CN102111741B

CN102111741B - 计费实现方法及装置

Info

Publication number: CN102111741B
Application number: CN200910261364.4A
Authority: CN
Inventors: 施晓峰; 郭文洁; 毛聪杰
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2029-12-23
Also published as: CN102111741A

Abstract

本发明公开了一种计费实现方法及装置，上述方法包括：获取属于同一个组的机器类型通信MTC设备的组计费数据信息；根据组计费数据信息生成组计费数据记录，并向计费网关上报组计费数据记录。根据本发明提供的技术方案，可以满足M2M通信对计费的某些特定要求，并可以节省系统开销及资源。

Description

计费实现方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种计费实现方法及装置。

背景技术

第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，简称为3GPP)演进的分组系统(Evolved Packet System，简称为EPS)由演进的陆地通用无线接入网络(Evolved Universal Terrestrial RadioAccess Network，简称为E-UTRAN)、移动管理单元(MobilityManagement Entity，简称为MME)、服务网关(Serving Gateway，简称为S-GW)、数据网络网关(Packet Data Network Gateway，简称为P-GW或PDN GW)、归属用户服务器(Home Subscriber Server，简称为HSS)、认证授权计费(Authentication、Authorization andAccounting，简称为3GPP AAA)服务器，策略和计费规则功能(Policy and Charging Rules Function，简称为PCRF)，及其他支撑节点组成。

其中，MME负责移动性管理、非接入层信令的处理、用户移动管理上下文的管理等控制面相关工作，P-GW以及S-GW的选择，空闲状态下手机可达性管理，以及跟踪区列表的选择等功能。

S-GW是与E-UTRAN相连的接入网关设备，S-GW的功能包括：作为eNodeB间切换的本地锚点，在E-UTRAN和P-GW之间转发数据；负责对寻呼等待数据进行缓存；合法监听，数据报文路由，以及跨运营商时基于用户与QoS类标识(QoS Class Identifier，简称为QCI)的计费。

P-GW则是EPS与分组数据网络(Packet Data Network，简称为PDN)网络的边界网关，其功能包括，基于用户的报文过滤，合法监听，手机地址分配，传输层报文服务质量(Quality of Service，简称为QoS)标签，上行与下行基于业务的计费，基于AMBR的下行速率保证，DHCPv4/v6功能，基于相同GBR QCI的累积MBR的下行速率保证，另外还负责上下行的承载绑定。

EPS支持与非3GPP系统的互通。与非3GPP系统的互通通过S2a/b/c接口实现，P-GW作为3GPP与非3GPP系统间的锚点，EPS的系统架构图如图1所示，其中非3GPP系统被分为可信任非3GPPIP接入和不可信任非3GPP IP接入。

机器到机器(Machine to Machine，简称为M2M)是一种以机器终端与服务器或者机器终端与其他机器终端交互为核心的网络化的应用与服务。机器之间的数据通信定义为机器类型通信(MachineType Communication，简称为MTC)。它通过在机器内部嵌入无线通信模块，以无线通信等为接入手段，为客户提供综合的信息化解决方案。

机器终端和服务器与演进的分组系统的连接关系如图1所示，E-UTRAN可以连接一个或多个机器终端，而P-GW可以与一个或多个服务器相连接。

机器类型通信与现有的移动网络通信有着不同的特点，表现在以下方面：机器类型通信有着不同的市场应用场景；机器类型通信基本上都是非视频数据和非语音数据的数据通信(不需要支持语音)；机器类型通信费用更低，占用的资源更少；机器类型通信潜在具有巨大数量的通信终端，同时，每个终端的数据量却很少。因此网络需要根据M2M通信的特点，增加新的功能，以及对现有的功能加以优化。

目前，M2M计费系统的架构如图2所示，当MTC设备具有独立的数据通道时，位于PGW/GGSN上的基于单个MTC用户承载(或者数据通道)的计费触发单元统计该MTC设备经过PGW/GGSN上该承载(或者数据通道)收发数据的数据量，每一个计费触发功能均生成一个计费数据记录(Charging Data Record，简称为CDR)发送至计费数据功能(Charging Data Function，简称为CDF)单元，其中，CDF单元和计费网关功能(Charging Gateway Function，简称为CDF)单元相当于计费网关。

因为每一个计费触发功能均生成一个计费数据记录，因而系统开销较大，而且面向每一个MTC设备进行计费统计，浪费了系统资源。

但是，基于机器类型通信的特点，M2M通信对计费也有着以下特殊要求：

在M2M通信中，对于每个MTC设备或者组，网络应能够使用群组计数器对事件进行计费，取代基于签约的计费数据记录(Charging Data Record，简称为CDR)。

网络应能够停止产生基于签约的CDR。

能够对MTC设备发起的移动性管理信令计费。

具体地说，对于每次收发固定数据量的MTC设备，可不产生CDR。仅对事件(如接入次数)进行计费；

对于特定时刻才收发数据的MTC设备，可不产生或者忽略CDR，仅对事件(如接入次数)进行计费，并且考虑计费事件是否发生在时间窗口之内；

对于在特定区域收发数据的MTC设备，可不产生或者忽略CDR。仅对事件进行(如接入次数)计费，并且需考虑事件发生在定义的区域内部还是外部。

但是，相关技术中M2M通信计费系统还无法满足上述要求的问题，因而需要改变目前M2M通信计费系统的架构。

发明内容

针对相关技术中M2M通信计费系统还无法满足上述要求的问题，本发明提供了一种计费实现方法及装置，以解决上述问题至少之一。

根据本发明的一个方面，提供了一种计费实现方法。

根据本发明的计费实现方法，应用于机器到机器通信网络，该方法包括：获取属于同一个组的机器类型通信MTC设备的组计费数据信息；根据组计费数据信息生成组计费数据记录，并向计费网关上报组计费数据记录。

根据本发明的另一方面，提供了一种计费实现装置。

根据本发明的计费实现装置，应用于机器到机器通信网络，该装置包括：获取单元，用于获取属于同一个组的机器类型通信MTC设备的组计费数据信息；生成单元，用于根据组计费数据信息生成组计费数据记录；发送单元，用于向计费网关上报组计费数据记录。

通过本发明，设置组CDR(Group CDR)用于在网元内(SGSN，GGSN，PGW，SGW)记录同属一组的MTC设备的集体计费特征，解决了相关技术中M2M通信计费系统还无法满足上述要求的问题，进而可以满足M2M通信对计费的上述至少之一要求，并可以节省系统开销及资源。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的EPS的系统架构示意图；

图2是根据相关技术的M2M计费系统的架构示意图；

图3是根据本发明实施例的具有组计费处理功能单元的计费实现系统的架构示意图；

图4是根据本发明实施例的计费实现方法的流程图；

图5是根据本发明实例一的计费实现方法的流程图；

图6是根据本发明实例二的计费实现方法的流程图；

图7是根据本发明实施例的计费实现装置的结构框图；

图8是根据本发明优选实施例的计费实现装置的结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

首先结合图3描述根据本发明实施例的计费实现系统的架构。如图3所示，该系统包括：属于各组的MTC设备，与单个MTC设备对应的计费触发功能单元、组计费处理功能单元、以及计费网关。当属于一个组的MTC设备的数据流量通过公共的数据通道(例如，SGSN与GGSN之间GTP隧道，SGW与PGW之间的GTP隧道)发送接收时，组计费处理功能(GCPF)直接统计该组数据通道上的流量，时长等数据，并根据一定的上报触发条件(如组流量到达阈值，组时长到达阈值)，生成组CDR(GCDR)发给计费网关。

图4是根据本发明实施例的计费实现方法的流程图。如图4所示，根据本发明实施例的计费实现方法包括以下处理(步骤S401-步骤S)：

步骤S401：获取属于同一个组的MTC设备的组计费数据信息；

在具体实施过程中，上述组的划分可以根据不同策略，例如，可以将属于同一个用户的MTC设备划分为一个组，也可以将执行相似功能的MTC设备划分为一个组。

步骤S403：根据组计费数据信息生成组计费数据记录，并向计费网关上报组计费数据记录。

通过该实施例，针对一个或多个组，分别生成组计费数据记录，发送至计费网关，可以降低系统开销。

优选地，步骤S401可以进一步包括以下处理：

(1)接收来自于各个计费触发功能单元的消息，其中，消息携带有各个计费触发功能单元通过单个数据通道检测的机器类型通信MTC设备的计费数据信息和MTC设备所属的组标识；

(2)根据组标识将属于同一个组的MTC设备的计费数据信息进行统计得到组计费数据信息。

在具体实施过程中，MTC设备使用现有的独立数据通道技术时，由于为了实现按组计费，则需要在原有的计费架构上增加处理按组计费的功能单元(即，组计费处理功能单元)。原有的计费触发功能(CTF)监测每个用户的信令流，以及承载上的数据流，检测计费事件(如用户附着到网络)，以及数据流量，时长等信息。CTF将这些信息报给组计费处理功能GCPF(不再发送CDR给计费网关或者计费数据功能)，组计费处理功能再根据一定的条件(如定时，组流量到达预定值，组时长到达预定值)，生成组CDR发给计费网关。

因而，针对具有独立数据通道的MTC设备，可以通过上述方案实现组计费数据信息的获取。

优选地，上述计费数据信息包括以下至少之一：计费事件信息；通信数据量信息；通信时长信息。

在具体实施过程中，上述消息还可以包括以下至少之一：MTC设备的标识信息、MTC设备使用网络通信时被给予的QoS保障信息、MTC设备的位置信息。

优选地，步骤S401还可以进一步包括以下处理：通过组数据通道检测得到属于同一组的MTC设备的组计费数据信息。

在具体实施过程中，需要先建立组数据通道，组数据通道是将属于同一个组的单个MTC设备通道归并的一个组通道。组数据通道的建立包括但不限于以下几种方法：(1)由属于该组的某个指定的或者首发的MTC设备发起建立公用数据通道，提供给位于该区域中的特定的MTC设备使用；(2)由MTC用户发起建立公用数据通道；(3)由移动运营商根据配置的触发条件(例如检测到属于该组的MTC设备接入到网络)决定建立公用数据通道。(4)定时触发，即由签约信息决定的时刻，或者移动运营商网络配置信息决定的时刻，由SGSN，MME，GGSN或者PGW等实体发起建立组公有数据通道。公有数据通道指的是从RNC到SGSN到GGSN的数据面通道，或者是从eNodeB到SGW到PGW的数据面通道。

因而，针对具有组数据通道的MTC设备，可以通过上述方案实现组计费数据信息的获取。

优选地，组计费数据记录包括：组标识信息；计费标识信息；源地址信息；组计费数据列表。

优选地，组计费数据列表包括以下至少之一：组计费总事件信息；组通信总数据量信息；组通信总时长信息。

优选地，组计费数据记录还包括以下至少之一：组中处于非空闲状态的MTC设备数目；统计组计费数据对应的时间戳。

其中，组CDR内容有别于IP-CAN承载的CDR，主要区别在于增加了组的标识，原来针对单个用户的CDR中的IMSI等标识应予以删除。

优选地，在执行步骤S403之前，还需要满足一个预定触发条件，在满足预定触发条件的情况下，可以触发步骤S403的执行。

优选地，上述预定触发条件包括以下至少之一：属于同一个组的MTC设备的组计费事件达到第一预定阈值；属于同一个组的MTC设备的组通信数据量达到第二预定阈值；属于同一个组的MTC设备的组通信时长达到第三预定阈值。属于同一个组的处于非连接状态的MTC设备的达到第四预定阈值。

在具体实施过程中，组CDR是一个组中所有的MTC设备的计费数据的集合，例如，属于同一个组的MTC设备的数据流量，时长需累计处理为组的数据流量，组的时长。不会为每个MTC设备承载产生一个CDR，而是一个组的MTC设备只产生一个组CDR。CDR的产生条件包括但不限于：一旦有组成员MTC设备开始使用网络(如建立了承载)。组CDR信息可以在组成员MTC设备使用网络的过程中增加，增加组CDR信息的触发条件包括但不限于：组流量到达设定门限、组累计时长到达设定门限、定时上报的时间到达。

优选地，上述方法可以应用于以下至少之一的网元中：服务通用分组无线业务支撑节点(Serving General packet radio servicesupport node，简称为SGSN)、网关通用分组无线业务支持节点(Gateway General Packet Radio Service Supporting Node，简称为GGSN)、PGW、SGW。在不冲突的情况下，还可以设置于其他网元中。

图5是根据本发明实施例一的计费实现方法的流程图。如图5所示，该计费实现方法包括以下处理(步骤S501-步骤S511)：

步骤S501：计费触发功能单元检测单个MTC设备上的计费相关事件，测量承载收发数据量，统计时长。

在具体实施过程中，当MTC设备拥有自己独立的数据通道时，位于PGW/GGSN上的基于单个MTC用户承载(或者数据通道)的计费触发单元统计该MTC设备经过PGW/GGSN上该承载(或者数据通道)收发数据的数据量，计费触发单元并且通过MTC设备与网络侧交互的信令感知可计费的事件(例如：MTC设备接入到网络)，还可以获取MTC设备使用网络收发数据时所被给与的QoS保障信息，可以获取MTC使用网络资源的累计时间，以及其他可搜集的相关信息。

步骤S503：CTF不再发送CDR给CG，而是把相关的信息发给网元内的组计费处理功能GCPF，携带MTC设备标识，以及所属的组标识。

在具体实施过程中，计费触发单元把统计的上述的MTC设备的通信数据量，和/或通信累计时长，和/或计费事件等所有相关信息告知组计费处理功能(GCPF)，同时告知MTC设备所属的MTC组。

步骤S505：GCPF返回响应消息。

步骤S507：统计组内所有MTC设备的计费数据，当满足设定的触发条件(例如：组流量到达阈值，累计时长到达阈值等)，向CG发送计费数据记录。

在具体实施过程中，GCPF按组统计流量，和/或时长，和/或接入次数等信息，并根据一定的触发条件(如组流量到达阈值，组时长到达阈值)，生成组CDR(GCDR)。

步骤S509：GCPF向CG发送组计费数据记录(GCDR)。

步骤S511：CG向GCPF返回计费数据响应消息。

图6是根据本发明实施例二的计费实现方法的流程图。如图6所示，该流程包括以下处理(步骤S601-步骤S611)：

步骤S601：GCPF通过组数据通道检测得到数据流量，时长，检测组的计费相关事件(例如，组数据通道的建立，终止，修改等)；

在具体实施过程中，GCPF并且通过组数据通道检测可计费的事件(例如：MTC设备接入到网络的次数)等，还可以获取MTC设备使用网络收发数据时所被给与的QoS保障信息，可以获取MTC使用网络资源的累计时间，以及其他可搜集的相关信息。

步骤S603：当满足预定的触发条件(例如，组流量到达阈值，累计时长到达阈值)，GCPF向CG发送组计费数据记录(GCDR)；

在具体实施过程中，GCPF将检测的流量，和/或时长，和/或接入次数等信息，并根据一定的触发条件(如组流量到达阈值，组时长到达阈值)，生成组CDR(GCDR)。

步骤S605：CG向GCPF返回组计费数据记录响应消息。

图7是根据本发明实施例的计费实现装置的结构框图。如图7所示，根据本发明实施例的计费实现装置包括：获取单元70、生成单元72、发送单元74。

获取单元70，用于获取属于同一个组的MTC设备的组计费数据信息；

生成单元72，与获取单元70相连接，用于根据组计费数据信息生成组计费数据记录；

发送单元74，与生成单元72相连接，用于向计费网关上报组计费数据记录。

通过该实施例，提供了一种计费实现装置，通过获取单元、生成单元以及发送单元的相互结合，针对一个或多个组(每个组可以包括至少一个MTC设备)，分别生成组计费数据记录，发送至计费网关，因而可以降低系统开销。

优选地，如图8所示，上述获取单元70可以进一步包括：接收模块700，用于接收来自于各个计费触发功能单元的消息，其中，消息携带有各个计费触发功能单元通过单个数据通道检测的机器类型通信MTC设备的计费数据信息和MTC设备所属的组标识；统计模块702，用于根据组标识将属于同一个组的MTC设备的计费数据信息进行统计得到组计费数据信息。

优选地，如图8所示，上述获取单元70也可以包括：检测模块704，用于通过组数据通道检测得到属于同一组的MTC设备的组计费数据信息。

优选地，装置设置于以下至少之一的网元中：SGSN、GGSN、PGW、SGW。

综上所述，借助本发明提供的上述实施例，在M2M系统中，以组为单位生成GCDR，即使用群组计数器对事件进行计费，取代基于签约的计费数据记录，解决了相关技术中M2M通信计费系统还无法满足上述特定要求的问题，进而可以满足M2M通信对计费的上述至少之一要求，并可以节省系统开销及资源。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种计费实现方法，应用于机器到机器通信网络，其特征在于，包括：

获取属于同一个组的机器类型通信MTC设备的组计费数据信息，包括：接收来自于各个计费触发功能单元的消息，其中，所述消息携带有所述各个计费触发功能单元通过单个数据通道检测的机器类型通信MTC设备的计费数据信息和所述MTC设备所属的组标识；根据所述组标识将属于同一个组的MTC设备的计费数据信息进行统计得到所述组计费数据信息；或者，所述获取属于同一个组的MTC设备的组计费数据信息包括：通过组数据通道检测得到属于同一组的MTC设备的所述组计费数据信息；

根据所述组计费数据信息生成组计费数据记录，并向计费网关上报所述组计费数据记录。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计费数据信息包括以下至少之一：

计费事件信息；

通信数据量信息；

通信时长信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述消息还包括以下至少之一：

所述MTC设备的标识信息、所述MTC设备使用网络通信时被给予的服务质量QoS保障信息、所述MTC设备的位置信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组计费数据记录包括：

组标识信息；

计费标识信息；

源地址信息；

组计费数据列表。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述组计费数据列表包括以下至少之一：

组计费总事件信息；

组通信总数据量信息；

组通信总时长信息。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述组计费数据记录还包括以下至少之一：

组中处于非空闲状态的MTC设备数目；

统计组计费数据对应的时间戳。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述生成组计费数据记录，并向所述计费网关上报所述组计费数据记录之前，所述方法还包括：

确定统计的属于同一个组的MTC设备的计费数据信息满足预定触发条件。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预定触发条件包括以下至少之一：

所述属于同一个组的MTC设备的组计费事件达到第一预定阈值；

所述属于同一个组的MTC设备的组通信数据量达到第二预定阈值；

所述属于同一个组的MTC设备的组通信时长达到第三预定阈值；

所述属于同一个组的处于非连接状态的MTC设备的达到第四预定阈值。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法应用于以下至少之一的网元中：服务通用分组无线业务支撑节点SGSN、网关通用分组无线业务支持节点GGSN、分组网关PGW、服务网关SGW。

10.一种计费实现装置，应用于机器到机器通信网络，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于获取属于同一个组的机器类型通信MTC设备的组计费数据信息，其中，所述获取单元包括：接收模块，用于接收来自于各个计费触发功能单元的消息，其中，所述消息携带有所述各个计费触发功能单元通过单个数据通道检测的机器类型通信MTC设备的计费数据信息和所述MTC设备所属的组标识；统计模块，用于根据所述组标识将属于同一个组的MTC设备的计费数据信息进行统计得到所述组计费数据信息；

生成单元，用于根据所述组计费数据信息生成组计费数据记录；

发送单元，用于向计费网关上报所述组计费数据记录。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述获取单元包括：

检测模块，用于通过组数据通道检测得到属于同一组的MTC设备的所述组计费数据信息。

12.根据权利要求10至11任一项所述的装置，其特征在于，所述装置设置于以下至少之一的网元中：服务通用分组无线业务支撑节点SGSN、网关通用分组无线业务支持节点GGSN、分组网关PGW、服务网关SGW。