CN1729648A - 在网络中提供灵活计费的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在分组交换网络中计费的装置。根据分组所属业务流区别性地对分组计费。计费系统包括控制系统和设在分组转发系统中的服务单元，其中控制系统包括适于管理至少一个用户的帐户的帐户功能和安排用于计算针对所述至少一个用户的允许业务的计费策略的计费策略决策点。再者，所述服务单元包括：每用户令牌桶，适于存储从与所述令牌桶相关联的用户的帐户功能接收到的储备；以及计费策略执行点，安排用于根据所计算的计费策略减少所述令牌桶存储的储备来执行针对多个所述允许业务的计费。

Description

在网络中提供灵活计费的系统
发明领域
本发明涉及分组交换通信系统，更具体地说，涉及实时计费装置。
发明背景
分组交换通信系统传送源自各种各样的应用的许多不同类型的电信业务，如语音、数据和多媒体业务。网络营运商可提供采用不同类型通信量并具有各种收费模式的各种业务。
对于某些业务，如流式传输业务，适合采用基于时间的计费方法，这与其它业务如因特网浏览业务相反，在因特网浏览业务中，数据量相关的计费是唯一可能(使用相关的)计费方法。在基于时间、基于数据量和基于业务的计费方式之间作出选择涉及订户愿意为什么付费以及实现得到认可的可理解的计费方法。例如，对于流式应用如视频流，让用户为观看视频所耗费的时间付费是可以理解的。
一个预订可以有一个或多个用户。预订要么是预付费预订，要么是后付费预订，这意味着在预付费情况下，订户预先即在使用业务之前支付一定金额；或者在后付费情况下，用户为他在某个时段实际已使用的时间或数据量付费。为了支持预付费预订，计费解决方案必须具有“实时”特征。这在预付费用户的信用帐户为空时尤其重要，这时必须立即影响业务的执行(在此情况中为分组转发)。当订户帐户为空时，运营商希望阻塞至少所有需要付费的服务，因为运营商除了要防止用户已使用业务却未支付而损失金钱，还希望进行信用控制。对订户可以继续开放某些免费业务，如帐户充值、应急电话呼叫、自顾页(self-care page)以及在某些情况还可接收SMS/MMS消息。
因此，希望基于业务在分组级上执行有区别的费率。但在分组级上执行有区别的费率产生了一个根本性的难题，因为费率确定是一个复杂的过程，涉及许多输入参数，如资费计划、时间和数据量阈值、订户简档等，而分组转发应该以可能的最低延时来执行。因此，分组转发系统和费率确定引擎分别具有不同的系统需求。
这里，根据现有技术的计费系统称为“多令牌桶”系统。这种系统包括控制系统和分组转发系统，如图1所示。控制系统101包括费率确定引擎102和信用帐户103。分组转发系统104包括每业务流106每用户一个的令牌桶105，对于每个使用多业务的登录用户，这导致多个令牌桶105。
当用户登录到通信系统中时，分组转发系统104针对每个业务向控制系统101启动控制信令序列。控制系统101向用户的信用帐户储备预配置数额的信用，该数额称为“信用储备”。控制系统101确定允许该用户使用的业务集。这些允许业务的标识符集被发送到分组转发系统。对于每个业务标识符，分组转发系统104向控制系统启动资源储备信令序列。对于每个此类序列，控制系统101的费率确定引擎102采用资费计划为该业务制定费率。额定费率值用于将信用储备的部分转换成“资源储备”(通常为相关的数据量)，资源储备随后发送回分组转发系统104。每个资源储备被放入特定的资源令牌桶105中。因此，分组转发系统104包含多个令牌桶105，每个用户的每个允许业务对应一个。
当业务流经通信系统时，分组转发系统104将每个分组分类以确定它属于哪个业务流。然后递减该业务的令牌桶105。当令牌桶105为空时，向控制系统证实使用情况，并完成新的资源储备。
因此，多令牌桶解决方案在分组交换通信系统中执行每分组实时计费(其中根据分组所属业务流区别性地对其计费)，并且需要允许业务集中每个业务流的各自的资源储备信令序列。这在控制系统和分组转发系统之间造成大量信令通信量。此外，它要求控制系统和分组转发系统具有较高的处理能力，以及这两个系统之间有较大传输容量。
再者，多令牌桶解决方案因要实施非必要的储备而存在其它缺点。在多令牌桶情况中，为每个业务储备了预配置数量的资源，其中每个令牌桶的信用储备专用于特定的业务流。这意味着为业务储备的未在使用的信用储备无法用于正在使用的另一个业务。因此，这导致上述非必要的储备。再者，随着业务数量增加，问题变得更糟。
另一种可能的解决方案是，在移动电信网络中使用若干GPRS接入点名称(APN)，以便区分不同的消费者业务流。APN是移动蜂窝网络中的一个或多个业务流的标记。但是，由于例如终端和网络中的APN配置管理以及终端中的IP地址处理，这种解决方案也存在缺点。因此，此解决方案需要营运商执行额外的管理来实施设置和控制。所以，网络营运商偏好每个APN对应于多个业务的解决方案，最好是一个APN对应于所有业务流。
发明概述
如上所述，现有技术的多令牌桶解决方案需要控制系统和分组转发系统之间的大量信令通信量。此外，在许多情况下，多令牌桶解决方案存在上述非必要储备的问题。再者，希望实现这样一种解决方案，其中，多业务流连接到移动蜂窝网络中的一个接入点名称(APN)，因为如上所述，每个APN一个业务流的解决方案存在与配置管理有关的缺点。
因此，本发明的第一个目的在于实现可提供灵活实时计费的装置，由此减少控制系统和分组转发系统之间的信令。
本发明的第二个目的在于防止非必要的储备。
本发明的第三个目的在于提供一种计费系统，其中可以在分组级区分业务流，并可以灵活的方式应用适用的计费，即应该能够根据分组所属业务流区别性地对每个分组计费。
本发明的第四个目的在于实现有助于每个APN多个业务的解决方案。
上述目的通过根据权利要求1的系统、根据权利要求12的控制系统、根据权利要求18的服务单元以及根据权利要求29和30的接口来实现。
根据本发明的计费系统使减少控制系统和分组转发系统之间的信令成为可能。此计费系统包括控制系统和设在分组转发系统中的服务单元。所述控制系统包括适于管理至少一个用户的帐户的帐户功能和安排用于计算针对所述至少一个用户的允许业务的计费策略的计费策略决策点。所述服务单元包括每用户令牌桶，其适于存储从与所述令牌桶相关联的用户的帐户功能接收到的储备；以及计费策略执行点，其安排用于根据所计算的计费策略，通过减少所述令牌桶存储的储备来执行针对多个所述允许业务的计费。
根据本发明第一实施例，通过拥有为每个用户的多个业务流共享的单个令牌桶，实现了针对帐户功能的非必要储备风险。
本发明的另一个优点是，当应在某日时(ToD)实施费率变更时，可以通过在计费策略中包含用户费率表部分、ToD之前和之后的费率来减少信令负载。再者，当用户信用帐户变成空或达到预定义阈值时，可以根据计费策略对业务实施细粒度的策略控制。
本发明的另一个优点在于，每个订户使用单个令牌桶的概念减少了网络中令牌储备的分布，从而降低了因许多不同的储备而使预付费帐户变成空的风险。这还减少了服务单元与网关以及最终的预付费系统之间的控制信令，因此减少了用于所有三种功能的物理盒子的需要。
本发明的再一个优点在于，业务类别概念允许营运商将相关的业务划分成若干组，即，具有完全相同的费率的业务归于一组。因此，相同业务类别中业务之间的关系可以是任意的，只是费率必须相同，因为确定费率是基于业务类别来进行的。可是，对于特定业务类别，每个用户可以有不同的费率，但是对于特定用户，一个业务类别中的所有业务将具有相同的费率(在某个时间)，这意味着属于某个业务类别的所有分组根据与该业务类别相关联的费率值以实时方式计费，而无需向费率确定引擎发送控制信令。除了业务分组，好处还在于显著地减少了每订户数据量。例如，业务数量可以为几千个，但业务类别的数量可能最多上百个。业务类别概念也是营运商侧业务授权的基础。此外，对用户而言，业务类别概念还降低了复杂性(可以更容易地理解不同业务的计费方案)，加快了计费系统的处理，例如因为用户费率表的尺寸减小了。
本发明的另一个优点是，减少了开始使用业务时(例如检索MMS消息时)的时延，从而导致更好的用户满意度和更高的数据吞吐量。此目的的实现归因于在订户连接时预先动态确定费率，这意味着在订户开始使用不同的业务之前计算出所有包括有效性条件的适用额定值。这同样减少了控制信令，因而减少了费率确定引擎的负载。业务数据吞吐量的提高和控制信令通信量的减少可使网络中的物理盒子更少。高水平的计费灵活性得以维持较，因为额定值值具有明确定义的有效性并且可以重新更新。
本发明的再一个优点在于，业务过滤器和协议检查过滤器(PIF)的概念允许营运商仅仅通过在业务过滤器中分配规则，便可为业务指定可提高业务数据吞吐量的过滤规则，同时仍然可以在需要辨别该业务时调用更高级的过滤规则。因此，PIF只在不可能通过业务过滤器，即不可能利用IP地址来区分业务流的情况下才使用，从而使分组转发系统的吞吐量更高。这样的概念是通用的，允许在需要其它业务时还纳入新的规则。
本发明的再一个优点在于，计费系统安排用于处理“一次初始计费”。在业务开始之前或期间从令牌桶中减去初始数量的令牌。
在结合附图阅读如下详细说明之后，可更清楚本发明实施例的其它优点和目的。
附图简介
图1是说明根据现有技术的多个令牌桶解决方案的示意框图。
图2是说明根据本发明一个实施例的单个令牌桶解决方案的示意框图。
图3是说明根据本发明计算“计费策略”的过程的示意框图。
图4示意性地说明根据本发明的计费策略，其中包括用户费率表和有效性条件。
图5示意性地说明用户简档。
图6示意性地说明资费计划。
图7a图示了业务过滤器的参数。
图7b图示了协议检查过滤器(PIF)配置的参数。
图8图示了根据本发明一个实施例，在移动通信系统的GGSN中实现的服务单元。
发明的详细说明
现在参考附图，更全面地描述本发明，附图中显示了本发明的一些优选实施例。然而，本发明还可以多种不同的形式实施，不应理解为局限于所提出的实施例；确切地说，提供这些实施例是为了透彻完整地公开本发明，使本领域技术人员对本发明的范围有全面的了解。在这些附图中，相似的标号引用相似的单元。
根据本发明的实时计费系统可以在IP网络中实现，或者在分组交换移动通信网，如GPRS、UMTS或cdma2000系统中实现。即便本发明的这些实施例是结合GPRS/UMTS系统来公开的，但本发明并不局限于此类系统。
图2所示的一种根据本发明实施例的计费系统的建议解决方案包括控制系统201和服务单元206。控制系统201包括亦称为费率确定引擎的计费策略决策点202和管理用于实时计费目的的用户信用帐户的信用帐户功能203。服务单元206包括计费策略执行点207，用于执行计费，即管理令牌桶208的递减操作。服务单元中的令牌桶按登录用户使用，用于多个业务。最好将一个令牌桶用于每个登录用户的所有业务。此外，服务单元包括用于根据分组所属业务流区分分组的装置。该服务单元可以设在分组转发系统如交换机、路由器、代理、GPRS/UMTS系统中的GPRS网关支持节点(GGSN)节点或cdma2000系统中的PDSN节点或归属地代理。
本发明的系统包括用于在分组转发系统服务单元中的每用户一个令牌桶中收集多个业务的所有信用储备的装置。所述信用帐户功能将应该为所有业务(即包括在下面将作进一步解释的用户业务向量中的业务)分别储备的信用额信息传送到特定用户的服务单元的令牌桶中。这些信用额是根据网络营运商预先配置的设定值来储备的。将多个业务(最好是所有业务)的所有信用储备收集在一个令牌桶中是可能的，因为根据本发明，这些业务的计费策略已由控制系统计算出并传送到服务单元。计算计费策略这里亦称为“费率预先动态确定”，下文将对此予以进一步解释。
本发明同时适用于针对预付费和后付费预订的实时计费。在后付费的情况中，令牌桶可以具有负值；而在预付费的情况中，令牌桶不允许有负值，因为不允许用户使用比储备量多的信用。再者，本发明还适用于基于数据量、基于时间和基于业务的计费，具体取决于服务单元的设定值。
示例1
当用户登录到包括本发明的计费系统的通信系统时，服务单元启动服务单元与控制系统之间的控制信令序列。控制系统确定允许该用户使用的业务标识符集。控制系统的费率确定引擎301基于资费计划303和其它输入数据如日时、用户漫游状态、该用户的累计已传送数据量和与其它用户特定的使用历史来计算计费策略304。如果该用户已经登录，则在计算用户费率表时还利用到当前使用行为，例如当该用户的令牌桶变成空时的场合，即一个有效性条件得不到满足时，服务单元从控制系统请求新的用户费率表。图3中说明了这种计算，称为费率预先动态确定。计费策略包括用户费率表305和一个有效性条件集306。用户费率表305包括允许用户使用的每个业务类别的费率值，而有效性条件集定义用户费率表有效时的条件。根据本发明引入的业务类别概念用于限制计费策略的用户费率表的尺寸。业务类别是具有共同属性的一组业务，这些业务具有完全相同的计费模式，即，完全相同的资费计划。计算出的计费策略被发送到分组转发系统中的服务单元。
接着，分组转发系统中的服务单元向控制系统启动储备信令序列。该信用帐户功能根据预配置的设定值向该用户的信用帐户储备一定数额的信用，其中所述数额为信用储备。为多个业务、最好是所有业务储备信用，然后将总信用储备传送到服务单元，并置于用户专用的令牌桶中。
当业务流经分组转发系统时，分组转发系统中的服务单元包括用于将每个分组分类以确定它属于哪个业务类别的装置。收到的已计算计费策略用于确定应该从令牌桶中扣除的信用额。应该注意的是，扣除量也可以是负值，以便支持奖励业务(bonus service)，即如果用户使用特定业务，可获得奖励。
分组转发系统中的服务单元持续检查该计费策略的有效性条件是否仍然有效。有效性条件的例子有时间、令牌桶的阈值、地理区域等。当有效性条件不再有效时，启动信令序列以获取新近更新的计费策略。当应在某个日时(ToD)实施费率变更时，计费策略(即用户费率表部分)包含应该在ToD之前和之后使用的费率值。这导致不必同时更新巨量用户的计费策略，否则该巨量用户会在短的有限时间间隔内产生大量信令，更新可以在较长时间间隔内进行，从而减少信令峰值负载。
图4显示计费策略的一个实例，它包括与有效性条件相关联的用户费率表。
当令牌桶为空或达到预定义阈值时，向控制系统证实使用情况，并完成新的资源储备。在证实信号中，最好可以显式地添加有关不同业务的使用信息。
基本术语
下文中，解释根据本发明的灵活承载计费系统的基本术语：
-用户是可以访问营运商所提供的业务的人。
-一个或多个用户可以连接到一个预订。
-订户是预订的所有者。
-实时计费意味着计费进程在业务被请求时或之后执行。应该注意的是，3GPP采用术语“在线计费”。
-令牌类似于票证。使用业务需要基于例如通信量或基于已使用时间的预定数量的票证/令牌。
-令牌桶是收集一个用户的所有令牌的地方。
-业务是往来于特定目的地的所有IP流的集合，通过IP分组首部或有效负载中的信息来确定。
-业务标识符是业务的唯一标识符。
-业务类别是标识营运商想要在例如计费和业务授权方面以相同方式处理的任意一组业务的标识符。对于每个用户，允许一个业务一次只属于一个业务类别。
-资费计划是业务有效时业务价格的规范。
-费率值是为获得特定业务应该从令牌桶中扣除的数额。
-根据本发明的业务类别包括资费计划相同的所有业务。
-业务过滤器是将对具有特定业务标识符的业务进行处理的特定过滤器设置。因此，业务标识符用于将业务映射到它的业务过滤器。下文将进一步解释此术语。在每个业务过滤器中，可以设置目的地或/和源端(依业务方向而定)IP地址(和掩码)、TCP和UDP端口号(范围)以及协议号。为了处理对更高协议层的检查，业务过滤器还可包括指向协议检查过滤器(PIF)的指针，它执行状态分组检查。与静态业务过滤器相反，分组检查是以动态方式执行的。这意味着PIF例如基于先前的事件执行分组检查。PIF具有特定的配置数据(参见图8b)，例如包含URI。建立了动态过滤器以实际过滤符合已定义PIF规则的分组。最后，业务过滤器和PIF配置行包含业务类别标识符，此业务类别标识符表示过滤器匹配输入分组的结果。业务类别标识符标识业务类别，由此确定适用于分组的费率。最好在分组转发系统中基于每个接入点名称(APN)实施业务过滤器和PIF配置。
本发明的优选实施例
随后将结合GPRS/UMTS系统来描述本发明的计费系统和方法。因此，根据本发明，在移动电信系统如GPRS或UMTS系统中实现的计费系统的一个实施例包括：
-如图8所示设在GGSN 800中的服务单元801，下面将进一步描述此服务单元。
-控制系统，它包括根据本发明的费率确定引擎(即计费决策点)，费率确定引擎允许营运商定义业务和资费计划，并动态地向服务单元提供计费策略形式的费率信息。该控制系统还包括信用帐户功能。
-网关，它提供集成点，以便通过灵活的接口选择与营运商预付费系统互通。在预付费系统支持半径接口(Radius interface)的情况中，GGSN安排用于与之直接相连。
应该注意的是，即便根据本发明实施例的计费系统和方法是结合GPRS/UMTS系统来描述的，但本发明的系统和方法并不局限于此类系统，而是还可以用于其它分组交换通信系统。
区别性分组费率确定
如上所述，分组级的区分费率确定是一个复杂的过程，涉及许多输入参数(资费计划、时间和数据量阈值、订户简档等)，同时分组转发应该以最低可能时延来执行。本发明的计费系统采用两阶段的费率确定过程：
-提供计费策略的费率预先动态确定过程，此过程由本发明的费率确定引擎来执行。
-实时分组费率确定，例如由GGSN中的服务单元根据提供的计费策略来执行。
费率预先动态确定过程计算计费策略，该计费策略包括允许订户使用的每个业务类别所用的一组费率值。计费策略包括用户费率表和一个有效性条件集。此计算操作利用了资费计划和当前订户的状况，例如漫游状态、日时等。依据有效性条件集，费率值具有有限的使用期限，并在例如达到定价阈值时必须予以更新。有效性条件还可以涉及不同于时间的其它参数。执行费率预先动态确定，并由此在用户开始使用任何业务之前将计费策略提供给服务单元。
随后通过将分组划分为属于某个业务类别并对该分组使用已计算出的费率值，从而执行实时分组费率确定。这在转发过程中以非常小的时延即可完成，因为避免了每次业务启动时控制系统与转发系统中服务单元之间的信令。
例如，一种情况是，对于采用基于业务的计费方式的业务(例如MMS)采用零数据量计费。对于此类业务，费率预先动态确定过程将产生零费率值。实时分组费率确定随后将使用该零值，因此那种业务不会招致任何费用。
费率确定引擎
图3说明根据本发明优选实施例的费率确定引擎如何通过生成用户费率表来执行费率预先动态确定过程。生成用户费率表通过组合用户业务类别向量、资费计划、和其它信息(如漫游状态、存储在费率确定引擎的数据库中的累计数据量和连接时间、日时、和地理位置)来生成。除了用户费率表外，还利用定价阈值生成对应的有效性条件集，以生成计费策略。然后将包含用户费率表和有效性条件的计费策略提供给例如位于GGSN中的服务单元。
更具体地说，该费率确定引擎包括用于执行如下处理步骤的装置：
-接受对用户费率表的请求，其中所述请求的输入可以是用户标识符，例如MSISDN、SGSN IP地址、PDP上下文的QoS等。
-接收订户的用户业务类别向量，下文将对此进一步予以说明。
-接收该订户的用户业务类别向量中每个业务类别的业务定义。
-接收累计数据量(例如传输历史)，以及此用户的累计连接时间(最好存储在费率确定引擎的内部数据库中)。
-基于每个业务类别的SGSN IP地址计算漫游状态。
-采用资费计划和相关的费率因素，如有关用户漫游状态、累计数据量和连接时间、ToD和地理位置的信息来计算相关的费率值。
-利用费率因素中的定价阈值计算这些费率值的有效性条件，费率因素例如漫游状态、存储在费率确定引擎数据库中的累计数据量和连接时间、ToD以及地理位置。
-基于上述计算结果构造用户费率表。
-将构造的用户费率表和计算出的有效性条件以根据本发明的计费策略的形式发送到分组转发系统中服务单元的计费执行点。
服务单元
根据本发明，设在分组转发系统800中的服务单元包括计费执行点802、用于执行业务分类的装置805以及处理多个业务(最好是所有允许的可用业务)的每用户一个令牌桶803。因此，在上述实施例中，服务单元包括在GGSN 800中。图8显示了服务单元功能的概略图。
服务单元中设有业务过滤器和PIF配置。这在GPRS/UMTS网络中最好通过核心网络的操作和支持系统来实现。服务单元安排用于根据业务过滤器执行分组检查。在一些情况下，必要时它还调用协议检查过滤器(PIF)来分析更高层的协议。
对于预付费预订和后付费预订，服务单元可以利用如上所述的费率预先动态确定机制和储备机制。服务单元通过利用计费特征信息或分析订户标识(例如移动蜂窝网络情况下的IMSI)来区分后付费订户和预付费订户。服务单元可以配置为检索预付费订户和后付费订户的用户业务类别向量，以便执行营运商侧的业务授权。再者，服务单元安排用于执行针对预付费和后付费订户的信用控制。
服务单元向费率确定引擎请求用户费率表。此操作在例如通过PDP上下文激活连接建立时触发，或者在用户费率表的有效性条件不再有效时触发。在请求新的用户费率表时，服务单元向费率确定引擎报告已传送数据量和连接时间以及“初始费率值”状态。
服务单元包括通过网关为预付费和后付费系统实施储备的装置804，由此填充分组转发系统(例如GGSN)的服务单元中保持的每个用户的令牌桶。储备量和有效性条件在服务单元中是可配置的。它根据用户费率表使每个用户的令牌桶递减。
业务分类
业务分类通过分组转发系统内服务单元中的装置执行。根据本发明的一个实施例，用于对分组分类的装置是业务过滤器和/或PIF。因此，分类基于IP首部信息和/或更高层协议来执行。虽然根据本发明一个实施例的系统的体系结构支持一般的状态检查和URI识别，但初始关注焦点放在检测WAP 1.x和2.x上的MMS业务。在将分组划分为属于某个业务和业务类别之后，实时分组费率确定根据计算出的计费策略确定费率值。然后根据确定的费率值调整令牌桶。
根据本发明，分组转发系统中的服务单元(最好是GGSN)还适于在订户的预付费帐户变成空时执行某些策略。根据漫游状况，可以去激活PDP上下文或停止额定费率非零的分组；而允许额定费率非零的业务通过，例如允许访问充值(top-up)页，即当信用帐户为空时用户进入的缺省Web页面。例如可以从充值页对该帐户充值。
上述两阶段方法对网络营运商的好处是，如果吞吐量和时延非常重要，则可以只利用业务过滤器的IP首部检查来定义诸如电子邮件、即时通讯、至公司网关的业务以及至因特网的业务，而不需要PIF。但是，对于其它业务如WAP上的MMS，仅IP首部检查(即业务过滤器)是不够的。还需要更详细的业务检查，在此情况下为URL/URI。因此，此方法避免了不需要的状态分组检查开销。因此，本发明的基本思想之一是，开始时使用业务过滤器，然后仅在必要时才继续采用PIF。
实例2
图7a和7b显示了一个实例，其中营运商的WAP网关设在子网100.18.0.0/16处。假定这些WAP网关还用于充当HTTP代理。业务过滤器1和2匹配往来于该子网的分组。过滤器1设为用于匹配传输协议无线会话协议(WSP)，并根据图7a中的PIF指针调用PIF编号1，而过滤器2将匹配传输协议HTTP，并调用PIF编号2。假定输入分组是与WSP匹配的WAP分组。PIF1现在利用PIF配置中的标识符数据，在此情况中为URL/URI。在此实例中，它检查营运商的MMS中心的域名。如果分组的WSP首部包含这些域名中的任何一个，则相应的业务类别是14。如果分组包含任何其它URL(通配符*)，则分组是非MMS WAP业务，其类别划作业务类别15。
再次参考图7a，带业务标识符3的业务过滤器用于匹配子网100.12.0.0，它例如是合作业务提供商。往来于该业务提供商的所有分组将被分类为业务类别22。最后，与该通配符规则、含表示“其它业务”的业务标识符4的业务过滤器相匹配的分组将被分类为业务类别60。
用户简档和用户业务类别向量
图6所示的用户简档包括订户标识符、MSISDN以及根据本发明的用户业务类别向量。用户业务类别向量是允许用户使用的业务的列表。
更具体地说，如果营运商希望执行营运商侧的业务授权，则可以利用用户业务类别向量来控制允许订户访问的那些业务类别。用户业务类别向量通过业务授权和订户提供系统来提供。这允许通过订户门户(portal)自行提供，该门户还可构成充值页的基础。注意，如果营运商不想采用业务授权，则应该将所有可用业务类别列于用户业务类别向量中。
继续结合图7a和7b描述所述实例。图5所示的用户简档允许用户访问业务类别14(MMS业务)、15(其它WAP业务)、22(合作业务提供商)以及60其它业务(普通因特网访问)。用户简档由客户关系管理系统管理，并可以存储在公共目录中。无论用户简档存储在哪里，它们都会被复制到根据本发明的费率确定引擎。
再次参考先前部分中的实例，图6显示了一个简化的资费计划，其中业务类别14(MMS业务)是额定费率为零的业务(订户漫游时除外)、业务类别15(其它WAP业务)是额定费率为每字节-2个令牌。往来于合作业务提供商的业务(业务类别22)是除了漫游时以外均免费的业务。这些费率因素是不相关的，可以组合使用，因此，某特定费率将适用于例如漫游时，下午6点到上午6点之间3兆字节(MB)以上的情况。图6中的资费计划只是本发明所述费率确定引擎所用方法的简化图示。
对于用户业务类别向量中的每个业务类别，费率预先动态确定计算操作产生5个费率值：一个“初始费率值”、两个“当前费率值”和两个“后续费率值”。下文将解释有关资费计划和用户业务类别向量之间的交互的其它信息。初始费率值等于第一次使用某业务类别时或对应于第一使用的业务类别应该扣除的令牌数量，具体取决于该订户的配置值。因此，初始费用可以基于业务或订户。
为了处理“第一次”含义的不同设置值，例如每天或每月，将要用于下一次费率预先动态确定计算步骤的“初始费率值”的适用信息提供给费率确定引擎。“当前费率值”是要对会立即使用的属于某个业务类别的分组收费的每字节令牌数。参见下文的有效性条件。设两个“当前费率值”的原因是，这样可以分别对上行和下行业务设置不同的费率值。在“当前费率值”过期之后，将采用“后续费率值”。采用“后续费率值”的目的是在某个时间管理批量更新，即巨量用户的计费策略不必同时更新，否则这会导致该巨量用户在短的有限时间间隔内产生大量信令，更新可以在较长的时间间隔内进行，从而减少有限时间间隔内的信令负载。
按业务类别列出了计费策略400的所有这些费率值，以形成图4所示的用户费率表401。该用户费率表具有由有效性条件集402指定的有限使用期，该有效性条件集是利用例如如下因素的定价阈值计算出的：漫游状态(在归属地或离开)、地理位置、包括年月等的日时(ToD)、称为传输历史的累计数据量、累计连接时间、连接的QoS(即GPRS或UMTS连接的PDP上下文的QoS)。服务单元负责在达到与数据量/时间/位置相关联的阈值时请求更新的用户费率表。因此，计费系统使用用户特定的历史和/或当前使用数据。
本发明的系统适于支持基于业务的称为“一次初始计费”的计费方式。根据“一次初始计费”原理计费的业务示例是报纸预订。例如，为了能够阅读预订的报纸，可以每月花费固定金额。除此固定订费外，还可适用基于数据量或时间的费用。本发明的系统以两种方式支持“一次初始计费”：
-第一种方式按业务类别计费。对于订户的用户业务类别向量中的每个业务类别，分类为该业务类别的第一个分组的达到意味着要从令牌桶中扣除该初始费率值。服务单元随后将该特定业务类别的初始费率值置零。
-第二种方式按订户计费。订户的用户业务类别向量中的所有业务类别具有相同的一次初始计费值。当用户业务类别向量中包含的任何一个业务类别的分组到达时，便从令牌桶中扣除该值，并将所有值置零。向费率确定引擎报告已使用初始费率值，该费率确定引擎适于在后续请求时提供零初始费率值。
对于与位置相关的费率确定，分组转发系统向控制系统发送位置信息。例如，GGSN既支持SGSN IP地址的转发又支持与具有定位能力的服务器的接口。分组转发系统因此适于检查有关地理位置的有效性条件，并在不再满足条件时请求新的用户费率表。
对于时间相关的费率确定，服务单元监控时间有效性条件，并在超过预定阈值时请求新的用户费率表。此外，服务单元支持最大时间预订，即一次交费可连接最长24小时。这通过剩余时间有效性条件来管理，服务单元包括用于对此值进行倒计数的装置，如果此值达到零值或预定阈值，则请求新的用户费率表。如果在该值变为零或达到预定阈值之前当前连接去激活，例如PDP上下文去激活，则将该值发送到费率确定引擎，费率确定引擎适于随后更新该用户的累计时间。
对于数据量相关的费率确定，服务单元监控数据量有效性条件，并在超过预定阈值时请求新的用户费率表。服务单元从该值中扣除通过的业务量，如果该值达到零值或预定阈值，则请求新的用户费率表。如果在该值变为零或达到预定义阈值之前当前连接去激活，例如PDP上下文去激活，则将该值发送到费率确定引擎，费率确定引擎适于更新该用户的累计数据量。
控制系统和服务单元分别是本发明的中央单元。控制系统负责计算计费策略和向服务单元的计费执行点提供该计费策略。该控制系统还包括负责管理一个或多个订户的信用帐户。服务单元包括计费执行点，它负责根据从控制系统接收到的计费策略执行计费。再者，服务单元还包括令牌桶，该令牌桶适于存储每用户多个业务的信用储备。令牌桶安排用于与控制系统的信用帐户功能通信。对本领域技术人员显而易见的是，所述控制系统和服务单元可以有多种不同的实现方案。本领域技术人员显显然清楚可以如何利用已知的硬件和软件手段来分别实现本发明的控制系统和服务单元及其它功能。根据本发明，所述控制系统和服务单元实现为可编程的。实现可编程控制系统和分组转发系统的最容易的方法可以是采用软件手段，但可编程的硬件实现方案也是可能的，并且硬件和软件的组合实现方案也是可能的。
在本附图和说明书中，已公开了本发明的典型优选实施例；虽然采用了特定的术语，但它们仅在一般的、描述性意义上使用，并非为了限制，本发明范围由所附权利要求限定。

Claims (30)

1.一种分组交换网络中的计费系统，用于根据分组所属业务流区别性地对所述分组计费；所述计费系统包括：控制系统(201)和设在分组转发系统(210)中的服务单元(206)，其特征在于：所述控制系统(201)包括适于管理至少一个用户的帐户的帐户功能和安排用于计算针对所述至少一个用户的允许业务的计费策略的计费策略决策点(202)；所述服务单元(206)包括：每用户令牌桶(208)，其适于存储从与所述令牌桶(208)相关联的用户的帐户功能(203)接收到的储备；以及计费策略执行点(207)，其安排用于根据所计算的计费策略减少所述令牌桶(208)存储的储备来执行针对多个所述允许业务的计费。
2.如权利要求1所述的计费系统，其特征在于：所述服务单元包括每用户一个令牌桶。
3.如权利要求1至2中任何一项所述的计费系统，其特征在于：所述计算的计费策略包括至少一个用户费率表和一个有效性条件集。
4.如前述任何一项权利要求所述的计费系统，其特征在于：所述计费策略是基于用户特定的历史和/或当前使用数据来计算的。
5.如权利要求3至4中任何一项所述的计费系统，其特征在于：所述有效性条件集定义所述至少一个用户费率表的使用期限。
6.如权利要求3至5中任何一项所述的计费系统，其特征在于：所述计算的计费策略包括至少两个具有不同时间有效性条件的用户费率表。
7.如权利要求1至6中任何一项所述的计费系统，其特征在于：所述服务单元包括用于根据所述业务的资费计划将所述业务划分成不同业务类别的装置。
8.如前述任何一项权利要求所述的计费系统，其特征在于：所述允许的订户业务类别存储在业务类别向量中。
9.如权利要求1至8中任何一项所述的计费系统，其特征在于：用于将所述业务划分成不同业务类别的所述装置包括适于识别所述不同业务流的业务过滤器。
10.如前述任何一项权利要求所述的计费系统，其特征在于：用于将所述业务划分成不同业务类别的所述装置还包括适于在所述业务过滤器不能执行所述识别操作时，识别所述不同业务流的协议检查过滤器。
11.如权利要求1至10中任何一项所述的计费系统，其特征在于：所述分组转发系统是移动电信网络中的网关GPRS支持节点。
12.分组交换网络中计费系统的一种控制系统(201)，它包括适于管理至少一个用户的帐户的帐户功能(203)，其特征在于：所述控制系统包括安排用于计算针对所述至少一个用户的允许业务的计费策略的计费策略决策点。
13.权利要求12所述的控制系统，其特征在于：所述计算的计费策略包括至少一个用户费率表和一个有效性条件集。
14.如前述任何一项权利要求所述的控制系统，其特征在于：所述计费策略是基于用户特定的历史和/或当前使用数据来计算的。
15.如权利要求13至14中任何一项所述的控制系统，其特征在于：所述有效性条件集定义所述至少一个用户费率表的使用期限。
16.如权利要求13至15中任何一项所述的控制系统，其特征在于：所述计算的计费策略包括至少两个具有不同时间有效性条件的用户费率表。
17.如权利要求12至16中任何一项所述的控制系统，其特征在于：所述控制系统在移动电信网络中实施。
18.一种设在分组交换网络(210)中计费系统的分组转发系统中的服务单元(206)，其特征在于：所述服务单元(206)包括：用于接收至少一个用户的储备的装置；适于存储与其相关联的用户储备的每用户令牌桶(208)；用于接收允许业务的计费策略的装置；以及计费策略执行点(207)，其安排用于根据所接收的计费策略减少所述令牌桶(206)存储的储备来执行针对所述多个允许业务的计费。
19.如权利要求18所述的服务单元，其特征在于：所述服务单元包括每用户一个令牌桶。
20.如权利要求18至19中任何一项所述的服务单元，其特征在于：所述计费策略包括至少一个用户费率表和一个有效性条件集。
21.如前述任何一项权利要求所述的服务单元，其特征在于：所述计费策略是基于用户特定的历史和/或当前使用数据来计算的。
22.如权利要求20至21中任何一项所述的服务单元，其特征在于：所述有效性条件集定义所述至少一个用户费率表的使用期限。
23.如权利要求20至22中任何一项所述的服务单元，其特征在于：所述计费策略包括至少两个具有不同时间有效性条件的用户费率表。
24.如权利要求18至23中任何一项所述的服务单元，其特征在于：所述服务单元包括用于根据所述业务的资费计划将所述业务划分成不同业务类别的装置。
25.如前述任何一项权利要求所述的服务单元，其特征在于：所述允许的订户业务类别存储在业务类别向量中。
26.如权利要求24至25中任何一项所述的服务单元，其特征在于：用于将所述业务划分成不同业务类别的所述装置包括适于识别所述不同业务流的业务过滤器。
27.如前述任何一项权利要求所述的服务单元，其特征在于：用于将所述业务划分成不同业务类别的所述装置还包括适于在所述业务过滤器不能执行所述识别操作时，识别所述不同业务流的协议检查过滤器。
28.如权利要求18至27中任何一项所述的服务单元，其特征在于：所述分组转发系统是移动电信网络中的网关GPRS支持节点。
29.一种接口(1)，其特征在于：它可以连接到如权利要求12-17中任何一项所述的控制系统(201)的计费策略决策点(202)和如权利要求18-28中任何一项所述的服务单元(206)的计费执行点(207)，并适于传送计费策略。
30.一种接口(2)，其特征在于：它可以连接到如权利要求12-17中任何一项所述的控制系统(201)的帐户功能(203)和如权利要求18-28中任何一项所述的服务单元(206)的所述令牌桶(208)，并适于将储备从所述帐户功能(203)传送到所述令牌桶(208)。
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