CN1454014A - 无线通信系统资费计费方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线通信系统资费计费方法，该方法利用测量网络传输质量的结果，来调整无线通信系统的资费统计，以达到合理的资费水平。在移动通信系统中，对于电路域数据业务，典型的对于话音业务，业务资费一般是按照通信时间、通信距离等来计算；对于分组数据业务，按照空中传输的数据包来计算；由于空中无线传输及网络使用情况的不同，对于使用相同类型的用户，可能实际获得的服务质量不同，用户实际得到的服务质量与资费之间存在不平衡的关系，本发明提出的一种计费方法，主要解决用户的实际享受到的服务质量与计费上的合理关系。

Description

无线通信系统资费计费方法

技术领域

本发明涉及通信系统资费的计费方法，特别是无线通信系统资费计费方法。典型的应用在移动蜂窝无线通信系统。

背景技术

在通信系统中，传统的计费方式主要是从资源占用时间和资源占用的负荷(数据传输量的大小)角度，按照一定的计算方法，换算出用户的费用。而在移动通信系统中，基本的计费方法根据是电路域数据业务还是分组域数据业务而有所区别。

对于电路域业务，典型地对于话音业务，一般计费方法是按照占用资源的时间(通话时间)、通话双方的距离以及是否漫游等因素来确定一次通话的费用；典型的计算方法是：通话费＝费率×计费时长；其中费率根据是否是本业务区内通话费率、长途通话费率、农话费率而不同；计费时长定义为自被叫应答开始至首先挂机或者无线信道的释放。对于电路型数据业务其计费按照通信距离、有效通信时长和终端业务速率来计算；通信距离和有效通信时长与话音业务类似处理，终端业务速率为n×64kbit/s，速率越高，费用越高。

对于分组域数据业务，主要根据空中传输的数据包的大小和多少来统计一次业务连接的计费。在分组域的数据业务中，在移动的环境下，由于受空中无线环境的影响，传输信号的质量存在很大的波动；当无线信道的环境比较好时，一般传输的数据误码率比较低，数据重传的次数比较小；但当无线移动环境比较恶劣时，数据传输的误码率就比较大，为了保证数据的准确性，重传数据的次数就比较多；对于同一个数据业务来说，可能在不同的环境下，用户所享受到的服务质量不一样。

因此，按照目前传统的计费方式，无论无线信号传输质量和用户得到的服务质量高与低，其计费都相同，这样就存在一定的不合理性。

发明内容

本发明在于针对背景技术中通信系统资费计算的不合理性，提供一种无线通信系统资费计费方法，该方法主要是结合空中无线传输环境的情况，调整计费策略，使计费结果趋于更加合理。

对于电路域数据业务，典型的对于话音业务，其计费方法是：

记录一次业务有效的计费时间和该次业务的通信距离；依据传输质量的影响因素统计该次业务数据传输的平均传输质量；根据通信距离和服务类型确定国家规定的原始计费费率，并以原始计费费率×平均传输质量×α确定最终计费费率，其中α为调整因子；按最终计费费率×有效计费时间计算出该次业务的资费。

对于电路域数据业务，典型的对于ISDN数据业务，其计费方法是：

记录一次业务有效的计费时间和该次业务的通信距离；按传输数据速率×有效的计费时间统计该次业务传输的数据总量；依据传输质量的影响因素统计该次业务数据传输的平均传输质量；根据通信距离和业务类型确定国家规定的原始计费费率，并以原始计费费率×平均传输质量×α确定最终计费费率，其中α为调整因子；按最终计费费率×传输的数据总量计算出该次业务的资费。

对于分组域数据业务，其计费方法是：

统计一次业务中每一被重传的数据包的重传次数，并按被重传的数据包原始数据大小×重传次数作为其数据量大小；按没有发生数据重传的数据总量+所有被重传数据包的数据总量统计该次业务链接中所传输的数据总量；根据传输质量的影响因素统计该次业务数据传输的平均传输质量；按国家规定的原始计费率×平均传输质量×α确定最终计费费率，其中α为调整因子；按该次业务传输的数据总量×最终计费费率计算出该次业务链接的资费。

本发明在计算资费时，考虑了通信过程中数据传输质量以及因为无线环境导致的数据重传等因素，是在传统的计费基础上的继承和合理化，无论是从运营商还是用户的角度，使计费策略趋于更加合理。

附图说明

图1为分组域数据业务计费体系结构。

具体实施方式

传统的计费方式主要是从资源占用时间和资源占用的负荷(数据传输量的大小)角度，按照一定的计算方法，换算出用户的费用。对于有线系统而言，由于信号的传输质量比较好，对同一业务而言，资源占用时间和传输数据量的大小比较合理反应了用户所享受的业务和所付出的费用关系，对运营商而言，也比较客观的根据其资源被使用情况而获得相应的回报。但是，当在无线通信系统中，由于无线信道环境的不同，信号的传输质量不同；对于分组域数据，当无线传输信道的环境非常差时，导致无线信号的质量大大降低，传输的数据的误码率比较高；当误码超过一定的门限值时，该数据需要通过重新传输的方式来保证接收数据的正确性，对整个系统而言，系统设备的使用的效率降低。同样，由于无线传输信道的环境不同，到达用户端的数据的误码特性也不相同，对用户而言，直接感受到的就是享受到的服务质量不一样，但传统的计费方式中，无法考虑用户端的服务质量等因素，在计费方式上存在不合理性。

根据本发明的计费方法：空中传输数据包的个数取决于信号的传输质量，如果信号传输的质量差，则空中重传的数据包多，效率就低。对于传输成功的数据包，也存在数据误码的情况；数据误码对用户最直接的影响就是其得到的服务质量下降；对于同一大小的数据包，需要根据其误码的不同进行不同的计费。

对于电路域数据业务，典型的对于话音业务，本发明的计费方法为：

A)、记录一次业务有效的计费时间和该业务的通信距离。有效的计费时间是从被叫应答开始至电路拆线为止；通信距离的划分与普通的电话网一致；

B)、根据传输质量的影响因素统计该次业务数据传输的平均传输质量。传输质量的影响因素为传输数据的误码率(BER)或服务质量(QOS)等，可选择其中一个因素参考；统计平均质量采用规一化原则，数据传输没有误码率或者服务质量最好时，平均质量为1，其他情况下，平均传输质量小于1；

C)、根据通信距离和服务类型确定规定的原始计费费率，并以国家规定的原始计费费率×平均传输质量×α确定最终计费费率。

D)、按最终计费费率×有效计费时间计算出该次业务的资费。

对于电路域数据业务，典型的对于ISDN数据业务，其特征在于：

A)记录一次业务有效的计费时间和该次业务的通信距离。其中：有效的计费时间是从建立无线链路连接到整个业务服务结束时，无线链路释放的一段时间；通信距离的划分与普通的电话网一致。

B)按传输数据速率×有效的计费时间统计该次业务传输的数据总量。根据业务数据传送的速率，速率越高，数据量越大，费用也会增大；数据速率越低，数据量越小，费用相应也会降低。数据总量包括语音数据及信令数据等；

C)依据传输质量的影响因素统计该次业务数据传输的平均传输质量。其中：传输质量的影响因素可用传输数据的误码率(BER)、传输误块率(BLER)和服务质量(Quality of service，QOS)中任意一个参数来衡量；统计平均质量采用规一化原则，即：数据传输没有误码率(BER)、传输误块率(BLER)或者服务质量(QOS)最好时，平均质量为1，其他情况下，平均传输质量小于1。

D)根据通信距离和业务类型确定规定的原始计费费率，并以国家规定的原始计费费率×平均传输质量×α确定最终计费费率。

E)按最终计费费率×传输的数据总量计算出该次业务的资费。

对于分组域数据业务，本发明的计费方法为：

A)、统计一次业务中每一被重传的数据包的重传次数，并按被重传数据包的原始数据大小×重传次数作为该数据包的数据量大小。每个被重传的数据包大小不一样，其重传次数不一样，用被重传数据包原始数量量大小与发生重传次数相乘得到该数据包实际在物理层传输的数据量大小，

B)、按没有发生数据重传的数据总量+所有被重传数据包的数据总量统计该次业务链接中所传输的数据总量。其中：没有发生数据重传的数据总量为每个没有发生重传数据包数据量大小累加之和。比如，一次传输中，假设有N个数据包没有重传，其各个数据包对应的数据量大小为(i＝1，2，......N)，则没有重传的数据总量＝●M_i，(i＝1，2，......，N)；发生重传的数据总量＝被重传数据包的数据量大小，把每个发生重传的数据包对应在物理层传输的数据量累加起来就得到发生重传数据的数据总量。数据量的大小是决定此次业务连接费用的主要因素，传输的数据量越大，相应的计费越高；反之，传输的数据量越小，其计费就越低；

C)、根据传输质量的影响因素统计该次业务数据传输的平均传输质量。平均传输质量可以根据传输数据的误码率(BER)或者误块率(BLER)来确定；平均传输质量采用规一化的原则，当传输的数据不存在误码率(BER＝0)或者没有误块率(BLER＝0)时，平均传输质量设置为1，其他情况下，平均传输质量都设置为小于1。

D)、按国家规定的原始计费费率×平均传输质量×α确定最终计费费率。其中：国家规定的原始计费费率对不同的业务，费率可能不同。

E)、按传输的数据总量×最终计费费率计算出该次业务的资费。

其中a为调整因子，主要供运营商根据实际情况动态调整特定地区、特定时间段的计费。比如典型的情况，当运营商对一些大客户进行资费优惠时，可以通过该比例因子来调整特定时间的优惠资费。又如，目前电信推出的在周末享受半价的优惠，可以通过设置a＝0.5来实现，在非周末时a＝1。

确定平均传输质量有多种计算方法，可以根据系统设备的能力和实际情况的需要选择简单的或者复杂的计算方法，典型的简单换算方法如查表法和公式计算法。本实施例以误块率作为评估平均传输质量的依据，实现过程如下：

查表法，就是根据统计的误块率(BLER)，按预先确定的映射关系，查表得出对应的平均传输质量；下表是误块率与平均传输质量的映射关系查找表：

误块率(BLER)	平均传输质量
		BLER＝0	1
0＜BLER≤5％	0.9
		5％＜BLER≤10％	0.8
10％＜BLER≤15％	0.7
		15％＜BLER≤20％	0.6
20％＜BLER≤30％	0.5
		30％＜BLER≤40％	0.4
40％＜BLER≤50％	0.3
		50％＜BLER≤70％	0.2
70％＜BLER≤90％	0.1
		90％＜BLER≤100％	0

根据该查表法，可以很快根据误块率得到平均传输质量。比如，如果一次网络浏览的误块率(BLER)为15％，根据上查找表得到平均传输质量为0.7，以此类推，可以很快查找到其它误块率下的平均传输质量。

公式法：简单地可以以误块率(BLER)＝50％为界分成两个换算区间：

对于0≤BLER≤50％的区间段，采用如下的公式：平均传输质量＝1-1.5×误块率(BLER)；

对于50％≤BLER≤100％的区间段，采用如下的公式；平均传输质量＝0.5-0.5×误块率(BLER)；按照上面的公式，根据一次业务连接中测量得到的误块率，就可计算出平均传输质量。

上述仅以误块率作为衡量平均传输质量的一个实施例子，实际影响平均传输质量的因素非常多，在分组域中常常也用丢包率、传输延迟等服务质量(QOS)指标来衡量；如何由服务质量(QOS)等各个指标来换算出平均传输质量，可以由运营商根据其实际情况来确定。

参考图1，图中给出了典型的分组域数据业务计费体系结构。

(1)MS：Mobile Station，移动台：它主要包括射频处理单元、基带处理单元、协议栈模块以及应用层软件模块等。MS通过空中接口(Uu接口)与网络设备进行数据交互，为用户提供电路域和分组域内的各种业务功能，包括普通话音、数据通信、移动多媒体、Internet应用(如E-mail、WWW浏览、FTP等)。

(2)NODE B(GSM中对应BTS)，是WCDMA系统的基站系统(即无线收发信机)，包括无线收发信机和基带处理部件。通过标准的Iub接口和RNC互连，主要完成空中无线接口(Uu接口)物理层协议的处理。它的主要功能是扩频、调制、信道编码及解扩、解调、信道解码，还包括基带信号和射频信号的相互转换等功能。

(3)RNC是无线网络控制器(Radio Network Controller)(在GSM系统中，对应BSC设备)，主要完成连接建立和断开、切换、宏分集合并、无线资源管理控制等功能。具体功能包括如下：(a)执行系统信息广播与系统接入控制功能；(b)切换和RNC迁移等移动性管理功能；(c)宏分集合并、功率控制、无线承载分配等无线资源管理和控制功能。

(4)SGSN是服务公共分组无线业务(GPRS：General Packet Radio Service)支持节点，是WCDMA核心网分组域功能节点，它通过Iu_PS接口与整个接入网相连，通过Gn/Gp接口与其他SGSN相连。SGSN的主要功能是提供PS域的路由转发、移动性管理、会话管理、鉴权和加密等功能。

(5)GGSN是网关公共分组无线业务GPRS支持节点，是WCDMA核心网分组域功能节点，通过Gn/Gp接口与SGSN相连，通过Gi接口与外部数据网络(Internet/Intranet)相连。GGSN提供数据包在WCDMA移动网和外部数据网之间的路由和封装。GGSN主要功能是同外部IP分组网络的接口功能，GGSN需要提供移动台接入外部分组网络的关口功能，从外部网的观点来看，GGSN就好象是可寻址WCDMA移动网络中所有用户IP的路由器，需要同外部网络交换路由信息。

(6)CGF(Charging Gateway Functionality)：是计费网关功能体，主要负责收集SGSN和GGSN产生的计费数据，并对计费数据进行较长时间的保存、进行合并、分拣等预处理工作，然后负责将收集到的计费数据送往计费中心(Billing system)。

(7)Billing System是计费中心，负责对计费数据进行处理，产生最终的计费帐单。

(8)SCF(Service Control Function)：是服务控制功能体；

根据图示，计费数据主要从SGSN、GGSN和RNC产生，然后通过CGF的数据预处理，再送到计费中心，完成最终的计费帐单。

根据业务种类和实际情况不同，SGSN、GGSN和RNC会产生不同类型的话单

SGSN产生的话单类型：S-CDR，S-SMO-CDR，S-SMT-CDR，M-CDR。

GGSN产生的话单类型：G-CDR。

上述5种CDR的说明如下：

(1)M-CDR(Mobility Management-Call Detail Record)话单主要是用于记录手机的移动性管理的计费信息，可以通过数据配置决定是否产生该话单，正常情况下，一般不做计费要求。

(2)S-SMO-CDR(SGSN delivered Short message Mobile Originated CallDetail Record)主要是用于记录短消息始发的计费信息。

(3)S-SMT-CDR(SGSN delivered Short message Mobile Terminated CallDetail Record)用于记录短消息终结的计费信息。

(4)S-CDR(Serving GPRS Support Node Call Detail Record)主要用于进行统计。

(5)G-CDR(Gateway GPRS Support Node Call Detail Record)，是由GGSN中产生，计费中心一般根据G-CDR计算最终费用。

在传统的计费体系中，SGSN和GGSN中生成的CDR主要记录以下方面的信息：

(1)对系统资源的使用情况；(2)发起端与终结端；(3)对外部数据网络的使用情况；(4)移动终端的位置。

以上信息由GGSN和SGSN传送到CGF进行话单数据合并处理，然后再送到计费中心参数最终的话单输出。

根据本发明，作为记录传输层数据传输情况的RNC，需要参与到计费体系中，并且SGSN和GGSN在产生的话单中，还需要考虑：因无线信道环境不同而引起的数据重传而占用的无线资源以及平均传输质量。平均传输质量是综合RNC、SGSN和GGSN的数据而综合生成。详细的实现过程如下所述：

在一次业务连接的过程中，在RNC中统计计算在传输层中每个原始的数据包实际发生的传输数据量大小：没有发生重传的数据包，实际发生的传输数据量等于原始数据包的数据量；对于发生重传的数据，其实际传输的数据量等于原始数据包的数据量乘以重传次数。实际传输的数据量作为一个参数随同该数据包一同传递给SGSN功能单元；

在RNC单元中，可以统计一次业务连接的误块率(BLER)和误码率(BER)，如果在评估本次业务连接的平均传输质量时要用到该数据，则在一次业务连接结束时由RNC上报给SGSN和GGSN功能；

在计费网关功能实体CGF中，收集来自SGSN和GGSN的计费数据，进行数据预处理，根据发起端与终结端、移动终端的位置以及业务类型，确定国家制定的原始计费费率。在计费系统中，根据获得的平均传输质量，调整实际的计费费率：最终计费费率＝国家规定的原始计费费率×平均传输质量×。根据实际传输的数据量和最终计费费率来计算出最终的业务服务费用：一次业务连接的费用＝该次业务实际传输的数据量大小×最终计费费率。

对于电路域数据业务，由于数据不发生重传，所以实际传输的数据量＝平均传输数据速率×传输时间，故一次业务连接的费用＝平均传输数据速率×传输时间×最终计费费率；最终计费费率的技术与分组域数据业务处理一样。

Claims (10)

1、一种无线通信系统资费计费方法，适用于电路域数据业务，其特征在于：

记录一次业务有效的计费时间和该次业务的通信距离；

依据传输质量的影响因素统计该次业务数据传输的平均传输质量；

根据通信距离和服务类型确定规定的原始计费费率，并以国家规定的原始计费费率×平均传输质量×α确定最终计费费率，其中α为调整因子；

按最终计费费率×有效计费时间计算出该次业务的资费。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述传输质量的影响因素为传输数据的误码率(BER)或服务质量(QOS)。

3、根据权利要求2所述的计费方法，其特征在于：平均传输质量的统计采用查表法或公式法，并对平均质量采用规一化原则处理，即：当数据传输没有误码率或服务质量最好时，平均传输质量为1，否则平均传输质量小于1。

4、一种无线通信系统资费计费方法，适用于电路域数据业务，其特征在于：

记录一次业务有效的计费时间和该次业务的通信距离；

按传输数据速率×有效的计费时间统计该次业务传输的数据总量；

依据传输质量的影响因素统计该次业务数据传输的平均传输质量；

根据通信距离和业务类型确定规定的原始计费费率，并以国家规定的原始计费费率×平均传输质量×α确定最终计费费率，其中α为调整因子；

按最终计费费率×传输的数据总量计算出该次业务的资费。

5、根据权利要求4所述的计费方法，其特征在于：所述传输质量的影响因素为传输数据的误码率(BER)、传输误块率(BLER)或服务质量(QOS)。

6、根据权利要求5所述的计费方法，其特征在于：平均传输质量的统计采用查表法或公式法，并对平均质量采用规一化原则处理，即：当数据传输没有误码率、传输误块率或服务质量最好时，平均传输质量为1，否则平均传输质量小于1。

7、一种无线通信系统资费计费方法，适于分组域数据业务，其特征在于：

统计一次业务中每一被重传数据包的重传次数，并按被重传数据包的原始数据大小×重传次数作为该数据包的数据量大小；

按没有发生数据重传的数据总量+所有被重传数据包的数据总量统计该次业务链接中所传输的数据总量；

根据传输质量的影响因素统计该次业务数据传输的平均传输质量；

按国家规定的原始计费费率×平均传输质量×α确定最终计费费率，其中α为调整因子；

按该次业务传输的数据总量×最终计费费率计算出该次业务链接的资费。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述传输质量的影响因素为误码率(BER)或误块率(BLER)。

9、根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于：平均传输质量的统计采用查表法或公式法。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于：平均传输质量采用规一化原则处理，即：当数据传输没有误码率或误码块时，平均传输质量为1，否则平均传输质量小于1。