JP4635613B2 - 無線システム、無線基地局、パケット制御装置、ノード装置および課金サーバ - Google Patents

無線システム、無線基地局、パケット制御装置、ノード装置および課金サーバ Download PDF

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Description

本発明は通信品質を保証し、実際の通信品質に応じた課金を行う無線システムに関する。
(特許文献1)
通信品質に応じた課金を行う技術として特開2002−158656号公報(特許文献1)が挙げられる。本例はアクセスルータが、端末の要求する通信品質を確保している時間に応じた課金情報を課金サーバに報告する。課金サーバが報告された通信品質と通信時間の情報に基づいて端末のユーザに対して課金を行う。引例では端末が要求する通信品質を受け付けた後、伝搬路状況の変化等による提供品質の劣化へどう対応するかについては開示されていない。また引例ではRSVP、MPLS等の3層プロトコルでのQoS(IP QoS)制御のみ考えており、実施例でも無線リンクレイヤのQoSは考慮していない。
(非特許文献1)
3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2)において、MS(Mobile station)とCN (Correspondent Node)間のエンドポイント間でQoS(Quality of Service)制御を行うことが議論されている(3GPP2、 S.R0079-0 Version 1.0、 (2004年5月)、4ページ(非特許文献1))。典型的なシステム構成を図1に示す。1はIPネットワーク、2はPDSN(Packet Data Service Node)、3はPCF(Packet Control Function)、4はBS(Base Station)、5は認証や課金を行うサーバである。本サーバはAuthentication、Authorization、Accountingを行うのでAAAと呼ばれる。6はRAN(Radio Access Network)、7、8がMS(Mobile station)である。またCNはMS7、8の通信相手となるノードである。
(非特許文献2)
3GPP2、 X.P0011-004-D、 v. 0.4、(2004年7月)、4ページ(非特許文献2)には、PDSNからMSまでの情報の流れが記載されている。図2に情報の流れの1例を示す。n個のフロー250が、1つのPDSNとMS間のPPP(Point to Point Protocol)のセッション251、255上で送信される。ここでフローとは例えばあるアプリケーションの送受信するIP(Internet Protocol)パケットの列である。RANとPDSN間の情報はR-P(RAN-PDSN)セッション上252で送受信される。BSとMS間は1つまたは複数のサービスインスタンス(SI:Service Instance)254という論理的な実体を通じて通信する。各SIには一意の識別子としてSR_ID(Service Reference Identifier)が付与される。各SIとPDSN間はR-Pコネクション253で接続される。同一MSのR-Pコネクション253は1つのR-Pセッション252上で送受信される。またX.P0011-004-D、 v. 0.4、(2004年7月)、45ページには、あるQoSのフローを設定するMS、BS/PCF、PDSN、AAA間のコールフロー例が示されている。
End to endのQoS制御方式としてIETF(Internet Engineering Task Force)準拠のRSVP(ReSerVation Protocol)が良く知られている。RSVPではflowspecというパラメータの組を用いてフロー毎のQoS制御を行う。RSVPはIPレイヤのQoS制御である。3GPP2でMS、PDSNにおいてIP QoSと無線リンクレイヤQoSのマッピングを行い、PDSNからMS間のQoS制御を行うフローが議論されている。PDSNからMS間はQoS_BLOBというパラメータの構造体を定義し、無線リンクレイヤの通信品質を制御する。
(非特許文献3)
3GPP2、 X.P0011-005-D、v.0.4、(2004年7月)(非特許文献3)、3ページ、3.1節で、PDSNがUDR(Usage Data Record)を作成しサーバに送って行う課金方法が開示されている。RAN6が無線リンクレイヤに関係したパラメータを含むAirlink Records9を作成し、PDSN2に送る。PDSN2がIP層に関係したパラメータとAirlink Recordsを合わせてUDR10を作成し、サーバ5に送る。
3GPP2、 X.P0011-005-D、 v. 0.4、、(2004年7月)(非特許文献3)、5-8ページでAirlink Recordsが開示されている。従来は実際に提供したQoSを表すパラメータはAirlink Recordsに含まれず、提供した QoSをPDSN2やサーバ5に通知する仕組みが無い。
3GPP2、 X.P0011-005-D、 v. 0.4、、(2004年7月)(非特許文献3)、8-10ページでUDRが開示されている。QoSを表すパラメータとしてIP QoS(I1)、Airlink priority(I4)、Granted QoS Parameter(I5)というfieldが規定されている。I1の使い方は開示されていない。I4にはユーザー毎の優先度が指定される。I5には、フローに対して保証されたQoSが指定される。従来は実際に提供したQoSを表すパラメータはUDRに含まれない。
特開2002−158656号公報
3GPP2、 S.R0079-0 Version 1.0、 (2004年5月)、4ページ 3GPP2、 X.P0011-004-D、 v. 0.4、(2004年7月)、4ページ 3GPP2、 X.P0011-005-D、v.0.4、(2004年7月)、3,5-10ページ
通信品質のより高いサービスは、より高額な課金を行うのが自然である。従来無かったQoS保証サービスの普及でユーザは提供される通信品質に敏感になると考えられる。ユーザが、要求した品質が保証されているか、また享受したサービスに応じた適正な課金がされているかを確認する機能に対する需要が見込まれる。オペレータには要求される通信品質を提供出来たかユーザに報告することが求められる。また要求のあった通信品質を提供出来なければ、提供した品質に合わせた明朗な課金が求められる。QoS保証サービスにおいて実際に提供した通信品質に応じて課金を行う通信システムを提供することが課題となる。
特に、Admission controlで提供可能と判断した通信品質のサービスが実際には提供できなかった場合に、安全確実に課金する方法が本発明の課題である。通信路状況が不安定な無線では、通信サービス期間中に受け付けたサービスの通信品質が維持出来ない場合がある。通信品質の劣化を検出したら、端末とネットワーク間でメッセージを交換してQoSのネゴシエーションを再度行い、保証するQoSのレベルを下げて再接続する方式が考えられる。しかし一時端末がカバレッジから外れたり、伝搬路状況が悪化したりして通信出来ない場合には、端末とネットワーク間のメッセージ交換による手続きが出来ない。通信品質が変動する度にQoSネゴシエーションを行い、保証するQoSのレベルを変更出来るとは限らない。保証するQoSレベルが一定の元で、実際に提供する品質を課金に反映させることが課題である。
本発明の無線システムは、移動局(MS)と無線基地局(BS)とパケット制御装置(PCF)とノード装置(PDSN)と課金サーバ(AAA)とを備え、通信品質を保証した接続を行い通信サービス利用者に通信品質に対応した課金を行う。無線基地局(BS)とパケット制御装置(PCF)とノード装置(PDSN)の少なくとも何れかは通信品質を実測する制御部を備え、課金サーバ(AAA)は実測した通信品質を用いて課金する制御部を備える。
また、本発明の無線基地局(BS)とパケット制御装置(PCF)とノード装置(PDSN)の少なくとも何れかは通信品質を実測し該実測した通信品質の時間平均を算出する制御部を備える。また課金サーバ(AAA)は実測した通信品質の時間平均を用いて課金する制御部を備える。
さらにまた、本発明の無線基地局(BS)とパケット制御装置(PCF)とノード装置(PDSN)の少なくとも何れかは保証した通信品質と提供可能な通信品質と課金情報とを記憶する記憶部と、通信品質を実測し、適用中の課金が実測された通信品質の課金と異なる場合にメッセージを送信する制御部とを備える。課金サーバ(AAA)は該メッセージを用いて課金を変更する制御部を備える。
本発明の課金サーバ(AAA)は、通信品質を保証した接続を行い通信サービス利用者に通信品質に応じた課金を行う無線システムの構成要素である。課金サーバは、通信品質の実測情報を含むメッセージを受信する手段と該実測情報を用いて課金する制御部とを備える。
さらにまた本発明の課金サーバ(AAA)は、通信品質の実測情報の時間平均を含むメッセージを受信する手段と該実測情報の時間平均を用いて課金する制御部とを備える。
保証した通信品質はフローの設定時に当該フローに割り当てられた通信品質である。提供可能な通信品質は例えばユーザと通信事業者間の契約によって決まり、通信事業者が当該ユーザに提供しうる通信品質である。提供可能な通信品質は、例えばユーザ毎のプロファイルとして課金サーバ(AAA)が管理し、フローの設定時に課金サーバ(AAA)が該プロファイルを無線基地局(BS)とパケット制御装置(PCF)とノード装置(PDSN)の少なくとも何れかに送っても良い。実際に提供した通信品質は、システムが保証した通信品質に基づいてQoS制御を行った結果ユーザに提供した通信品質である。実際に提供した通信品質は無線基地局(BS)またはパケット制御装置(PCF)またはノード装置(PDSN)での実測結果から推察される。
本発明の無線システムは、無線アクセスネットワークにおいてQoSを監視し課金サーバにこれらの情報を収集して課金する。このためユーザに提供した品質に応じた安全・確実な課金が出来る。例えばPDSNでパケット廃棄によるデータロスが起こらない場合であって無線伝搬路状態が悪化してBSもしくはPCFでパケット廃棄が起きたときでも、適切に課金出来る。このとき例えば廃棄されたパケットに対しては課金しない等の対応が可能で、PDSNのQoS情報を用いて課金されたにもかかわらずBSもしくはPCFでパケット廃棄されるという事態が避けられる。同様に例えば、PDSNにおける遅延時間を要求時間内に制御できた場合であってBSもしくはPCFで輻輳が起きて遅延時間が要求を超えてしまったときでも、BS、PCFにおける通信状態に応じて適切に課金出来る。また同様に例えば、PDSNでのデータレート(帯域)を要求通りに制御できた場合であってBSもしくはPCFで輻輳が起きて要求データレートを下回ってしまったときでも、BS、PCFにおける通信状態に応じて適切に課金出来る。
本発明は実通信品質を監視し課金サーバにこれらの情報を収集して課金する。ネットワークオペレータは実際にユーザに提供したQoSを把握出来る。ネットワークオペレータはユーザの求めに応じて、これら情報を開示、説明が可能である。
本発明のBS、PCF、PDSNは保証した通信品質と提供可能な通信品質と課金情報とを記憶する記憶部を備え、通信品質を実測して適用中の課金が実測された通信品質の課金と異なる場合に該実測情報を含むメッセージを送信する。BS、PCF、PDSNは実測情報をリアルタイムに常時送信する必要は無い。リアルタイムに実測情報を送信する場合に比較して、BS、PCF、PDSNが送信する情報量が抑制出来る。
本発明のBS、PCF、PDSNが通信品質を実測し該実測した通信品質の時間平均を算出する制御部を備え、課金サーバは実測した通信品質の時間平均を用いて課金する制御部を備える。課金サーバが実通信品質の瞬時値でなく平均値を用いて課金するため、課金通信品質が時間変動する場合でも、精度良く実通信品質に見合った課金が出来る。
非特許文献2に記載のフローのQoS設定では、MSとネットワークが無線媒体を通じてメッセージ交換を行う。MSが電波の届きにくい場所に移動した等状況が変化してQoS設定を変更する必要がある場合、無線リソースが逼迫するため無線媒体を通じてQoSの再設定のためのメッセージ交換が出来なくなることが考えられる。本発明の無線システムは無線媒体を通じたメッセージ交換が不要なため、こうした場合でも実測された通信品質を課金に反映させることが出来る。また、本発明のBSは無線制御情報を用いて通信品質を算出し、課金に反映させる。BSは無線媒体に送信する情報を増やさずに通常無線通信に用いられる制御情報を用いて通信品質を算出することが出来る。上記無線リソースが逼迫した状態でも、BSやMSは通信品質を課金に反映させるために無線媒体に送信する情報量を増やす必要が無い。
図3に本発明のPDSN2の1例を示す。PDSN2はIPネットワーク(IP NW)1からIPパケットを受信する。PDSN2は A10もしくはA11パケットを作成してPCF3へ送信する。A10パケットにはユーザーデータ、A11パケットには制御情報が格納される。また、PDSN2はPCF3よりA10もしくはA11パケットを受信する。PDSN2はIPパケットを作成してIP NW1へ送信する。PDSNとPCF間のインタフェース(A8/A9インタフェース)の例が3GPP2、 A.S0016-B、Version 1、(2004年4月)、に開示されている。ネットワークインタフェース(NW IF)11はPCF3に接続するためのネットワークとのネットワークインタフェースである。NW IF16はIPネットワーク1に接続するためのネットワークインタフェースである。記憶部12は、送受信するIPパケット、A10/A11パケットおよび管理情報を保持する。制御部13は、記憶部12に保持される情報の管理、A10/A11パケットおよびIPパケットの組み立て・分解・廃棄など、パケット送受信の管理、タイマー15によりIPパケット、A10パケットの受信時刻および滞留時間の計測を行う。UIF14はユーザーインタフェースである。タイマー15は時刻に拠り増加するカウンタである。
図4に本発明のPCF3の1例を示す。PCF3はPDSN2よりA10もしくはA11パケットを受信する。PCF3はA8もしくはA9パケットを作成し、BS4へ送信する。A8パケットにはユーザーデータ、A9パケットには制御情報が格納される。また、PCF3はBS4よりA8もしくはA9パケットを受信する。PCF3はA10もしくはA11パケットを作成し、PDSN2に送信する。PCFとBS間のインタフェース(A10/A11インタフェース)の例が3GPP2、 A.S0017-B、 Version 1、(2004年4月)、に開示されている。NW IF21はBS4に接続するためのネットワークインタフェース、26はPDSN2に接続するためのネットワークインタフェースである。SW22、25は信号を交換するスイッチである。制御部23はPCF3全体の管理を行う。TC(Traffic Controller)24はA8、A10パケットの組み立て、分解および送受信を行うトラヒック制御部である。図5に本発明のTC24の1例を示す。記憶部27は送受信するパケットデータおよび管理情報を保持する。CPU28は記憶部27に保持される情報の管理、A8、A9、A10、A11パケットの組み立て・分解・廃棄など、パケット送受信の管理、タイマー29によりA8パケット、A10パケットの受信時刻および滞留時間の計測を行う。タイマー29は時刻に拠り増加するカウンタである。
図6に本発明のBS4の1例を示す。BS4はPCF3との間でA8もしくはA9パケットを送受信する。BS4はRAN6においてMS7、8のアクセスポイントとなる無線基地局である。NW IF30はPCF3に接続するためのネットワークとのインタフェースである。BB31はベースバンド処理を行う。送信信号を変調し、受信信号の同期補足および復調を行う。IF32は中間周波数(IF: Intermediate Frequency)の信号処理を行う。IF32はBB31から入力されるベースバンド信号をDA(Digital to Analog )変換の上、中間周波数へ変換し、RF33に出力する。またIF32はRF33から入力される信号をAD(Analog to Digital)変換してBB31に出力する。RF(無線部)33は無線周波数(RF: Radio Frequency)の信号処理を行う。RF33はIF32から入力した信号を無線周波数にアップコンバートし、送信電力を増幅の上アンテナ38に出力する。またRF33はアンテナ38から入力した無線信号を中間周波数にダウンコンバートの上、IF32へ出力する。制御部36はBS4全体の管理機能を有する。無線伝送単位およびA8、A9パケットの組み立て・分解・廃棄など、タイマー37を用いた無線伝送単位の送信タイミング制御、記憶部35の情報管理を行う。また制御部36はタイマー37によりA8パケット、無線伝送単位の受信時刻および滞留時間の計測を行う。記憶部35は、送受信するデータおよび管理情報を保持する。タイマー37は時刻に拠り増加するカウンタである。
図7に本発明のAAA5の1例を示す。AAA5は認証や課金を行うサーバである。従来の課金認証方法としてRADIUS(Remote Authentication Dial In User Service)というプロトコルが知られている。RADIUSはIETF(Internet Engineering Task Force)で標準化されている。課金情報の伝送プロトコルについてRFC2139というドキュメントが発行されている。RFC2139にはNetwork Access Serverと課金サーバ間での課金情報の伝送プロトコルについて記載されている。AAA5は例えばRADIUSに従い認証や課金を行う。NW IF14はIPネットワーク1に接続するネットワークインタフェースである。記憶部42は、送受信するIPパケットおよび管理情報を保持する。制御部43は、記憶部42に保持される情報の管理、IPパケット送受信の制御、送受信される情報を用いた認証、課金処理を行う。UIF44はユーザーインタフェースである。タイマー55は時刻に拠り増加するカウンタである。AAAはタイマー55により課金開始時刻、および課金終了時刻を計測し、時間に応じた課金を行う。
図8にQoSレベルと課金設定の1例を示す。図8は、BS,PCF,PDSN,AAAが保持するテーブルの例である。250はQoSレベル、253は課金のグレードである。QoSレベルL0のフローに対してグレード0の課金を行い、QoSレベルL1に対してグレード1の課金を行い、QoSレベルL3に対してグレード3の課金を行う。QoSレベルL0、L1、L2の順に高い品質であり、対応する夫々グレード0、1、2の順に高額とする。QoSレベル毎に、保証すべき最低の通信品質(QoSパラメータ)が規定される。RAN QoSパラメータ251は、無線リンク層の通信品質を規定する。IP QoSパラメータ252はIP層の通信品質を規定する。
RAN_Peak_Rate_L0はQoSレベルL0で保証する無線リンク層のピークレートである。RAN_Ave_Rate_L0はQoSレベルL0で保証する無線リンク層の平均レートである。RAN_Max_Latency_L0はQoSレベルL0で保証する無線リンク層の最大遅延である。RAN_Loss_Rate_L0はQoSレベルL0で保証する無線リンク層のデータ損失レートである。RAN_Priority_L0はQoSレベルL0で保証する無線リンク層のピークレートである。QoSレベルL1、L2に対しても同様に無線リンク層の通信品質が規定される。またIP層の通信品質も同様にQoSレベル毎に規定される。
[フローの例]
図9に本発明の課金処理を示す。QoSフロー設定51でMS7とBS4とPCF3とPDSN2とAAA5との間で、MS7の要求するQoSパラメータのフローの設定が行われる。QoSフロー設定51は複数の信号からなり、交換手順は例えばX.P0011-004-D v0.4のAnnex Fのコールフローに従う。QoSフロー設定51の信号の交換後、MS7、BS4、PCF3、PDSN2は各フローに対してMS7が要求したQoSパラメータと保証したQoSパラメータのテーブルを保持する。ここで、MS7がQoSレベルL1のフローを要求し、要求が通ってQoSレベル1のフローが設定されたとする。信号52でPDSN2がAAA5に課金開始要求のメッセージを送信する。AAA5は52に含まれるQoSパラメータを参照し、課金を開始する。
AAA5は保証しているQoSレベルがL1なので、接続時間に比例してグレード1の課金を始める。AAA5は信号53で信号52に対する応答メッセージをPDSN2に送信する。その後、実際に提供している通信サービスのQoSレベルがL0に落ちたとする。ステップ55でBS4、PCF3、PDSN2の少なくとも何れか1つで通信品質の劣化が検出される。ステップ56で実際に提供しているQoSパラメータを含むメッセージがBS4またはPCF3またはPDSN2からAAA5に送られ、課金更新処理が行われ、AAA5は実際に提供しているQoSレベルがL0である接続時間に比例してグレード0の課金を行う。次に、実際に提供している通信サービスのQoSレベルがL1に回復したとする。すると、ステップ57でBS4、PCF3、PDSN2の少なくとも何れか1つで劣化していた通信品質の回復が検出される。ステップ58で実際に提供しているQoSパラメータを含むメッセージがBS4またはPCF3またはPDSN2からAAA5に送られ、課金更新処理が行われ、AAA5は接続時間に比例してグレード1の課金を行う。MS7で動作するアプリケーションが終了しPDSN2がサービス終了を検出するとPDSN2は信号59でAAA5に課金終了要求のメッセージを送信する。AAA5は課金を終了し、信号60で信号59に対する応答メッセージをPDSN2に送信する。フロー解除手順61でフローの解除が行われる。フロー解除手順61は複数の信号からなり、交換手順は例えばX.P0011-004-D v0.4のAnnex Fのコールフローに従う。
図10に本発明の課金更新処理56、58の1例を示す。BS4で実通信品質の劣化もしくは回復が検出されたとする。BS4はBS実通信品質情報175を含む信号70をPCF3に送る。PCF3は信号70に対する応答71をBS4に送る。PCF3はQoSパラメータが変更されたことを示す信号72をPDSN2に送信する。PDSN2は信号72に対する応答73をPCF3に送信する。PCF3は信号70に含まれるBS実通信品質情報175を信号74の168にコピーする。あるいは、PCF3は信号70に含まれる実通信品質の情報175にPCF3で測定された通信品質の情報を加えて信号74のRAN実通信品質情報168に設定しても良い。ここで、例えばPCF3は、情報175に含まれるBSで測定された遅延時間に、PCF3で測定された遅延時間を加えてRAN実通信品質情報168に設定する。また例えば、PCF3は、BS実通信品質情報175に含まれるBSで測定されたデータロスレートに、PCF3で測定されたデータロスレートを加えてRAN実通信品質情報168に設定する。PDSN2は信号72の受信を確認するための信号73をPCF3に送信する。PCF3は信号74をPDSN2に送信し、RAN実通信品質情報168をPDSN2に伝える。PDSN2は信号74の受信を確認するための信号75をPCF3に送信する。PDSN2は信号76で、それまでの課金の停止を要求するメッセージをAAA5に送信する。AAA5は信号76に対する応答77をPDSN2に送信する。PDSN2は信号74に含まれるRAN実通信品質情報168を信号78の実通信品質情報126にコピーする。
あるいは、PDSN2は信号74に含まれるRAN実通信品質情報168にPDSN2で測定された通信品質の情報を加えて信号78の実通信品質情報126に設定しても良い。ここで、例えばPDSN2は、RAN実通信品質情報168に含まれる遅延時間に、PDSN2で測定された遅延時間を加えて実通信品質情報126に設定する。また例えば、PDSN2は、RAN実通信品質情報168に含まれるデータロスレートに、PDSN2で測定されたデータロスレートを加えて126に設定する。PDSN2は信号78で、変更後のQoSパラメータに応じた課金を要求するメッセージをAAA5に送信する。信号78で実通信品質の情報を含むUDRも送られる。AAA5は信号78に対する応答79をPDSN2に送信する。AAA5は信号78に基づいた課金を開始する。
図11に本発明の課金更新処理56、58の他の1例を示す。PCF3で実通信品質の劣化もしくは回復が検出されたとする。PCF3はQoSパラメータが変更されたことを示す信号72をPDSN2に送信する。PDSN2は信号72に対する応答73をPCF3に送信する。PCF3はRAN実通信品質のQoSパラメータを含む信号74をPDSN2に送信する。PDSN2は信号76で、それまでの課金の停止を要求するメッセージをAAA5に送信する。AAA5は信号76に対する応答77をPDSN2に送信する。PDSN2は信号78で、変更後のQoSパラメータに応じた課金を要求するメッセージをAAA5に送信する。信号78で実通信品質の情報を含むUDRも送られる。AAA5は信号78に対する応答79をPDSN2に送信する。AAA5は信号78に基づいた課金を開始する。
図12に本発明の課金更新処理56、58の他の1例を示す。PDSN2で実通信品質の劣化もしくは回復が検出されたとする。PDSN2は信号76で、それまでの課金の停止を要求するメッセージをAAA5に送信する。AAA5は信号76に対する応答77をPDSN2に送信する。PDSN2は信号78で、変更後のQoSパラメータに応じた課金を要求するメッセージをAAA5に送信する。信号78で実通信品質の情報を含むUDRも送られる。AAA5は信号78に対する応答79をPDSN2に送信する。AAA5は信号78に基づいた課金を開始する。
本発明の無線システムは図10、図11、図12の何れかの手順に従って課金の更新を行う。図10はBS4、PCF3、PDSN2の何れかで測定した実通信品質に基づく更新処理の例である。図11はPCF3、PDSN2の何れかで測定した実通信品質に基づく更新処理の例である。図12はPDSN2で測定した実通信品質に基づく更新処理の例である。
[メッセージフォーマットの例]
図24にBS情報伝送(A9-Update-A8)信号70のメッセージフォーマットの1例を示す。171にメッセージの種類を表すコードが格納される。172に呼接続の識別子が格納される。173にMS7の識別子が格納される。174に保証したQoSパラメータが格納され、175に測定された実際に提供しているQoSパラメータが格納される。176に課金情報の変更を表すコードが格納される。178にSIの識別子(SR_ID)が格納される。171、172、173、176、178の詳細については例えば3GPP2、 A.S0016-B、Version 1、(2004年4月)に記載されている。
図25にBS情報伝送確認(A9-Update-A8 Ack)信号71のメッセージフォーマットの1例を示す。171にメッセージの種類を表すコードが格納される。172に呼接続の識別子が格納される。
図20にRAN情報伝送(A11 Registration Request)信号72、74のメッセージフォーマットの1例を示す。151にメッセージの種類を表すコードが格納される。152に制御情報が格納される。課金に用いるAirlink RecordsはCVSE(Critical Vender Specific Extension)のアプリケーションデータ157に格納されて送られる。153にCVSEの種類を表すコードが格納される。154にデータ157の長さが格納される。155にInternet Assigned Number Authority (IANA)の割り当てたベンダの識別子が格納される。信号72と信号74でアプリケーションデータ157のフォーマットが異なる。本メッセージフォーマットは例えば3GPP2、 A.S0017-B、 Version 1、(2004年4月)に記載されている。
RAN情報伝送(A11 Registration Request)信号72のアプリケーションデータ157に格納されるAirlink Recordのフォーマットを図22に示す。161にAirlink Recordの種類を表すコードが格納される。162にAirlink Record が関わるR-Pコネクションに対応するSR_IDが格納される。163にR-Pコネクションについて送られるAirlink Recordのシーケンス番号が格納される。該シーケンス番号は、同一R-PコネクションのAirlink Recordが送られる度に増加する。164に接続時間が秒単位で格納される。
RAN情報伝送(A11 Registration Request)信号74のアプリケーションデータ157に格納されるAirlink Recordのフォーマットを図23に示す。161にAirlink Recordの種類を表すコードが格納される。162にAirlink Record が関わるR-Pコネクションに対応するSR_IDが格納される。163にR-Pコネクションについて送られるAirlink Recordのシーケンス番号が格納される。該シーケンス番号は、同一R-PコネクションのAirlink Recordが送られる度に増加する。165にBS4の識別子が格納される。166にユーザ毎の通信サービスの優先度が格納される。167に保証したRAN QoSパラメータが格納される。168に実際に提供したRAN QoSパラメータが格納される。
図21にRAN情報伝送確認(A11 Registration Reply)信号73、75のメッセージフォーマットの1例を示す。151にメッセージの種類を表すコードが格納される。158に信号72、74を受け付けたことを表すコードが格納される。159に制御情報が格納される。本メッセージフォーマットは例えば3GPP2、 A.S0017-B、 Version 1、(2004年4月)に記載されている。
図13に課金要求(Accounting Request)信号76、78の、また図14に課金応答(Accounting response)信号77、79のメッセージフォーマットの1例を示す。Code101はメッセージの種別がAccounting RequestかAccounting Responseかを示す値が格納される。ID102はAccounting Requestと該メッセージに応答するAccounting Responseで同一情報を格納し、情報一致の確認に用いる。Length103はAccounting Requestの場合、情報101、102、103、104、105の合計の長さを格納する。Length103はAccounting Responseの場合、情報101、102、103、106の合計の長さを格納する。104、106は認証情報である。Attributes105には課金開始を要求するAccounting Request(Start)の場合、図17の情報が格納される。またAttributes105には課金終了を要求するAccounting Request(Stop)の場合、図16の情報が格納される。
信号76のAttributes105に格納される情報のフォーマットを図16に示す。Acct-Status-Type110はサービスの開始か終了かを示す情報である。図16では、本実施例では、実際提供されているQoSが変化したことによりそれまでの料金形態による課金を停止するために、サービス終了を示す値が格納される。3GPP2 RADIUS attributes111にUDRが格納される。なお、サービス終了を示す値を持つ信号76が処理されても、端末MS7との接続は切断されない。
信号78のAttributes105に格納される情報のフォーマットを図17に示す。Acct-Status-Type110はサービスの開始か終了かを示す情報である。図17では、本実施例では、実際提供されているQoSが変化したことにより新たな料金形態による課金を開始するために、サービス開始を示す値が格納される。3GPP2 RADIUS attributes111にUDRが格納される。
Acct-Status-Type110のフォーマットを図15に示す。107にはAcct-Status-Typeであることを表すコードが格納される。108には107、108、109を合わせた情報の長さが格納される。107、108の長さはそれぞれ1オクテット、109の長さは4オクテットである。109にはサービス開始の場合には1、終了の場合には2の値が格納される。
3GPP2 RADIUS attributes111のフォーマットを図19に示す。120はMS7の識別子が格納される。121はBS4の識別子が格納される。122はSIの識別子(SR_ID)が格納される。123は有効な接続時間が秒単位で格納される。125に保証したRAN QoSパラメータが格納される。126に実際に提供したRAN QoSパラメータが格納される。3GPP2 RADIUS attributesの変数は、例えば3GPP2、 X.P0011-005-D、v.0.4、(2004年7月)、の表6に記載されている。120、121、122、123、125、126に格納される変数以外の該表6に記載の変数が124に格納される。
図18に120、121、122、123、125、126に格納される3GPP2 RADIUS attributesの変数のフォーマットを示す。図18は、図19に示す120、121、122、123、125、126の各変数のフォーマットである。112には3GPP2 RADIUS attributesであることを示すコードが格納される。113には112、113、114、115、116、117の合計の情報長が格納される。114には、3GPP2を表すベンダの識別子が格納される。115には117に格納する変数の種別を表すコードが格納される。115には120、121、122、123、125、126の各変数に応じた値が格納される。116には115、116、117の合計の情報長が格納される。117には3GPP2 RADIUS attributesの変数が格納される。
図26にRANネットワークにおいて実際に提供した(測定された)RAN QoS168のパラメータのフォーマットの1例を示す。201はフローの識別子である。202は203に格納されるQoSパラメータの情報長である。203は201のフローの識別子に対応したRAN QoSパラメータである。203には、例えば204に示す複数のQoSパラメータが格納される。
図27にIPネットワークにおいて実際に提供した(測定された)IP QoSパラメータのフォーマットの1例を示す。205はフローの識別子である。206は207に格納されるQoSパラメータの情報長である。207は205のフローの識別子に対応したIP QoSパラメータである。207には、例えば208に示す複数のQoSパラメータが格納される。
図28に保証したRAN QoS167のパラメータのフォーマットの1例を示す。211はフローの識別子である。212は213に格納されるQoSパラメータの情報長である。213は211のフローの識別子に対応したRAN QoSパラメータである。213には、例えば205に示す複数のQoSパラメータが格納される。
図29に保証したIP QoSパラメータのフォーマットの1例を示す。215はフローの識別子である。216は217に格納されるQoSパラメータの情報長である。217は215のフローの識別子に対応したIP QoSパラメータである。217には、例えば209に示す複数のQoSパラメータが格納される。
[テーブルの例]
BS4、PCF3が管理するRAN QoSのテーブルの1例を図30に示す。223はフローの識別子である。224はSIの識別子である。221は提供された(されている)RAN QoSパラメータである。225は226に格納されるQoSパラメータの情報長である。226は223のフローの識別子に対応したRAN QoSパラメータである。226には、例えば200に示す複数のQoSパラメータが格納される。222は保証されたRAN QoSパラメータである。227は228に格納されるQoSパラメータの情報長である。228は223のフローの識別子に対応したRAN QoSパラメータである。229は223のフローの識別子に対応して保証したQoSレベルである。230は223のフローの識別子に対応した課金レベルである。
PDSN2が管理するRAN QoSのテーブルの1例を図31に示す。233はフローの識別子である。234はSIの識別子である。231は提供したRAN QoSパラメータである。235は236に格納されるQoSパラメータの情報長である。236は233のフローの識別子に対応したRAN QoSパラメータである。232は保証したRAN QoSパラメータである。237は238に格納されるQoSパラメータの情報長である。238は233のフローの識別子に対応したRAN QoSパラメータである。239は233のフローの識別子に対応して保証したQoSレベルである。240は233のフローの識別子に対応した課金レベルである。
PDSN2が管理するIP QoSのテーブルの1例を図32に示す。243はフローの識別子である。244はSIの識別子である。241は提供したIP QoSパラメータである。245は246に格納されるQoSパラメータの情報長である。246は243のフローの識別子に対応したIP QoSパラメータである。242は保証したIP QoSパラメータである。247は248に格納されるQoSパラメータの情報長である。248は243のフローの識別子に対応したIP QoSパラメータである。249は243のフローの識別子に対応して保証したQoSレベルである。250は243のフローの識別子に対応した課金レベルである。
図31に示すテーブルはRAN QoSパラメータの管理テーブルである。図32に示すテーブルはIP QoSパラメータの管理テーブルである。PDSN2が、送受信するIPパケットの通信品質を実測し、IP QoSパラメータとして図32に示すテーブルの提供したIP QoSパラメータ241に記録する。以下では通信品質としてRAN QoSパラメータを課金に反映させる例を説明するが、IP QoSパラメータを課金に反映させても良い。
PDSN2およびMS7がそれぞれ管理するフローマッピングテーブルの1例を図33に示す。251はフローの識別子である。252はSIの識別子である。253はBS3の識別子である。254はMS7の識別子である。フローの設定時に、PDSN2とMS7間で図33に記載の情報の交換を行う。例えば図9のコールフローでは、信号51によりPDSN2とMS7間で該情報の交換を行うものとする。
[BSでの品質評価方法の例]
BS4で提供した通信品質を計測および保証した通信品質と比較し、提供した通信品質が下回っていたら課金変更を行う例を説明する。
ネットワークオペレータは図8に示す情報を予め、BS4の記憶部34、PCF3の記憶部27、PDSN2の記憶部12、AAA5の記憶部42に設定するものとする。或いはMS7がBS4、PCF3、PDSN2に図8のテーブル情報を含む信号を送信してサービスを要求し、BS4、PCF3、PDSN2が夫々の記憶部に図8のテーブル情報を登録しても良い。MS7がBS4、PCF3、PDSN2に希望するQoSパラメータを送ってサービスを要求する例は、非特許文献2に開示されている。
ここで、MS7にSR_ID1の識別子を持つSIとFlow ID1の接続が既に有り、図9の信号51で新規にSR_ID2の識別子を持つSIとFlow ID2の接続を設定したとする。このときSR_ID1のSIはQoS レベルL0、SR_ID2のSIはQoS レベルL1であったとする。信号51の交換後、BS4の制御部36は記憶部34に図30に示すテーブルに新規フロー(Flow ID2)の情報を設定する。制御部36はFlow ID223にフローの識別子Flow ID2を設定する。制御部36はSR_ID224にFlow ID2のSIの識別子、SR_ID2を設定する。制御部36はこの段階では実際に提供したQoSパラメータを格納するフィールド221の設定を行わない。制御部36は保証したQoSパラメータを格納するフィールド224の設定を行う。制御部36はFlow ID2のフローに保証したQoSパラメータをRAN QoS parameters 2’として228に設定し、RAN QoS parameters 2’の情報長を227のFlow ID2に対応する行に設定する。SR_ID2のSIはQoS レベルL1であるので、RAN QoS parameters 2’として図8に示すテーブルの、QoSレベル250がL1の行のRAN QoS parameter251に示すパラメータを設定する。制御部36はFlow ID2のフローに保証したQoSレベルとしてL1を229のFlow ID2に対応する行に設定する。制御部36はFlow ID2のフローの課金のグレードとしてGrade1を230のFlow ID2に対応する行に設定する。
図39に以後BS4の制御部36が行う課金変更のアルゴリズムの1例を示す。PCF3,PDSN2の制御部が行う課金変更のアルゴリズムも同様である。Step1で図30の管理テーブルのFlow IDを検査し、図30の管理テーブル上に存在するFlow IDのフローに対して処理を行う。即ち例えば上記信号51の交換後、Flow ID2が図30に設定されると、信号61の交換後にFlow ID2の情報が図30の管理テーブルから消去されるまで、Flow ID2のフローに対して処理を行う。
Step2で通信品質の測定と記録を行う。BS4でデータレートを計測する例を説明する。A8パケットでPCF3とBS4間のユーザ情報の伝送が行われる。BS4の制御部36は受信したA8パケットの制御情報を参照し、該受信パケットがFlow ID2の情報であることを検知するとする。制御部36はFlow ID2の受信パケットを一旦記憶部35に蓄積し、無線伝送単位を組み立てる。BS4は無線送信単位を無線伝送路に送信する。制御部36はFlow ID2の受信パケットのユーザ情報であって無線送信が完了した情報のバイト数を一定期間カウントする。また制御部36はタイマー37でバイト数をカウントする時間を計測する。制御部36は該バイト数のカウントを該カウントする時間で割って平均データレートRAN_Ave_Rate_BSを算出する。また制御部36は、タイマー37でバイト数をカウントする期間を十分短く取り、前記同様の手順でデータレートを算出する。該一定期間内でのデータレートの最高値をピークレートRAN_Peak_Rate_BSとする。
また、BS4は通信品質そのものを測定するかわりに伝搬路状況によって変化する無線の制御情報を用いて通信品質を算出し、これを課金に反映させても良い。例えば1xEv-DOではMS3で測定されるCIRをBS4に送り、パケットデータ送信のスケジューリングに用いている。MS3で測定されるCIR(Carrier to Interference Ratio)と下りデータレートとは相関がある。BS4は、測定されたCIRに基づいて下りデータレートを決定するからである。BS4は下りデータレートを測定せずにMS3から受信するCIRの値をデータレートに対応付けても良い。またBS4は上りデータレートを測定せずにMS3が上りデータ信号を送信する際に合わせて送信する制御情報であるRRI(Reverse Rate Indicator)を受信し、これに対応する上りデータレートを求め、上りデータレートをその時点におけるQoSレベルの判定に用いてもよい。上りデータレート(Reverse Rate)は、一般に、MS3とBS4との間の伝搬路状況が良いほど高い値となる。
BS4がCIRの値をデータレート(DR)に対応付ける例を説明する。図46はCIRとDRの対応テーブルの一例である。CIR対応テーブル330にはCIR331に対応するDR332が記録されている。BS4の記憶部35がCIR対応テーブル330を保持し、制御部36が行う制御に用いる。MS3は短い周期(典型的には1.25ms周期)でBS4にCIRを送信している。制御部36はstep2においてMS3からCIRを受信するとCIR対応テーブル330を参照して下りデータレートを算出する。MS3から送信されるCIRは量子化されており、CIR1, CIR2,…,CIRnの何れかの値を取るものとする。いま、BS4がMS3から受信したCIRの値がCIR2であったとする。制御部36はCIR対応テーブル330のCIR2に対応する値DR2を求めるデータレートとする。制御部36はMS3がCIRを送る周期で一定期間に上記処理を繰り返し、データレートの平均を求めRAN_Ave_Rate_BSとする。または、該一定期間内でのデータレートの最高値をピークレートRAN_Peak_Rate_BSとする。これらいずれかのデータレートが求まれば、図8のテーブルに基づきQoSレベルを決定できるので、その後の処理はこれまでに説明した他の実施例と同様に行うことができる。
BS4がRRIの値をデータレート(DR)に対応付ける例も同様である。図47はRRIとDRの対応テーブルの一例である。RRI対応テーブル335にはRRI336に対応するDR337が記録されている。BS4の記憶部35がRRI対応テーブル335を保持する。MS3は制御チャンネルを通して短い周期(典型的には1.67ms周期)でBS4にRRIを送信している。制御部36はstep2においてMS3からRRIを受信するとRRI対応テーブル335を参照して上りデータレートを算出する。MS3から送信されるRRIは量子化されており、RRI1, RRI2,…,RRInの何れかの値を取るものとする。いま、BS4がMS3から受信したRRIの値がRRI2であったとする。制御部36はRRI対応テーブル335のRRI2に対応する値DR2を求めるデータレートとする。制御部36はMS3がRRIを送る周期で一定期間に上記処理を繰り返し、データレートの平均を求めRAN_Ave_Rate_BSとする。また、該一定期間内でのデータレートの最高値をピークレートRAN_Peak_Rate_BSとする。
上記例の場合、通常無線通信で用いている制御情報を用いて通信品質を算出するので、BS4での通信品質算出のために無線媒体に伝送する情報を増やす必要は無いという利点がある。
BS4でデータロスレートを計測する例を説明する。A8パケットでPCF3とBS4間のユーザ情報の伝送が行われる。BS4の制御部36は受信したA8パケットの制御情報を参照し、該受信パケットがFlow ID2の情報であることを検知するとする。制御部36はFlow ID2の受信パケットを一旦記憶部35に蓄積し、無線伝送単位を組み立てる。BS4は無線送信単位を無線伝送路に送信する。記憶部35の領域に空きが無くなると、制御部36は記憶部35に蓄積されたFlow ID2の受信パケットを廃棄する。制御部36はFlow ID2の受信パケットのユーザ情報であって、廃棄された情報のバイト数および記憶部35に蓄積された情報のバイト数をカウントする。制御部36は廃棄された情報バイト数のカウントを蓄積された情報バイトのカウントで割ってデータロスレートRAN_Loss_Rate_BSを算出する。
また、BS4は通信品質そのものを測定する代わりに無線区間の通信路状態を反映する無線の制御情報からデータロスレートを推定しても良い。BS4は数ms単位のスロットにパケットデータを送信し、該パケットデータを受信できたMS3は受信成功を表すACK(acknowledgement)をBS4に送る。BS4が再送制御を行わない場合、受信成功でないときにはMS3は該パケットデータを失う。
BS4の制御部はMS3に送信したスロット数とMS3から受信したACK数とをカウントする。BS4の制御部はMS3に送信したスロット数からMS3から受信したACK数を減じた数値をMS3に送信したスロット数で割って、この値をデータロスレートRAN_Loss_Rate_BSとする。
上記例の場合、通常無線通信で用いている制御情報を用いて通信品質を推定するので、BS4での通信品質算出のために無線媒体に伝送する情報を増やす必要は無いという利点がある。
BS4で遅延時間としてユーザ情報の滞留時間を計測する例を説明する。A8パケットでPCF3とBS4間のユーザ情報の伝送が行われる。BS4の制御部36は受信したA8パケットの制御情報を参照し、該受信パケットがFlow ID2の情報であることを検知するとする。制御部36はFlow ID2の受信パケットを一旦記憶部35に蓄積し、無線伝送単位を組み立てる。BS4は無線送信単位を無線伝送路に送信する。記憶部35は、Flow ID2の受信パケットを記憶部35に蓄積したタイマー37の時刻T1と、該受信パケットのユーザ情報から組み立てた無線伝送単位をBB31に入力した時刻T2を計測する。制御部36はT2からT1を引いてBS4内での遅延時間RAN_Latency_BSを算出する。
また、BS4は通信品質そのものを測定する代わりに無線の制御情報から無線区間の通信路状態を反映する状態量として、遅延もしくは遅延揺らぎを推定しても良い。例えばBS4が情報の再送を行う場合、制御部36が制御情報を用いて平均再送回数を算出して遅延量に対応付け、これを課金に反映させても良い。例を以下に説明する。
BS4は数ms単位のスロットにパケットデータを送信し、該パケットデータを受信できたMS3は受信成功を表すACK(acknowledgement)をBS4に送る。BS4が再送制御を行う場合、BS4はACKが返送されないスロットのパケットデータの再送を行う。BS4の制御部36は、平均の再送回数を見積もる。
BS4からMS3にパケットデータを送る時間の見積もりをAとする。また1回再送する度に、MS3からBS4にACKを送る時間とBS4からMS3にパケットデータを送る時間が加算されるため、遅延時間が増大する。今一回再送するたびに加算される値をBとする。
BS4の制御部36は、RAN_Latency_BS=A+B*(平均再送回数)の式により遅延時間を算出する。事業者もしくはBSの製造者が何らかの手段でA,Bの値を予め見積もっておき、制御部36での制御に用いるものとする。例えば、制御部36で動作させるプログラムの制御変数としてA,Bを設定するようにしても良い。
また例えば、BS4の制御部36が制御情報を用いて再送回数の分散を算出して遅延揺らぎに対応付け、これを課金に反映させても良い。
上記例の場合、通常無線通信で用いている制御情報を用いて通信品質を算出するので、BS4での通信品質算出のために無線媒体に伝送する情報を増やす必要は無いという利点がある。
制御部36は実際に提供したQoSパラメータを図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2として記録する。RAN QoS parameters 2はRAN QoS parameters 2’と同様のパラメータの構造体200とする。制御部36はRAN QoS parameters 2のRAN_Peak_Rateとして、RAN_Peak_Rate_BSを記録する。制御部36はRAN QoS parameters 2のRAN_Ave_Rateとして、RAN_Ave_Rate_BSを記録する。制御部36はRAN QoS parameters 2のRAN_Latencyとして、RAN_Latency_BSを記録する。制御部36はRAN QoS parameters 2のRAN_Loss_rateとして、RAN_Loss_rate_BSを記録する。制御部36はRAN QoS parameters 2のRAN_Priorityとして、保証したQoSパラメータであるRAN QoS parameters 2’のRAN_Priorityに保持された値RAN_Priority_L1を記録する。
次にBS4の制御部36がFlow ID2で指定されるフローの通信品質の劣化を検出する例を説明する。Step3で制御部36は、測定した通信品質と保証した通信品質(G QoS)とを比較する。制御部36は保証したQoSレベル229を参照し、Flow ID2に保証したQoSレベルがL1であることを検知する。制御部36は図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL1の行のパラメータとを比較する。Step3において制御部36はRAN_Ave_Rate_BS<RAN_Ave_Rate_L1、RAN_Latency_BS>RAN_Latency_L1、RAN_Loss_rate_BS>RAN_Loss_rate_L1の何れかを満たす場合に保証した通信品質に比べて実際に提供した通信品質が劣化していると判断する。
遅延時間の比較においてRAN_Latency_L1のBSに対する割り当て分とBSでの遅延時間を比較しても良い。例えばRAN_Latency_L1の10%がBS割り当て分とする。制御部36は、RAN_Latency_BS>RAN_Latency_L1の代わりにRAN_Latency_BS>(RAN_Latency_L1 x 0.1)を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。各パラメータの値を比較する方が精度の高い課金が出来るが、各パラメータの値を一旦レベルに変換した上でレベルを比較しても良い。
また例えば、データレートやデータロスレートに余裕を持たせて比較しても良い。例えば、データレートについてRAN_Ave_Rate_BSに10%の余裕を持たせる。このとき制御部36は、(RAN_Ave_Rate_BS + RAN_Ave_Rate_BS x 0.1)< RAN_Ave_Rate_L1を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。例えば、データロスレートについてRAN_Loss_rate_BSに10%の余裕を持たせる。このとき制御部36は、(RAN_Loss_rate_BS - RAN_Loss_rate_BS x 0.1)< RAN_Loss_rate_L1を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。
Step6で制御部36は現状適用されている課金グレード(Accounting Grade)と、測定した通信品質から推定される実際に提供したQoSに対応する課金グレードとを比較する。制御部36が劣化を検出した場合、QoSレベルを1つ下げて再度比較し、実際に提供したQoSレベルを調べる。即ち制御部36は図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL0の行のパラメータとを比較する。ここで、RAN_Ave_Rate_BS<RAN_Ave_Rate_L0 RAN_Latency_BS>RAN_Latency_L0、RAN_Loss_rate_BS>RAN_Loss_rate_L0の何れかを満たさなかったとする。制御部36は実際に提供したQoSレベルがL0と判断する。制御部36は図8のテーブルに記録されたQoSレベルL0の課金グレード253の値と、図30のテーブルに記録されたFlow ID2で指定されるフローの現状の課金グレード230の値とを比較する。
制御部36は提供した品質の課金グレード253の値がGrade0、現状の課金グレード230の値がGrade1と異なるので、Step7で課金変更処理56を開始する。具体的には、BS4が提供した品質を提供品質通知信号70にProvided QoS175として載せて送る。Provided QoS175はPCF3、PDSN2を経由してAAA5に送られ、後述の課金処理において用いられる。PCF3,PDSN2,AAA5は、図8に示すテーブルを記憶しているのでそれぞれがProvided QoS175に対応する課金グレードを算出できる。また、BS4は提供品質通知信号70にProvided QoS175を載せて送る代わりに提供した品質の課金グレード253を載せてAAAに送っても良い。制御部36は、Step7においてFlow ID2で指定されるフローの課金グレード230にGrade0を記録し、図30に示すBS管理テーブルの現状の課金グレード(Accounting Grade230)を更新する。
BS4、PCF3、PDSN2の何れか複数で通信品質を測定し、課金グレードを変更する場合でStep7もしくはStep5にてBS4、PCF3、PDSN2の何れかが主導で課金グレードの変更を行った場合、主導の以外の装置にも課金グレードの変更を通知し各装置に記憶された情報を更新する。主導となる装置が課金変更通知を送信し、該通知を受信した装置は課金情報の更新および必要に応じて該通知の中継を行う。BS4からPCF3、 PDSN2に課金グレードの変更を通知する場合のフロー例を図41に示す。BS4がPCF3にBS課金グレード変更通知(BS Accounting-Update)301を送信し、PCF3がBS4にBS課金グレード変更確認(BS Accounting-Update-Ack)302を送信する。PCF3がPDSN2にPCF課金グレード変更通知(PCF Accounting-Update)303を送信し、PDSN2がPCF3にPCF課金グレード変更確認(PCF Accounting-Update-Ack)304を送信する。
また、PCF3からBS4、PDSN2に課金グレードの変更を通知する場合のフロー例を図42に示す。PCF3がPDSN2にPCF課金グレード変更通知(PCF Accounting-Update)305を送信し、PDSN2がPCF3にPCF課金グレード変更確認(PCF Accounting-Update-Ack)306を送信する。PCF3がBS4にPCF課金グレード変更通知(PCF Accounting-Update)307を送信し、BS4がPCF3にPCF課金グレード変更確認(PCF Accounting-Update-Ack)308を送信する。
また、PDSN2からBS4、PCF3に課金グレードの変更を通知する場合のフロー例を図43に示す。PDSN2がPCF3にPDSN課金グレード変更通知(PDSN Accounting-Update)309を送信し、PCF3がPDSN2にPDSN課金グレード変更確認(PDSN Accounting-Update-Ack)310を送信する。PCF3がBS4にPCF課金グレード変更通知(PCF Accounting-Update)311を送信し、BS4がPCF3にPCF課金グレード変更確認(PCF Accounting-Update-Ack)312を送信する。
BS課金グレード変更通知301、PCF課金グレード変更通知303、305、307、311、およびPDSN課金グレード変更通知309のメッセージフォーマットの1例を図44に示す。Message Type321はBS課金グレード変更通知もしくはPCF課金グレード変更通知もしくはPDSN課金グレード変更通知であることを示す符号が格納される。Flow ID322は課金を変更するフローのFlow IDが格納される。Accounting Grade323は変更後の課金グレードが格納される。
BS課金グレード変更確認302、PCF課金グレード変更確認304、306、308、312、およびPDSN課金グレード変更確認310のメッセージフォーマットの1例を図45に示す。Message Type326はBS課金グレード変更確認もしくはPCF課金グレード変更確認もしくはPDSN課金グレード変更確認であることを示す符号が格納される。Flow ID327は課金を変更するフローのFlow IDが格納される。
図40にBS4、PCF3、PDSN2の制御部にて行われる課金変更通知処理のアルゴリズムの1例を示す。Step10で図30の管理テーブルのFlow IDを検査し、図30の管理テーブル上に存在するFlow IDのフローに対して処理を行う。即ち例えば上記信号51の交換後、Flow ID2が図30に設定されると、信号61の交換後にFlow ID2の情報が図30の管理テーブルから消去されるまで、Flow ID2のフローに対して処理を行う。Step11でBS課金グレード変更通知もしくはPCF課金グレード変更通知の受信を待つ。BS4、PCF3、PDSN2は各課金グレード変更通知を受信すると確認のため夫々に対応した課金グレード変更確認を返送する。Step12でBS4、PCF3、PDSN2は各課金グレード変更通知に含まれる課金グレード323を管理テーブルに記録する。具体的にはBS4の制御部36は課金グレード323を図30に示すBS管理テーブルの課金グレード230のFlow ID2に対応する行に記録する。PCF3の制御部23は課金グレード323を図30に示すPCF管理テーブルの課金グレード230のFlow ID2に対応する行に記録する。PDSN2の制御部13は課金グレード323を図31に示す管理テーブルの課金グレード240のFlow ID2に対応する行に記録する。Step13でBS4、PCF3、PDSN2は情報を中継するため必要に応じて課金グレード変更通知を送信する。
例えば図41に示すようにPCF3がStep11でBS4からBS課金グレード変更通知301を受信したとすると、PCF3は先ずstep12で課金グレードの記録を行う。PCF3の制御部はStep 13でBS課金グレード変更通知301のMessage Type321をPCF課金グレード変更通知を示す値に書き換え、PCF課金グレード変更通知303として送信する。また例えば図42に示すようにPCF3がBS4にPCF課金グレード変更通知307を送信し、PCF3がPDSN2にPCF課金グレード変更通知305を送信するときを考える。この場合、BS4、PCF3、PDSN2の何れにおいても中継の必要が無いため各々の制御部の処理においてStep13は無い。また例えば図43に示すようにPCF3がStep11でPDSN2からPDSN課金グレード変更通知309を受信したとすると、PCF3は先ずstep12で課金グレードの記録を行う。PCF3の制御部はStep 13でPDSN課金グレード変更通知309のMessage Type321をPCF課金グレード変更通知を示す値に書き換え、PCF課金グレード変更通知311として送信する。
このようにして、BS、PCF、PDSNは、いずれの装置において実通信品質の変化が検出された場合においても、実通信品質の変化に伴う課金グレードの変更に追随することができる。
本例の前提条件と異なるがStep6でRAN_Ave_Rate_BS<RAN_Ave_Rate_L1、 RAN_Latency_BS>RAN_Latency_L1、RAN_Loss_rate_BS>RAN_Loss_rate_L1の何かを満たす場合は、制御部36はQoSレベルを1つ下げて再度比較し、実際に提供したQoSレベルを調べる。このとき、制御部36は図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL0の行のパラメータとを比較する。例えばRAN_Ave_Rate_BS<RAN_Ave_Rate_L0、RAN_Latency_BS<RAN_Latency_L0、RAN_Loss_rate_BS>RAN_Loss_rate_L0の何れかを満たさなかったとする。制御部36は実際に提供したQoSレベルがL0と判断する。制御部36はQoSレベルL0の課金グレード253を参照し、課金グレード230と比較する。
制御部36は提供した品質の課金グレード253の値がGrade0、現状の課金グレード230の値がGrade0と値が同一なので、現状の課金が提供品質の課金に見合っていると判断する。この場合、制御部36は課金変更処理56を行わない。
BSで提供した通信品質を計測および保証した通信品質と比較し、提供した通信品質が回復したら課金変更を行う例を説明する。前記実施例の通り、Flow ID2で指定されるフローの実通信品質がQoSレベルL0の品質に劣化していたものとする。ここで、Flow ID2で指定されるフローの実通信品質が、保証される本来の通信品質(QoSレベルL1の品質)に回復したとする。
制御部36は、Step2で平均データレートRAN_Ave_Rate_BS、ピークレートRAN_Peak_Rate_BS、データロスレートRAN_Loss_Rate_BS、遅延時間RAN_Latency_BSを計測する。
制御部36はさらにStep2で測定した通信品質から推定される実際に提供したQoSパラメータを図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2として記録する。RAN QoS parameters 2はRAN QoS parameters 2’と同様のパラメータの構造体200とする。制御部36はRAN QoS parameters 2のRAN_Peak_Rateとして、RAN_Peak_Rate_BSを記録する。制御部36はRAN QoS parameters 2のRAN_Ave_Rateとして、RAN_Ave_Rate_BSを記録する。制御部36はRAN QoS parameters 2のRAN_Latencyとして、RAN_Latency_BSを記録する。制御部36はRAN QoS parameters 2のRAN_Loss_rateとして、RAN_Loss_rate_BSを記録する。制御部36はRAN QoS parameters 2のRAN_Priorityとして、保証したQoSパラメータであるRAN QoS parameters 2’のRAN_Priorityに保持された値RAN_Priority_L1を記録する。
次にBS4の制御部36がFlow ID2で指定されるフローの通信品質の回復を検出する例を説明する。Step3で制御部36は、測定した通信品質と保証した通信品質(G QoS)とを比較する。制御部36は保証したQoSレベル229を参照し、Flow ID2のフローに保証したQoSレベルがL1であることを検知する。制御部36は図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL1の行のパラメータとを比較する。制御部36は通信品質の劣化を検査する。ここで、RAN_Ave_Rate_BS<RAN_Ave_Rate_L1、 RAN_Latency_BS>RAN_Latency_L1、RAN_Loss_rate_BS>RAN_Loss_rate_L1の何れも満たさなかったとする。制御部36はFlow ID2のフローが実際に提供した通信品質が保証した通信品質に対して劣化していないと判断する。実際に提供した通信品質が保証した通信品質(L1)以上の場合も保証した通信品質の課金(Grade1での課金)を行う。
制御部36はStep4で、図8のテーブルに記録された保証したQoSレベルL1の課金グレード253の値と、図30のテーブルに記録されたFlow ID2で指定されるフローの現状の課金グレード230(Accounting Grade)の値とを比較する。
制御部36は提供した品質の課金グレード253の値がGrade1、現状の課金グレード230の値がGrade0と値が異なるので、Step5で課金変更処理58を開始する。このとき制御部36はFlow ID2で指定されるフローの課金グレード230にGrade1を記録し、BS管理テーブルの現状の課金グレードを更新する。
[AAA5での課金の例]
AAA5が各MSのサービスインスタンス(SI)毎に課金する例を説明する。図34にAAA5の記憶部42の管理テーブルの1例を示す。図13に示すメッセージがAAA5のNW IF41に入力される。AAA5の制御部43は図13に示すメッセージに含まれる情報を解析し、図34のテーブルを作成する。MS ID255はMSの識別子である。ここで、課金対象となるMS7の識別子がMS_ID1とする。SR ID256はSIの識別子である。課金対象であるSIの識別子がSR_ID2とする。BS ID257はMS7が接続するBS3の識別子である。ここで、BS3の識別子がBS_ID1とする。Active Time258は有効な接続時間である。ここで、MS7が図9に示す通信を行ったとする。Active Time258には、期間62の有効接続時間Tac1、期間63の有効接続時間Tac2、および期間64の有効接続時間Tac3が記録される。Accounting Grade259は課金のグレードである。制御部43はメッセージに含まれる通信品質の実測値126と記憶部42に記録された通信品質251とを比較し、課金のグレードを算出する。制御部43は、期間62の課金グレードとしてGrade1、期間63の課金グレードとしてGrade 0、および期間64の課金グレードとしてGrade1を259に記録する。
制御部43は課金額としてTac1*F(Grade 1)+ Tac2*F(Grade 0)+ Tac3*F(Grade 1)を計算する。ここでF(x)は課金のグレードxの引数に対する、単位時間辺り課金額の関数である。事業者がAAA5で計算された課金額をMS7のユーザに請求する。
本例はAAA5がメッセージに含まれる通信品質の実測情報から課金グレードを算出する例である。BS4、PCF3、PDSN2は、通信品質そのものではなく、実測した通信品質から算出した課金グレードをメッセージに載せてAAA5に送信しても良い。さらにAAA5はメッセージに含まれる課金グレードを用いて課金を行っても良い。
[PCFでの品質評価方法の例]
PCF3で提供した通信品質を計測し、適用中の課金が提供した通信品質に見合っていなかったら課金変更を行う例を説明する。
ネットワークオペレータは図8に示す情報を予め、BS4の記憶部34、PCF3の記憶部27、PDSN2の記憶部12、AAA5の記憶部42に設定するものとする。或いはMS7がBS4、PCF3、PDSN2に図8のテーブル情報を含む信号を送信してサービスを要求し、BS4、PCF3、PDSN2が夫々の記憶部に図8のテーブル情報を登録しても良い。MS7がBS4、PCF3、PDSN2に希望するQoSパラメータを送ってサービスを要求する例は、非特許文献2に開示されている。
ここで、MS7にSR_ID1の識別子を持つSIとFlow ID1の接続が既に有り、図9の信号51で新規にSR_ID2の識別子を持つSIとFlow ID2の接続を設定したとする。このときSR_ID1のSIはQoS レベルL0、SR_ID2のSIはQoS レベルL1であったとする。信号51の交換後、PCF3のCPU28は記憶部27の図30に示すテーブルに新規フロー(Flow ID2)の情報を設定する。CPU28はFlow ID223にフローの識別子Flow ID2を設定する。CPU28はSR_ID224にFlow ID2のSIの識別子、SR_ID2を設定する。CPU28はこの段階では実際に提供したQoSパラメータを格納するフィールド221の設定を行わない。CPU28は保証したQoSパラメータを格納するフィールド224の設定を行う。CPU28はFlow ID2のフローに保証したQoSパラメータをRAN QoS parameters 2’として228に設定し、RAN QoS parameters 2’の情報長を227のFlow ID2に対応する行に設定する。SR_ID2のSIはQoS レベルL1であるので、RAN QoS parameters 2’として図8に示すテーブルの、QoSレベル250がL1の行のRAN QoS parameter251に示すパラメータを設定する。CPU28はFlow ID2のフローに保証したQoSレベルとしてL1を229のFlow ID2に対応する行に設定する。制御部36はFlow ID2のフローの課金のグレードとしてGrade1を230のFlow ID2に対応する行に設定する。
PCF3でデータレートを計測する例を説明する。A10パケットでPDSN2とPCF3間のユーザ情報の伝送が行われる。PCF3のCPU28は受信したA10パケットの制御情報を参照し、該受信パケットがFlow ID2の情報であることを判断する。CPU28はFlow ID2の受信パケットを一旦記憶部27に蓄積し、A8パケットを組み立てる。PCF3はA8パケットをNW IF21を経由して伝送路に送信する。CPU28はFlow ID2のA8パケットのユーザ情報であって伝送路に送信が完了した情報のバイト数を一定期間カウントする。またCPU28はタイマー29でバイト数をカウントする時間を計測する。CPU28は該バイト数のカウントを該カウントする時間で割って平均データレートRAN_Ave_Rate_PCFを算出する。またCPU28は、タイマー29でバイト数をカウントする期間を十分短く取り、前記同様の手順でデータレートを算出する。該一定期間内でのデータレートの最高値をピークレートRAN_Peak_Rate_PCFとする。
PCF3でデータロスレートを計測する例を説明する。A10パケットでPDSN2とPCF3間のユーザ情報の伝送が行われる。PCF3のCPU28は受信したA10パケットの制御情報を参照し、該受信パケットがFlow ID2の情報であることを検知するとする。CPU28はFlow ID2の受信パケットを一旦記憶部27に蓄積し、A8パケットを組み立てる。PCF3はA8パケットをNW IF21を経由して伝送路に送信する。記憶部27の領域に空きが無くなると、CPU28は記憶部27に蓄積されたFlow ID2の受信パケットを廃棄する。CPU28はFlow ID2の受信パケットのユーザ情報であって廃棄された情報のバイト数および記憶部27に蓄積された情報のバイト数をカウントする。CPU28は廃棄された情報バイト数のカウントを蓄積された情報バイトのカウントで割ってデータロスレートRAN_Loss_Rate_PCFを算出する。
PCF3で遅延時間としてユーザ情報の滞留時間を計測する例を説明する。A10パケットでPDSN2とPCF3間のユーザ情報の伝送が行われる。PCF3のCPU28は受信したA10パケットの制御情報を参照し、該受信パケットがFlow ID2の情報であることを判断する。CPU28はFlow ID2の受信パケットを一旦記憶部27に蓄積し、A8パケットを組み立てる。PCF3はA8パケットをNW IF21を経由して伝送路に送信する。記憶部27は、Flow ID2の受信パケットを記憶部27に蓄積したタイマー29の時刻T1と、該受信パケットのユーザ情報から組み立てたA8パケットをNW IF21に出力した時刻T2を計測する。CPU28はT2からT1を引いてPCF3内での遅延時間RAN_Latency_PCFを算出する。
CPU28は実際に提供したQoSパラメータを図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2として記録する。RAN QoS parameters 2はRAN QoS parameters 2’と同様のパラメータの構造体200とする。CPU28はRAN QoS parameters 2のRAN_Peak_Rateとして、RAN_Peak_Rate_PCFを記録する。CPU28はRAN QoS parameters 2のRAN_Ave_Rateとして、RAN_Ave_Rate_PCFを記録する。CPU28はRAN QoS parameters 2のRAN_Latencyとして、RAN_Latency_PCFを記録する。CPU28はRAN QoS parameters 2のRAN_Loss_rateとして、RAN_Loss_rate_PCFを記録する。CPU28はRAN QoS parameters 2のRAN_Priorityとして、保証したQoSパラメータであるRAN QoS parameters 2’のRAN_Priorityに保持された値RAN_Priority_L1を記録する。
次にPCF3のCPU28がFlow ID2で指定されるフローの通信品質の劣化を検出する例を説明する。CPU28は保証したQoSレベル229を参照し、Flow ID2に保証したQoSレベルがL1であることを検知する。CPU28は図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL1の行のパラメータとを比較する。CPU28はRAN_Ave_Rate_PCF<RAN_Ave_Rate_L1、 RAN_Latency_PCF>RAN_Latency_L1、RAN_Loss_rate_PCF>RAN_Loss_rate_L1の何れかを満たす場合に保証した通信品質に比べて実際に提供した通信品質が劣化していると判断する。
遅延時間の比較においてRAN_Latency_L1のPCFに対する割り当て分とPCFでの遅延時間を比較しても良い。例えばRAN_Latency_L1の30%がBS割り当て分とする。制御部36は、RAN_Latency_PCF>RAN_Latency_L1の代わりにRAN_Latency_PCF>(RAN_Latency_L1 x 0.3)を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。
また例えば、データレートやデータロスレートに余裕を持たせて比較しても良い。例えば、データレートについてRAN_Ave_Rate_PCFに10%の余裕を持たせる。このときCPU28は、(RAN_Ave_Rate_PCF + RAN_Ave_Rate_PCF x 0.1)< RAN_Ave_Rate_L1を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。例えば、データロスレートについてRAN_Loss_rate_PCFに20%の余裕を持たせる。このときCPU28は、(RAN_Loss_rate_PCF - RAN_Loss_rate_PCF x 0.2)< RAN_Loss_rate_L1を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。
また例えば、BS4で測定された通信品質を用いてPCF3で通信品質の比較を行っても良い。例えば、BS4から信号70で送られるRAN_Latency_BSを用いて、(RAN_Latency_BS+ RAN_Latency_PCF) >RAN_Latency_L1を満たす場合に保証した通信品質に比べて実際に提供した通信品質が劣化していると判断しても良い。また例えば、BS4から信号70で送られるRAN_Loss_rate_BSを用いて、(RAN_Loss_rate_BS+RAN_Loss_rate_PCF)>RAN_Loss_rate_L1を満たす場合に保証した通信品質に比べて実際に提供した通信品質が劣化していると判断しても良い。
CPU28が劣化を検出した場合、QoSレベルを1つ下げて再度比較し、実際に提供したQoSレベルを調べる。即ちCPU28は図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL0の行のパラメータとを比較する。ここで、RAN_Ave_Rate_PCF<RAN_Ave_Rate_L0 RAN_Latency_PCF>RAN_Latency_L0、RAN_Loss_rate_PCF>RAN_Loss_rate_L0の何れかを満たさなかったとする。CPU28は実際に提供したQoSレベルがL0と判断する。CPU28は図8のテーブルに記録されたQoSレベルL0の課金グレード253の値と、図30のテーブルに記録されたFlow ID2で指定されるフローの現状の課金グレード230の値とを比較する。CPU28は提供した品質の課金グレード253の値がGrade0で、現状の課金グレード230の値がGrade1と異なるので、課金変更処理56を開始する。CPU28はFlow ID2で指定されるフローの課金グレード230にGrade0を記録する。
PCF3で提供した通信品質を計測および保証した通信品質と比較し、提供した通信品質が回復したら課金変更を行う例を説明する。前記の通り、Flow ID2で指定されるフローの実通信品質がQoSレベルL0の品質に劣化していたものとする。ここで、Flow ID2で指定されるフローの実通信品質が、保証される本来の通信品質(QoSレベルL1の品質)に回復したとする。
CPU28は、平均データレートRAN_Ave_Rate_PCF、ピークレートRAN_Peak_Rate_PCF、データロスレートRAN_Loss_Rate_PCF、遅延時間RAN_Latency_PCFを計測する。
CPU28は実際に提供したQoSパラメータを図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2として記録する。RAN QoS parameters 2はRAN QoS parameters 2’と同様のパラメータの構造体200とする。CPU28はRAN QoS parameters 2のRAN_Peak_Rateとして、RAN_Peak_Rate_PCFを記録する。CPU28はRAN QoS parameters 2のRAN_Ave_Rateとして、RAN_Ave_Rate_PCFを記録する。CPU28はRAN QoS parameters 2のRAN_Latencyとして、RAN_Latency_PCFを記録する。CPU28はRAN QoS parameters 2のRAN_Loss_rateとして、RAN_Loss_rate_PCFを記録する。CPU28はRAN QoS parameters 2のRAN_Priorityとして、保証したQoSパラメータであるRAN QoS parameters 2’のRAN_Priorityに保持された値RAN_Priority_L1を記録する。
次にPCF3のCPU28がFlow ID2で指定されるフローの通信品質の回復を検出する例を説明する。CPU28は保証したQoSレベル229を参照し、Flow ID2のフローに保証したQoSレベルがL1であることを検知する。CPU28は図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL1の行のパラメータとを比較する。CPU28は通信品質の劣化を検査する。ここで、RAN_Ave_Rate_PCF<RAN_Ave_Rate_L1、 RAN_Latency_PCF>RAN_Latency_L1、RAN_Loss_rate_PCF>RAN_Loss_rate_L1の何れも満たさなかったとする。CPU28はFlow ID2のフローが実際に提供した通信品質が保証した通信品質に対して劣化していないと判断する。実際に提供した通信品質が保証した通信品質(L1)以上の場合も保証した通信品質の課金(Grade1での課金)を行う。
CPU28は図8のテーブルに記録された保証したQoSレベルL1の課金グレード253の値と、図30のテーブルに記録されたFlow ID2で指定されるフローの現状の課金グレード230の値とを比較する。
CPU28は提供した品質の課金グレード253の値がGrade1、現状の課金グレード230の値がGrade0と値が異なるので、課金変更処理58を開始する。CPU28はFlow ID2で指定されるフローの課金グレード230にGrade1を記録する。
本例の前提条件と異なるがRAN_Ave_Rate_PCF<RAN_Ave_Rate_L1、 RAN_Latency_PCF>RAN_Latency_L1、RAN_Loss_rate_PCF>RAN_Loss_rate_L1の何かを満たす場合は、制御部36はQoSレベルを1つ下げて再度比較し、実際に提供したQoSレベルを調べる。このとき、CPU28は図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL0の行のパラメータとを比較する。例えばRAN_Ave_Rate_PCF<RAN_Ave_Rate_L0、 RAN_Latency_PCF<RAN_Latency_L0、RAN_Loss_rate_PCF>RAN_Loss_rate_L0の何れかを満たさなかったとする。CPU28は実際に提供したQoSレベルがL0と判断する。CPU28はQoSレベルL0の課金グレード253を参照し、課金グレード230と比較する。
CPU28は提供した品質の課金グレード253の値がGrade0、現状の課金グレード230の値がGrade0と値が同一なので、現状の課金が提供品質の課金に見合っていると判断する。この場合、CPU28は課金変更処理58を行わない。
[PDSNでの品質評価方法の例]
PDSN2で提供した通信品質を計測し、適用中の課金が提供した通信品質に見合っていなかったら課金変更を行う例を説明する。
ネットワークオペレータは図8に示す情報を予め、BS4の記憶部34、PCF3の記憶部27、PDSN2の記憶部12、AAA5の記憶部42に設定するものとする。或いはMS7がBS4、PCF3、PDSN2に図8のテーブル情報を含む信号を送信してサービスを要求し、BS4、PCF3、PDSN2が夫々の記憶部に図8のテーブル情報を登録しても良い。MS7がBS4、PCF3、PDSN2に希望するQoSパラメータを送ってサービスを要求する例は、非特許文献2に開示されている。
ここで、MS7にSR_ID1の識別子を持つSIとFlow ID1の接続が既に有り、図9の信号51で新規にSR_ID2の識別子を持つSIとFlow ID2の接続を設定したとする。このときSR_ID1のSIはQoS レベルL0、SR_ID2のSIはQoS レベルL1であったとする。信号51の交換後、PDSN2の制御部13は記憶部12の図31に示すテーブルに新規フロー(Flow ID2)の情報を設定する。制御部13はFlow ID233にフローの識別子Flow ID2を設定する。制御部13はSR_ID234にFlow ID2のSIの識別子、SR_ID2を設定する。制御部13はこの段階では実際に提供したQoSパラメータを格納するフィールド231の設定を行わない。制御部13は保証したQoSパラメータを格納するフィールド234の設定を行う。制御部13はFlow ID2のフローに保証したQoSパラメータをRAN QoS parameters 2’として238に設定し、RAN QoS parameters 2’の情報長を237のFlow ID2に対応する行に設定する。SR_ID2のSIはQoS レベルL1であるので、RAN QoS parameters 2’として図8に示すテーブルの、QoSレベル250がL1の行のRAN QoS parameter251に示すパラメータを設定する。制御部13はFlow ID2のフローに保証したQoSレベルとしてL1を239のFlow ID2に対応する行に設定する。制御部13はFlow ID2のフローの課金のグレードとしてGrade1を240のFlow ID2に対応する行に設定する。
PDSN2でデータレートを計測する例を説明する。IPパケットでIP NW1とPDSN2間のユーザ情報の伝送が行われる。PDSN2の制御部13は受信したIPパケットの制御情報を参照し、該受信パケットがFlow ID2の情報であることを検知するとする。制御部13はFlow ID2の受信パケットを一旦記憶部12に蓄積し、A10パケットを組み立てる。PDSN2はA10パケットをNW IF11を経由して伝送路に送信する。制御部13はFlow ID2のA10パケットのユーザ情報であって伝送路に送信が完了した情報のバイト数を一定期間カウントする。また制御部13はタイマー15でバイト数をカウントする時間を計測する。制御部13は該バイト数のカウントを該カウントする時間で割って平均データレートRAN_Ave_Rate_PDSNを算出する。また制御部13は、タイマー15でバイト数をカウントする期間を十分短く取り、前記同様の手順でデータレートを算出する。該一定期間内でのデータレートの最高値をピークレートRAN_Peak_Rate_PDSNとする。
PDSN2でデータロスレートを計測する例を説明する。IPパケットでIP NW1とPDSN2間のユーザ情報の伝送が行われる。PDSN2の制御部13は受信したIPパケットの制御情報を参照し、該受信パケットがFlow ID2の情報であることを検知するとする。制御部13はFlow ID2の受信パケットを一旦記憶部12に蓄積し、A10パケットを組み立てる。PDSN2はA10パケットをNW IF11を経由して伝送路に送信する。記憶部12の領域に空きが無くなると、制御部13は記憶部12に蓄積されたFlow ID2の受信パケットを廃棄する。制御部13はFlow ID2の受信パケットのユーザ情報であって廃棄された情報のバイト数および記憶部12に蓄積された情報のバイト数をカウントする。制御部13は廃棄された情報バイト数のカウントを蓄積された情報バイトのカウントで割ってデータロスレートRAN_Loss_Rate_PDSNを算出する。
PDSN2で遅延時間としてユーザ情報の滞留時間を計測する例を説明する。IPパケットでIP NW1とPDSN2間のユーザ情報の伝送が行われる。PDSN2の制御部13は受信したIPパケットの制御情報を参照し、該受信パケットがFlow ID2の情報であることを検知するとする。制御部13はFlow ID2の受信パケットを一旦記憶部12に蓄積し、A10パケットを組み立てる。PDSN2はA10パケットをNW IF11を経由して伝送路に送信する。記憶部13は、Flow ID2の受信パケットを記憶部13に蓄積したタイマー15の時刻T1と、該受信パケットのユーザ情報から組み立てたA10パケットをNW IF11に出力した時刻T2を計測する。制御部13はT2からT1を引いてPDSN2内での遅延時間RAN_Latency_PDSNを算出する。
制御部13は実際に提供したQoSパラメータを図31に示すテーブルのRAN QoS parameters 2として記録する。RAN QoS parameters 2はRAN QoS parameters 2’と同様のパラメータの構造体200とする。制御部13はRAN QoS parameters 2のRAN_Peak_Rateとして、RAN_Peak_Rate_PDSNを記録する。制御部13はRAN QoS parameters 2のRAN_Ave_Rateとして、RAN_Ave_Rate_PDSNを記録する。制御部13はRAN QoS parameters 2のRAN_Latencyとして、RAN_Latency_PDSNを記録する。制御部13はRAN QoS parameters 2のRAN_Loss_rateとして、RAN_Loss_rate_PDSNを記録する。制御部13はRAN QoS parameters 2のRAN_Priorityとして、保証したQoSパラメータであるRAN QoS parameters 2’のRAN_Priorityに保持された値RAN_Priority_L1を記録する。
次にPDSN2の制御部13がFlow ID2で指定されるフローの通信品質の劣化を検出する例を説明する。制御部13は保証したQoSレベル239を参照し、Flow ID2に保証したQoSレベルがL1であることを検知する。制御部13は図31に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL1の行のパラメータとを比較する。制御部13はRAN_Ave_Rate_PDSN<RAN_Ave_Rate_L1、 RAN_Latency_PDSN>RAN_Latency_L1、RAN_Loss_rate_PDSN>RAN_Loss_rate_L1の何れかを満たす場合に保証した通信品質に比べて実際に提供した通信品質が劣化していると判断する。
遅延時間の比較においてRAN_Latency_L1のPDSNに対する割り当て分とPDSNでの遅延時間を比較しても良い。例えばRAN_Latency_L1の20%がPDSN割り当て分とする。制御部36は、RAN_Latency_PDSN>RAN_Latency_L1の代わりにRAN_Latency_PDSN>(RAN_Latency_L1 x 0.2)を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。
また例えば、データレートやデータロスレートに余裕を持たせて比較しても良い。例えば、データレートについてRAN_Ave_Rate_PDSNに25%の余裕を持たせる。このとき制御部13は、(RAN_Ave_Rate_PDSN + RAN_Ave_Rate_PDSN x 0.25)< RAN_Ave_Rate_L1を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。例えば、データロスレートについてRAN_Loss_rate_PDSNに15%の余裕を持たせる。このとき制御部13は、(RAN_Loss_rate_PDSN - RAN_Loss_rate_PDSN x 0.15)< RAN_Loss_rate_L1を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。
また例えば、BS4およびPCF3で測定された通信品質を用いてPDSN2で通信品質の比較を行っても良い。例えば、PCF3から信号74で送られるRAN_Latency_PCFを用いて、(RAN_Latency_PCF+ RAN_Latency_PDSN) >RAN_Latency_L1を満たす場合に保証した通信品質に比べて実際に提供した通信品質が劣化していると判断しても良い。また例えば、PCF3から信号74で送られるRAN_Loss_rate_PCFを用いて、(RAN_Loss_rate_PCF+RAN_Loss_rate_PDSN)>RAN_Loss_rate_L1を満たす場合に保証した通信品質に比べて実際に提供した通信品質が劣化していると判断しても良い。
制御部13が劣化を検出した場合、QoSレベルを1つ下げて再度比較し、実際に提供したQoSレベルを調べる。即ち制御部13は図31に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL0の行のパラメータとを比較する。ここで、RAN_Ave_Rate_PDSN<RAN_Ave_Rate_L0 RAN_Latency_PDSN>RAN_Latency_L0、RAN_Loss_rate_PDSN>RAN_Loss_rate_L0の何れかを満たさなかったとする。制御部13は実際に提供したQoSレベルがL0と判断する。制御部13は図8のテーブルに記録されたQoSレベルL0の課金グレード253の値と、図31のテーブルに記録されたFlow ID2で指定されるフローの現状の課金グレード240の値とを比較する。制御部13は提供した品質の課金グレード253の値がGrade0で、現状の課金グレード240の値がGrade1と異なるので、課金変更処理56を開始する。制御部13はFlow ID2で指定されるフローの課金グレード240にGrade0を記録する。
PDSN2で提供した通信品質を計測および保証した通信品質と比較し、提供した通信品質が回復したら課金変更を行う例を説明する。前記の通り、Flow ID2で指定されるフローの実通信品質がQoSレベルL0の品質に劣化していたものとする。ここで、Flow ID2で指定されるフローの実通信品質が、保証される本来の通信品質(QoSレベルL1の品質)に回復したとする。
制御部13は、平均データレートRAN_Ave_Rate_PDSN、ピークレートRAN_Peak_Rate_PDSN、データロスレートRAN_Loss_Rate_PDSN、遅延時間RAN_Latency_PDSNを計測する。
制御部13は実際に提供したQoSパラメータを図31に示すテーブルのRAN QoS parameters 2として記録する。RAN QoS parameters 2はRAN QoS parameters 2’と同様のパラメータの構造体200とする。制御部13はRAN QoS parameters 2のRAN_Peak_Rateとして、RAN_Peak_Rate_PDSNを記録する。制御部13はRAN QoS parameters 2のRAN_Ave_Rateとして、RAN_Ave_Rate_PDSNを記録する。制御部13はRAN QoS parameters 2のRAN_Latencyとして、RAN_Latency_PDSNを記録する。制御部13はRAN QoS parameters 2のRAN_Loss_rateとして、RAN_Loss_rate_PDSNを記録する。制御部13はRAN QoS parameters 2のRAN_Priorityとして、保証したQoSパラメータであるRAN QoS parameters 2’のRAN_Priorityに保持された値RAN_Priority_L1を記録する。
次にPDSN2の制御部13がFlow ID2で指定されるフローの通信品質の回復を検出する例を説明する。制御部13は保証したQoSレベル239を参照し、Flow ID2のフローに保証したQoSレベルがL1であることを検知する。制御部13は図31に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL1の行のパラメータとを比較する。制御部13は通信品質の劣化を検査する。ここで、RAN_Ave_Rate_PDSN<RAN_Ave_Rate_L1、 RAN_Latency_PDSN>RAN_Latency_L1、RAN_Loss_rate_PDSN>RAN_Loss_rate_L1の何れも満たさなかったとする。制御部13はFlow ID2のフローが実際に提供した通信品質が保証した通信品質に対して劣化していないと判断する。実際に提供した通信品質が保証した通信品質(L1)以上の場合も保証した通信品質の課金(Grade1での課金)を行う。
制御部13は図8のテーブルに記録された保証したQoSレベルL1の課金グレード253の値と、図31のテーブルに記録されたFlow ID2で指定されるフローの現状の課金グレード240の値とを比較する。
制御部13は提供した品質の課金グレード253の値がGrade1、現状の課金グレード240の値がGrade0と値が異なるので、課金変更処理58を開始する。制御部13はFlow ID2で指定されるフローの課金グレード240にGrade1を記録する。
本例の前提条件と異なるがRAN_Ave_Rate_PDSN<RAN_Ave_Rate_L1、 RAN_Latency_PDSN>RAN_Latency_L1、RAN_Loss_rate_PDSN>RAN_Loss_rate_L1の何かを満たす場合は、制御部13はQoSレベルを1つ下げて再度比較し、実際に提供したQoSレベルを調べる。このとき、制御部13は図31に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL0の行のパラメータとを比較する。例えばRAN_Ave_Rate_PDSN<RAN_Ave_Rate_L0、 RAN_Latency_PDSN<RAN_Latency_L0、RAN_Loss_rate_PDSN>RAN_Loss_rate_L0の何れかを満たさなかったとする。制御部13は実際に提供したQoSレベルがL0と判断する。制御部13はQoSレベルL0の課金グレード253を参照し、課金グレード240と比較する。
制御部13は提供した品質の課金グレード253の値がGrade0、現状の課金グレード240の値がGrade0と値が同一なので、現状の課金が提供品質の課金に見合っていると判断する。この場合、制御部13は課金変更処理58を行わない。
[BSでの品質評価方法の例(平均値)]
BS4で通信品質の平均値を監視し、通信品質の平均値が要求される通信品質を満たせない場合に課金変更を行う例を図35に示す。
信号51でMS7の要求するQoSパラメータのフローの設定が行われる。信号51は複数の信号からなり、交換手順は例えばX.P0011-004-D v0.4のAnnex Fのコールフローに従う。信号51の交換後、MS7、BS4、PCF3、PDSN2は各フローに対してMS7が要求したQoSパラメータと保証したQoSパラメータのテーブルを保持する。ここで、MS7がQoSレベルL1のフローを要求し、要求が通ってFlow ID2の識別子を持つQoSレベル1のフローが設定されたとする。信号52でPDSN2がAAA5に課金開始要求のメッセージを送信する。AAA5は52に含まれるQoSパラメータを参照し、課金を開始する。
AAA5は保証しているQoSレベルがL1なので、接続時間に比例してグレード1の課金を始める。AAA5は信号53で信号52に対する応答メッセージをPDSN2に送信する。ステップ54でユーザーデータの送受信が行われる期間にBS4、PCF3、PDSN2の少なくとも何れか1つが通信品質の監視を行い、通信品質の平均値を計算する。ここで、BS4がステップ54でユーザーデータの送受信が行われる期間に通信品質の平均値を計算する。
BS4は信号70.71、72、73、74、75、76、77の交換で実通信品質の平均値をAAA5に伝える。AAA5は実通信品質の平均値に基づいて課金を行う。本例は、保証したQoSレベルがL1のフローであっても、実通信品質の平均値に基づいてGrade0の課金レベルで課金を行う場合を説明する。
信号61でFlow ID2で指定されるフローの解除が行われる。信号61は複数の信号からなり、交換手順は例えばX.P0011-004-D v0.4のAnnex Fのコールフローに従う。
BS4の制御部36はステップ54のデータ送受信期間における、平均データレートRAN_Ave_Rate_BS、データロスレートRAN_Loss_Rate_BS、遅延時間RAN_Latency_BSの平均値を計測する。制御部36は通信品質の平均値を図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2として記録する。RAN QoS parameters 2はRAN QoS parameters 2’と同様のパラメータの構造体200とする。制御部36はRAN QoS parameters 2のRAN_Ave_Rateとして、RAN_Ave_Rate_BSの平均値を記録する。制御部36はRAN QoS parameters 2のRAN_Latencyとして、RAN_Latency_BSの平均値を記録する。制御部36はRAN QoS parameters 2のRAN_Loss_rateとして、RAN_Loss_rate_BSの平均値を記録する。
制御部36は保証したQoSレベル229を参照し、Flow ID2に保証したQoSレベルがL1であることを判断する。制御部36は図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL1の行のパラメータとを比較する。制御部36はRAN_Ave_Rate<RAN_Ave_Rate_L1、 RAN_Latency>RAN_Latency_L1、RAN_Loss_rate>RAN_Loss_rate_L1の何れかを満たす場合に保証した通信品質に比べて実際に提供した通信品質が劣化していると判断する。
遅延時間の比較においてRAN_Latency_L1のBSに対する割り当て分とBSでの遅延時間を比較しても良い。例えばRAN_Latency_L1の10%がBSに対する割り当て分とする。制御部36は、RAN_Latency>RAN_Latency_L1の代わりにRAN_Latency>(RAN_Latency_L1 x 0.1)を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。
また例えば、データレートやデータロスレートに余裕を持たせて比較しても良い。例えば、データレートについてRAN_Ave_Rateに10%の余裕を持たせる。このとき制御部36は、(RAN_Ave_Rate + RAN_Ave_Rate x 0.1)< RAN_Ave_Rate_L1を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。例えば、データロスレートについてRAN_Loss_rateに10%の余裕を持たせる。このとき制御部36は、(RAN_Loss_rate - RAN_Loss_rate x 0.1)< RAN_Loss_rate_L1を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。
制御部36が劣化を検出した場合、QoSレベルを1つ下げて再度比較し、実際に提供したQoSレベルを調べる。即ち制御部36は図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL0の行のパラメータとを比較する。ここで、RAN_Ave_Rate<RAN_Ave_Rate_L0、RAN_Latency>RAN_Latency_L0、RAN_Loss_rate>RAN_Loss_rate_L0の何れかを満たさなかったとする。制御部36は実際に提供したQoSレベルがL0と判断する。制御部36は図8のテーブルに記録されたQoSレベルL0の課金グレード253の値と、図30のテーブルに記録されたFlow ID2で指定されるフローの現状の課金グレード230の値とを比較する。制御部36は提供した品質の課金グレード253の値がGrade0、現状の課金グレード230の値がGrade1と異なるので、課金変更処理を開始する。制御部36はFlow ID2で指定されるフローの課金グレード230にGrade0を記録する。
BS4は実通信品質の情報175を含む信号70をPCF3に送る。制御部36は図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2を情報175として設定する。PCF3は信号70に対する応答71をBS4に送る。PCF3はQoSパラメータが変更されたことを示す信号72をPDSN2に送信する。PDSN2は信号72に対する応答73をPCF3に送信する。PCF3は信号70に含まれる実通信品質の情報175を信号74の168にコピーする。あるいは、PCF3は信号70に含まれる実通信品質の情報175にPCF3で測定された通信品質の情報を加えて信号74の168に設定しても良い。ここで、例えばPCF3は、情報175に含まれるBS4で測定された遅延時間に、PCF3で測定された遅延時間を加えて168に設定する。また例えば、PCF3は、情報175に含まれるBS4で測定されたデータロスレートに、PCF3で測定されたデータロスレートを加えて168に設定する。PCF3は信号74をPDSN2に送信する。PDSN2は信号76で、従来の課金の停止を要求するメッセージをAAA5に送信する。AAA5は信号76に対する応答77をPDSN2に送信する。PDSN2は信号74に含まれる実通信品質の情報168を信号76の126にコピーする。あるいは、PDSN2は信号74に含まれる実通信品質の情報168にPDSN2で測定された通信品質の情報を加えて信号76の126に設定しても良い。ここで、例えばPDSN2は、情報168に含まれる遅延時間に、PDSN2で測定された遅延時間を加えて126に設定する。また例えば、PDSN2は、情報168に含まれるデータロスレートに、PDSN2で測定されたデータロスレートを加えて126に設定する。AAA5は信号76の実通信品質の情報168に基づいた課金を行う。
信号76で図13に示すメッセージがAAA5のNW IF41に入力される。AAA5の制御部43は図13に示すメッセージに含まれる情報を解析し、図36に示すテーブルを作成する。MS ID255はMSの識別子である。ここで、課金対象となるMS7の識別子がMS_ID1とする。SR ID256はSIの識別子である。課金対象であるSIの識別子がSR_ID2とする。BS ID257はMS7が接続するBS3の識別子である。ここで、BS3の識別子がBS_ID1とする。Active Time258は有効な接続時間である。ここで、MS7が図35に示す通信を行ったとする。Active Time258には、期間261の有効接続時間Tac4が記録される。Accounting Grade259は実通信品質から算出した課金のグレードである。制御部43はメッセージに含まれる通信品質の実測値126と記憶部42に記録された通信品質251とを比較し、課金のグレードを算出する。制御部43は、期間261の課金グレードとしてGrade 0を259に記録する。
制御部43は実通信品質から算出した課金のグレード259を用いて課金を行う。制御部43は課金額としてTac4*F(Grade 0)を計算する。ここでF(x)は課金のグレードxの引数に対する、単位時間辺り課金額の関数である。事業者がAAA5で計算された課金額をMS7のユーザに請求する。
[PCFでの品質評価方法の例(平均値)]
PCF3で通信品質の平均値を監視し、通信品質の平均値が要求される通信品質を満たせない場合に課金変更を行う例を図37に示す。
信号51でMS7の要求するQoSパラメータのフローの設定が行われる。信号51は複数の信号からなり、交換手順は例えばX.P0011-004-D v0.4のAnnex Fのコールフローに従う。信号51の交換後、MS7、BS4、PCF3、PDSN2は各フローに対してMS7が要求したQoSパラメータと保証したQoSパラメータのテーブルを保持する。ここで、MS7がQoSレベルL1のフローを要求し、要求が通ってFlow ID2の識別子を持つQoSレベル1のフローが設定されたとする。信号52でPDSN2がAAA5に課金開始要求のメッセージを送信する。AAA5は52に含まれるQoSパラメータを参照し、課金を開始する。
AAA5は保証しているQoSレベルがL1なので、接続時間に比例してグレード1の課金を始める。AAA5は信号53で信号52に対する応答メッセージをPDSN2に送信する。ステップ54でユーザーデータの送受信が行われる期間にBS4、PCF3、PDSN2の少なくとも何れか1つが通信品質の監視を行い、通信品質の平均値を計算する。ここで、PCF3が信号54でユーザーデータの送受信が行われる期間に通信品質の平均値を計算する。
PCF3は信号72、73、74、75、76、77の交換で実通信品質の平均値をAAA5に伝える。AAA5は実通信品質の平均値に基づいて課金を行う。本例は、保証したQoSレベルがL1のフローであっても、実通信品質の平均値に基づいてGrade0の課金レベルで課金を行う場合を説明する。
信号61でFlow ID2で指定されるフローの解除が行われる。信号61は複数の信号からなり、交換手順は例えばX.P0011-004-D v0.4のAnnex Fのコールフローに従う。
PCF3のCPU28は信号54のデータ送受信期間における、平均データレートRAN_Ave_Rate_PCF、データロスレートRAN_Loss_Rate_PCF、遅延時間RAN_Latency_PCFの平均値を計測する。CPU28は通信品質の平均値を図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2として記録する。RAN QoS parameters 2はRAN QoS parameters 2’と同様のパラメータの構造体200とする。CPU28はRAN QoS parameters 2のRAN_Ave_Rateとして、RAN_Ave_Rate_PCFの平均値を記録する。CPU28はRAN QoS parameters 2のRAN_Latencyとして、RAN_Latency_PCFの平均値を記録する。CPU28はRAN QoS parameters 2のRAN_Loss_rateとして、RAN_Loss_rate_PCFの平均値を記録する。
CPU28は保証したQoSレベル229を参照し、Flow ID2に保証したQoSレベルがL1であると判断する。制御部36は図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL1の行のパラメータとを比較する。制御部36はRAN_Ave_Rate<RAN_Ave_Rate_L1、 RAN_Latency>RAN_Latency_L1、RAN_Loss_rate>RAN_Loss_rate_L1の何れかを満たす場合に保証した通信品質に比べて実際に提供した通信品質が劣化していると判断する。
遅延時間の比較においてRAN_Latency_L1のPCFに対する割り当て分とPCFでの遅延時間を比較しても良い。例えばRAN_Latency_L1の10%がPCFに対する割り当て分とする。CPU28は、RAN_Latency>RAN_Latency_L1の代わりにRAN_Latency>(RAN_Latency_L1 x 0.1)を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。
また例えば、データレートやデータロスレートに余裕を持たせて比較しても良い。例えば、データレートについてRAN_Ave_Rateに10%の余裕を持たせる。このときCPU28は、(RAN_Ave_Rate + RAN_Ave_Rate x 0.1)< RAN_Ave_Rate_L1を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。例えば、データロスレートについてRAN_Loss_rateに10%の余裕を持たせる。このときCPU28は、(RAN_Loss_rate - RAN_Loss_rate x 0.1)< RAN_Loss_rate_L1を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。
CPU28が劣化を検出した場合、QoSレベルを1つ下げて再度比較し、実際に提供したQoSレベルを調べる。即ちCPU28は図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL0の行のパラメータとを比較する。ここで、RAN_Ave_Rate<RAN_Ave_Rate_L0、RAN_Latency>RAN_Latency_L0、RAN_Loss_rate>RAN_Loss_rate_L0の何れかを満たさなかったとする。CPU28は実際に提供したQoSレベルがL0と判断する。CPU28は図8のテーブルに記録されたQoSレベルL0の課金グレード253の値と、図30のテーブルに記録されたFlow ID2で指定されるフローの現状の課金グレード230の値とを比較する。CPU28は提供した品質の課金グレード253の値がGrade0、現状の課金グレード230の値がGrade1と異なるので、課金変更処理を開始する。CPU28はFlow ID2で指定されるフローの課金グレード230にGrade0を記録する。
PCF3はQoSパラメータが変更されたことを示す信号72をPDSN2に送信する。PDSN2は信号72に対する応答73をPCF3に送信する。PCF3は実通信品質の情報168を含む信号74をPDSN2に送信する。CPU28は図30に示すテーブルのRAN QoS parameters 2を情報168として設定する。PDSN2は信号76で、従来の課金の停止を要求するメッセージをAAA5に送信する。AAA5は信号76に対する応答77をPDSN2に送信する。PDSN2は信号74に含まれる実通信品質の情報168を信号76の126にコピーする。あるいは、PDSN2は信号74に含まれる実通信品質の情報168にPDSN2で測定された通信品質の情報を加えて信号76の126に設定しても良い。ここで、例えばPDSN2は、情報168に含まれる遅延時間に、PDSN2で測定された遅延時間を加えて126に設定する。また例えば、PDSN2は、情報168に含まれるデータロスレートに、PDSN2で測定されたデータロスレートを加えて126に設定する。AAA5は信号76の実通信品質の情報168に基づいた課金を行う。
信号76により図13に示すメッセージがAAA5のNW IF41に入力される。AAA5の制御部43は図13に示すメッセージに含まれる情報を解析し、図36に示すテーブルを作成する。MS ID255はMSの識別子である。ここで、課金対象となるMS7の識別子がMS_ID1とする。SR ID256はSIの識別子である。課金対象であるSIの識別子がSR_ID2とする。BS ID257はMS7が接続するBS3の識別子である。ここで、BS3の識別子がBS_ID1とする。Active Time258は有効な接続時間である。ここで、MS7が図35に示す通信を行ったとする。Active Time258には、期間262の有効接続時間Tac5が記録される。Accounting Grade259は実通信品質から算出した課金のグレードである。制御部43はメッセージに含まれる通信品質の実測値126と記憶部42に記録された通信品質251とを比較し、課金のグレードを算出する。制御部43は、期間262の課金グレードとしてGrade 0を259に記録する。
制御部43は実通信品質から算出した課金のグレード259を用いて課金を行う。制御部43は課金額としてTac5*F(Grade 0)を計算する。ここでF(x)は課金のグレードxの引数に対する、単位時間辺り課金額の関数である。事業者がAAA5で計算された課金額をMS7のユーザに請求する。
[PDSNでの品質評価方法の例(平均値)]
PDSN2で通信品質の平均値を監視し、通信品質の平均値が要求される通信品質を満たせない場合に課金変更を行う例を図38に示す。
信号51でMS7の要求するQoSパラメータのフローの設定が行われる。信号51は複数の信号からなり、交換手順は例えばX.P0011-004-D v0.4のAnnex Fのコールフローに従う。信号51の交換後、MS7、BS4、PCF3、PDSN2は各フローに対してMS7が要求したQoSパラメータと保証したQoSパラメータのテーブルを保持する。ここで、MS7がQoSレベルL1のフローを要求し、要求が通ってFlow ID2の識別子を持つQoSレベル1のフローが設定されたとする。信号52でPDSN2がAAA5に課金開始要求のメッセージを送信する。AAA5は52に含まれるQoSパラメータを参照し、課金を開始する。
AAA5は保証しているQoSレベルがL1なので、接続時間に比例してグレード1の課金を始める。AAA5は信号53で信号52に対する応答メッセージをPDSN2に送信する。ステップ54でユーザーデータの送受信が行われる期間にBS4、PCF3、PDSN2の少なくとも何れか1つが通信品質の監視を行い、通信品質の平均値を計算する。ここで、PDSN2が信号54でユーザーデータの送受信が行われる期間に通信品質の平均値を計算する。
PDSN2は信号76、77の交換で実通信品質の平均値をAAA5に伝える。AAA5は実通信品質の平均値に基づいて課金を行う。本例は、保証したQoSレベルがL1のフローであっても、実通信品質の平均値に基づいてGrade0の課金レベルで課金を行う場合を説明する。
信号61でFlow ID2で指定されるフローの解除が行われる。信号61は複数の信号からなり、交換手順は例えばX.P0011-004-D v0.4のAnnex Fのコールフローに従う。
PDSN2の制御部13は信号54のデータ送受信期間における、平均データレートRAN_Ave_Rate_PDSN、データロスレートRAN_Loss_Rate_PDSN、遅延時間RAN_Latency_PDSNの平均値を計測する。CPU28は通信品質の平均値を図31に示すテーブルのRAN QoS parameters 2として記録する。RAN QoS parameters 2はRAN QoS parameters 2’と同様のパラメータの構造体200とする。制御部13はRAN QoS parameters 2のRAN_Ave_Rateとして、RAN_Ave_Rate_PDSNの平均値を記録する。制御部13はRAN QoS parameters 2のRAN_Latencyとして、RAN_Latency_PDSNの平均値を記録する。制御部13はRAN QoS parameters 2のRAN_Loss_rateとして、RAN_Loss_rate_PDSNの平均値を記録する。
制御部13は保証したQoSレベル239を参照し、Flow ID2に保証したQoSレベルがL1であると判断する。制御部13は図31に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL1の行のパラメータとを比較する。制御部13はRAN_Ave_Rate<RAN_Ave_Rate_L1、 RAN_Latency>RAN_Latency_L1、RAN_Loss_rate>RAN_Loss_rate_L1の何れかを満たす場合に保証した通信品質に比べて実際に提供した通信品質が劣化していると判断する。
遅延時間の比較においてRAN_Latency_L1のPDSNに対する割り当て分とPDSNでの遅延時間を比較しても良い。例えばRAN_Latency_L1の10%がPDSNに対する割り当て分とする。CPU28は、RAN_Latency>RAN_Latency_L1の代わりにRAN_Latency>(RAN_Latency_L1 x 0.1)を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。
また例えば、データレートやデータロスレートに余裕を持たせて比較しても良い。例えば、データレートについてRAN_Ave_Rateに10%の余裕を持たせる。このとき制御部13は、(RAN_Ave_Rate + RAN_Ave_Rate x 0.1)< RAN_Ave_Rate_L1を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。例えば、データロスレートについてRAN_Loss_rateに10%の余裕を持たせる。このとき制御部13は、(RAN_Loss_rate - RAN_Loss_rate x 0.1)< RAN_Loss_rate_L1を満たした場合に実通信品質が劣化していると判断する。
制御部13が劣化を検出した場合、QoSレベルを1つ下げて再度比較し、実際に提供したQoSレベルを調べる。即ち制御部13は図31に示すテーブルのRAN QoS parameters 2と図8に示すRAN QoS parameter251のL0の行のパラメータとを比較する。ここで、RAN_Ave_Rate<RAN_Ave_Rate_L0、RAN_Latency>RAN_Latency_L0、RAN_Loss_rate>RAN_Loss_rate_L0の何れかを満たさなかったとする。制御部13は実際に提供したQoSレベルがL0と判断する。制御部13は図8のテーブルに記録されたQoSレベルL0の課金グレード253の値と、図31のテーブルに記録されたFlow ID2で指定されるフローの現状の課金グレード240の値とを比較する。制御部13は提供した品質の課金グレード253の値がGrade0、現状の課金グレード240の値がGrade1と異なるので、課金変更処理を開始する。制御部13はFlow ID2で指定されるフローの課金グレード240にGrade0を記録する。
PDSN2は信号76で、実通信品質の情報126を含み従来の課金の停止を要求するメッセージをAAA5に送信する。AAA5は信号76に対する応答77をPDSN2に送信する。制御部13は、図31に示すテーブルのRAN QoS parameters 2を情報126に設定する。AAA5は信号76の実通信品質の情報168に基づいた課金を行う。
信号76により図13に示すメッセージがAAA5のNW IF41に入力される。AAA5の制御部43は図13に示すメッセージに含まれる情報を解析し、図36に示すテーブルを作成する。MS ID255はMSの識別子である。ここで、課金対象となるMS7の識別子がMS_ID1とする。SR ID256はSIの識別子である。課金対象であるSIの識別子がSR_ID2とする。BS ID257はMS7が接続するBS3の識別子である。ここで、BS3の識別子がBS_ID1とする。Active Time258は有効な接続時間である。ここで、MS7が図35に示す通信を行ったとする。Active Time258には、期間263の有効接続時間Tac6が記録される。Accounting Grade259は実通信品質から算出した課金のグレードである。制御部43はメッセージに含まれる通信品質の実測値126と記憶部42に記録された通信品質251とを比較し、課金のグレードを算出する。制御部43は、期間263の課金グレードとしてGrade 0を259に記録する。
制御部43は実通信品質から算出した課金のグレード259を用いて課金を行う。制御部43は課金額としてTac6*F(Grade 0)を計算する。ここでF(x)は課金のグレードxの引数に対する、単位時間辺り課金額の関数である。事業者がAAA5で計算された課金額をMS7のユーザに請求する。
本例はAAA5がメッセージに含まれる通信品質の実測情報から課金グレードを算出する例である。BS4、PCF3、PDSN2は、通信品質そのものではなく、実測した通信品質から算出した課金グレードをメッセージに載せてAAA5に送信しても良い。さらにAAA5はメッセージに含まれる課金グレードを用いて課金を行っても良い。
従来の無線システム構成の1例。 従来の無線システムにおける情報の流れの1例。 本発明のPDSNの1例。 本発明のPCFの1例。 本発明のトラヒック制御部の1例。 本発明のBSの1例。 本発明のAAAの1例。 本発明のQoSレベルと課金の設定テーブルの1例。 本発明の課金処理のコールフローの1例。 本発明の課金処理のコールフローの1例。 本発明の課金処理のコールフローの1例。 本発明の課金処理のコールフローの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のBSおよびPCFの管理テーブルの1例。 本発明のPDSNの管理テーブルの1例。 本発明のPDSNの管理テーブルの1例。 本発明のMSおよびPDSNの管理テーブルの1例。 本発明のAAAの管理テーブルの1例。 本発明の課金処理のコールフローの1例。 本発明のAAAの管理テーブルの1例。 本発明の課金処理のコールフローの1例。 本発明の課金処理のコールフローの1例。 本発明の課金変更処理のアルゴリズムの1例。 本発明の課金変更処理のアルゴリズムの1例。 本発明の課金変更処理のコールフローの1例。 本発明の課金変更処理のコールフローの1例。 本発明の課金変更処理のコールフローの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のメッセージフォーマットの1例。 本発明のCIR対応テーブルの1例。 本発明のRRI対応テーブルの1例。
符号の説明
1:IPネットワーク、2:PDSN、3:PCF、4:BS、5:AAA、6:RAN、7、8:MS、9:コレスポンデント・ノード、
250:フロー、251、255:PPPセッション、252:R-Pセッション、253:R-Pコネクション、254:サービスインスタンス、
11、16:ネットワークインタフェース、12:記憶部、13、14:ユーザーインタフェース、15:タイマー、
21、26:ネットワークインタフェース、22、25:スイッチ、23:制御部、24:トラヒック制御部、27:記憶部27、28:CPU、29:タイマー、
30:ネットワークインタフェース、31:BB、32:IF、33: RF、38:アンテナ、36:制御部、35:記憶部、37:タイマー、
14:ネットワークインタフェース、42:記憶部、43:制御部、44:ユーザーインタフェース、55:タイマー、
250:QoSレベル、251:RAN QoSパラメータ、252:IP QoSパラメータ、253:課金のグレード。51、52、53、59、60、61:信号、55、56、57、58:ステップ。70、71、72、73、74、75、76、77、78、79:信号、
101:コード、202:ID、103:情報長、104、106:認証情報、105、111:アトリビュート、110:Acct-Status-Type、107:情報の種類を表す符号、108:情報長、109:サービスの開始か終了かを表す符号、
120:MSの識別子、121:BSの識別子、122:SIの識別子、123:有効な接続時間、125:保証したRAN QoSパラメータ、126:提供したRAN QoSパラメータ、124:制御情報。112、115:情報の種類を表す符号、113、116:情報長、114:ベンダの識別子、117:アトリビュート、
151、171:メッセージの種類を表す符号、152、159:制御情報、153: CVSEの種類を表す符号、154:情報長、155:ベンダの識別子、157:アプリケーションデータ、158:信号72、74を受け付けたことを表す符合、
161:情報の種類を表す符合、162、178:サービスインスタンスの識別子、163:シーケンス番号、164:接続時間、165:BSの識別子、166:ユーザ毎の通信サービスの優先度、167:保証したRAN QoSパラメータ、168:提供したRAN QoSパラメータ、
172:呼接続の識別子、173:MSの識別子、174:保証したQoSパラメータ、175:提供したQoSパラメータ、176:課金情報の変更を表す符号、201、205、211、215:フローの識別子、202、206、212、216:情報長、203、213:RAN QoSパラメータ、207、217:IP QoSパラメータ、223、233、243、251:フローの識別子、224、234、244、252:サービスインスタンスの識別子、221、231:提供したRAN QoSパラメータ、225、227、235、245、247:情報長、226、228、236:RAN QoSパラメータ、232:保証したRAN QoSパラメータ、237:情報長、238:RAN QoSパラメータ、222、229、239、249:QoSレベル、230、240、250:課金レベル、253:BSの識別子、254:MSの識別子。255:MSの識別子、256:サービスインスタンスの識別子。257:BSの識別子:258:有効な接続時間、62、63、64、261、262、263:期間、259:課金のグレード。

Claims (10)

  1. 無線移動局と通信を行う無線基地局と、該無線基地局とRANプロトコルにより通信を行うパケット制御装置と、該パケット制御装置とRANプロトコルにより通信を行うノード装置と、該ノード装置にネットワークを介して接続される該課金サーバとを備え、
    該無線移動局に対して課金を行う無線通信システムであって、
    前記RANプロトコルにより通信を行う前記無線基地局とパケット制御装置とノード装置の少なくとも何れかは、
    無線移動局と、前記無線移動局に対応づけられた課金グレードに対応する通信条件に基づく通信を行うための接続を行い、
    前記RANプロトコルに基づいて無線移動局に供給される通信品質を測定し、
    前記測定された通信品質と、該測定された通信品質がその時点における課金グレードに対応付けられた前記通信条件とを比較し、
    前記比較結果、前記通信品質が前記通信条件を満たしていない場合は、前記課金サーバに前記測定された通信品質を通知し、
    課金サーバは、前記通知された通信品質を用いて、前記課金グレードを変更し、前記変更された課金グレードに基づいて課金処理を行うことを特徴とする無線通信システム。
  2. 請求項1記載の無線通信システムであって、
    前記RANプロトコルにより通信を行う無線基地局とパケット制御装置とノード装置の少なくとも何れかは前記測定された通信品質の時間平均を算出し、該平均通信品質を前記測定された通信品質とみなすことを特徴とする無線通信システム。
  3. 請求項1記載の無線通信システムであって、
    前記無線基地局とパケット制御装置とノード装置の少なくとも何れかは、記憶部を有し、前記接続の際に保証された通信条件を記憶部に記憶し、前記比較は、前記記憶部に記憶されている通信条件を参照して行うことを、特徴とする無線通信システム。
  4. 請求項3記載の無線通信システムであって、
    前記RANプロトコルにより通信を行う無線基地局とパケット制御装置とノード装置の少なくとも何れかは、
    前記通信中に、前記通信品質が前記通信条件を満たさなくなった後に、
    前記通信品質をさらに計測し、前記通信条件を満たす通信品質を計測した場合は、
    前記課金サーバに前記通信条件を満たす通信品質を通知し、
    前記課金サーバは、前記通信条件を満たす通信品質を用いて、前記通信条件に対応する課金グレードに変更する、ことを特徴とする無線通信システム。
  5. 請求項1記載の無線通信システムであって、前記通信品質が少なくとも伝送レート、データロスレート、伝送遅延のいずれかを含むことを特徴とする無線通信システム。
  6. 無線移動局と通信を行う無線基地局と、該無線基地局とRANプロトコルにより通信を行うパケット制御装置と、該パケット制御装置とRANプロトコルにより通信を行うノード装置と、該ノード装置にネットワークを介して接続される該課金サーバとを備え、前記無線移動局に関する通信に対する課金を行う無線通信システムにおける課金管理方法であって、
    前記RANプロトコルにより通信を行う前記無線基地局とパケット制御装置とノード装置の少なくとも何れかにおいて、
    無線移動局と、前記無線移動局に対応づけられた課金グレードに対応する通信条件に基づく通信を行うための接続を設定するステップと、
    前記RANプロトコルに基づいて無線移動局に供給される通信品質を測定するステップと、
    前記測定された通信品質と、該測定された通信品質がその時点における課金グレードに対応付けられた前記通信条件とを比較し、前記測定された無線通信品質が前記通信条件を満たすか否かを判断するステップと、
    前記判断結果、前記通信品質が前記通信条件を満たしていない場合は、前記課金サーバに前記測定された通信品質を通知するステップと、
    課金サーバにおいて、
    前記課金グレードを変更し、前記変更された課金グレードに基づいて課金処理を行うステップと、を有することを特徴とする課金管理方法。
  7. 無線移動局の通信品質を保証した接続を設定し、該接続時に保証された通信品質および通信中に測定される通信品質に基づいて課金を行う無線通信システムにおいて、該無線移動局と無線通信を行う無線基地局であって、
    前記RANプロトコルに基づいて無線移動局に供給される通信品質を測定する制御部と、
    該測定された通信品質がその時点における課金グレードに対応する通信条件を満たさない場合、及び前記通信条件を満たさなかった通信品質を計測後、さらに計測した結果、計測された通信品質が通信条件を満たした場合、前記課金を管理する課金サーバに前記測定された通信品質を通知する通信部とを有することを特徴とする無線基地局。
  8. 請求項7記載の無線基地局であって、
    前記制御部は、前記測定された通信品質の時間平均を算出し、該平均通信品質を前記測定された通信品質とみなすことを特徴とする無線基地局。
  9. 請求項7記載の無線基地局であって、
    前記制御部は、前記接続の際に保証された通信品質を記憶部に格納し、前記測定された通信品質が前記記憶部に格納される保証された通信品質と異なる場合にメッセージを送信することを決定することを特徴とする無線基地局。
  10. 請求項7記載の無線基地局であって、前記制御部は、前記通信品質として少なくとも伝送レート、データロスレート、伝送遅延のいずれかを測定することを特徴とする無線基地局。
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