CN104254061A - 用于策略和计费控制的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种在通信系统中进行信用控制的方法，在所述通信系统中，策略和计费规则功能PCRF实体连接到至少一个策略和计费执行功能PCEF实体，所述方法包括：查询标识关联组的关联信息，所述关联组包括共享配额的一组会话；当PCRF实体从一个PCEF实体接收到报告达到配额阈值的消息时，基于查询的关联信息为所述关联组检索剩余信用;基于所述关联组的剩余信用为所述一个PCEF实体计算信用分配；以及将计算的信用分配推送至所述一个PCEF实体。

Description

用于策略和计费控制的方法和设备

技术领域

本发明一般涉及通信网络，更具体而非排他地涉及通信网络中的策略和计费控制架构的优化。

背景技术

在长期演进（LTE）网络中，通常使用实现分组数据网络（PDN）网关（PGW）和/或服务网关（SGW）功能的一个或更多服务路由器来处理LTE网络内的流量。一般来说，所述服务路由器通常包括多个用于处理所述流量的处理/交换单元（例如移动服务模块（MSM））。

3GPP PCC（策略和计费控制）架构引入了逻辑实体（策略和计费规则功能）、PCEF（策略和计费执行功）,以及OCS（在线计费服务器）以提供动态的QoS（服务质量）和业务定制。当设备发起IP会话时，PCRF可以向PCEF提高规则以监视IP业务量，并且在达到使用量阈值时向PCRF报告累加的使用量情况。这样的场景在宽带业务提供商网络中司空见惯。宽带用户将按月被分配使用计划，例如50GB。例如，当用户已经到达计划的限度时，带宽将从每秒兆比特下降到每秒千比特。

当预订应用到一组用户时，例如家庭成员或者企业用户，PCRF和PCEF之间（3GPP Gx接口）或者OCS和PCRF之间（3GPP Sy接口）的当前通信结构是低效的。首先，因为PCEF并不具有高等级组的概念，配额计算结果必须保持在PCRF或者OCS中。第二，当组配额限度到达时，PCRF（或经由PCRF的OCS）必须为PCEF上的每个订户更新策略规则。这将在PCRF和PCEF之间产生突然的通信浪涌。最后，当多个用户通过不同的PCEF接入网络时，PCRF必须在组用户中动态地分配和回收信用并且尽可能地使用更少的通信。

在3GPP TS29.212（“Policy and Charging Control(PCC)over Gx/Sdreference point”,2012年6月）中定义了解决这一问题的传统解决方案。但是该方案缺少基于之前消耗的动态分配机制，并且策略/信用控制单元和执行单元之间缺乏针对信用共享组用户之间的协调。“Credit Allocation forUMTS Preparid Service”,IEEE Transactions on Vehicular Technology（第1期,第55卷,作者Phone Lin,Yi-Bing Lin,Chai-Hien Gan以及Jeu-Yih Jeng,2006年1月）定义了另一种传统方法，但是该方法只解决信用回收而不进一步优化从PCEF至PCRF或OCS的通信。优化不仅在于Diameter消息中的新指示符或者参数也在于控制逻辑。在该方法中，信用分配着眼于具有多种服务的一个顾客，并且策略/信用控制单元和执行单元之间缺乏针对信用共享组用户之间的协调。当服务配额，例如语音、视频、数据等分配给多余一个诸如订户、网络单元的实体时，策略/计费服务器需要以智能的方式调整配额分配和重分配。这种分配算法直接影响之间的控制和政策/计费执行单元的流量负荷。因此，需要对当前架构进行优化。

发明内容

针对信用控制机制的当前需求，下面呈现了各种实施例的简短介绍。以下介绍中可以做出一些简化和省略，其旨在突出和介绍各种示例性实施例的一些方面，但不旨在限制本发明的范围。稍后将描述优选示例性实施例，这些优选实施例足以使得本领域的技术人员对本发明产生概念并使用本发明的概念

在一个实施例中，提供了一种在通信系统中进行信用控制的方法，在所述通信系统中，策略和计费规则功能PCRF实体连接到至少一个策略和计费执行功能PCEF实体，所述方法包括：查询标识关联组的关联信息，所述关联组包括共享配额的一组会话；当PCRF实体从一个PCEF实体接收到报告达到配额阈值的消息时，基于查询的关联信息为所述关联组检索剩余信用;基于所述关联组的剩余信用为所述一个PCEF实体计算信用分配；以及，将计算的信用分配推送至所述一个PCEF实体。

在各个实施例中，关联信息可以包括关联类型和关联ID。

在优选实施例中，进一步包括考虑以下因素进行计算：所述关联组中的总预订，PCEF的总数，来自所述一个PCEF实体的总预订，以及，所述关联组中的所有会话的累加会话消耗速度。

在优选实施例中，计算步骤进一步包括对比所述通信系统中设置的最小单元检查计算的信用分配。

在一个实施例中，提供了一种在通信系统中用于信用控制的策略和计费规则功能PCRF实体，在所述通信系统中，策略和计费规则功能PCRF实体连接到至少一个策略和计费执行功能PCEF实体，所述PCRF实体包括：查询模块，被配置为获取标识关联组的关联信息，所述关联组包括共享配额的一组会话；检索模块，被配置为，当PCRF实体从一个PCEF实体接收到报告达到配额阈值的消息时，基于查询的关联信息为所述关联组检索剩余信用；计算模块，被配置为基于所述关联组的剩余信用为所述一个PCEF实体计算信用分配；以及，推送模块，被配置为将计算的信用分配推送至所述一个PCEF实体。

在一个实施例中，提供了一种通信系统中的策略和计费执行功能PCEF实体，所述PCEF实体连接到策略和计费规则功能PCRF实体，所述PCEF实体包括:获取模块，被配置为从所述PCRF实体获取标识关联组的关联信息，所述关联组包括共享配额的一组会话；检索模块，被配置为，基于获取的关联信息为所述关联组检索剩余信用;计算模块，被配置为基于所述关联组的剩余信用为所述一个PCEF实体计算信用分配；以及，报告模块，被配置为将计算的信用分配报告给所述PCRF实体。

在优选实施例中，所述PCEF实体的计算模块进一步被配置为考虑以下因素计算信用分配：所述关联组中的总预订、PCEF的总数、以及，来自所述一个PCEF实体的总预订。

附图说明

考虑下面结合附图的详细描述，可以容易地理解此处的讲述，其中：

图1示出了根据本发明实施例的示例性策略和计费控制架构；

图2示出根据本发明实施例的示例性策略和计费控制呼叫流程；以及

图3示出根据本发明实施例的示例性逻辑流程。

具体实施方式

此处示出和描述了带有带宽消耗反馈的动态策略和计费控制机制。

在一些实施例中，当决定组成员或PCEF的（如PGW或GGSN）之间的配额时，PCRF与OCS将用一个预测的配额分配算法。SCS（会话消耗速度）这一概念在一个PCEF上的用户想要消耗比别人更多的会话/信用的情况下可以起作用。使用统一的信用回收策略最终可能以越来越多的请求来自某个PCEF而结束。然而，考虑来自某个订户的总流量消耗对比全部流量，PCRF可以给予服务该订户的PCEF更多的信用。这将有助于理顺PCRF和PCEF之间回收相关的信令流量。SCS（会话消耗速度）值可以基于业务需求进行重置。

在一些实施例中，当PCEF发起会话请求，PCRF需要指出的使用量监控的关联。这样的关联可以是订户关联（如订户ID）、接入分组网络（如被叫台ID）等。然后PCEF需要得到关联到其使用量计算的关联指示符。例如，当关联指示符是订户ID时，PCEF需要针对分配给每个关联ID的配额计算的总使用量。当相关的使用量达到极限时，PCEF将用一个指令向PCRF报告。PCRF将启动一个与同一关联ID相关的新的政策。

分层组信息，可以保持在位于PCRF、SPR（订阅资料库）之上的关联数据库中，或者也可以保持在OCS中。关联ID分配将基于分层的组关系。当PCRF跨越不同PCEF为信用共享组用户分配配额时，它会使用历史使用量数据来预测其未来的配额分配。基本上，在同一组中的不同成员将分配有不同的配额（在总和和限制内）。这将省去额外的信令交换。

图1示出了根据一个实施例的示例性高层体系结构100。在体系结构10中，PCRF101提供动态管理功能，通过动态管理功能服务供应商可以管理与经由通信网络（例如，3G，LTE等）提供的服务相关的规则以及与经由通信网络提供的服务收费相关的规则。虽然图1中只示出一个PCEF（即，103），本领域技术人员可以理解PCRF101可以控制至少一个PCEF。

在图1中，PCRF101和PCEF103可以通过3GPP Gx接口相互通信。在一种可选方式中，PCEF103和OCS107可以通过3GPP Sy接口相互通信。

在图1中，IP会话建立通过PCEF103和其它网络单元从订户109（客户端A1...An）建立。关联数据库105可以位于PCRF101、SPR（预订简档信息库，图1中未示出）或OCS107中。关联ID分配将基于分层的组关系。

例如，如果我们使用3GPP Gx接口，如类型和ID的关联信息通常承载于PCEF103和PCRF101之间的Diameter信用控制应答（CCA）。在其他情况下，关联信息可以承载在PCEF103和PCRF101之间Diameter信用控制请求（CCR）中。

在本发明的各种实施例中，“关联ID”基本上是为每个用户创建一个新的属性。“类型”是我们将用户组合在一起的属性。关联ID的类型可以是如下所示：

1.订户ID,这通常是移动用户的IMSI。这是用来组合用户的简单方法。

2.被叫台ID,或APN（接入点名称）

当运营商要对使用不同的APN的应用收取不同的费用时使用该关联，例如，VoIP正在使用不同的APN进行互联网浏览。

3.用户位置

当计费或者QoS策略与不同的位置相关时，使用这种关联。如果订户（x1,…,xn）属于组A，组A由订户ID构造，订户（y1,…,ym）属于组B，那么在组A中，我们具有属于子组A_location_1的（x1,…,xj）。

4.接入技术，或IP-CAN（IP连通接入网络）类型

当运营商想要给予来自Xdsl（wifi）或G/LTE的用户不同的配额时，可以使用该关联。

在本发明的不同实施例中，可以使用所有可能的关联类型。

图2示出根据本发明实施例的示例性策略和计费控制呼叫流程。

如S21所示，UE发起的会话建立请求从来自接入网络发送，UE典型地是移动台。

当PCEF103接收该请求时，生产信用控制请求CCR并在S22中将CCR发送至PCRF101。CCR典型地包括用于标识PCEF和订户（即会话发起者）的被叫台ID和订户ID。

在S22中，为了关联不同的IP会话，PCRF101需要查询数据库（内部或者外部的）或者经由Sy接口从OCS查询数据库，以识别关联类型、关联ID以及初始SCS值。

以预订关联为例，PCRF将确定关联类型为订户。在查询数据库之后，PCRF将获取关联ID。这样的信息将用于填充信用控制应答（CCA）或者请求（CCR）。

在S23，PCRF101以控制应答（CCA）响应PCEF103。CCA包括使用量报告、授权的服务单位和关联信息（类型，ID）。包括关联类型和特定ID的关联信息例如从PCRF101内部或外部的DB105中获得。关联信息也可以从SPR（图1-2中未示出），或者上面提到的OCS107中获得。

在S24，IP会话建立，会话建立响应从PCEF103发送至UE。

如S25所示出的,当多个用户经由某个特定PCEF，例如图2中的PCEF103，发起时，基于关联类型和ID计算使用量。

当PCRF控制多个PCEF时，可以基于以下因素进行信用分配：

所述关联组中的总剩余信用（C）

所述关联组的总预订（N），

PCEF的总数（M），

来自该特定PCEF实体（即PCEF103）的总预订（Ni,i=1,…M），

每个预订的会话消耗速度（SCS），Sj,j=1,…,N，以及

最小分配单位（m），例如10KB

对于特定PCEF(i),总的会话消耗速度为:

${\mathrm{SP}}_i=\underset{i=1}{\overset{N_i}{\mathrm{\Σ}}}{S}_1$

也就是说，OSCS等于关联组中每个订户的SCS之和。

当每个预订（例如订户）具有相同的消耗速度时，SPi简单地为Ni。

对一个PCEF(i)上的相关预订的信用分配为:

$C\frac{{\mathrm{SP}}_i}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^M{\mathrm{SP}}_1}$

当只有一个PCEF时，即M=1,分配简单地为C。

请注意会话消耗速度可以每月重置的方式初始化为1或者存储在例如Spr的预订数据库中，以进行未来的初始化。

在S26中，当PCEF103向PCRF101发送包括UPDATE_REQUEST、关联（类型、ID）等等的新CCR时，PCRF101将再次执行计算并且在S27以包括新策略和关联（类型、ID）的CCA响应。之后，执行具有更新带宽的会话。

值得注意的是，在这里描述的计算期间，从PCRF101到PCEF103只有一个连接是可能的，换句话说，PCEF103覆盖了所有组合的会话。在这种情况下，PCEF103可以进行计算并报告给PCRF101。当从PCRF101到PCEF103有多个连接时，由于每个PCEF只了解组用户的部分情况，PCRF101将为某个PCEF计算使用量。

图3示出根据本发明实施例的示例性逻辑流程。

请注意当PCEF不支持关联组概念时，逻辑流依然可以进行，而所有的计算将基于各个预订而不是每个PCEF的预订。

在PCRF侧:

当PCRF从PCEF接收报告阈值到达的CCR时，它需要根据关联检索策略，并且基于PCEF的数量和每个PCEF的累加的SCS计算信用分配。剩余信用可以从策略得出。加权的信用分配将被推送至所有的PCEF。

PCRF需要对比系统中设置的最小单元检查剩余信用。一旦全部信用分配等于或者低于最小单位，它必须从现有会话回收信用并且接着将信用重新分发给所有正在进行的会话。引入每个PCEF的SCS以最小化回收需求，因为回收将生成大量信令流量。

在回收之后，如果回收的信用仍然小于或等于最小单位，回收的信用将分配给发起请求的PCEF。如果到某PCEF的加权分发小于或等于最小单位，最小单位将分配给PCEF。

在PCEF侧:

当关联类型和ID承载在来自PCRF的Diameter信用控制应答（CCA）或请求（CCR）时，同时需要报告使用量，PCEF必须将授权的服务单位作为组合的单位，这意味着它需要基于共享同一关联类型和ID的多个会话进行计算。在累加的使用量到达阈值后，PCEF应当找到一个关联的会话和关联类型以及ID一起报告给PCRF。

当PCRF更新某个关联的策略时，PCEF必须对具有该关联的所有会话应用该策略。

在步骤302中，当PCRF101接收来自PCEF（例如PCEF103）的新会话请求时，它需要对比系统中设置的最小单位检查剩余信用。

在步骤304，PCRF101确定剩余信用是否等于或低于最小单位。

一旦剩余信用等于或低于最小单位（Y分支），PCRF101需要从当前会话回收信用，如步骤308所示。

在回收之后，在步骤312，PCRF101确定回收后的总信用是否仍然小于或等于最小单位。

如果回收后的总信用仍然小于或等于最小单位（Y分支）,在步骤318中，剩余信用（回收后的）将被分配给发起请求的PCEF103。

现在将考虑步骤304的N分支。

一旦剩余信用大于最小单位（N分支），在在步骤306，PCRF101确定这是否为初始分配。如果是，SCS被设置为1或者SCS从例如Spr检索出，接着在步骤310为PCEF103计算SPi。如果不是，直接在步骤310为PCEF计算SPi。

如上所述对于某个PCEF（i）,总的会话消耗速度（OSCS）为:

${\mathrm{SP}}_i=\underset{i=1}{\overset{N_1}{\mathrm{\Σ}}}{S}_j$

其中，Sj是每个预订的会话消耗速度（SCS）（j=1,…,N）。SCS例如按照比特每秒进行测量。

在步骤314,计算加权的剩余信用分配。一个PCEF（i）上的关联预订的信用分配为:

$C\frac{{\mathrm{SP}}_i}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^M{\mathrm{SP}}_j}$

其中，

C是所述关联组中的总剩余信用，

N所述关联组的总预订，

M是PCEF的总数

Ni是来自该特定PCEF实体的总预订，Ni，i=1,…M

m是最小分配单位，例如10KB

现在考虑步骤312的N分支。

如图3所示，如果回收的总信用高于最小单位（N分支）,那么，在步骤314中，计算加权的剩余信用分配。

在步骤316中，PCRF101确定权的剩余信用分配是否小于或者等于最小单位。

如果到某PCEF的加权分发小于或等于最小单位（Y分支），最小单位应当被分配给发起请求的PCEF,如步骤320所示。

如果到某PCEF的加权分发小于或等于最小单位（N分支），剩余信用应当被分配给发起请求的PCEF,如步骤318所示。

应当认识到，此处示出和描述的功能可以用软件（例如经由软件在一个或更多处理器上的实现）和/或硬件（例如使用通用计算机、一个或更多专用集成电路（ASIC）、和/或任何其它硬件等价体）来实现。

可以设想，此处作为软件方法来讨论的步骤中的一些可以在硬件中实现，例如作为与处理器协作运行以实施各种方法步骤的电路。此处描述的功能/单元的部分可以被实现为计算机程序产品，其中的计算机指令当被计算机执行时，将该计算机的运行调整为使得此处描述的方法和/或技术被调用或被提供。用于调用本发明方法的指令可以存储在固定或可移除介质中、经由广播或其它信号承载介质中的数据流被发送、和/或存储在根据所述指令运行的计算设备中的存储器中。

虽然在此描述了特定实施例，但是本发明的范围不限于这些特定实施例。本发明的范围由以下权利要求及其任何等效形式定义。

Claims (11)

1.一种在通信系统中进行信用控制的方法，在所述通信系统中，策略和计费规则功能PCRF实体连接到至少一个策略和计费执行功能PCEF实体，所述方法包括：

查询标识关联组的关联信息，所述关联组包括共享配额的一组会话；

当PCRF实体从一个PCEF实体接收到报告达到配额阈值的消息时，基于查询的关联信息为所述关联组检索剩余信用;

基于所述关联组的剩余信用为所述一个PCEF实体计算信用分配；以及

将计算的信用分配推送至所述一个PCEF实体。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述关联信息包括关联类型和关联ID。

3.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述关联组的剩余信用为所述一个PCEF实体计算信用分配进一步包括考虑以下因素进行计算:

所述关联组中的总预订，

PCEF的总数，

来自所述一个PCEF实体的总预订，以及

所述关联组中的所有会话的累加会话消耗速度。

4.如权利要求3所述的方法，其中，基于所述关联组的剩余信用为所述一个PCEF实体计算信用分配进一步包括对比所述通信系统中设置的最小单元检查计算的信用分配。

5.一种在通信系统中用于信用控制的策略和计费规则功能PCRF实体，在所述通信系统中，策略和计费规则功能PCRF实体连接到至少一个策略和计费执行功能PCEF实体，所述PCRF实体包括：

查询模块，被配置为获取标识关联组的关联信息，所述关联组包括共享配额的一组会话；

检索模块，被配置为，当PCRF实体从一个PCEF实体接收到报告达到配额阈值的消息时，基于查询的关联信息为所述关联组检索剩余信用;

计算模块，被配置为基于所述关联组的剩余信用为所述一个PCEF实体计算信用分配；以及

推送模块，被配置为将计算的信用分配推送至所述一个PCEF实体。

6.如权利要求5所述的PCRF实体，其中所述关联信息包括关联类型和关联ID。

7.如权利要求5所述的PCRF实体，其中所述计算模块进一步被配置为考虑以下因素为所述一个PCEF实体计算信用分配：

所述关联组中的总预订，

PCEF的总数，

来自所述一个PCEF实体的总预订，以及

所述关联组中的所有会话的累加会话消耗速度。

8.如权利要求7所述的PCRF实体，其中所述计算模块进一步被配置为对比所述通信系统中设置的最小单元检查计算的信用分配。

9.一种通信系统中的策略和计费执行功能PCEF实体，所述PCEF实体连接到策略和计费规则功能PCRF实体，所述PCEF实体包括:

获取模块，被配置为从所述PCRF实体获取标识关联组的关联信息，所述关联组包括共享配额的一组会话；

检索模块，被配置为，基于获取的关联信息为所述关联组检索剩余信用;

计算模块，被配置为基于所述关联组的剩余信用为所述一个PCEF实体计算信用分配；以及

报告模块，被配置为将计算的信用分配报告给所述PCRF实体。

10.如权利要求9所述的PCEF实体，其中所述计算模块进一步被配置为考虑以下因素计算信用分配：

所述关联组中的总预订，

PCEF的总数，以及

来自所述一个PCEF实体的总预订。

11.如权利要求10所述的PCEF实体，其中所述计算模块进一步被配置为对比所述通信系统中设置的最小单元检查计算的信用分配。