一种基于移动网络策略和计费架构的绿色上网系统和方法

摘要

基于移动网络策略和计费架构的绿色上网管理系统，包括接入终端的业务请求信号的无线空中接口，承载并对接入的业务请求信号进行认证鉴权的传输模块，将业务请求信号接入到外部公用数据网络的数据网管支持节点模块；还包括移动网络策略和计费架构、作为应用功能实体的绿色上网管理系统，移动网络策略和计费架构包括策略计费执行功能模块、策略计费功能模块、用户属性存储模块；以及基于移动网络策略和计费架构的绿色上网方法。本发明绿色上网管理系统和方法，为青少年群体创造健康的移动互联网环境，让家长放心；为运营商带来规模经济效益，提升用户粘性，提升服务质量，为运营商带来差异化核心竞争能力。

说明书

技术领域

本发明涉及绿色上网技术领域，尤其涉及一种基于移动网络策略和计费架构实现绿色上网的系统和方法。

背景技术

移动通讯正以前所未有的速度快速发展，带宽不断增大，网速不断加快；同时智能移动终端正在快速普及。移动终端的移动特性体现为，随时随地的接入给使用者带来了极大的便利，因此，用户的上网行为发生了从固定宽带上网到移动终端上网的转变。

移动互联网应用丰富多彩，内容形形色色，移动互联网上存在大量不利于青少年身心健康的应用和内容，目前使用较多的是，基于移动终端操作系统开发出客户端软件，在移动终端安装运行客户端软件实现上网拦截、时间控制等功能，同时，也可在系统侧实现上网拦截、时间控制等功能。

由于客户端软件易被卸载，达不到保护的目的，且操作比较复杂，接收程度不高；耗费移动终端性能，用户体验较差；而操作系统版本众多或者统一操作系统的版本迥异，导致推广难度非常大。而系统方案是针对PC固定接入的，不能够提供系统针对移动终端上网的解决方案，均不能实现青少年绿色上网、学习和娱乐三不误的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于无需移动终端做任何改造、配置或者安装任何软件，实现用户的绿色上网功能，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于移动网络策略和计费架构的绿色上网系统和方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于移动网络策略和计费架构的绿色上网管理系统，包括接入终端的业务请求信号的无线空中接口，承载并对接入的业务请求信号进行认证鉴权的传输模块，将业务请求信号接入到外部公用数据网络的数据网管支持节点模块。

基于移动网络策略和计费架构的绿色上网管理系统还包括移动网络策略和计费架构、绿色上网管理系统；移动网络策略和计费架构包括策略计费执行功能模块、通过Gx接口与策略计费执行功能模块连接的策略计费功能模块、通过Sp接口与策略计费功能模块连接的用户属性存储模块。策略计费执行功能模块可位于数据网管支持节点模块内部，也可成为一个独立网络实体；完成业务感知的深度报文检测模块即可嵌入策略计费执行功能模块内部，也可单独成为一个模块。

通过Rx接口与策略计费功能模块连接的绿色上网管理系统包括：

接入网关模块，用于和策略计费功能模块间的绿色上网策略控制数据的交互、以及和运营商支撑系统的数据交互，运营商支撑系统包括运营支撑系统、非结构化补充数据业中心、短信网关和彩信网关；

互联网内容和应用分析模块，用于分析海量的互联网内容和典型的互联网应用，对互联网内容进行最大程度的实时更新，并提炼出上网控制策略的基础数据；

策略录入及管理模块，用于输入策略数据，为绿色上网管理系统的管理模块；策略数据为业务(应用)类型、网页地址黑名单、控制时间段和应用时间段门限；

用户自定义管理模块，用于监护人自定义控制策略；

绿色上网控制策略生成模块，用于生成控制策略，并上传给策略计费功能模块；

绿色上网业务功能模块，用于实现绿色上网的具体业务逻辑和管理逻辑；

系统功能模块，为绿色上网管理系统的核心功能模块，核心功能模块包括消息调度机、内存数据库、双机系统和集群系统；

系统管理模块，用于实现系统管理工作，系统管理工作包括操作员权限管理、角色管理、安全管理、配置管理、自动告警管理、统计分析和用户管理。

本发明一种基于移动网络策略和计费架构的绿色上网方法，包括以下步骤：

S1、终端进行无线接入，并发起业务请求；业务请求为上网、聊天和游戏；

S2、策略计费执行功能模块对服务数据流进行检测分析，检测分析包括IP五元组分析和ISO 7层应用数据解析；

S3、策略计费执行功能模块根据策略计费功能模块设定的触发条件，判断是否是绿色上网保护用户；如是，则将符合触发条件的业务控制流发送到策略计费功能模块，并跳转步骤S5；如否，则跳转步骤S4；触发条件的发生包括：(1)分组数据协议的初始建立，如返回手机号码、IP五元组；(2)分组数据协议建立过程中IP五元组的变化，如URL变化、应用变化；

S4、策略计费执行功能模块不进行绿色上网业务规则控制，按照默认规则处理，允许终端与公用数据网络链接，完成网络操作；

S5、策略计费功能模块接收策略计费执行功能模块传来的触发事件，对终端进行规则处理；

S6、策略计费功能模块判断终端是否具备应用功能属性关联；如否，则跳转步骤S7；如是，则跳转步骤S8；

S7、策略计费功能模块判断是否需要生成控制策略，如不需要，则返回给策略计费执行功能模块不干涉信息；如需要，则重新生成控制策略返回给策略计费执行功能模块，策略计费执行功能模块基于新的控制策略进行控制；

S8、绿色上网管理系统收到策略计费功能模块的控制策略请求后，分析应用属性、用户属性和行为属性，并进行绿色上网逻辑处理；

S9、策略计费功能模块收到绿色上网管理系统的策略控制请求，生成绿色上网策略控制规则，并传输给策略计费执行功能模块；

S10、策略计费执行功能模块接收策略计费功能模块控制规则，执行绿色上网策略控制规则，实现绿色上网功能。

步骤S8中的绿色上网逻辑处理包括：

(1)绿色上网管理系统判断是否在上网时间段内；如是，则设置自动定时处理，继续监测上网时间，并进行后续的判断处理；如否，则为绿色上网控制策略生成模块提供禁止上网请求策略；

(2)绿色上网管理系统判断是否是不良网站，根据终端请求的URL或者IP地址，绿色上网管理系统查询系统数据库，判断是否是不良网站，如是，则为绿色上网控制策略生成模块提供不允许访问该网站请求策略；如否，则继续浏览网站页面；

(3)绿色上网管理系统判断是否在游戏时间段内，如是，则设置自动定时处理，继续监测游戏时间，并进行后续的判断处理；如否，则为绿色上网控制策略生成模块提供禁止游戏继续操作的请求策略；

(4)绿色上网管理系统判断是否在聊天时间段内，如是，则设置自动定时处理，继续监测聊天时间，并进行后续的判断处理；如否，则为绿色上网控制策略生成模块提供禁止聊天继续操作的请求策略。

绿色上网管理系统支持被动策略管理和主动策略管理；被动策略管理是接受策略计费功能模块的策略控制请求，处理后再返回给策略计费功能模块；主动策略管理是绿色上网管理系统主动发起策略控制请求。

绿色上网用户开户包括以下步骤：

S21、用户通过网上营业厅或者营业厅开通终端绿色上网业务，实现监护人和被监护人号码的绑定；

S22、所述运营支撑系统将开户数据同步到所述策略计费功能模块；

S23、策略计费功能模块接收运营支撑系统的数据，根据业务标志和运营商支撑系统，规范数据，并同步到不同的实体中；

S24、策略计费功能模块完成同步数据操作；同步数据操作为：策略计费功能模块将用户数据同步到用户属性存储模块中，用户属性存储模块存储用户订购业务；策略计费功能模块将数据同步到策略计费执行功能模块中，并在策略计费执行功能模块设置业务触发条件；策略计费功能模块将数据同步到绿色上网管理系统中，绿色上网管理系统存储用户订购业务。

实施本发明一种基于移动网络策略和计费架构的绿色上网系统和方法，具有以下有益效果：本发明无需对终端做任何改造、配置或者安装任何软件，监护人只需开通移动绿色上网服务，绑定被监护人号码，就可以实现被监护人绿色上网功能：上网时间段控制、不良网站过滤、游戏聊天控制、网站导航等。本发明为青少年群体创造健康的移动互联网环境，有利于青少年健康的成长；绿色上网管理系统的应用，能够让家长放心、安心；并有助于社会主义精神文明建设，造就一片沃土，为青少年健康成长创造条件。同时，绿色上网系统是运营商智能管道技术的创造性应用；直接的应用订购费用，为运营商带来规模经济效益；提升用户粘性，提升服务质量，留住老客户，吸引新客户；提升运营商管道建设的领先优势，为移动运营商带来差异化核心竞争能力。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一种基于移动网络策略和计费架构的绿色上网管理系统实施例的系统组网结构示意图；

图2是本发明一种基于移动网络策略和计费架构的绿色上网管理系统实施例的绿色上网管理系统逻辑结构示意图；

图3是本发明一种基于移动网络策略和计费架构的绿色上网方法实施例的绿色上网方法流程示意图；

图4是本发明一种基于移动网络策略和计费架构的绿色上网方法实施例的绿色上网逻辑处理流程示意图；

图5是本发明一种基于移动网络策略和计费架构的绿色上网方法实施例的绿色上网用户开户流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明一种基于移动网络策略和计费架构的绿色上网管理系统实施例的系统组网结构示意图，一种基于移动网络策略和计费架构的绿色上网管理系统，包括接入终端1的业务请求信号的无线空中接口2，承载并对接入的业务请求信号进行认证鉴权的传输模块3，将业务请求信号接入到外部公用数据网络5(PDN，Public Data Network)的数据网管支持节点模块4(GGSN，Gateway GPRS Support Node)；基于移动网络策略和计费架构的绿色上网管理系统还包括移动网络策略和计费架构、绿色上网管理系统10；移动网络策略和计费架构包括策略计费执行功能模块6(PCEF，Policy andCharging Enforcement Function)、通过Gx接口与策略计费执行功能模块6连接的策略计费功能模块9(PCRF，Policy and Charging Rules Function)、通过Sp接口与策略计费功能模块9连接的用户属性存储模块8(SPR，SubscriptionProfile Repository)。

其中，运营商的网络结构不同，无线空中接口2的接入组合方式不同：运营商的网络结构不同，无线接入组合方式不同，例如电信的组合为CDMA、WLAN、PHS；联通的组合为GSM、WCDMA、WLAN；移动的组合为GSM、EDGE、TD、LTE、WLAN等。传输模块3主要为SGSN模块(Service GPRSSupport Node，数据服务支持节点)等。

策略计费执行功能模块6即可在数据网管支持节点模块4内部，也可成为一个独立的网络实体；用于生成主动动态策略的深度报文检测模块7(DPI，Deep Packet Inspection)既可嵌入策略计费执行功能模块6内部，也可单独成为一个模块。

基于移动网络策略和计费架构的绿色上网管理系统还包括通过Rx接口与策略计费功能模块9连接的绿色上网管理系统10，绿色上网管理系统10作为模拟3GPP(策略和计费控制标准)架构中的应用功能(AF，ApplicationFunction)实体，用于对互联网内容和应用的深入分析，并支持监护人客户化的定制功能，基于系统上网行为分析的结果和客户化的定制需求，动态生成控制策略，实现对被监护人绿色上网管理功能。

如图2所示，本发明一种基于移动网络策略和计费架构的绿色上网管理系统实施例的绿色上网管理系统逻辑结构示意图，绿色上网管理系统10包括：

接入网关模块101，用于和策略计费功能模块9间的绿色上网策略控制数据的交互，以及和运营商支撑系统的数据交互；策略控制数据包括用户手机号码、用户服务数据流(SDF，Service Data Flow)五元组等；运营商支撑系统包括运营支撑系统14(BOSS，Business & Operation Support System)、非结构化补充数据业中心13(USSD，Unstructured Supplementary Service Data)、短信网关12(SMSGW，Short Message Service GateWay)和彩信网关11等。

互联网内容和应用分析模块102，用于分析海量的互联网内容和典型的互联网应用，对互联网内容进行最大程度的实时更新，包括互联网站内子项内容，并决策该内容是否符合青少年访问；分析典型的互联网应用，包括在线游戏、社区、聊天等；基于对内容和应用的分析，提炼出上网控制策略的基础数据。

策略录入及管理模块103，用于输入策略数据，为绿色上网管理系统10的管理模块；策略数据为业务(应用)类型、网页地址(URL，Uniform/UniversalResource Locator)黑名单、控制时间段和应用时间段门限等。

用户自定义管理模块104，用于监护人自定义控制策略，例如时间段策略控制(上网时间段、允许的应用类型、应用时间段等)；用户通过该模块可实现：查询被监护人上网记录、上网时间、聊天时长、游戏时长，以及设置各类留言等。

绿色上网控制策略生成模块105，基于绿色上网规则、监护人自定义规则以及系统自动分析规则，生成控制策略，并上传给策略计费功能模块9。

绿色上网业务功能模块106，用于实现绿色上网的具体业务逻辑和管理逻辑；具体业务逻辑包括不良网站过滤、时间段控制、应用类型时间段控制等，管理逻辑包括记录查询、监护人绑定等。

系统功能模块107，为绿色上网管理系统10的核心功能，核心功能包括消息调度机、内存数据库、双机系统和集群系统等。

系统管理模块108，用于实现系统管理工作，系统管理工作包括操作员权限管理、角色管理、安全管理、配置管理、自动告警管理、统计分析和用户管理。

如图3所示，本发明一种基于移动网络策略和计费架构的绿色上网方法实施例的绿色上网方法流程示意图，一种基于移动网络策略和计费架构的绿色上网方法，包括以下步骤：

S1、终端1进行无线接入，并发起业务请求；业务请求为上网、聊天和游戏等；

S2、策略计费执行功能模块6对服务数据流进行检测分析(检测分析的技术包括深度报文检测技术等)，检测分析包括IP五元组分析和ISO 7层应用数据解析等；

S3、策略计费执行功能模块6根据策略计费功能模块9设定的触发条件，判断是否是绿色上网保护用户；如是，则将符合触发条件的业务控制流发送到策略计费功能模块9，并跳转步骤S5；如否，则跳转步骤S4；

S4、策略计费执行功能模块6不进行绿色上网业务规则控制，按照默认规则处理，允许终端1与公用数据网络5链接，完成网络操作；

S5、策略计费功能模块9接收策略计费执行功能模块6传来的触发事件，对终端1进行规则处理；首先策略计费功能模块9分析该用户(终端1)属性，例如套餐类型、包月套餐、是否欠费等；其次策略计费功能模块9分析应用属性；最后策略计费功能模块9判断该用户是否有其它应用功能策略关联，最终判断是否生成用户控制策略；

S6、策略计费功能模块9判断终端1是否具备应用功能属性关联；如否，则跳转步骤S7；如是，则跳转步骤S8；

S7、策略计费功能模块9判断是否需要生成控制策略，如不需要，则返回给策略计费执行功能模块6不干涉信息；如需要，则重新生成控制策略返回给策略计费执行功能模块6，数据网管支持节点模块4(策略计费执行功能模块6)基于新的控制策略进行控制；

S8、绿色上网管理系统10收到策略计费功能模块9的控制策略请求后，分析应用属性、用户属性和行为属性，并进行绿色上网逻辑处理；

S9、策略计费功能模块9收到绿色上网管理系统10的策略控制请求，生成绿色上网策略控制规则，并传输给策略计费执行功能模块6；

S10、策略计费执行功能模块6接收策略计费功能模块9控制规则，执行绿色上网策略控制规则，实现绿色上网功能。

如图4所示，步骤S8中的绿色上网逻辑处理包括：

(1)绿色上网管理系统10判断是否在上网时间段内；如是，则设置自动定时处理，继续监测上网时间，并进行后续的判断处理；如否，则为绿色上网控制策略生成模块105提供禁止上网请求策略；

(2)绿色上网管理系统10判断是否是不良网站，根据终端1请求的URL或者IP地址，绿色上网管理系统10查询系统数据库，判断是否是不良网站，如是，则为绿色上网控制策略生成模块105提供不允许访问该网站请求策略；如否，则继续浏览网站页面；

(3)绿色上网管理系统10判断是否在游戏时间段内，如是，则设置自动定时处理，继续监测游戏时间，并进行后续的判断处理；如否，则为绿色上网控制策略生成模块105提供禁止游戏继续操作的请求策略(系统同时支持整体游戏类时间控制)；

(4)绿色上网管理系统10判断是否在聊天时间段内，如是，则设置自动定时处理，继续监测聊天时间，并进行后续的判断处理；如否，则为绿色上网控制策略生成模块105提供禁止聊天继续操作的请求策略(系统同时支持整体聊天类时间控制)。

绿色上网管理系统10支持被动策略管理和主动策略管理；被动策略管理是接受策略计费功能模块9的策略控制请求(在初始分组数据协议建立或者其它触发条件触发引发的请求)，处理后再返回给策略计费功能模块9；主动策略管理是绿色上网管理系统10主动发起策略控制请求，例如在用户持续上网后，时间超过时间段控制；或者用户游戏较长时间后，游戏时间超过时间限制，则绿色上网管理系统会主动发起策略控制请求，输入给策略计费功能模块9。

如图5所示，本发明一种基于移动网络策略和计费架构的绿色上网方法实施例的绿色上网用户开户流程示意图，绿色上网用户开户包括以下步骤：

S21、用户通过网上营业厅或者营业厅开通终端1绿色上网业务，实现监护人和被监护人号码的绑定；

S22、运营支撑系统14将开户数据同步到策略计费功能模块9；

S23、策略计费功能模块9接收运营支撑系统14的数据，根据业务标志和运营商支撑系统，规范数据，并同步到不同的实体中；

S24、策略计费功能模块9完成同步数据操作；同步数据操作为：策略计费功能模块9将用户数据同步到用户属性存储模块8中，用户属性存储模块8存储用户订购业务；策略计费功能模块9将数据同步到策略计费执行功能模块6中，并在策略计费执行功能模块6设置业务触发条件；策略计费功能模块9将数据同步到绿色上网管理系统10中，绿色上网管理系统10存储用户订购业务。

触发条件的发生包括：(1)分组数据协议的初始建立，如返回手机号码、IP五元组；(2)所述分组数据协议建立过程中IP五元组的变化，如URL变化、应用变化。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。