CN1960263A - 在WiMAX系统中监控负流量的方法及计费系统 - Google Patents

在WiMAX系统中监控负流量的方法及计费系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在微波接入全球互操作性系统中监控负流量的方法，该方法WiMAX系统中监控负流量的功能实体产生包含流量大小的负流量信息；将所述负流量信息写入用户数据记录，并通过计费消息上报到AAA服务器；AAA服务器从计费消息中获取所述负流量信息。本发明还同时公开了一种WiMAX计费系统，包括：用于在检测到已计费的数据包未完整的发给用户，或者检测到已对数据包重复计费时，产生负流量信息并上报的功能实体；以及用于从计费消息中获取并处理所述负流量信息的AAA服务器。

Description

在WiMAX系统中监控负流量的方法及计费系统
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及在WiMAX系统中监控负流量的方法及计费系统。
背景技术
全球微波系统的互操作性(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess，WiMAX)的网络结构如图1所示，其主要由客户端(MSS/SS)、接入业务网(ASN)和连接业务网(CSN)三个部分组成。
ASN包括基站(BS)和接入业务网网关(ASN GW)；连接业务网(CSN)包括预付费服务器(PPS)，认证、授权和计费服务器(AAA Server)等逻辑实体。逻辑实体之间通过接口R1到R6来连接，各个接口具体的位置如图1中所示。
WiMAX网络中的计费框架如图2所示，主要网元有MSS/MS、AAA代理/客户端(Proxy/Client)、拜访地AAA服务器(Visited AAA Server)、归属AAA服务器(Home AAA Server)、预付费服务器(Prepaid Server，PPS)、热线设备(Hot-lining Device，HLD)，热线应用(Hot-lining Application，HLA)等。
AAA客户端(AAA Client)和AAA代理(AAA Proxy)在本文中是指能够实现控制层面和承载业务层面的一个综合体，其控制层面对负流量信息可以通过内部接口从其承载业务层面的模块获取。另外，如果将控制层面的部分和承载业务层面的部分分开，即有专门的控制层面的实体和专门的承载层面的实体的情况下，其控制层面的实体通过其间的接口从承载层面的实体获取负流量信。
MSS/SS是固定或移动的用户终端，主要在计费中充当用户的角色；AAA客户端对所有的计费信息进行收集后发送给AAA代理；AAA代理是一个中间设备，主要将收到的计费信息处理后生成计费报文，并转发给远端的AAA服务器；拜访地AAA服务器是本地的AAA服务器，作为漫游时透传和转发计费报文的功能实体；归属AAA服务器是用户原来初始注册或是用户原归属地的AAA服务器，其上有用户的签约信息，并负责对用户计费；PPS主要处理预付费用户的在线计费，存储有用户的账单，在用户上线后对用户进行实时扣费操作；HLD和HLA两个实体是在计费中实现热线(Hot-lining)的实体。Hot-lining的主要思想是为那些无权接入分组数据业务的用户提供有效解决问题的一个WiMAX操作。由于在用户出问题后，其就没有权利再使用数据分组业务，比如在预付费用户余额不足的情况下，此时无线操作者将通知用户已经处于热线(Hotlining)状态。如果问题成功解决，就将用户的数据分组业务返回到普通状态。其中，HLD是执行设备，用于通知用户处于Hot-lining状态。另外，HLA做一些应用层上的处理，即提供通知用户的信息，并且可以提供用户在线充值等业务。
计费中的负流量是在基于流量计费的通信网络中，网络侧由于用户的异常情况，如用户的终端设备死机，或者关机，或重新启动以及切换到新的网络等，没有完整的发送给用户并且网络侧已经对其计费的原来整个数据包产生的流量。从这个解释可以看出负流量是一种异常情况下的流量，即在网络传送数据给用户的过程中，客户端出现了异常而导致网络侧没有将用户需要的数据完全的发送给用户；另外，由于有缓存技术的存在，在缓存区保存的某些数据已经过核心网并且记过费，而没有发送给用户，这样就导致了用户的账单多出了这部分费用。
在WiMAX网络的标准流量计费中，还没有提供单独处理负流量的技术方案，而只由用户负担负流量产生的计费费用，因而，不可避免的会对用户产生多计费和重复计费的情况，如何处理负流量是业务急需解决的问题。
发明内容
本发明提供一种WiMAX系统中监控负流量的方法及计费系统，以解决现有WiMAX网络的计费中不能单独处理负流量而可能存在计费不准确的问题。
本发明提供以下技术方案：
一种在WiMAX系统中监控负流量的方法，包括如下步骤：
WiMAX系统中监控负流量的功能实体产生负流量信息；
将所述负流量信息写入用户数据记录，并通过计费消息上报到AAA服务器；以及
所述AAA服务器从计费消息中获取所述负流量信息。
其中：
所述负流量信息至少包含负流量的大小。
所述功能实体检测到已计费的数据包未完整的发给用户，或者检测到已对数据包重复计费时，产生负流量信息。
所述功能实体在参考点3、参考点4、或参考点6切换过程中，检测到存在数据包重复计费时产生负流量信息。
所述功能实体为认证、授权和计费(AAA)客户端，该AAA客户端将负流量信息上报到AAA代理，由AAA代理将其写入用户数据记录。
所述AAA客户端在发现无线接入承载被释放时向AAA代理上报负流量消息。
在RADIUS协议中通过增加设备规格属性携带负流量信息。
所述设备规格属性包括：设备规格性属性名、类型、最大负荷长度、格式和/或域，并且所述设备规格属性仅在中间计费消息和停止计费消息中做为可选项出现。
所述AAA服务器进一步对所述所述负流量信息进行处理。
AAA服务器根据所述负流量信息生成单独的负流量账单。
一种WiMAX计费系统，包括：
用于在检测到已计费的数据包未完整的发给用户，或者检测到已对数据包重复计费时，产生负流量信息并上报的功能实体；
用于从计费消息中获取并处理所述负流量信息的AAA服务器。
所述功能实体为专门用于监控负流量的独立实体，发送给用户设备的数据通过该实体转发。
所述功能实体包括AAA客户端和AAA代理；所述AAA客户端在检测到已计费的数据包未完整的发给用户，或者检测到已对数据包重复计费时，产生负流量信息并上报到AAA代理；所述AAA代理将负流量信息写入用户数据记录并通过计费消息上报AAA服务器。
所述AAA代理上报的负流量信息通过RADIUS协议中增加的设备规格属性携带。
所述AAA服务器根据负流量信息生成单独的负流量账单。
本发明有益效果如下：
1、在保持原有网络计费架构稳定的情况下，仅在RADIUS消息中增加一个属性来标明负流量的情况，使用AAA服务器可以对负流量进行单独处理，因而该方法实现简单、有效。
2、满足可将负流量从用户账单上扣回的需求，保证了计费的准确和合理性，从而增加了用户的对网络运营商的信任感。
附图说明
图1为现有WiMAX网络结构示意图；
图2为现有WiMAX网络中计费系统的结构示意；
图3为本发明中处理普通情况下发生负流量的流程图；
图4、图5为本发明处理切换情况下发生负流量的流程图。
具体实施方式
本发明中的AAA客户端(AAA Client)和AAA代理(AAA Proxy)为包括了控制层面和承载业务层面的相关功能模块的一个综合实体，控制层面的功能模块可以通过内部接口从其承载业务层面的功能模块获取负流量信息。如果将控制层面的功能模块部分和承载业务层面的功能模块部分分离，即有专门的控制层面的实体和专门的承载层面的实体的情况下，其控制层面的实体通过相互间的接口从承载层面的实体获取负流量信。
在WiMAX网络的计费部分，AAA代理(AAAProxy)通过接入业务网的接口向AAA客户端(AAA Client)发送下行数据包，任何在AAA客户端传送给用户终端的未传完的数据包造成了错误的计费，AAA代理(AAA Proxy)均不能回扣这些费用，此时就产生了负流量的问题。这种场景称为普通情况下发生的负流量问题。
另外，任何缓存在AAA客户端(AAA Client)的数据在发生接口切换情况下，将空口数据链路释放并将其缓存的数据发送给另外一个AAA代理(AAAProxy)或AAA客户端(AAA Client)时，可能会造成重复计费，因为在计费处理点上会再次对该数据进行计费处理，此时就产生了负流量的问题。这种场景称为在用户切换流程中的负流量问题，与前一种场景不同的是系统会将没有发给用户的数据进行重新处理后再发给用户，只是对用户的数据进行了第二次计费，其本质上还是属于负流量的问题，只是针对开始的、没有发完的数据异常情况而言。
针对现有WiMAX网络中按照流量计费存在的负流量问题，即从网络侧发送给用户的数据由于用户的终端设备死机，或者关机，或因重新启动以及切换到新的网络等原因造成用户与现有网络断开了连接，使用户没有收到完整的、已经网络计过费的数据包的问题，本发明中由监控负流量的功能实体，如AAA客户端，产生负流量信息并上报，AAA服务器获取该负流量信息后生成单独的负流量账单供运营商灵活处理，当然，也可以直接回扣或按比例回扣费用。
以下主要以监控负流量的功能实体为AAA客户端为例进行说明：
为了携带负流量信息，可在RADIUS协议中加入一个设备规格属性(VSA属性)，具体的属性参数如下表所示：
  VSA   Type   MaximumPayloadLength(in octets)   Format   Field   Access-Request   AccessAccept   AccountingStart   AccountingStop   Accountingnterim-Update
  ASNUnsendDownlinkVolume   26/×1   4   integer   ASN_Unsend_Downlink_Volume   0   0   0   0-1   0-1
表中：“ASN Unsend Downlink Volume”为增加的属性值名，用来标识未发送给用户的数据大小，类型为RADIUS协议中的“26”，字属性值为某个子类中的第一个参数即“X1”，参数有32位，即4字节长，其表示的值是十进制整数，其最大值为4294967296；此属性属于“ASN_Unsend_Downlink_Volume”域；“0”表示在这个消息中不可能出现，“0-1”表示在这个消息中可能出现也可能不出现，“1”表示在这个消息中必定出现。该设备规格属性在中间计费消息和停止计费消息中出现，并且在中间或停止计费请求消息中是可选项。
为了避免在AAA代理(AAA Proxy)上错误计费，AAA代理(AAA Proxy)通知基于无线接入承载的AAA客户端(AAA Client)记录负流量值，AAA客户端(AAA Client)输出给AAA代理(AAA Proxy)的负流量报告将发生在无线接入承载被释放的时候。AAA代理(AAA Proxy)在任何情况下都不该发送这种数据流量消息给AAA客户端(AAA Client)，若这样的话会对AAA代理(AAA Proxy)和AAA客户端(AAA Client)的性能产生影响(即负流量消息只由AAA客户端发送给AAA代理)。当AAA代理(AAA Proxy)收到来自AAA客户端(AAA Client)基于无线接入承载释放的负流量报告后，其会将负流量的大小写入用户数据记录(UDR)，并通过计费消息发给AAA服务器(AAAServer)。AAA服务器(AAA Server)在收到从AAA代理(AAA Proxy)发送过来的负流量消息后应该会生成用户的单独的负流量账单，以便提供给运营商自行处理。
对于普通情况下发生的负流量的处理流程，是由用户设备正在接收用户数据的过程中释放无线接入承载后触发的，此时AAA代理(AAA Proxy)将负流量信息上报给AAA服务器(AAA Server)，随后AAA服务器会生成用户的单独的负流量账单。其处理流程如图3所示：
步骤1、用户通过正常的认证流程上线。
步骤2、从核心网向AAA代理(AAAProxy)发送数据流。
步骤3、从AAA代理(AAA Proxy)发送数据包给AAA客户端(AAAClient)。
步骤4、AAA代理(AAA Proxy)发送包括基于流程计费信息的RADIUS实时更新计费请求消息给AAA服务器(AAA Server)。
步骤5、AAA服务器(AAA Server)处理计费信息后，发送一个RADIUS计费响应给AAA代理(AAA Proxy)。
步骤6、由于某些原因，如用户的终端设备死机，或者关机，或重新启动以及切换到新的网络等，AAA客户端(AAA Client)发现发送出去的数据用户没有收到，此时产生负流量消息(ASN Unsend Downlink Volume message)，并且其中包括负流量的大小。
步骤7、AAA客户端(AAA Client)发送负流量消息(ASN Unsend DownlinkVolume message)给AAA代理(AAA Proxy)，并通知其负流量流程已经触发。
步骤8、AAA代理(AAA Proxy)将负流量信息写入用户数据记录(UDR)中，并且发送包含用户数据记录(UDR)的中间或停止计费请求消息给AAA服务器(AAA Server)。
步骤9、AAA服务器(AAA Server)收到带有负流量信息的RADIUS中间或结束计费报文之后，将其记录成单独的计费账单以供运营商灵活处理。
对于用户切换流程中产生的负流量问题，可以是R6接口移动或R3/R4接口移动所造成。
对于R6接口移动的情况，负流量的流程是由AAA客户端(AAA Client)正在通过无线接入承载层给用户设备发送数据时，AAA客户端(AAA Client)进行切换时所触发的。在R6接口移动情况下对负流量的处理过程如图4所示：
步骤100、用户通过正常的认证流程上线。
步骤110、由于用户终端的移动使得R6接口移动，触发了R6接口移动的切换流程。在R6接口移动的切换流程中，在原AAA客户端(AAA Client)的缓存区还有没有发送给用户的数据的情况下，用户就已经断开了原有无线接入承载层的连接，导致了负流量的产生，在原AAA客户端(AAA Client)上就生成了相应的负流量消息(ASN Unsend Downlink Volume message)。
步骤120、原AAA客户端(AAA Client)将生成的负流量消息(ASN UnsendDownlink Volume message)发送给AAA代理(AAA Proxy)，通知其负流量流程已经触发。
步骤130、服务的AAA代理(AAAProxy)将负流量信息写入用户数据记录(UDR)中，并且发送包含用户数据记录(UDR)的中间或停止计费请求消息给AAA服务器(AAA Server)。
AAA服务器(AAA Server)收到带有负流量信息的RADIUS中间(实时)或结束计费报文后，将其记录成单独的计费账单以供运营商灵活处理。
步骤140、AAA服务器向AAA代理返回计费响应消息。
对于R3/R4移动的情况，负流量的流程是由AAA客户端(AAA Client)正在通过无线接入承载层给用户发送数据时，由于AAA代理(AAA Proxy)切换所触发的。在R3/R4接口移动情况下对负流量流的处理过程如图5所示：
步骤200、用户通过正常的认证流程上线。
步骤210、由于移动用户终端的移动使得R3/R4接口移动，触发了R3/R4接口移动的切换流程。在R3/R4接口移动的切换流程的过程中，在原AAA客户端(AAA Client)缓存区还存在有未发送给用户设备的数据情况下，用户设备就已经断开了原有的无线接入承载层的连接，导致了负流量的产生。在原AAA客户端(AAA Client)上就生成了负流量消息(ASN Unsend DownlinkVolume message)。
步骤220、原AAA客户端(AAA Client)将生成的负流量消息(ASN UnsendDownlink Volume message)发送给服务的AAA代理(AAA Proxy)，通知其负流量流程已经被触发。
步骤230、服务的AAA代理(AAA Proxy)将负流量信息写入用户数据记录(UDR)中，并且发送包含用户数据记录(UDR)的计费消息给AAA服务器(AAA Server)。
AAA服务器(AAA Server)收到带有负流量信息的RADIUS中间或结束计费报文之后，就会将其记录成单独的计费账单以供运营商灵活处理。
步骤240、AAA服务器向服务的AAA代理返回计费响应消息。
相应的，本发明中WiMAX网络的计费系统如图2所示，包括：AAA客户端、AAA代理和AAA服务器，其中：
AAA客户端，用于在检测到已计费的数据包未完整的发给用户，或者检测到已对数据包重复计费时，产生负流量消息并上报到AAA代理。
AAA代理，用于在接收到所述负流量消息时，将负流量信息写入用户数据记录并通过中间或停止计费请求消息上报到AAA服务器。
AAA服务器，用于从中间或停止计费请求消息中获取并处理负流量信。
虽然上述以在AAA客户端产生负流量信息为例进行说明，但本发明的实现并不限于此，也可在WiMAX网络中用专门的功能实体来实现，如计费代理(Accounting Agent)实体，下行数据经该功能实体透传给用户设备，用户设备收到后反馈确认消息，若在规定时间内收到确认消息则按现有方式计费，若在规定时间内未收到确认消息，则说明产生了负流量，此时该功能实体上产生相应的负流量信息，然后将该负流量信息写入用户数据记录后通过计费消息上报到AAA服务器进行处理。另外，也可由所述功能实体主动检查数据是否发送完，如果未发送完则产生相应的负流量信息。当然，所述功能实体可同时使用这两种方式监控负流量。对负流量信息的其处理过程与上述同理，不再赘述。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1、一种在WiMAX系统中监控负流量的方法，其特征在于，包括如下步骤：
WiMAX系统中监控负流量的功能实体产生负流量信息；
将所述负流量信息写入用户数据记录，并通过计费消息上报到AAA服务器；以及
所述AAA服务器从计费消息中获取所述负流量信息。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负流量信息至少包含负流量的大小。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功能实体检测到已计费的数据包未完整的发给用户，或者检测到已对数据包重复计费时，产生负流量信息。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功能实体在参考点3或参考点6切换过程中，检测到存在数据包重复计费时产生负流量信息。
5、如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述功能实体为认证、授权和计费(AAA)客户端，该AAA客户端将负流量信息上报到AAA代理，由AAA代理将其写入用户数据记录。
6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述AAA客户端在发现无线接入承载被释放时向AAA代理上报负流量消息。
7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在RADIUS协议中通过增加设备规格属性携带负流量信息。
8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述设备规格属性包括：设备规格性属性名、类型、最大负荷长度、格式和/或域，并且所述设备规格属性仅在中间计费消息和停止计费消息中做为可选项出现。
9、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述AAA服务器进一步对所述所述负流量信息进行处理。
10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，AAA服务器根据所述负流量信息生成单独的负流量账单。
11、一种WiMAX计费系统，其特征在于，包括：
用于在检测到已计费的数据包未完整的发给用户，或者检测到已对数据包重复计费时，产生负流量信息并上报的功能实体；
用于从计费消息中获取并处理所述负流量信息的AAA服务器。
12、如权利要求11所述的WiMAX计费系统，其特征在于，所述功能实体为专门用于监控负流量的独立实体，发送给用户设备的数据通过该实体转发。
13、如权利要求11所述的WiMAX计费系统，其特征在于，所述功能实体包括AAA客户端和AAA代理；所述AAA客户端在检测到已计费的数据包未完整的发给用户，或者检测到已对数据包重复计费时，产生负流量信息并上报到AAA代理；所述AAA代理将负流量信息写入用户数据记录并通过计费消息上报AAA服务器。
14、如权利要求13所述的WiMAX计费系统，其特征在于，所述AAA代理上报的负流量信息通过RADIUS协议中增加的设备规格属性携带。
15、如权利要求11至14任一项所述的WiMAX计费系统，其特征在于，所述AAA服务器根据负流量信息生成单独的负流量账单。
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