安装执行单元63，与请求单元62连接，用于对业务数据安装并执行策略和计费控制规则。
进一步的，所述请求单元62具体包括：
上报单元621，与策略和计费规则功能实体连接，用于将业务编码上报业务编码给策略和计费规则功能实体，请求策略和计费控制规则；
本发明实施例中，所述上报单元通过Diameter AVP消息将所述业务编码发送给策略和计费规则功能实体。
接收单元622，与策略和计费规则功能实体连接，用于接收策略和计费规则功能实体根据业务编码生成的策略和计费控制规则。
本实施例中，所述分组数据网络网关还进一步包括：
预配置单元64，用于预配置本地策略和计费控制规则；
所述请求单元62，与预配置单元64连接，根据业务编码查询预配置单元64预配置的本地策略和计费控制规则获得策略和计费控制规则。
请参阅图7所示，本发明实施例还公开了一种策略计费系统，包括：
策略和计费规则功能实体701，用于生成策略和计费控制规则；
分组数据网络网关702，与策略和计费规则功能实体701连接，用于按照业务类型对业务数据进行归纳，并对归纳出的业务类型配置相应的业务编码，然后根据业务编码获得策略和计费控制规则；安装并执行策略和计费控制规则。
所述分组数据网络网关702对业务数据的归纳，归纳到IP协议栈的第3、4层或归纳到IP协议栈的第7层以及大于第7层。
综上所述，本发明实施例通过分组数据网络网关对业务类型进行归纳，并分配业务编码，通过业务编码获得策略和计费控制PCC规则，分组数据网络网关接收PCC规则之后安装并执行，相比3GPP推荐的业务流交互方式，提高了Gx口交互业务流的效率。
进一步的，本发明实施例中对业务的归纳还可以进一步地精细化到IP协议栈的7层及7层以上，相比现有技术，满足了更高效交互业务流的实际需求。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种策略计费控制的方法，其特征在于，包括步骤：
A)分组数据网络网关按照业务类型对业务数据进行归纳，并对归纳出的业务类型配置相应的业务编码；
B)分组数据网络网关根据业务编码获得策略和计费控制规则；
C)分组数据网络网关对业务数据安装并执行策略和计费控制规则。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B)具体实现为：
分组数据网络网关上报业务编码给策略和计费规则功能实体，请求策略和计费控制规则；分组数据网络网关接收策略和计费规则功能实体根据业务编码生成的策略和计费控制规则。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述业务编码通过Diameter属性值对(AVP)消息发送给策略和计费规则功能实体。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B)具体实现为：
分组数据网络网关本地预配置策略和计费控制规则，分组数据网络网关根据业务编码查询本地预配置策略和计费控制规则获得策略和计费控制规则。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤A)中业务数据的归纳，归纳到IP协议栈的第3、4层或归纳到IP协议栈的第7层以及大于第7层。
6.一种分组数据网络网关，其特征在于，包括：
归纳编码单元，用于按照业务类型对业务数据进行归纳，并对归纳出的业务类型配置相应的业务编码；
请求单元，与归纳编码单元连接，用于根据业务编码请求策略和计费控制规则；
安装执行单元，与请求单元连接，用于对业务数据安装并执行策略和计费控制规则。
7.根据权利要求6所述的网关，其特征在于，所述请求单元具体包括：
上报单元，与策略和计费规则功能实体连接，用于将业务编码上报业务编码给策略和计费规则功能实体，请求策略和计费控制规则；
接收单元，与策略和计费规则功能实体连接，用于接收策略和计费规则功能实体根据业务编码生成的策略和计费控制规则。
8.根据权利要求6所述的网关，其特征在于，还进一步包括：
预配置单元，用于预配置本地策略和计费控制规则；
所述请求单元，与预配置单元连接，根据业务编码查询预配置单元预配置的本地策略和计费控制规则获得策略和计费控制规则。
9.根据权利要求6所述的网关，其特征在于，所述归纳编码单元对业务数据的归纳，归纳到IP协议栈的第3、4层或归纳到IP协议栈的第7层以及大于第7层。
10.一种策略计费系统，其特征在于，包括：
策略和计费规则功能实体，用于生成策略和计费控制规则；
分组数据网络网关，与策略和计费规则功能实体连接，用于按照业务类型对业务数据进行归纳，并对归纳出的业务类型配置相应的业务编码，然后根据业务编码获得策略和计费控制规则；安装并执行策略和计费控制规则。
11.根据权利要求10所述的策略计费系统，其特征在于，所述分组数据网络网关对业务数据的归纳，归纳到IP协议栈的第3、4层或归纳到IP协议栈的第7层以及大于第7层。
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