專利名稱：用于在對數據傳輸進行具有極限值監控的在線計費時監控和控制基于分組的通信網中的 ...的制作方法
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本發明涉及一種方法，用于在對數據傳輸進行具有極限值監控的在線計費時監控和控制基于分組的通信網中的用戶的、諸如時間、傳輸容量、包數的多個可供使用的分散的IP預算。在無線和有線通信網中，經常應用通信方法，該通信方法以數據包(例如IP包，IP＝網際協議)的傳輸為基礎。在此提及基于分組的通信網。基于分組的通信網例如涉及按照GPRS(GPRS＝通用分組無線業務(GeneralPacket Radio System))預給定工作的第三代移動無線電網。此外，在基于分組的移動無線電網中，費用檢測基于所傳輸的IP包的檢測。在此，從往返于用戶傳輸的IP包的總容量、該IP包的數量或者數據字節的數量中計算該費用。同樣，基于傳輸時間可確定該費用。這些資源消耗在本發明的范圍內被稱作IP預算。現存的GPRS的在線費用業務基于PDP上下文之內的IP預算的監控。PDP上下文是用戶到通信網的所謂層2連接的例子。所有涉及上下文的與費用有關的數據被檢測并與通過費用計算機(所謂的在線計費服務器)針對該上下文預定的IP預算進行比較。通過費用計算機可供數據流使用的預算通過諸如用戶的資產、可使用的帶寬或者通過數據流的質量要求(QoS)的當前參數來確定。在此，多個數據流位于層2/PDP上下文之內。具體可供使用的預算總是與數據流的參數結合。如果可使用例如300kB的預算，則這些預算僅僅可用于具有預定帶寬或質量要求的數據流。如果該預算例如具體可供所謂的“盡力服務(Best Effort)”數據流使用，則該預算不以相同的高度用于其他的、例如所謂的“實時(realtime)”數據流。因此，提出區分檢測傳輸數據的必要性，其中在層2/PDP上下文內區分單個數據流。在此，單個數據流在兩個或多個IP端點之間實現應用的交易。在GPRS中，為此定義控制功能(所謂的IP流(IP-Flow)功能)。在該概念中，現在提出在單個數據流上分配預算的問題。此外，在達到預算極限的情況下，也就是說，當不再有其他的預算可供詢問的費用計算機或在線計費服務器使用時，提出處理方式的問題。迄今，整個PDP上下文通過GPRS網絡的控制網絡節點(所謂的SGSN)來監控并在達到預算極限的情況下將連接分開。
在實現所述的IP流功能時，可能將預算直接分配給單個數據流，而在達到預算極限的情況下，可能中斷相應的數據流，其中剩下的數據流將繼續保持存在。
但是，該概念十分嚴格地涉及預算分配并允許在達到關于具體的數據流的預算極限時沒有靈活性。
本發明的任務現在是提供一種方法，借助該方法可能靈活和同時監控地在單個數據流上分配可供用戶使用的預算。
通過根據權利要求1所述的根據本發明的方法來解決該任務。其他有利的實施方案在從屬權利要求中舉出。
根據權利要求1，提供一種方法，用于在對數據傳輸進行具有極限值監控的在線計費時監控和控制基于分組的通信網中的用戶的、多個可供使用的分散的IP預算，其中該多個可供使用的IP預算分別數據流特定地被分配給可分配給該用戶的上下文中的數據流，并在該通信網的網絡節點中設置控制功能，該控制功能按照費用計算機的計費預給定在分配給該用戶的上下文中的數據流使用資源時根據該數據流的資源使用來收取數據流特定的IP預算的費用，以及與情況相關地引起在所選出的數據流之間部分或完整轉移該IP預算。
在根據本發明的方法的優選的實施方案中，GPRS網絡被用作基于分組的通信網。在此，控制功能優選地在GPRS網絡的GGSN中被定位。如開頭已經提及的那樣，在GPRS的例子中，多個數據流位于PDP上下文中。如已經說明的那樣，PDP上下文描述用戶到通信網的所謂層2連接的例子。在無線局域通信網(所謂的WLAN(無線局域網絡(Wireless Local Area Network)))中也存在類似的層2連接。根據本發明的方法針對任意的IP流/數據流是可應用的。
在根據本發明的方法的特別優選的實施方案中，首先在第一步中，將數據流特定的固定的IP預算分配給第一數據流。在第二步中，當在費用計算機方面在計費預給定的范圍內提供相應的轉移權限和轉移信息時，第一數據流的數據流特定的固定的IP預算的部分或整體通過控制單元被轉移到第二數據流上。這意味著，費用計算機可以給予控制功能對此的權限，即將分配給第一數據流“流1”的IP預算轉移到第二數據流“流2”上。每個數據流擁有用于控制和監控數據流特定的IP預算的自己的控制單元。借助該控制單元，隨時針對各自的數據流確定當前還可供使用的IP預算。為了將數據流特定的IP預算的部分或整體從一個數據流轉移到另一個數據流上，控制功能與監控單元共同作用，以便獲得關于各自的數據流的IP預算的各自的當前狀況的知識。
在根據本發明的方法的特別優選的實施方案中，只有當分配給第二數據流的數據流特定的IP預算完全被消耗時，第一數據流的數據流特定的IP預算的部分或整體才通過控制單元被轉移到該第二數據流上。
在根據本發明的方法的其他特別優選的實施方案中，只有當第二數據流屬于可分配給同一個用戶的IP地址的上下文時，第一數據流的數據流特定的IP預算的部分或整體才通過控制單元被轉移到該第二數據流上。
優選地，在此，只有當第二數據流屬于可分配給用戶的同一個IP地址的上下文時，第一數據流的數據流特定的IP預算的部分或整體才通過控制單元被轉移到該第二數據流上。
特別優選地，在此，只有當第二數據流屬于與第一數據流同樣的上下文時，第一數據流的數據流特定的IP預算的部分或整體才通過控制單元被轉移到第二數據流上。在GPRS的情況下，在此涉及層2連接或PDP上下文。
在根據本發明的方法的其他優選的實施方案中，費用計算機在計費預給定的范圍內通過以共同的標識符來標記第一和第二數據流來提供轉移權限。這就意味著，費用計算機以共同的標識符來標記數據流，IP預算的部分或整體可在這兩個數據流之間交換。在此，各自的IP預算的部分或整體的轉移無須所有加權地來實現。這意味著，數據流以同樣的方式和方法來計費，而無須一個數據流比另一個數據流更貴或更便宜。
以下情況也經常出現，即不同的數據流應不同地被計費。因此，在將IP預算的部分或整體從一個數據流轉移到與第一數據流不同計費的另一個數據流時，必須對要轉移的IP預算的部分或整體進行加權。對此，根據本發明，費用計算機在其計費預給定的范圍內為了計費數據流而預定數據流特定的權重因數。借助該權重因數，在轉移IP預算的部分或整體時，該部分根據針對應將IP預算的部分轉移到其上的數據流的預給定來重新加權。例如，存在具有預算部分為100k比特和權重因數1＝10比特每單位的數據流“流1”和另一個具有預算部分為200k比特和權重因數2＝30k比特每單位的數據流“流2”。當現在獲得“流1”的IP預算時，控制功能可借助費用計算機關于不同的權重因數的說明從“流2”中提取例如30k比特，并以因數“權重因數1/權重因數2”來換算或與該因數相乘，并且因此轉移10k比特到“流1”的IP預算中。
此外，也存在這樣的可能性，即首先將用戶的整個IP預算分配給控制功能，并在控制功能方面將作為整個IP預算的部分的IP預算分配給每個數據流，該整個IP預算的部分利用數據流特定的權重因數來評價。接著，自己的IP預算控制單元也再次屬于每個數據流。控制功能可以詢問單個數據流的分配給該單個數據流的IP預算的各自的剩下的部分的高低，必要時要求返回該部分的高低和重新加權地將該部分的高低分配給另一個數據流。因此，獨立于費用計算機來靈活分配整個IP預算是可能的。在這個實施方案中，針對數據流自己的IP預算控制單元中的每個數據流存在計數器。數據流特定的IP預算作為整個IP預算的部分加權地遞交給數據流自己的IP預算控制單元，并且在該計數器上累計達到的容量通常與作為整個IP預算的部分的數據流特定的IP預算進行比較。
在根據本發明的方法的其他優選的實施方案中，針對單個數據流附加地定義了優先級，該優先級在分配預算時被考慮。這樣例如以最高使用期限、也就是高優先級來處理針對信令信息突出的數據流。
在根據本發明的方法的其他優選的實施方案中，通過用戶的移動終端設備結束的數據流的剩下的IP預算被轉移到一個或多個任意的剩下的數據流上。為了這個目的，費用計算機通知控制功能，剩下的IP預算應以哪種分配是否被轉移和被轉移到哪個或者那些數據流上。可是，該控制功能也可以存儲IP預算并在新添加的數據流的情況下將所存儲的IP預算分配給新的數據流。
在根據本發明方法的特別優選的實施方案中，在添加新的數據流時，現存的預算被轉移到該數據流上。費用計算機為了這個目的說明，應轉移多少該預算。同樣，該費用計算機在該時刻傳輸針對該數據流的新的權重因數。
在根據本發明的方法的其他特別優選的實施方案中，費用計算機在添加或除去數據流時要求返回所有現存的IP預算并針對所有數據流發送新的IP預算。這是特別有意義，以便使用戶的整個預算與新的情況相匹配。即使在達到數據流之一的預算極限也可應用該方法。為了這個目的，費用計算機可在建立層2連接時或在該連接期間的任意時刻給IP流發送關于該特性的規則。
在根據本發明的方法的其他特別優選的實施方案中，費用計算機在連接期間的任意時刻要求返回所有剩下的預算并將新的預算分給該數據流。
在根據本發明的方法的其他特別優選的實施方案中，費用計算機通知控制功能，在達到任意的IP預算的閾值時，應將所有剩下的IP預算轉移給費用計算機。
在根據本發明的方法的其他特別優選的實施方案中，費用計算機通知控制功能，在達到任意的IP預算的閾值時，IP預算的部分或所有其他的IP預算被轉移到超過閾值的IP預算上。
在根據本發明的方法的其他優選的實施方案中，費用計算機借助表格或指向表格中的位置的指示器通知控制功能，數據流的IP預算如何在數據流的參數變化(例如Qos變化)的情況下被重新加權。
根據以下附圖，其他的優點被舉出。其中

圖1示出根據本發明的方法的實施方案的示意圖；圖2示出根據本發明的方法的另一個實施方案的示意圖。
在圖1中示意性地描述根據本發明的方法的實施方案。僅僅示出針對該方法主要的通信網的單元。費用計算機1、在通信網的網絡節點中設置的控制功能2以及層2連接3。針對用戶TE，借助移動終端設備MS通過接入網在基于分組的通信網中建立層2連接3。在層2連接3內描述多個不同的數據流4.1.、4.2.和4.3.。在此，分別利用相應的預算控制功能BKF-1、BKF-2和BKF-3數據流特定地相應地將IP預算5.1.、5.2.和5.3.分配給每個數據流。IP預算5.1.、5.2.和5.3.的分配在這種情況下與傳輸相應的計費預給定或控制信息一起集中地通過費用計算機1來實現。在根據本發明的方法的本實施方案中，費用計算機1將關于將數據流的各自的IP預算的部分或整體從一個數據流轉移到另一個數據流的轉移權限以這種方式提供給控制功能2，即費用計算機1利用共同的標識符來標記在其間允許轉移各自的預算的數據流(該共同的標識符此處通過相應的陰影來再現)。因此，控制功能接著將數據流4.3.的預算5.3.的部分或整體轉移到數據流4.2.上；同樣地，數據流4.2.的預算5.2.的部分或整體可被轉移到數據流4.3.上。各自的預算的部分或整體的轉移在此不必加權而實現。這意味著，具有相同的標識符的數據流以相同的方式和方法來計費，而不必一個數據流比另一個數據流更貴或更便宜。在本情況下，也就是說，數據流4.2.和4.3.相等地計費。
在圖2中，描述了根據本發明的方法的另一個實施方案。再次描述費用計算機1、控制功能2和層2連接3。層2連接3再次包含多個數據流4.1.-4.3.。不同的數據流4.1.-4.3.在此應不同地計費，這通過不同的陰影來標明。在此，IP預算5.1.、5.2.和5.3.數據流特定地相應地被分配給每個數據流。在這種情況下，IP預算5.1.、5.2.和5.3.的分配通過控制功能2按照計費預給定來實現，該計費預給定通過費用計算機1被傳輸給控制功能2。如果現在各自的IP預算的部分或整體在兩個不同的要計費的數據流之間、諸如在數據流4.1.和4.2.之間轉移是可能的，則例如在將預算5.1.的部分從數據流4.1.轉移到數據流4.2.時，必須對預算5.1.的要轉移的部分進行加權。為此費用計算機1給控制功能2預定數據流特定的權重因數6.1.和權重因數6.2.。借助權重因數6.1.和6.2.，在將預算5.1.的部分轉移到數據流4.2.上時，重新加權預算5.1.的部分。如果例如數據流4.1.擁有200k比特的預算5.1.和權重因數6.1.＝30k比特/單位而數據流4.2.擁有100k比特的預算5.2.和權重因數6.2.＝10k比特/單位，則控制功能2可借助權重因數6.1.和6.2.從數據流4.1.中提取例如30k比特，并以換算因數＝6.2/6.1.＝1/3換算或與該換算因數相乘以及因此轉移10k比特到數據流4.2.上。
權利要求
1.用于在對數據傳輸進行在線計費時監控和控制基于分組的通信網中的用戶的、多個可供使用的分散的IP預算的方法，其中分別將多個可供使用的IP預算數據流特定地分配給可分配給用戶的上下文中的數據流，并且在所述通信網的網絡節點中設置上級的控制功能，該控制功能按照費用計算機的計費預給定在可分配給該用戶的上下文中的數據流使用資源時根據該數據流的資源使用收取數據流特定的IP預算的費用，并且根據情況引起在所選出的數據流之間部分地或完整地轉移該IP預算。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在添加和/或除去數據流時，所述費用計算機或所述控制功能按照該費用計算機的計費預給定要求返回所有所分配的IP預算并執行所述IP預算的重新分配。
3.根據以上權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述費用計算機或所述控制功能按照該費用計算機的計費預給定在由該費用計算機預定的時刻要求返回所有所分配的IP預算并執行該IP預算的重新分配。
4.根據以上權利要求之一所述的方法，其特征在于，只有當分配給第二數據流的數據流特定的IP預算被消耗直至閾值或被完全消耗時，第一數據流的數據流特定的IP預算的部分或整體才通過所述控制單元根據所述費用計算機的計費預給定被轉移到第二數據流上。
5.根據以上權利要求之一所述的方法，其特征在于，只有當第二數據流屬于可分配給同一個用戶的IP地址的上下文時，第一數據流的數據流特定的IP預算的部分或整體才通過所述控制單元被轉移到該第二數據流上。
6.根據以上權利要求之一所述的方法，其特征在于，只有當第二數據流屬于可分配給所述用戶的同一個IP地址的上下文時，第一數據流的數據流特定的IP預算的部分或整體才通過所述控制單元被轉移到該第二數據流上。
7.根據以上權利要求之一所述的方法，其特征在于，只有當第二數據流屬于與第一數據流相同的上下文時，該第一數據流的數據流特定的IP預算的部分或整體才通過所述控制單元被轉移到該第二數據流上。
8.根據以上權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述費用計算機在所述計費預給定的范圍內通過以共同的標識符來標記第一和第二數據流來提供該第一和第二數據流之間的轉移權限。
9.根據以上權利要求之一所述的方法，其特征在于，在所費用計算機方面為了對數據流進行計費而預定數據流特定的權重因數。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，在所述費用計算機方面為了對數據流進行計費而借助表格或指向表格中的位置的指示器來預定數據流特定的權重因數。
11.根據以上權利要求之一所述的方法，其特征在于，GPRS網絡被用作基于分組的通信網。
12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述控制功能在GGSN中被定位。
13.根據以上權利要求之一所述的方法，其特征在于，在達到任意的數據流的數據流特定的IP預算的閾值時，所述控制功能要求返回所有其他的數據流的IP預算并將其轉移給所述費用計算機。
14.根據以上權利要求之一所述的方法，其特征在于，通過所述用戶結束的數據流的數據流特定的IP預算的部分通過所述控制功能被轉移到一個或多個還存在的或新添加的數據流上。
15.根據以上權利要求之一所述的方法，其特征在于，在添加新的數據流時，通過所述控制功能，根據費用計算機的計費預給定，至少一個現存的數據流的IP預算的至少一部分被轉移到所述新的數據流上。
全文摘要
本發明涉及一種用于在對數據傳輸進行在線計費時監控和控制基于分組的通信網中的用戶的、多個可供使用的分散的IP預算的方法，其中，該多個可供使用的IP預算分別數據流特定地被分配給可分配給該用戶的上下文中的數據流，并在該通信網的網絡節點中規定上級的控制功能，該控制功能按照費用計算機的計費預給定在可分配給用戶的上下文中的數據流使用資源時根據該數據流的資源使用來收取數據流特定的IP預算的費用，并且根據情況引起在所選出的數據流之間部分地或完整地轉移該IP預算。
文檔編號H04L12/28GK1762163SQ03826265
公開日2006年4月19日 申請日期2003年4月4日 優先權日2003年4月4日
發明者U·費爾, W·哈恩 申請人:西門子公司