CN1921399A - 一种计费方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可应用于集中控制的无线通信网络中的计费方法及系统：当客户终端的网络连接由第一基站切换到第二基站时，检测切换前的计费点与切换后的计费点是否一致；如果切换前后计费点一致，则将继续执行原计费流程；否则重建计费流程。将本发明的方法和系统应用于移动通信网络中，使得切换场景过程中，在不涉及到计费点、计费服务器变化情况下，无须重建计费会话。这样可有效修补因用户频繁切换引起的计费流程不断重建的缺陷，减少了通信网络中因计费会话频繁重建引起的对资源的损耗，从而提高了网络有效利用率。

Description

一种计费方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术，更具体地说，涉及一种适用于WiMax网络通信的集中控制的无线通信网络的计费方法及系统。

背景技术

图1示出了WiMax网络的构架，WiMax网络是符合IEEE802.16a标准的针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准，可用于将802.11a无线接入热点连接到互联网，也可连结公司与家庭等环境至有线骨干线路，可作为线缆和DSL的无线扩展技术，从而实现最后1英里的无线宽带接入。如图2所示，WiMax网络包括移动台(Mobile Subscribe Station，MSS)，也可称MSS为移动用户设备或客户终端，用户使用该设备接入WiMAX网络。还包括一个或多个作为网络接入点(Network Access Point，NAP)的接入服务网络(AccessService Network，ASN)，与接入服务网络连接的连接服务网络(ConnectivityService Network，CSN)，以及与连接服务网络连接的另一个连接服务网络。图2示出了接入服务网络的结构，接入服务网络是为WiMAX终端提供无线接入服务的网络功能集合，包括基站(BaseStation，BS)以及接入服务网络的网关(Access Service Network GateWay，ASN-GW)，其中前者用于提供空口接入功能，即网络的接入设备，有点类似电信网络的基站；后者用于把下面基站上传的数据会骤，接入到核心网，属于网络会骤控制层的设备。

网络通信的计费系统架构如图3所示，客户终端101按照网络要求以某种接入计费方式登录、访问和退出网络，计费点102根据客户终端101的网络访问情况自动发起计费报文，计费服务器103接收计费报文并根据计费报文生成对应的帐单。从这个角度看，计费对用户是透明的，从客户终端101上网自动开始，到客户终端下网自动结束。

一般情况下，计费点是接入服务器(NAS或者BAS，当然也可以是其它简化的RAS如LAN Switch、AP、ASN-GW、CMTS等等)，它能够自动感知用户的登录、退出网络动作。计费服务器103一般是AAA服务器，可以使用RADIUS协议，也可以使用其它协议，如，典型的有内部协议、TACACS、DIAMETER等。

图4示出了WiMax网络中网关内部(intra-ASN GW)切换过程示意图，所谓切换是指MSS由于某种原因从一个BS的连接切换到与另一个BS的连接，即由图4中粗实线表示的连接切换到粗虚线表示的连接。引起切换的原因包括：MSS移动过程触发，或网络侦测到MSS移到BS边界，服务基站和MSS质量低于门限；由网络侧主动发起的RRM资源优化。

对于集中控制的WiMax，其把接入网络主要功能都集中由ASN-GW实现，包括信令功能、寻呼功能、认证点功能及计费点功能等，而BS主要提供接入功能。在现有的集中控制的无线通信系统的计费方面，例如WiMax的最新讨论文档(2005-07)定义了切换过程中的计费问题，对于只在BSs间切换的网关内部(Intra-ASN GW)切换方式，文档要求也必须重建计费会话。虽然这种方式实现简单，但给网络带来了额外的负荷，如果用户频繁的进行网关内部切换，将会引起不断的重建计费会话，增加计费系统的工作量，降低网络的有效利用率。

发明内容

本发明要解决的技术问题如何在集中控制的无线通信网络中，提供一种高效的计费方法和系统，能够克服现有技术的上述不足，在发生场景切换时，因为计费产生的开销最低而提高网络有效通信率。

本发明上述技术问题这样解决，构造一种计费方法，包括以下步骤：

(a)当客户终端的网络连接由第一基站切换到第二基站时，检测切换前的计费点与切换后的计费点是否一致，

(b)如果切换前后计费点一致，则将继续执行原计费流程；

(c)如果切换前后计费点不一致，则重建计费流程。

在按照本发明提供的计费方法中，步骤(b)包括以下步骤：

(b1)如果切换前后计费点一致，计费点复制旧的UDR生成新的UDR，并将新UDR中的连接号更新为新的连接号；

(b2)所述计费点根据新的UDR生成中间计费请求并传送到与所述计费点对应的计费服务器；

(b3)所述计费服务器保存中间计费记录，并向所述计费点返回中间计费响应以继续中间计费。

在按照本发明提供的计费方法中，步骤(c)中所述重建计费流程包括以下步骤：

(c1)在切换完成后，由所述第一基站对应的计费点发送停止计费报文到对应的计费服务器，所述计费服务器收到这个报文后保存结束计费记录，并向所述计费点返回响应消息；

(c2)在切换完成后，由所述第二基站对应的计费点发送开始计费请求报文到与其对应的计费服务器，所述计费服务器发送开始计费响应报文到所述计费点指示开始计费；

(c3)在计费过程中，按照预定的中间周期，所述第二基站的所述计费点向对应的计费服务器发起中间计费请求报文；所述计费服务器接收到中间计费请求，保存的中间计费记录，并回应所述计费点继续中间计费。

在按照本发明提供的计费方法中，所述计费点是ASN网关、接入服务器NAS或者BAS，或简化的RAS；所述计费服务器是AAA服务器，使用RADIUS协议、内部协议、TACACS或DIAMETER协议。

在按照本发明提供的计费方法中，所述通信网络是电信网络、移动网络或WiMax网络。

在按照本发明提供的计费方法中，所述客户终端从第一基站切换到第二基站包括以下情形之一：客户终端移动过程触发，或网络侦测到客户终端移到基站边界，或基站和客户终端服务质量低于门限；或为RRM资源优化，由网络侧主动发起。

本发明上述技术问题的另一个问题这样解决，构造一种计费系统，包括客户终端、与客户终端连接的由一个以上基站和ASN网关组成的ASN以及与ASN连接的连接服务网络，其特征在于，还包括当客户终端由同一ASN内的第一基站切换到第二基站时，判断切换前后计费点是否一致的判断装置，以及当所述判断装置的判断结果为切换前后计费点一致时继续原计费流程，否则重建计费流程的装置。

在按照本发明提供的计费系统中，还包括在客户终端由同一ASN内的第一基站切换到第二基站时将切换前的连接UDR复制到新连接UDR中而只改变其中连接号的UDR装置。

在按照本发明提供的计费系统中，所述计费点是ASN网关、接入服务器NAS或者BAS，或简化的RAS；计费服务器是AAA服务器，使用RADIUS协议、内部协议、TACACS或DIAMETER协议。

实施本发明集中控制的无线通信网络的高效计费方法，使得在诸如WiMax网络的无线通信网络中，即使发生各种切换场景，只要切换过程中不涉及到计费点、计费服务器的变化，将不重建计费流程，从而有效地克服了由于用户频繁切换引起的计费流程不断重建的缺陷，减少了例如WiMax的无线通信网络中因计费会话频繁重建所损耗的资源，提高了网络有效利用率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是作为本发明实施例的WiMax网络构架示意图；

图2是图1中ASN的分解结构示意图；

图3是用于本发明的计费系统构架示意图；

图4是WiMax网络的切换场景的示意图；

图5是本发明实施例的计费系统的结构示意图；

图6是本发明实施例的计费流程示意图。

具体实施方式

图3中的计费点102计费时，位于图2中的ASN-GW的计费点包括一个UDR(Usage Data Record，运用数据记录)模块，该UDR模块搜集来自基站的连接信息以及计费点的计费信息，并由MSS的网络连接触发生成一个UDR传输到计费服务器103(图3)，该UDR中包括连接号(R6 connection ID)、IPv4地址或IPv6前缀、NAI(Network Access Identifier，网络接入标识符)等(该过程可参考www.wimaxforum.org/Network working group/Contribution/Accepted/050707-NWG-QoS-Framework-accepted.doc)。

为实现本发明集中控制的无线通信网络中的高效计费方法，系统需包括一个判断模块及一个计费流程执行模块(如图5所示)。其中判断模块可在MSS切换基站时，判断计费点是否有变化；计费流程模块则根据判断模块的判断结果，确定是否继续原计费流程，或者重建计费流程。在计费点产生变化的情况下，从原连接的计费点切换到计费点102的通信连接被看作一个新的连接，需重建新的计费流程。如果一个新的连接是由一个已经存在的连接会话的切换情况而产生的，则判断模块认为继续执行原计费流程；如否，则创建新的计费流程。在本实施例中，判断模块以此为根据，创建新的计费流程或继续执行原计费流程。

在网关内部切换完成后，UDR模块在生成新的UDR时复制旧的UDR，而仅改变旧UDR中的连接号，例如从图4中第一基站401到ASN-GW的连接改变到第二基站402到ASN-GW的连接。由于计费流程对于UDR中的连接号是透明的，此时计费点不会生成新的计费流程，而是继续执行原计费流程。本实施例并不考虑切换前后由于各种原因引起费率改变的情况。

这样，在MSS由第一基站401切换到第二基站402时，由于切换前后计费点不发生变化，UDR仅连接号发生变化，因此计费点和计费服务器无需重建计费会话。

通过上述的UDR模块，MSS在切换BS过程中，如果计费点不变化，那么计费流程不需要重建，使用切换前的计费流程计费即可，这种情况的切换对于计费流程来讲是透明的。而如果引起计费点的变化，那么计费流程需要重建，这种情况的切换对于计费流程来说，是不透明的。

在图6示出的本发明实施例的计费流程示意图中，其前提是由ASN-GW充当计费点，移动用户设备切换的范围同属一个ASN，因此不影响计费点变化。其计费过程具体说明如下：

1.由MSS/SS通过第一基站上线，当MSS/SS通过认证成功接入网络后，ASN-GW计费点发送开始计费请求报文(Account-Request/Start)到计费服务器；

2.计费服务器发送开始计费响应报文(Account-Response/Start)到计费点指示可以开始计费；

3.在计费过程中，按照预定的中间周期，计费点向计费服务器发起中间计费请求报文(Account-Request/interim-Update)；

4.计费服务器接收到中间计费请求，保存MSS/SS的中间计费记录，并回应计费点(Account-Response/interim-Update)可以继续中间计费；

5.发生了网关内部(intra ASN-GW)切换，MSS/SS从原来的第一基站切换到第二基站，ASN-GW在生成新的UDR(对应新的连接，MSS/SS到第二基站、第二基站到ASN-GW)时将复制原来的UDR(对应原有连接，MSS/SS到第一基站、第一基站到ASN-GW)内容，而只对连接号(R6 Connection ID)参数作出修改，更新为新连接的连接号(R6 Connection ID)。此时因为新的UDR继承了原有UDR的大部分内容，只修改了连接号(R6 Connection ID)内容，计费点继续原计费流程，即向计费服务器发起中间计费请求报文(Account-Request/interim-Update)；

6.计费服务器接收到中间计费请求，保存MSS/SS的中间计费记录，并回应计费点(Account-Response/interim-Update)可以继续中间计费；

7.用户下线，计费点发送计费停止报文(Account-Request/stop)，计费服务器收到这个消息后保存MSS/SS的结束计费记录，并向计费点返回响应消息(Account-Response/stop)。

按照本发明，在WiMax网络中，发生各种切换场景时，如果没有发生原有计费点、计费服务器的变化，就不需要重建计费。新连接的UDR将复制原来连接UDR的大部分内容，包括计费报文将要用到的所有内容，只对计费报文不关心的空口连接、R6连接相关参数部分进行修改更新。相反，如果在WiMax网络中，发生各种切换场景时引起了计费点、计费服务器的变化，则需要重建计费会话。

重建计费会话的流程为：原计费点在切换完成后发送停止计费报文，计费服务器收到这个消息后保存结束计费记录，并向计费点返回响应消息；新计费点在切换完成后发送开始计费请求报文到计费服务器，计费服务器发送开始计费响应报文到计费点指示可以开始计费；在计费过程中，按照预定的中间周期，新计费点向计费服务器发起中间计费请求报文；计费服务器接收到中间计费请求，保存的中间计费记录，并回应计费点可以继续中间计费，直到客户终端连接结束或者发生新的切换。

本发明的方法和系统不仅适用于BSs间切换的intra-ASN GW切换方式，同样适用于不涉及计费点、计费服务器变化的所有切换方式。同样，本发明的方法和系统不仅适用于WiMax网络，同样适用于其它集中控制的无线网络。

按照本发明提出的适用于集中控制的无线通信网络的高效计费方法，移动用户设备在切换基站的过程中，只要计费流程中的计费点、计费服务器没有发生变化，就无须重建计费流程，也无须重建计费会话，而可延用原来的计费流程。此处，要求计费点是实现BSs间切换的ASN-GW而不是BS，对于计费流程来说，这种不涉及到计费点、计费服务器变化的切换是透明的。此处，ASN网关可以是计费点，AAA服务器是计费服务器，也可以是其它情况。换言之，移动用户设备在同属于一个ASN的基站之间进行的切换不会涉及计费点的改变，而无须重建计费流程或计费会话。

除了以上的情形，移动用户设备(MSS)切换是否重建计费会话取决于具体的情况，根据对计费点、计费服务器是否发生变化分析来决定外，还有一个特殊的情形是，在切换前后，用户连接的Qos发生了变化，而且，这个Qos的变化将会影响费率改变，这种情况下将会重建计费流程。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的普通技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1、一种计费方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)当客户终端的网络连接由第一基站切换到第二基站时，检测切换前的计费点与切换后的计费点是否一致；

(b)如果切换前后的计费点一致，则将继续执行原计费流程；

(c)如果切换前后的计费点不一致，则重建计费流程。

2、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(b)包括以下步骤：

(b1)如果切换前后的计费点一致，所述计费点复制旧的UDR生成新的UDR，并将新UDR中的连接号更新为新的连接号；

(b2)所述计费点根据新的UDR生成中间计费请求并传送到所述计费点对应的计费服务器；

(b3)所述计费服务器保存中间计费记录，并向所述计费点返回中间计费响应以继续中间计费。

3、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(c)中所述重建计费流程包括以下步骤：

(c1)在切换完成后，由所述第一基站对应的计费点发送停止计费报文到对应的计费服务器，所述计费服务器收到这个报文后保存结束计费记录，并向所述计费点返回响应消息；

(c2)在切换完成后，由所述第二基站对应的计费点发送开始计费请求报文到与其对应的计费服务器，该计费服务器发送开始计费响应报文到所述计费点指示可以开始计费；

(c3)在计费过程中，按照预定的中间周期，所述第二基站的所述计费点向对应的计费服务器发起中间计费请求报文；所述计费服务器接收到中间计费请求，保存的中间计费记录，并回应所述计费点继续中间计费。

4、根据权利要求1-3中任何一项所述方法，其特征在于，所述计费点是接入服务网络网关、接入服务器NAS或者BAS，或简化的RAS；所述计费服务器是AAA服务器，使用RADIUS协议、内部协议、TACACS或DIAMETER协议。

5、根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述通信网络是电信网络、移动网络或WiMax网络。

6、根据权利要求1-3中任何一项所述方法，其特征在于，所述客户终端从第一基站切换到第二基站包括以下情形之一：客户终端移动过程触发，或网络侦测到客户终端移到基站边界，或基站和客户终端服务质量低于门限；或为RRM资源优化，由网络侧主动发起。

7、一种计费系统，其特征在于，包括客户终端、与客户终端连接的由一个以上基站和接入服务网络网关组成的接入服务网络以及与接入服务网络连接的连接服务网络，其特征在于，还包括当客户终端由同一接入服务网络内的第一基站切换到第二基站时，判断切换前后计费点是否一致的判断装置，以及当所述判断装置的判断结果为切换前后计费点一致时继续原计费流程，否则重建计费流程的装置。

8、根据权利要求6所述系统，其特征在于，还包括在客户终端由同一接入服务网络内的第一基站切换到第二基站时将切换前的连接UDR复制到新连接UDR中而只改变其中连接号的UDR装置。

9、根据权利要求6所述系统，其特征在于，所述计费点是接入服务网络网关、接入服务器NAS或者BAS，或简化的RAS；所述计费服务器是AAA服务器，使用RADIUS协议、内部协议、TACACS或DIAMETER协议。

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