基于QoS策略的计费方法

1.一种基于QoS策略的计费方法，用于非会话业务，其特征在于，包括：
在用户设备初始注册过程中，通过网络附着控制功能即NACF认证后，将所述用户设备的签约信息下发到策略决策功能实体即PD-FE，其中，所述签约信息包括：QoS信息、计费策略信息；
所述PD-FE根据所述签约信息与传送资源控制功能实体即TRC-FE进行QoS资源可用性检查，并根据检查结果进行QoS策略决策；
在QoS资源可用的情况下，所述PD-FE根据预定因素进行计费策略决策；所述预定因素包括以下任一种或其组合：所述签约信息、业务类型、业务优先级、业务要求的QoS、传输层类型、传输层资源使用情况、运营商政策；
所述PD-FE将所述QoS策略和所述计费策略下发到策略执行功能实体即PE-FE。
2.根据权利要求1所述的计费方法，其特征在于，在QoS资源不可用的情况下，拒绝用户接入，或者重新进行QoS策略决策。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的计费方法，其特征在于，所述计费策略直接配置在传输层设备中，资源和接纳控制功能即RACF使用策略ID来指示相应的计费策略。
4.根据权利要求1或2中任一项所述的计费方法，其特征在于，所述计费策略由RACF中的计费策略功能动态生成。
5.根据权利要求1或2中任一项所述的计费方法，其特征在于，进一步包括：
在所述用户设备开始传送业务流量后，所述PE-FE对所述用户设备的流量进行控制，根据所述计费策略与计费系统交互，并将计费信息发送到所述计费系统；其中，所述计费信息包括：用户认证通过的开始时间和结束时间、业务流的开始时间和结束时间、业务流的总带宽、QoS测量报告信息，所述计费系统包括：在线计费系统、离线计费系统；
当用户设备/网络侧释放网络资源后，所述计费系统生成计费结果。
6.一种基于QoS策略的计费方法，用于会话业务，其特征在于，包括：
用户设备向业务控制功能即SCF发送业务请求；
所述SCF向策略决策功能实体即PD-FE发送资源预留请求；
所述PD-FE与传送资源控制功能实体即TRC-FE进行QoS资源可用性检查，并根据检查结果进行QoS策略决策；
在QoS资源可用的情况下，所述PD-FE根据预定因素进行计费策略决策；所述预定因素包括以下任一种或其组合：所述签约信息、业务类型、业务优先级、业务要求的QoS、传输层类型、传输层资源使用情况、运营商政策；
所述PD-FE将所述QoS策略和所述计费策略下发到策略执行功能实体即PE-FE。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在QoS资源不可用的情况下，拒绝用户接入，或者重新进行QoS策略决策。
8.根据权利要求6或7中任一项所述的计费方法，其特征在于，进一步包括：
在所述用户设备开始传送业务流量后，所述PE-FE对所述用户设备的流量进行控制，根据所述计费策略与计费系统交互，并将计费信息发送到所述计费系统；其中，所述计费信息包括：用户认证通过的开始时间和结束时间、业务流的开始时间和结束时间、业务流的总带宽、QoS测量报告信息，所述计费系统包括：在线计费系统、离线计费系统；
当用户设备/网络侧释放网络资源后，所述计费系统生成计费结果。

技术领域\n本发明涉及通信领域，更具体地，涉及NGN(Next GenerationNetwork，下一代网络)中基于QoS策略的计费方法，其可以适用于非会话业务和会话业务\n背景技术\n传统的IP网络，由于是面向专业研究人员，同时也不对公众开放，因此最初并没有计费的问题。但是，随着Internet对公众开放并最终实现了商业化，由ISP(Internet Service Provider)/NSP(Network Service Provider)来负责网络的运营，因此就产生了计费问题。\n不同ISP/NSP之间的计费一般采取对等策略，如果流入和流出的流量大致相当，则一般不需要进行计费结算；而对于不对等的接入，例如ISP通过NSP实现长途接入，一般NSP会根据流量或者其他策略向ISP收费。而在ISP/NSP网络内部，由于在IP网络商业的早期一般用户是通过低速专线，或者是通过拨号接入服务器实现低速接入，一般可通过接入的时长，或者根据接入的速率实现计费。计费功能主要是通过NAS(Network Access Server，网络接入服务器)设备，以及RADIUS(Remote Authentication Dial In User Service，远程用户拨号认证系统)协议的有关属性来实现，具体属性包括：Acct-Session-Time(连接/会话时长)；Acct-Input-Octets和Acct-Output-Octets(输入和输出的字节数)，或者Acct-Input-Packets和Acct-Output-Packets(输入和输出的报文数)。在具体的实现中，还可以进一步扩展有关属性值，进一步支持比较完善的计费功能。\n而随着各种宽带接入技术的发展，由于宽带用户的接入认证和控制等的需要，在网络中引入了宽带接入服务器设备，由宽带接入服务器通过PTPoE(Point to Point Protocol over Ethernet，以太网上的点对点协议)机制实现对宽带用户的接入认证，并通过RADIUS支持有关计费功能的实现。\n图1示出了典型的用于宽带用户计费的结构。\n宽带网络计费，目前主要的计费方式是包月制，一般根据不同的接入方式，或者接入速率等实现统一的收费。这种实现方式比较简单，对设备的要求不高，因此不太关注对有关具体连接的时长和流量。实际上，目前在具体设备的技术实现上可以通过时长、或者流量来进行计费。但是目前实现精确的宽带计费的应用并不多。\n一方面是由于应用的场景不太明确，或者由于网络部署、以及商业上的限制等诸多因素的影响。\n另一方面，由于不同用户使用不同的业务，希望有不同的服务质量保证。例如，对普通上网应用而言，响应的时延可以较长，而对于IP电话等实时业务，对延时和延时抖动比较敏感。另外，一些视频业务既对带宽有一定的要求，而且对时延等指标也有比较明确的要求，也就是说，在宽带网络的实际部署中，有明确的QoS(Qualityof Service，服务质量)保证需求。\n然而，目前由于技术和技术实现等各方面的原因，宽带网络还不能很好提供比较精确的QoS保证措施，为此ETSI(欧洲电信标准协会)和ITU-T(国际通信联合会的通信委员会)等标准化组织，正在致力于定义QoS的实现架构，从而可以根据不同的网络业务需求提供比较好的服务质量保证。\n图2是ITU-T的QoS控制RACF(Resource and AdmissionControl Function，资源和接纳控制功能)的系统架构图。\nRACF系统根据用户或用户业务的签约信息、以及网络的现有资源情况决定是否接入有关业务。网络资源如果可以满足用户的业务需求，则可以保证QoS的实现，则决定接入；否则，在资源不能满足用户业务需求时，拒绝用户的接入。随着RACF的成熟以及在网络中进行的实际部署，可以预见，宽带IP网络可以实现差异化业务，并为各种不同的QoS需求的业务实现服务质量保证。\n图3是RACF的简化的QoS策略控制实现流程图。在此以常用的Push模式为例来进行说明。如图3所示，包括以下处理：\n(1)CPE(Customer Premises Equipment，用户侧设备)在初始注册时，要与NACF(Network Attachment Control Function，网络附着控制功能)进行用户信息认证交互；\n(2)NACF对CPE认证通过后，将该用户的有关QoS签约信息发送给PD-FE(策略决策功能实体)；\n(3)PD-FE根据用户签约QoS信息与TRC-FE(传送资源控制功能实体)进行QoS资源可用性检查；或者在策略的执行过程中，如果网络发生变化，TRC-FE可以触发QoS资源的可用性检查；\n(4)如果网络可以满足用户的QoS需求，PD-FE为用户生成一个相关的QoS资源策略；如果不满足需求，可以根据网络的实际情况，有两种选择：\n(a)拒绝用户的接入，通知用户接入失败/网络无法提供所需的服务；\n(b)重新选择一种QoS策略，并形成新的计费策略，返回至(4)；\n(5)PD-FE将该策略下发给PE-FE(策略执行功能实体)；该策略应该包含但不限于：业务流描述信息(如IP五元组，或者业务类别等)、QoS相关信息(如：门控、QoS级别、上行比特率、下行比特率等)等；\n(6)可选地，PE-FE向PD-FE回应答；\n(7)PD-FE向NACF回复QoS策略(可能是修改的)已经部署；\n(8)NACF向CPE回复用户信息认证应答，表示该用户可以接入；\n(9)用户业务流量传送；PE-FE用已经安装的策略对该用户的流量进行控制；\n(10)用户业务结束，或者因为网络等原因，释放网络资源。\n目前，一方面由于QoS策略控制架构处于快速发展之中；同时，也由于有关宽带计费还没有比较迫切的市场需求，以及具体实现的困难等，目前还没有比较好的(确切地说，针对业务QoS保证的)宽带计费方法。因此，需要提出一种新的方法，以实现NGN(下一代网络)/宽带网络的精确计费问题。\n发明内容\n考虑到相关技术中存在的上述问题而提出本发明。为此，本发明旨在提供一种NGN中基于QoS策略的计费方法。\n根据本发明，首先提供了一种基于QoS策略的计费方法，该方法适用于非会话业务。\n该方法包括以下处理：在用户设备初始注册过程中，通过NACF认证后，将用户设备的签约信息下发到PD-FE，其中，签约信息包括：QoS信息、计费策略信息；PD-FE根据签约信息与TRC-FE进行QoS资源可用性检查，并根据检查结果进行QoS策略决策；在QoS资源可用的情况下，PD-FE根据预定因素进行计费策略决策；PD-FE将QoS策略和计费策略下发到PE-FE。\n其中，上述的预定因素包括以下任一种或其组合：签约信息、业务类型、业务优先级、业务要求的QoS、传输层类型、传输层资源使用情况、运营商策略。\n另外，在上述处理中，在QoS资源不可用的情况下，拒绝用户接入，或者重新进行QoS策略决策。\n上述的计费策略直接配置在传输层设备中，RACF使用策略ID来指示相应的计费策略。或者，上述的计费策略由RACF中的计费策略功能动态生成。\n上述的计费方法可以进一步包括：PE-FE根据计费策略与计费系统交互，并将计费信息发送到计费系统；当用户设备/网络侧释放网络资源后，计费系统生成计费结果。\n上述的计费信息包括：用户认证通过的开始时间和结束时间、业务流的开始时间和结束时间、业务流的总带宽、QoS测量报告信息。上述的计费系统包括：在线计费系统、离线计费系统。\n根据本发明，还提供了一种基于QoS策略的计费方法，用于会话业务。\n该方法包括：PD-FE接收到资源预留请求；PD-FE与TRC-FE进行QoS资源可用性检查，并根据检查结果进行QoS策略决策；在QoS资源可用的情况下，PD-FE根据预定因素进行计费策略决策；PD-FE将QoS策略和计费策略下发到PE-FE。\n其中，上述处理中的预定因素包括以下任一种或其组合：签约信息、业务类型、业务优先级、业务要求的QoS、传输层类型、传输层资源使用情况、运营商策略。\n另外，在该方法中，在QoS资源不可用的情况下，拒绝用户接入，或者重新进行QoS策略决策。\n上述方法进一步包括以下处理：PE-FE根据计费策略与计费系统交互，并将计费信息发送到计费系统；当用户设备/网络侧释放网络资源后，计费系统生成计费结果。\n上述的计费信息包括：用户认证通过的开始时间和结束时间、业务流的开始时间和结束时间、业务流的总带宽、QoS测量报告信息。上述的计费系统包括：在线计费系统、离线计费系统。\n通过本发明，可以实现针对QoS策略的计费功能，从而可以为宽带网络业务的精细化运营提供一种切实可行的支撑方案。\n本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。\n附图说明\n附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：\n图1是根据本发明相关技术的宽带用户计费架构的示意图；\n图2是根据相关技术的ITU-T的QoS控制RACF的系统架构图；\n图3是根据相关技术的RACF QoS策略控制实现流程图；\n图4是根据本发明实施例的基于QoS策略的计费架构的示意图；\n图5是根据本发明实施例一的基于QoS策略的计费方法的流程图；\n图6是图5所示的方法的详细处理流程图；\n图7是根据本发明实施例二的基于QoS策略的计费方法的流程图；\n图8是图7所示的方法的详细处理流程图。\n具体实施方式\n以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。\n首先，为了实现基于QoS的计费功能，需要对有关节点设备进行必要的计费功能扩展。例如在RACF QoS控制架构中需要增加基于策略的计费决策功能(PBCDF)，实际上是PD-FE的功能增强；而在承载设备中，支持可选的网络测量功能，支持精确计费的实现。\n图4示出了用于实现根据本发明实施例的基于QoS策略的计费方法的计费架构示意图。\n如图4所示，该计费架构主要包括业务控制功能(SCF)、QoS和计费策略控制部分(RACF)、网络承载功能(承载网络)、计费功能(包括离线和在线计费部分)、网络附着控制功能(NACF)，以及用户终端(CPE/CPN)等几个部分。\n具体地，RACF包括TRC-FE(传送资源控制功能实体)和PD-FE(策略决策功能实体)，并且如上所述，在PD-FE中增加了PBCDF(基于策略的计费决策功能)，SCF与PD-FE交互，而PD-FE又与NACF和TRC-FE交互。\nCPE/CPN与传输部分(TRE-FE，PE-FE)和RACF交互。\n计费系统包括OCS(Online Charging System，在线计费系统)和OFCS(Offline Charging System)，与PE-FE(策略执行功能实体)交互。\n基于上述内容，本发明实施例提供了一种可以根据用户获得的QoS服务进行精确计费的方法。所依据的QoS计费的服务指标可以包括带宽、时延、时延抖动、丢包率、和可用性等，并可以进一步根据网络的具体情况进行动态的策略调整。\n为了支持基于QoS精确计费的广泛适应性，本发明支持传统的非会话业务计费和基于会话的业务的计费。在传统的IP网络中，客户只要获得IP地址即可访问Internet。本发明支持这种传统应用模式的非会话类业务的计费，并进一步支持其基于QoS的计费；另一方面，由于IMS等部署，网络中基于会话的业务越来越多，因此也支持基于QoS的会话类业务的计费。本发明支持传统的离线计费，或者后付费；也支持在线计费，或者预付费，从而可以实现对用户和业务的更好控制。\n如果用户没有具体签订QoS信息，则可以根据网络运营的实际情况，指定相关的QoS策略，或者是可选的缺省QoS策略。而根据网络运行的实际情况，可以进行QoS策略的改变。\n此外，本发明可以使用网络QoS的实际测量信息，进行QoS策略计费的进一步修正或者参照。\n在NGN中，目前主要有基于会话的电信业务和传统IP的非会话业务两大类业务。因此，本发明的实现流程针对这两种类型进行描述。\n在用户获得服务之前，一般应有一个签约过程，例如所需要的服务的种类、服务质量的保证、是预付费还是后付费等等。这些信息一般会被存放在运营商的数据库中，例如AAA服务器的数据库中，本发明中结合RACF的架构习惯，将上述信息存放在NACF中。\n实施例一\n根据本发明实施例，首先提供了一种基于QoS策略的计费方法，该方法适用于非会话业务。在该方法中，在用户设备初始注册过程中，经过NACF(如AAA服务器)认证通过后，该用户设备获得IP地址，同时NACF将该用户设备的签约信息下发到PD-FE，PD-FE根据网络的资源情况进行QoS策略、计费策略决策，并将有关策略下发PE-FE，从而实现有关计费功能。\n具体地，如图5所示，该方法可以包括以下处理：\n步骤S502，在用户设备初始注册过程中，NACF认证通过后，将用户设备的签约信息下发到PD-FE，其中，签约信息包括：QoS信息、计费策略信息；\n步骤S504，PD-FE根据签约信息与TRC-FE进行QoS资源可用性检查，并根据检查结果进行QoS策略决策；\n步骤S506，在QoS资源可用的情况下，PD-FE根据预定因素进行计费策略决策；上述的预定因素包括以下任一种或其组合：签约信息、业务类型、业务优先级、业务要求的QoS、传输层类型、传输层资源使用情况、运营商策略；\n步骤S508，PD-FE将QoS策略和计费策略下发到PE-FE。\n另外，在上述处理中，在QoS资源不可用的情况下，拒绝用户接入，或者重新进行QoS策略决策。\n上述的计费策略可以分为静态策略与动态策略两种。静态策略可以直接配置在传输层设备中，RACF使用策略ID来指示相应的计费策略。动态策略计费策略由RACF中的计费策略功能动态生成。\n上述的计费方法可以进一步包括：PE-FE根据计费策略与计费系统交互，并将计费信息(包括：用户认证通过的开始时间和结束时间、业务流的开始时间和结束时间、业务流的总带宽、QoS测量报告信息)发送到计费系统(包括：在线计费系统OCS、离线计费系统OFCS)；当用户设备/网络侧释放网络资源后，计费系统生成计费结果。\n图6进一步示出了上述方法的详细处理流程。如图6所示，具体地，根据本发明实施例的计费方法可以包括如下操作：\n(1)用户(CPE)在初始注册时，要与NACF进行用户信息认证交互；根据协议，应该发接入开始信息给NACF；\n(2)NACF对CPE认证通过后，将其有关QoS信息和计费策略信息的签约信息发送给PD-FE；\n(3)PD-FE根据用户的签约QoS信息与TRC-FE进行QoS资源可用性检查，进行QoS策略决策；(或者，后续在QoS策略的执行过程中，如果网络发生变化，TRC-FE可能触发QoS资源的可用性检查)\n(4)如果网络可以满足用户的QoS需求，PD-FE根据用户的签约信息(包括QoS、计费方法等)以及所发生的业务类型、该业务的优先级、该业务所要求的QoS(包括最大的上下行带宽、平均的上下行带宽、传送时延、抖动等)，同时考虑传输层的类型(以太网、ATM、或其他)、前传输层资源使用情况(与TRC-FE交互获取当前的资源使用状况)、以及运营商配置的政策，决定该用户此次业务的计费策略，该策略包括费率、计费的方式(离线或是在线)，计费的触发事件、测量方式(记录流量、时长、或者两者都记录)，系统允许的QoS等内容。\n如果网络不能满足用户的QoS需求，则可以根据网络的实际情况进行不同处理：(a)拒绝用户的接入，通知用户接入失败/网络无法提供所需的服务；(b)重新选择一种QoS策略，并相应地形成新的计费策略，转(4)；\n(5)PD-FE将该QoS策略和计费策略下发给PE-FE；上述策略应该包含但不限于：业务流描述信息(如IP五元组、或业务类别等)、QoS相关信息(如：门控、QoS级别、上行比特率、下行比特率等)、计费相关信息(如：计费方式、度量方式等)；\n(6)可选地，PE-FE向PD-FE回复应答；\n(7)PD-FE向NACF回复QoS策略(可能是修改的)已经部署；\n(8)NACF向CPE回复用户信息认证应答，表示该用户可以接入；\n(9)用户开始传送业务流量；\n(10a)PE-FE用已经安装的策略对该用户的流量进行控制，根据策略中的计费方式和计费系统(OFCS)交互，并且把计费信息发送到计费系统；\n(10b)如果用户是预付费用户，则还需要根据这些信息，和OCS进行交互，以控制对网络的使用；\n(11)、(12)用户/网络侧释放网络资源，触发向OCS/OFCS发使用结束信息，并形成CDR(Charging Data Record，计费数据记录)，OCS/OFCS最终形成计费结果。\n实施例二\n根据本发明实施例，还提供了一种基于QoS策略的计费方法，用于会话业务。\n对于基于会话的业务，一般通过信令进行业务的申请，例如IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统)使用SIP(SessionInitiation Protocol，会话发起协议)，并由SDP(Session DescriptionProtocol，会话描述协议)携带业务的QoS需求信息。SCF将有关业务特性信息发送给RACF进行资源预留请求，在可以接纳的情况下形成有关承载控制策略，并下发给承载层进行执行。\n根据宽带网络的实际情况，一般来说，用户首先要通过宽带接入认证后，才可以获得网络使用的权利。对于基于会话的业务而言，是需要做全面QoS保证的电信级的业务，因此，其QoS保证需要做特别的保证。从QoS的能力上看，基于会话的业务一般情况下比非会话业务的QoS要求高，因此可以对其单独进行QoS保证，从而可以提供差异化服务。\n根据UE支持QoS能力的不同，或有关QoS处理机制的不同，一般支持PUSH和PULL模式的资源控制。而从QoS策略的处理角度看，都是通过PD-FE实现决策并将有关决策下载到PE-FE，实现策略的执行。\n如图7所示，该方法包括：\n步骤S702，PD-FE接收到资源预留请求；\n步骤S704，PD-FE与TRC-FE进行QoS资源可用性检查，并根据检查结果进行QoS策略决策；\n步骤S706，在QoS资源可用的情况下，PD-FE根据预定因素(包括以下任一种或其组合：签约信息、业务类型、业务优先级、业务要求的QoS、传输层类型、传输层资源使用情况、运营商策略。)进行计费策略决策；\n步骤S708，PD-FE将QoS策略和计费策略下发到PE-FE。\n另外，在上述方法中，在QoS资源不可用的情况下，拒绝用户接入，或者重新进行QoS策略决策。\n优选地，上述方法进一步包括以下处理：PE-FE根据计费策略与计费系统交互，并将计费信息(包括：用户认证通过的开始时间和结束时间、业务流的开始时间和结束时间、业务流的总带宽、QoS测量报告信息。上述的计费系统包括：在线计费系统、离线计费系统)发送到计费系统；当用户设备/网络侧释放网络资源后，计费系统生成计费结果。\n图8进一步示出了上述方法的详细处理流程。如图8所示，具体地，根据本发明实施例的计费方法可以包括如下操作：\n(1)CPE向SCF发业务请求，其中携带有(应用层)QoS信息；在具体网络实现中，也可以不显式地携带QoS信息，在这种情况下，SCF或者PD-FE需要根据业务的具体情况给出一个缺省的QoS需求；SCF向计费系统发送相关计费开始信息；\n(2)SCF向PD-FE发送资源预留请求，该请求中包含用户标识信息、业务数据流信息、申请的QoS信息等；\n(3)PD-FE向TRC-FE发送请求，查询已授权的QoS资源是否可以得到满足，TRC-FE根据它所监控的承载资源信息做出判断，将判断结果返回给PD-FE；\n(4)PD-FE根据与TRC-FE交互的结果做出最终的接纳决策：(a)如果该业务数据流不能被接纳，那么将返回SCF一个拒绝应答；(b)给SCF回答，可以实现保证QoS的接纳，由SCF通知CPE已经获得QoS授权；\n(5)对PULL模式，CPE需要进一步和承载网络通过带内的QoS信令和PD-FE进行QoS策略验证；\n(6)PD-FE形成相关的QoS和计费策略，并将QoS和计费策略下发给PE-FE；\n(7)用户业务流量传送；\n(8)PE-FE根据策略中的计费方式与计费系统交互，把计费信息发送到计费系统，计费触发事件可以包含但不限于：资源预留开始的时间、资源预留结束的时间等；a)、如果是离线计费方式，只需和OFCS进行交互；b)、如果采用在线计费方式，那么PE-FE收到下发的策略后会向OCS发起一个在线计费会话，向OCS提供计费相关的输入信息，请求预留资源授权，经过OCS授权后，OCS将授权结果消息返回给PE-FE，并且可能会提供一个信用度重授权触发器，触发器包括但不限于：QoS发生变化、业务数据流空闲时间等事件，当这些事件发生时，PE-FE将重新申请预留资源授权；\n(9)、(10)用户/网络侧释放网络资源，触发向OCS/OFCS发使用结束信息，并形成CDR(Charging Data Record，计费数据记录)，OCS/OFCS最终形成计费结果。\n通过本发明，可以实现针对QoS策略的计费功能，从而可以为宽带网络业务的精细化运营提供一种切实可行的支撑方案。\n以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。