一种基于移动网络策略和计费架构的智能加速系统和方法

摘要

本发明公开了基于移动网络策略和计费架构的智能加速系统，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主动策略管理系统，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，以及公开了基于移动网络策略和计费架构的智能加速方法。本发明基于移动网络策略和计费架构的智能加速系统和方法，采用智能网络加速的终端，应用体验更好、更经济实惠；为运营商带来规模经济效益，增强用户粘性，提升服务质量，带来差异化的核心竞争力。

说明书

技术领域

本发明涉及移动网络智能加速技术，尤其涉及一种基于移动网络策略和计费架构实现智能加速的系统和方法。

背景技术

移动互联网正以前所未有的速度快速发展，接入方式也不断涌现，包括：GSM(GPRS)、EDGE、TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000、LTE、WLAN等，如何对承载在管道上的业务进行感知和管理，以及如何对多种无线接入方式进行统一管理，成为运营商智能管道建设的重点。

PCC(Policy and Charging Control，策略与计费控制)是3GPP R7阶段定义的移动网络策略和计费架构，目的在于基于流的控制实现业务感知，提供用户业务流保障和流计费的策略，从而为用户提供差异化的服务，实现智能管道功能。

在移动网络策略和计费架构中，除AF(Application Function，应用功能)实体IMS通话采取动态的策略控制规则，其它业务均采用静态策略控制方法。随着智能终端的普及，千变万化的智能终端应用对带宽(网速)有不同的需求。在特定基本流量套餐情况下，为保证不同网速需求应用的流畅性，满足带宽(网速)智能变宽的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，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智能加速系统和方法。

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智能加速系统，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智能加速系统还包括移动网络策略和计费架构、主动策略管理系统；移动网络策略和计费架构包括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接口与所述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主动策略管理系统包括：

接入网关模块，用于和策略计费功能模块间的策略控制数据交互、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；

用户行为分析模块，用于分析用户属性、用户业务应用和用户行为时间；用户属性包括用户号码、用户类别、包月数据套餐、历史数据消耗记录、增值业务应用；用户业务应用包括用户的WEB类、视频类、IM类类别的应用；用户行为时间包括用户行为的主要分布曲线、每日行为分布曲线、每周分布曲线；

业务逻辑模块，根据用户行为，实时和终端进行智能加速交互的具体业务逻辑模块；

互联网应用分析模块，用于分析典型的互联网应用和典型的应用提供网站或者系统，为动态策略生成模块提供外部实体的支撑数据，支撑数据包括典型应用的系统负载时间曲线分布、应用排名、单位应用流量消耗；

策略录入及管理模块，用于输入策略数据，策略数据为业务(应用)类型、网页地址、应用时间段以及是否启动动态交互功能；

用户自定义策略模块，为自定义策略入口，用户基于该入口，自动定义控制策略；

所述动态策略生成模块，基于所述用户行为分析模块、互联网应用分析模块、策略录入及管理模块和用户自定义策略模块提供的数据，用于决策是否发起动态策略生成请求，并生成动态策略控制规则；

系统功能模块，是主动策略管理系统的核心功能，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；

系统管理模块，用于完成系统管理工作，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。

一种基于移动网络策略和计费架构的智能加速方法，包括以下步骤：

S1、终端发起业务请求，并进行无线接入操作；无线接入包括信息获取、多时隙能力配合、信道分配、指定临时块流复用度、指定临时块流释放时间；

S2、业务请求经过无线空中接口后，基于用户侧的服务质量业务需求或者系统侧的服务质量需求，传输模块进行初次分组数据协议请求传输或数据流的承载；

S3、策略计费执行功能模块对服务数据流进行检测分析，所述检测分析内容包括IP五元组分析、ISO 7层应用数据解析；

S4、策略计费执行功能模块根据策略计费功能模块提供的订购数据条件，对数据流分析时判断是否生成触发事件；如否，则跳转步骤S5；如是，则跳转步骤S6；

S5、策略计费执行功能模块将应用数据流传到数据网管支持节点，数据网管支持节点与公用数据网络链接，完成网络操作；

S6、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，对用户进行规则处理；

S7、策略计费功能模块判断用户是否具备应用功能属性关联；如否，则跳转步骤S8；如是，则跳转步骤S9；

S8、策略计费功能模块判断是否需要生成控制策略，如不需要，则返回给策略计费功能模块不干涉信息；如需要，则重新生成控制策略返回给所述策略计费执行功能模块；

S9、主动策略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、行为属性，判断是否发起对终端的交互进行主动智能策略的生成；

S10、主动策略管理系统根据用户属性设置判断是否需要交互流程；如用户已经自行设置好控制规则并设定不发起交互流程，则跳转步骤S11；如是，则跳转步骤S12；

S11、主动策略管理系统根据用户默认设置、用户属性、业务属性、外部应用流量分布属性以及承载网络属性、接入网络属性，生成智能加速策略控制规则；

S12、主动策略管理系统发起主动智能确认流程；

S13、终端收到主动策略管理系统发起的策略生成要求之后，确认成功，则跳转步骤S14；确认不成功，则跳转步骤S11；

S14、主动策略管理系统根据交互确认结果、用户属性、业务属性、外部应用流量分布属性以及承载网络属性、接入网络属性，生成智能加速策略控制规则；

S15、主动策略管理系统10进入主动智能加速协商流程。

其中，步骤S12还包括以下步骤：

S121、主动策略管理系统通过非结构化补充数据或短信交互技术向终端发起交互请求，请求包括应用内容提示、智能加速的作用和申请智能加速确认提示；

S122、终端1确认是否采用智能加速，如终端1取消或者超时，则跳转步骤S123；如终端1确认，则跳转步骤S124；

S123、终端拒绝采用智能加速，智能加速流程结束；

S124、终端确认采用智能加速流程，基于该条件，主动策略管理系统生成该用户新规则控制数据，并记录该用户签约智能加速流程；

S125、主动策略管理系统通过Rx接口向策略计费功能模块发起更新控制规则请求；

S126、策略计费功能模块向在线计费功能模块发起智能加速签约扣费请求；

S127、策略计费功能模块通过Sp接口向用户属性存储模块发起更新用户属性签约数据更新请求。

步骤S15还包括以下步骤：

S151、主动策略管理系统生成智能加速策略控制规则，并向策略计费功能模块传递用户新的控制规则策略；

S152、策略计费功能模块接收新的用户定制级别控制规则，根据用户属性存储签约属性、承载网络服务质量属性和无线接入属性重现生成策略控制规则，并向策略计费执行功能模块传递新的控制规则策略；

S153、策略计费执行功能模块接收新的控制规则，数据网管支持节点模块基于新的控制策略，重新发起分组数据协议会话更新流程，重新协商传输服务质量和无线接入；

S154、策略计费执行功能模块和传输模块协商，采用分服务代码点方法，确认传输服务质量；

S155、策略计费执行功能模块和无线空中接口协商，根据接入网络类型协商的参数和流程，完成参数调整；

S156、数据服务支持节点模块发起分组数据协议修改流程，将更新后的服务质量参数传递给终端；终端采用新的服务质量规则，实现智能加速业务。

实施本发明一种基于移动网络策略和计费架构的智能加速系统和方法，具有以下有益效果：主动参与的智能加速过程，为终端应用者和运营商带来了诸多好处。在终端应用方面，实时的智能加速，保证了较大流量的应用的带宽，应用体验更好；在有限的套餐带宽下，通过智能加速业务，需要高带宽的时候才高带宽，不需要提高套餐资费，更加经济实惠；智能加速基于自动业务检测的原理来实现，主动提醒邀请用户参与智能加速流程，无需用户费心，用户可主动参与设计带宽控制规则，实现带宽利用的更高效率。在运营商方面，移动终端智能加速应用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；丰富的应用，增强用户粘性，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智能加速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智能加速系统实施例的主动策略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智能加速方法实施例的智能加速业务流程示意图；

图4是本发明一种基于移动网络策略和计费架构的智能加速方法实施例的主动智能加速确认流程示意图；

图5是本发明一种基于移动网络策略和计费架构的智能加速方法实施例的主动智能加速协商流程示意图。

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智能加速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智能加速系统，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智能加速系统还包括移动网络策略和计费架构、主动策略管理系统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 and ChargingEnforcement 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，Subscription ProfileRepository)。

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2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)即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智能加速系统还包括通过Rx接口与策略计费功能模块9连接的主动策略管理系统10，主动策略管理系统10用于模拟3GPP(策略和计费控制标准)架构中实体的应用功能(AF，ApplicationFunction)，基于Rx协议和策略计费功能模块9进行动态策略的交互，实现主动动态策略的生成。

如图2所示，本发明一种基于移动网络策略和计费架构的智能加速系统实施例的主动策略管理系统逻辑结构示意图，主动策略管理系统10包括：

接入网关模块101，用于和策略计费功能模块9间的策略控制数据交互、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签约数据、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。

用户行为分析模块102，用于分析用户属性、用户业务应用和用户行为时间；用户属性包括用户号码、用户类别、包月数据套餐、历史数据消耗记录、增值业务应用等；用户业务应用包括用户的应用类别，例如WEB类、视频类、IM类等；用户行为时间包括用户行为的主要分布曲线、每日行为分布曲线、每周分布曲线等。

业务逻辑模块103，根据用户属性、应用等，通过非结构化补充数据(USSD，Unstructured Supplementary Service Data)或者短信(SMS，ShortMessage Service)等通讯技术，实时和终端1进行智能加速交互；如果终端1确认采用智能加速功能，则该业务逻辑调用动态策略生成模块，形成智能加速控制策略。

互联网应用分析模块104，用于分析典型的互联网应用和典型的应用提供网站或者系统，为动态策略生成模块107提供外部实体的支撑数据，支撑数据包括典型应用的系统负载时间曲线分布、应用排名、单位应用流量消耗等。

策略录入及管理模块105，用于输入策略数据；策略数据为业务(应用)类型、网页地址(URL)、应用时间段以及是否启动动态交互功能等。

用户自定义策略模块106，为自定义策略入口，用户基于该入口，自动定义控制策略，例如时间段策略控制(工作时间内，禁止任何软件自动升级、切断流量等)。

动态策略生成模块107，基于用户行为分析模块102、互联网应用分析模块104、策略录入及管理模块105和用户自定义策略模块106提供的数据，用于决策是否发起动态策略生成请求，并生成动态策略控制规则；

系统功能模块108，是主动策略管理系统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109，用于完成系统管理工作，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等。

引入作为一个应用功能实体的主动策略管理系统10，统，通过Rx接口和策略计费功能模块9进行交互，为策略计费功能模块9提供动态策略控制规则；主动策略管理系统10和终端1进行动态定向交互，所谓定向就是基于用户的行为(网络应用)感知，为用户实时提供需求确认交互，实现用户主动参与的控制策略生成机制。

如图3所示，本发明一种基于移动网络策略和计费架构的智能加速方法的流程示意图，基于移动网络策略和计费架构的智能加速方法包括以下步骤：

S1、终端1发起业务请求，并进行无线接入操作，主动发起分组数据协议(PDP，Package Data Protocol)建立请求；无线接入包括信息获取、多时隙能力配合、信道分配(包括上行信道和下行信道)、指定临时块流(TBF，Temporary Block Flow)复用度、指定临时块流释放时间等；

S2、业务请求经过无线空中接口2后，基于用户侧的服务质量(QoS，Quality of Service)业务需求或者系统侧的服务质量需求，传输模块3进行初次分组数据协议请求传输或数据流的承载；

S3、数据网管支持节点模块4(策略计费执行功能模块6)对于初始的分组数据协议请求采用默认的服务质量规则，并激活分组数据协议；终端1进行应用操作，策略计费执行功能模块6对应用服务数据流进行检测分析(检测分析技术包括深度报文检测等)；检测分析内容包括IP五元组分析、ISO 7层应用数据解析；

S4、策略计费执行功能模块6根据策略计费功能模块9提供的订购数据条件，对数据流分析时判断是否生成触发事件向策略计费功能模块9汇报；如否，则跳转步骤S5；如是，则跳转步骤S6；订购数据条件为用户号码、特定业务类型、特定地址、特定时间段或者其它组合条件；

S5、策略计费执行功能模块6将应用数据流传到数据网管支持节点4，数据网管支持节点4与公用数据网络5链接，完成网络操作；

S6、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，对用户进行规则处理；首先策略计费功能模块9分析该用户属性，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；

S7、策略计费功能模块9判断用户是否具备应用功能属性关联；如否，则跳转步骤S8；如是，则跳转步骤S9；

S8、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，则返回给策略计费功能模块9不干涉信息，策略计费执行功能模块6则采用默认服务质量策略信息继续分组数据协议会话；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，重新发起分组数据协议会话更新流程，重新协商传输和无线接入。

S9、主动策略管理系统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、行为属性，判断是否发起对终端1的交互进行主动智能策略的生成；

S10、主动策略管理系统10根据用户属性设置判断是否需要交互流程；如用户已经自行设置好控制规则并设定不发起交互流程，则跳转步骤S11；如是，则跳转步骤S12；

S11、主动策略管理系统10根据用户默认设置、用户属性、业务属性、外部应用流量分布属性以及承载网络属性、接入网络属性，生成智能加速策略控制规则；

S12、主动策略管理系统10发起主动智能确认流程；

S13、终端1收到主动策略管理系统10发起的策略生成要求之后，确认成功，则跳转步骤S14；确认不成功，则跳转步骤S11；

S14、主动策略管理系统10根据交互确认结果、用户属性、业务属性、外部应用流量分布属性以及承载网络属性、接入网络属性，生成智能加速策略控制规则；

S15、主动策略管理系统10进行主动智能加速协商流程。

如图4所示，本发明一种基于移动网络策略和计费架构的智能加速方法的主动智能加速确认流程示意图，步骤S12主动智能加速确认流程包括以下步骤：

S121、主动策略管理系统10通过非结构化补充数据或短信等成熟交互技术向终端1发起交互请求，请求内容包括应用内容提示、智能加速的作用和申请智能加速确认提示等；

S122、终端1确认是否采用智能加速，如终端1取消或者超时，则跳转步骤S123；如终端1确认，则跳转步骤S124；

S123、终端1拒绝采用智能加速，智能加速流程结束；

S124、终端1确认采用智能加速流程，基于该条件，主动策略管理系统10生成该终端1新规则控制数据，并记录该终端1签约智能加速流程；

S125、主动策略管理系统10通过Rx接口向策略计费功能模块9发起更新控制规则请求；

S126、策略计费功能模块9向在线计费功能模块发起智能加速签约扣费请求；

S127、策略计费功能模块9通过Sp接口向用户属性存储模块8发起更新用户属性签约数据更新请求。

如图5所示，本发明一种基于移动网络策略和计费架构的智能加速方法的主动智能加速协商流程示意图，步骤S15主动智能加速协商流程包括以下步骤：

S151、主动策略管理系统10生成智能加速策略控制规则，并向策略计费功能模块9传递用户新的控制规则策略；

S152、策略计费功能模块9接收新的用户定制级别控制规则，根据用户属性存储签约属性、承载网络服务质量属性和无线接入属性重现生成策略控制规则，并向策略计费执行功能模块6传递新的控制规则策略；

S153、策略计费执行功能模块6接收新的控制规则，数据网管支持节点模块4基于新的控制策略，重新发起分组数据协议会话更新流程，重新协商传输服务质量和无线接入；

S154、策略计费执行功能模块6和传输模块3协商，采用分服务代码点等方法，确认传输服务质量，调整方法包括指定GBR、调高GBR速率、提高AMR速率等；

S155、策略计费执行功能模块6和无线空中接口2协商，根据接入网络类型协商的参数和流程，完成参数调整；不同的接入网络类型协商的参数不同，例如对于增强型数据速率GSM演进技术(EDGE，Ehanced Data Rate forGSM Evolution)接入的调整方法包括增加信道数分配、根据应用调整上行信道和下行信道的比例、临时块流复用度调整、临时块流释放时间调整、分组数据信道(PDCH，Packet Data Channel)指派时间的调整等；不同的接入网络协商流程也不同，例如增强型数据速率GSM演进技术网络数据服务支持节点对BSC发起PFC更新流程，将服务质量参数传递给BSC，BSC然后完成上述参数的调整；对于3G网络数据服务支持节点对RNC发起RAB更新流程，将服务质量参数传递给RNC，RNC然后完成上述参数的调整。

S156、传输和无线协商成功后，数据服务支持节点模块发起分组数据协议修改流程，将更新后的服务质量参数传递给终端1；终端1采用新的服务质量规则，实现增大网络带宽，提升网络速度，实现智能加速业务。

在终端1应用业务需要的情况下，基于动态控制策略的优化，实现无线网络接入和承载网络的再分配和优化，提升带宽和网速，实现动态智能加速功能。

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。