用於策略和計費控制的方法和設備的製作方法
2023-08-04 10:48:06 3
用於策略和計費控制的方法和設備的製作方法
【專利摘要】公開了一種在通信系統中進行信用控制的方法，在所述通信系統中，策略和計費規則功能PCRF實體連接到至少一個策略和計費執行功能PCEF實體，所述方法包括：查詢標識關聯組的關聯信息，所述關聯組包括共享配額的一組會話；當PCRF實體從一個PCEF實體接收到報告達到配額閾值的消息時，基於查詢的關聯信息為所述關聯組檢索剩餘信用;基於所述關聯組的剩餘信用為所述一個PCEF實體計算信用分配；以及將計算的信用分配推送至所述一個PCEF實體。
【專利說明】用於策略和計費控制的方法和設備
【技術領域】
[0001]本發明一般涉及通信網絡，更具體而非排他地涉及通信網絡中的策略和計費控制架構的優化。
【背景技術】
[0002]在長期演進(LTE)網絡中，通常使用實現分組數據網絡(PDN)網關(PGW)和/或服務網關(SGW)功能的一個或更多服務路由器來處理LTE網絡內的流量。一般來說，所述服務路由器通常包括多個用於處理所述流量的處理/交換單元(例如移動服務模塊(MSM))。
[0003]3GPP PCC (策略和計費控制)架構引入了邏輯實體(策略和計費規則功能)、PCEF(策略和計費執行功)，以及OCS (在線計費伺服器)以提供動態的QoS (服務質量)和業務定製。當設備發起IP會話時，PCRF可以向PCEF提高規則以監視IP業務量，並且在達到使用量閾值時向PCRF報告累加的使用量情況。這樣的場景在寬帶業務提供商網絡中司空見慣。寬帶用戶將按月被分配使用計劃，例如50GB。例如，當用戶已經到達計劃的限度時，帶寬將從每秒兆比特下降到每秒千比特。
[0004]當預訂應用到一組用戶時，例如家庭成員或者企業用戶，PCRF和PCEF之間(3GPPGx接口)或者OCS和PCRF之間(3GPP Sy接口)的當前通信結構是低效的。首先，因為PCEF並不具有高等級組的概念，配額計算結果必須保持在PCRF或者OCS中。第二，當組配額限度到達時，PCRF (或經由PCRF的0CS)必須為PCEF上的每個訂戶更新策略規則。這將在PCRF和PCEF之間產生突然的通信浪湧。最後，當多個用戶通過不同的PCEF接入網絡時，PCRF必須在組用戶中動態地分配和回收信用並且儘可能地使用更少的通信。
[0005]在3GPP TS29.212(「Policy and Charging Control (PCC) over Gx/Sd referencepoint」，2012年6月)中定義了解決這一問題的傳統解決方案。但是該方案缺少基於之前消耗的動態分配機制，並且策略/信用控制單元和執行單元之間缺乏針對信用共享組用戶之間的協調。「Credit Allocat1n for UMTS Preparid Service」，IEEE Transact1ns onVehicular Technology (第 I 期，第 55 卷，作者 Phone Lin, Y1-Bing Lin, Cha1-Hien Gan以及Jeu-Yih Jeng, 2006年I月)定義了另一種傳統方法，但是該方法只解決信用回收而不進一步優化從PCEF至PCRF或OCS的通信。優化不僅在於Diameter消息中的新指示符或者參數也在於控制邏輯。在該方法中，信用分配著眼於具有多種服務的一個顧客，並且策略/信用控制單元和執行單元之間缺乏針對信用共享組用戶之間的協調。當服務配額，例如語音、視頻、數據等分配給多餘一個諸如訂戶、網絡單元的實體時，策略/計費伺服器需要以智能的方式調整配額分配和重分配。這種分配算法直接影響之間的控制和政策/計費執行單元的流量負荷。因此，需要對當前架構進行優化。
【發明內容】
[0006]針對信用控制機制的當前需求，下面呈現了各種實施例的簡短介紹。以下介紹中可以做出一些簡化和省略，其旨在突出和介紹各種示例性實施例的一些方面，但不旨在限制本發明的範圍。稍後將描述優選示例性實施例，這些優選實施例足以使得本領域的技術人員對本發明產生概念並使用本發明的概念
[0007]在一個實施例中，提供了一種在通信系統中進行信用控制的方法，在所述通信系統中，策略和計費規則功能PCRF實體連接到至少一個策略和計費執行功能PCEF實體，所述方法包括:查詢標識關聯組的關聯信息，所述關聯組包括共享配額的一組會話；當PCRF實體從一個PCEF實體接收到報告達到配額閾值的消息時，基於查詢的關聯信息為所述關聯組檢索剩餘信用；基於所述關聯組的剩餘信用為所述一個PCEF實體計算信用分配；以及，將計算的信用分配推送至所述一個PCEF實體。
[0008]在各個實施例中，關聯信息可以包括關聯類型和關聯ID。
[0009]在優選實施例中，進一步包括考慮以下因素進行計算:所述關聯組中的總預訂，PCEF的總數，來自所述一個PCEF實體的總預訂，以及，所述關聯組中的所有會話的累加會話消耗速度。
[0010]在優選實施例中，計算步驟進一步包括對比所述通信系統中設置的最小單元檢查計算的信用分配。
[0011]在一個實施例中，提供了一種在通信系統中用於信用控制的策略和計費規則功能PCRF實體，在所述通信系統中，策略和計費規則功能PCRF實體連接到至少一個策略和計費執行功能PCEF實體，所述PCRF實體包括:查詢模塊，被配置為獲取標識關聯組的關聯信息，所述關聯組包括共享配額的一組會話；檢索模塊，被配置為，當PCRF實體從一個PCEF實體接收到報告達到配額閾值的消息時，基於查詢的關聯信息為所述關聯組檢索剩餘信用；計算模塊，被配置為基於所述關聯組的剩餘信用為所述一個PCEF實體計算信用分配；以及，推送模塊，被配置為將計算的信用分配推送至所述一個PCEF實體。
[0012]在一個實施例中，提供了一種通信系統中的策略和計費執行功能PCEF實體，所述PCEF實體連接到策略和計費規則功能PCRF實體，所述PCEF實體包括:獲取模塊，被配置為從所述PCRF實體獲取標識關聯組的關聯信息，所述關聯組包括共享配額的一組會話；檢索模塊，被配置為，基於獲取的關聯信息為所述關聯組檢索剩餘信用；計算模塊，被配置為基於所述關聯組的剩餘信用為所述一個PCEF實體計算信用分配；以及，報告模塊，被配置為將計算的信用分配報告給所述PCRF實體。
[0013]在優選實施例中，所述PCEF實體的計算模塊進一步被配置為考慮以下因素計算信用分配:所述關聯組中的總預訂、PCEF的總數、以及，來自所述一個PCEF實體的總預訂。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]考慮下面結合附圖的詳細描述，可以容易地理解此處的講述，其中:
[0015]圖1示出了根據本發明實施例的示例性策略和計費控制架構；
[0016]圖2示出根據本發明實施例的示例性策略和計費控制呼叫流程；以及
[0017]圖3示出根據本發明實施例的示例性邏輯流程。
【具體實施方式】
[0018]此處示出和描述了帶有帶寬消耗反饋的動態策略和計費控制機制。
[0019]在一些實施例中，當決定組成員或PCEF的(如PGff或GGSN)之間的配額時，PCRF與OCS將用一個預測的配額分配算法。SCS (會話消耗速度)這一概念在一個PCEF上的用戶想要消耗比別人更多的會話/信用的情況下可以起作用。使用統一的信用回收策略最終可能以越來越多的請求來自某個PCEF而結束。然而，考慮來自某個訂戶的總流量消耗對比全部流量，PCRF可以給予服務該訂戶的PCEF更多的信用。這將有助於理順PCRF和PCEF之間回收相關的信令流量。SCS (會話消耗速度)值可以基於業務需求進行重置。
[0020]在一些實施例中，當PCEF發起會話請求，PCRF需要指出的使用量監控的關聯。這樣的關聯可以是訂戶關聯(如訂戶ID)、接入分組網絡(如被叫臺ID)等。然後PCEF需要得到關聯到其使用量計算的關聯指示符。例如，當關聯指示符是訂戶ID時，PCEF需要針對分配給每個關聯ID的配額計算的總使用量。當相關的使用量達到極限時，PCEF將用一個指令向PCRF報告。PCRF將啟動一個與同一關聯ID相關的新的政策。
[0021]分層組信息，可以保持在位於PCRF、SPR (訂閱資料庫)之上的關聯資料庫中，或者也可以保持在OCS中。關聯ID分配將基於分層的組關係。當PCRF跨越不同PCEF為信用共享組用戶分配配額時，它會使用歷史使用量數據來預測其未來的配額分配。基本上，在同一組中的不同成員將分配有不同的配額(在總和和限制內)。這將省去額外的信令交換。
[0022]圖1示出了根據一個實施例的示例性高層體系結構100。在體系結構10中，PCRF101提供動態管理功能，通過動態管理功能服務供應商可以管理與經由通信網絡(例如，3G，LTE等)提供的服務相關的規則以及與經由通信網絡提供的服務收費相關的規則。雖然圖1中只示出一個PCEF(即，103)，本領域技術人員可以理解PCRF101可以控制至少一個PCEF。
[0023]在圖1中，PCRF101和PCEF103可以通過3GPP Gx接口相互通信。在一種可選方式中，PCEF103和0CS107可以通過3GPP Sy接口相互通信。
[0024]在圖1中，IP會話建立通過PCEF103和其它網絡單元從訂戶109(客戶端Al...An)建立。關聯資料庫105可以位於PCRF10USPR (預訂簡檔信息庫，圖1中未示出)或0CS107中。關聯ID分配將基於分層的組關係。
[0025]例如，如果我們使用3GPP Gx接口，如類型和ID的關聯信息通常承載於PCEF103和PCRF101之間的Diameter信用控制應答(CCA)。在其他情況下，關聯信息可以承載在PCEF103和PCRFlOI之間Diameter信用控制請求(CCR)中。
[0026]在本發明的各種實施例中，「關聯ID」基本上是為每個用戶創建一個新的屬性。「類型」是我們將用戶組合在一起的屬性。關聯ID的類型可以是如下所示:
[0027]1.訂戶ID，這通常是移動用戶的MSI。這是用來組合用戶的簡單方法。
[0028]2.被叫臺ID，或APN (接入點名稱)
[0029]當運營商要對使用不同的APN的應用收取不同的費用時使用該關聯，例如，VoIP正在使用不同的APN進行網際網路瀏覽。
[0030]3.用戶位置
[0031]當計費或者QoS策略與不同的位置相關時，使用這種關聯。如果訂戶(xl，…，xn)屬於組A，組A由訂戶ID構造，訂戶(yl，…，ym)屬於組B，那麼在組A中，我們具有屬於子組 A_locat1n_l 的(xl，「.，xj)。
[0032]4.接入技術，或IP-CAN (IP連通接入網絡)類型
[0033]當運營商想要給予來自Xdsl (wifi)或G/LTE的用戶不同的配額時,可以使用該關聯。
[0034]在本發明的不同實施例中，可以使用所有可能的關聯類型。
[0035]圖2示出根據本發明實施例的示例性策略和計費控制呼叫流程。
[0036]如S21所示，UE發起的會話建立請求從來自接入網絡發送，UE典型地是移動臺。
[0037]當PCEF103接收該請求時，生產信用控制請求CCR並在S22中將CCR發送至PCRF11 CCR典型地包括用於標識PCEF和訂戶(即會話發起者)的被叫臺ID和訂戶ID。
[0038]在S22中，為了關聯不同的IP會話，PCRFlOI需要查詢資料庫(內部或者外部的)或者經由Sy接口從OCS查詢資料庫，以識別關聯類型、關聯ID以及初始SCS值。
[0039]以預訂關聯為例，PCRF將確定關聯類型為訂戶。在查詢資料庫之後，PCRF將獲取關聯ID。這樣的信息將用於填充信用控制應答(CCA)或者請求(CCR)。
[0040]在S23，PCRF101以控制應答(CCA)響應PCEF103。CCA包括使用量報告、授權的服務單位和關聯信息(類型，ID)。包括關聯類型和特定ID的關聯信息例如從PCRF101內部或外部的DB105中獲得。關聯信息也可以從SPR (圖1-2中未示出)，或者上面提到的0CS107中獲得。
[0041]在S24，IP會話建立，會話建立響應從PCEF103發送至UE。
[0042]如S25所示出的，當多個用戶經由某個特定PCEF，例如圖2中的PCEF103，發起時，基於關聯類型和ID計算使用量。
[0043]當PCRF控制多個PCEF時，可以基於以下因素進行信用分配:
[0044]所述關聯組中的總剩餘信用(C)
[0045]所述關聯組的總預訂(N)，
[0046]PCEF 的總數(M)，
[0047]來自該特定PCEF實體(即PCEF103)的總預訂(Ni，i=l,…M)，
[0048]每個預訂的會話消耗速度(SCS)，Sj, j=l,…，N，以及
[0049]最小分配單位(m),例如1KB
[0050]對於特定PCEF (i)，總的會話消耗速度為:
Si
[0051]M=Ys
tt
[0052]也就是說，OSCS等於關聯組中每個訂戶的SCS之和。
[0053]當每個預訂(例如訂戶)具有相同的消耗速度時，SPi簡單地為Ni。
[0054]對一個PCEF(i)上的相關預訂的信用分配為:
rp7
[0055]C ψ.'ι
[0056]當只有一個PCEF時，即M=I,分配簡單地為C。
[0057]請注意會話消耗速度可以每月重置的方式初始化為I或者存儲在例如Spr的預訂資料庫中，以進行未來的初始化。
[0058]在S26 中，當 PCEF103 向 PCRF101 發送包括 UPDATE_REQUEST、關聯(類型、ID)等等的新CCR時，PCRFlOI將再次執行計算並且在S27以包括新策略和關聯(類型、ID)的CCA響應。之後，執行具有更新帶寬的會話。
[0059]值得注意的是，在這裡描述的計算期間，從PCRF101到PCEF103隻有一個連接是可能的，換句話說，PCEF103覆蓋了所有組合的會話。在這種情況下，PCEF103可以進行計算並報告給PCRF101。當從PCRF101到PCEF103有多個連接時，由於每個PCEF只了解組用戶的部分情況，PCRFlOI將為某個PCEF計算使用量。
[0060]圖3示出根據本發明實施例的示例性邏輯流程。
[0061]請注意當PCEF不支持關聯組概念時，邏輯流依然可以進行，而所有的計算將基於各個預訂而不是每個PCEF的預訂。
[0062]在PCRF 側:
[0063]當PCRF從PCEF接收報告閾值到達的CCR時，它需要根據關聯檢索策略，並且基於PCEF的數量和每個PCEF的累加的SCS計算信用分配。剩餘信用可以從策略得出。加權的信用分配將被推送至所有的PCEF。
[0064]PCRF需要對比系統中設置的最小單元檢查剩餘信用。一旦全部信用分配等於或者低於最小單位，它必須從現有會話回收信用並且接著將信用重新分發給所有正在進行的會話。引入每個PCEF的SCS以最小化回收需求，因為回收將生成大量信令流量。
[0065]在回收之後，如果回收的信用仍然小於或等於最小單位，回收的信用將分配給發起請求的PCEF。如果到某PCEF的加權分發小於或等於最小單位，最小單位將分配給PCEF。
[0066]在PCEF 側:
[0067]當關聯類型和ID承載在來自PCRF的Diameter信用控制應答(CCA)或請求(CCR)時，同時需要報告使用量，PCEF必須將授權的服務單位作為組合的單位，這意味著它需要基於共享同一關聯類型和ID的多個會話進行計算。在累加的使用量到達閾值後，PCEF應當找到一個關聯的會話和關聯類型以及ID —起報告給PCRF。
[0068]當PCRF更新某個關聯的策略時，PCEF必須對具有該關聯的所有會話應用該策略。
[0069]在步驟302中，當PCRF101接收來自PCEF (例如PCEF103)的新會話請求時，它需要對比系統中設置的最小單位檢查剩餘信用。
[0070]在步驟304，PCRFlOI確定剩餘信用是否等於或低於最小單位。
[0071]一旦剩餘信用等於或低於最小單位(Y分支)，PCRF101需要從當前會話回收信用，如步驟308所示。
[0072]在回收之後，在步驟312，PCRFlOI確定回收後的總信用是否仍然小於或等於最小單位。
[0073]如果回收後的總信用仍然小於或等於最小單位(Y分支)，在步驟318中，剩餘信用(回收後的)將被分配給發起請求的PCEF103。
[0074]現在將考慮步驟304的N分支。
[0075]一旦剩餘信用大於最小單位(N分支)，在在步驟306，PCRFlOI確定這是否為初始分配。如果是，SCS被設置為I或者SCS從例如Spr檢索出，接著在步驟310為PCEF103計算SPi。如果不是，直接在步驟310為PCEF計算SPi。
[0076]如上所述對於某個PCEF (i),總的會話消耗速度(OSCS)為:
Ni
[0077]瑪
[0078]其中，Sj是每個預訂的會話消耗速度(SCS) (j=l，…，N)。SCS例如按照比特每秒進行測量。
[0079]在步驟314，計算加權的剩餘信用分配。一個PCEF (i )上的關聯預訂的信用分配為:
5?f
[0080]Cvn
^'； mi srI
[0081]其中，
[0082]C是所述關聯組中的總剩餘信用，
[0083]N所述關聯組的總預訂，
[0084]M是PCEF的總數
[0085]Ni是來自該特定PCEF實體的總預訂，Ni，i=l,…M
[0086]m是最小分配單位，例如1KB
[0087]現在考慮步驟312的N分支。
[0088]如圖3所示，如果回收的總信用高於最小單位(N分支)，那麼，在步驟314中，計算加權的剩餘信用分配。
[0089]在步驟316中，PCRF101確定權的剩餘信用分配是否小於或者等於最小單位。
[0090]如果到某PCEF的加權分發小於或等於最小單位(Y分支)，最小單位應當被分配給發起請求的PCEF，如步驟320所示。
[0091]如果到某PCEF的加權分發小於或等於最小單位(N分支)，剩餘信用應當被分配給發起請求的PCEF，如步驟318所示。
[0092]應當認識到，此處示出和描述的功能可以用軟體(例如經由軟體在一個或更多處理器上的實現)和/或硬體(例如使用通用計算機、一個或更多專用集成電路(ASIC)、和/或任何其它硬體等價體)來實現。
[0093]可以設想，此處作為軟體方法來討論的步驟中的一些可以在硬體中實現，例如作為與處理器協作運行以實施各種方法步驟的電路。此處描述的功能/單元的部分可以被實現為電腦程式產品，其中的計算機指令當被計算機執行時，將該計算機的運行調整為使得此處描述的方法和/或技術被調用或被提供。用於調用本發明方法的指令可以存儲在固定或可移除介質中、經由廣播或其它信號承載介質中的數據流被發送、和/或存儲在根據所述指令運行的計算設備中的存儲器中。
[0094]雖然在此描述了特定實施例，但是本發明的範圍不限於這些特定實施例。本發明的範圍由以下權利要求及其任何等效形式定義。
【權利要求】
1.一種在通信系統中進行信用控制的方法，在所述通信系統中，策略和計費規則功能PCRF實體連接到至少一個策略和計費執行功能PCEF實體，所述方法包括: 查詢標識關聯組的關聯信息，所述關聯組包括共享配額的一組會話； 當PCRF實體從一個PCEF實體接收到報告達到配額閾值的消息時，基於查詢的關聯信息為所述關聯組檢索剩餘信用； 基於所述關聯組的剩餘信用為所述一個PCEF實體計算信用分配；以及 將計算的信用分配推送至所述一個PCEF實體。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述關聯信息包括關聯類型和關聯ID。
3.如權利要求1所述的方法，其中，基於所述關聯組的剩餘信用為所述一個PCEF實體計算信用分配進一步包括考慮以下因素進行計算: 所述關聯組中的總預訂， PCEF的總數， 來自所述一個PCEF實體的總預訂，以及 所述關聯組中的所有會話的累加會話消耗速度。
4.如權利要求3所述的方法，其中，基於所述關聯組的剩餘信用為所述一個PCEF實體計算信用分配進一步包括對比所述通信系統中設置的最小單元檢查計算的信用分配。
5.一種在通信系統中用於信用控制的策略和計費規則功能PCRF實體，在所述通信系統中，策略和計費規則功能PCRF實體連接到至少一個策略和計費執行功能PCEF實體，所述PCRF實體包括: 查詢模塊，被配置為獲取標識關聯組的關聯信息，所述關聯組包括共享配額的一組會話； 檢索模塊，被配置為，當PCRF實體從一個PCEF實體接收到報告達到配額閾值的消息時，基於查詢的關聯信息為所述關聯組檢索剩餘信用； 計算模塊，被配置為基於所述關聯組的剩餘信用為所述一個PCEF實體計算信用分配；以及 推送模塊，被配置為將計算的信用分配推送至所述一個PCEF實體。
6.如權利要求5所述的PCRF實體，其中所述關聯信息包括關聯類型和關聯ID。
7.如權利要求5所述的PCRF實體，其中所述計算模塊進一步被配置為考慮以下因素為所述一個PCEF實體計算信用分配: 所述關聯組中的總預訂， PCEF的總數， 來自所述一個PCEF實體的總預訂，以及 所述關聯組中的所有會話的累加會話消耗速度。
8.如權利要求7所述的PCRF實體，其中所述計算模塊進一步被配置為對比所述通信系統中設置的最小單元檢查計算的信用分配。
9.一種通信系統中的策略和計費執行功能PCEF實體，所述PCEF實體連接到策略和計費規則功能PCRF實體，所述PCEF實體包括: 獲取模塊，被配置為從所述PCRF實體獲取標識關聯組的關聯信息，所述關聯組包括共享配額的一組會話； 檢索模塊，被配置為，基於獲取的關聯信息為所述關聯組檢索剩餘信用； 計算模塊，被配置為基於所述關聯組的剩餘信用為所述一個PCEF實體計算信用分配；以及 報告模塊，被配置為將計算的信用分配報告給所述PCRF實體。
10.如權利要求9所述的PCEF實體，其中所述計算模塊進一步被配置為考慮以下因素計算信用分配: 所述關聯組中的總預訂， PCEF的總數，以及 來自所述一個PCEF實體的總預訂。
11.如權利要求10所述的PCEF實體，其中所述計算模塊進一步被配置為對比所述通信系統中設置的最小單元檢查計算的信用分配。
【文檔編號】H04W4/24GK104254061SQ201310268463
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月28日 優先權日:2013年6月28日
【發明者】王大平, P·泰斯塔羅塔 申請人:阿爾卡特朗訊公司