用于度量和报告服务使用的系统和方法

摘要

提供了用于度量(图1)和报告预付费服务使用的系统和方法(图2)。更具体地说，提供了为对服务使用进行计费而监测和报告分组数据会话使用(图3)。在某些实施例中，使用第3层数据分组监测来确定使用。在其它实施例中，使用分组数据会话的开始和结束来确定使用。可以从分组数据会话的持续时间或从移动节点发送和接收的分组的大小或数量来确定使用。

说明书

技术领域

本发明涉及度量和报告网络服务使用。更具体地说，本发明涉及为了对帐户计费而确定分组数据会话使用。

背景技术

尽管蜂窝无线通信系统最初被设计成传送话音通信，但是这些网络已日益被改进以也支持例如像基于分组的数据通信这样的数据通信。随着因特网协议(IP)的出现，网络开始以分组的形式发送数据并使用IP地址将数据路由选择到它最终的目的地。无线网络及时地开始具备数据传输能力并为了向移动节点发送数据而给移动节点分配一个IP地址。分组数据通信允许用户检索例如像电子邮件、电影、网站/文件以及话音通信这样的各种类型的内容。

一般来说，设备之间的互连基于国际标准化组织对开放系统互连(OSI)模型的定义而在一定程度上被标准化。OSI使用七层模型定义联网系统中不同组件之间的互连模式。在这七层之中，第三层(L3)是与数据分组的传递有关的网络层。这一层定义网络的地址结构且定义分组应当如何在终端系统之间进行路由选择。IP、移动IP(MIP)和因特网分组交换(IPX)都是网络层协议的例子。用户可以使用例如像蜂窝电话机这样的移动节点访问具有分组数据的各种类型的内容。然而，问题出现在如何对用户使用分组数据通信进行计费。对于话音通信，这通常由话音呼叫启动到呼叫终止的呼叫持续时间来度量，因为用户具有话音专用线路。对于分组数据通信，可以仅当分组正在传输时，才使用资源。于是，可以使用例如像根据所使用的数据量、根据估计统一的经常性费用(例如，按月)或根据使用服务的持续时间(例如，用户连接的时间)计费这样的几种计费方法。因此，为了对用户进行计费，希望度量所使用服务的分组数据通信。

发明内容

提供了用于度量和报告服务使用的系统和方法。更具体地说，提供了为了对网络服务使用进行计费而对分组数据会话使用进行监测和报告。

根据本发明，某些实施例的特征在于一种从第3层分组对服务使用进行度量和计费的过程，包括：监测第3层分组的分组数据会话开始；当分组数据会话开始时从分组中记录第一时间戳；监测移动节点所发送或接收的第3层分组；记录移动节点发送或接收的分组中的第二时间戳；以及向预付费服务器报告第一时间戳到第二时间戳的分组数据会话持续时间。

进一步根据本发明，某些实施例的特征在于一种从第3层分组对服务使用进行度量和计费的过程，包括：对于分组数据会话开始和由移动节点发送和接收的数据分组监测第3层分组；从移动节点发送和接收的数据分组中记录信息；以及向预付费服务器报告关于分组数据会话的信息。

仍然进一步根据本发明，某些实施例的特征在于一种用于从第3层分组对服务使用进行度量和计费的系统，包括：移动节点；预付费客户机；鉴权、授权和计费(AAA)服务器；以及预付费服务器。与移动节点相连的预付费客户机记录至少一个时间戳以从在分组数据会话期间由移动节点发送或接收的第3层数据分组确定使用。与预付费客户机通信的AAA服务器对移动节点进行鉴权并对该分组数据会话进行授权，且与AAA服务器通信的预付费服务器存储帐户信息。

仍然进一步根据本发明，某些实施例的特征在于一种对服务使用进行度量和计费的过程，包括：当分组数据会话以移动节点开始时，在预付费客户机中记录第一时间戳；当分组数据会话以该移动节点结束时，在预付费客户机中记录当前时间戳；和向预付费服务器报告第一时间戳到当前时间戳的持续时间。

仍然进一步根据本发明，某些实施例的特征在于一种在网络设备失效的情况下对服务使用进行度量和计费的方法，包括：在网络设备处监测由移动节点发送或接收的数据分组的无线链路传输时间；从预付费客户机到预付费服务器发送至少一个关于移动节点的持续时间使用的更新；和当分组数据会话定时器期满时向预付费服务器报告最后报告的持续时间。

附图说明

在结合附图考虑以下详细描述时，本发明的上述和其它的优点将是明显的，在附图中相似的参考字符指示相似的部分，并且其中：

图1是根据本发明的某些实施例，用于分组数据传输的网络拓扑的示意图；

图2是根据本发明的某些实施例，确定使用直到会话结束的过程的示意图；

图3是根据本发明的某些实施例，确定使用直到没有检测到用户活动的最后点的过程的示意图；以及

图4是根据本发明的某些实施例，基于活动的特定类型确定使用的过程的示意图。

具体实施方式

根据本发明，提出了为了对用户进行计费而在分组数据会话期间确定使用的系统和方法。在满足用户的请求中，基于使用服务对该用户进行计费。本发明描述和定义了报告分组数据通信会话的持续时间或量以对用户帐户进行计费的系统和方法。

图1例示了支持对例如像移动节点(MN)102这样的移动节点的无线数据通信的分组数据通信网络100的功能表示。数据通信网络100包含本地接入提供者网络104、因特网协议(IP)网络106、外地接入提供者网络108。本地接入提供者网络104包含分组数据服务节点(PDSN)110、网络设备112(它可以是分组控制功能(PCF)、基站控制器(BSC)或无线网络控制器(RNC)中的至少一个)、本地鉴权、授权和计费(HAAA)服务器114、预付费服务器(PPS)116、本地代理(HA)118和预付费客户机(PPC)120。也可以通过本地接入提供者网络104经防火墙122到因特网124提供因特网接入。本地接入提供者网络104与外地接入提供者网络108通过IP网络106相连。

如图所示，外地接入提供者网络108包含PDSN 126、网络设备128(它可以是PCF、BSC或RNC)、外地鉴权、授权和计费(FAAA)服务器130、预付费服务器(PPS)132、外地代理(FA)134和预付费客户机(PPC)136。外地接入提供者网络可以是与本地接入提供者网络相同的接入提供者的网络基础设施，或可以是不同的接入提供者。而且，取决于移动节点102的位置，移动节点可以从本地接入提供者网络或外地接入提供者网络接收服务。因此，外地接入提供者网络108包含许多与本地接入提供者网络104相同的网络设备，这通过类似的网络设备名称来表示。在外地和本地接入提供者网络中所列的网络设备实际上可以利用不同的硬件和软件实现，但一般将提供类似的功能。正如本领域熟练的技术人员会理解的，在外地和本地接入提供者网络中多于一个上述命名的设备可以用来提供冗余且/或改善服务覆盖。此外，因为分组数据通信网络100是功能表示，所示的功能可以通过在一个设备中并置一个或多个功能来实现。例如，PDSN 126，外地代理134和预付费客户机136可以在一个PDSN中实现，不同的功能相互通信。

正如所例示的那样，本地接入提供者网络104提供了服务于移动节点的多个设备间的互连。网络设备112提供流控制以使得分组数据被传输到在与网络设备112相连的基站138范围内的移动节点。网络设备112和基站138连同可能其它没有示出的元件的组合可以被看作无线接入网络(RAN)140。PDSN 110与网络设备112连接。PDSN 110是网络接入服务器路由器或路由器，移动节点通过它与例如像IP网络106这样的分组数据网络连接。IP网络106可以是因特网、局域网(LAN)、广域网(WAN)或任何其它合适的网络。本地接入提供者网络104进一步包含本地代理118，它代表移动节点提供用于IP通信的移动性管理功能。本地代理可以是路由器，它保持移动节点的标识(例如，IP地址)，应用隧道技术将分组数据传递到在本地接入提供者网络外漫游的移动节点，并保持这些移动节点的当前位置信息。

除本地代理118之外，HAAA服务器114还与移动节点交互以处理访问网络资源的请求。HAAA服务器114通过将用户的证书(例如网络接入标识符(NAI)、用户名、口令和/或手持机序列号中的至少一个)与存储在HAAA服务器中的证书进行比较，对试图访问网络的用户进行鉴权。对于被允许接入网络的用户，HAAA服务器114通过对该用户访问一定的网络资源进行授权，例如向网络上的其它设备发送连接信息，以及设置例如像数据带宽、会话持续时间和会话超时长度这样的限制，确定和传递所选择的或预定级别的服务。为了计费或记入预付费帐户，HAAA服务器114也可以记录用户的网络访问活动。当处理预付费帐户信息时，可以连同HAAA服务器114一起使用预付费服务器116。在某些实施例中，HAAA服务器114实现远程鉴权拨号用户服务(RADIUS)功能，用于鉴权、授权和计费(AAA)通信。

连同预付费服务器116和132一起，预付费客户机120和136满足客户机-服务器的关系，其中预付费客户机136代表移动节点102请求预付费分组数据服务，而预付费服务器116控制向移动节点提供的预付费分组数据服务。预付费服务器116和132及预付费客户机120和136可以以硬件、软件、固件或以任何其它合适的方式被实现。此外，在某些实施例中，预付费客户机120和136可以在网络设备、PDSN或HA/FA中被实现，而预付费服务器116和132可以在HAAA/FAAA服务器114和130中被实现。

不管预付费服务器是如何实现的，一般地，希望利用预付费分组数据服务的用户首先在用户的本地接入提供者网络104的预付费服务器上建立帐户余额。用户可以例如通过购买数据卡并将该卡上显示的帐户授权号码在第一次数据会话开始时输入移动节点102，购买帐户余额。在输入该授权信息后，移动节点102可以将该信息发送到预付费服务器116，以建立或更新用户的定额。可替换地，用户能够通过安全的网站购买这种预付费服务，该网站在鉴权付费后与预付费服务器116进行交互来更新定额，或通过向能够在预付费服务器116上调整这种定额的操作员提供付费信息，购买该预付费服务。在其它的实施例中，用户可以按月支付包月费或定期对帐户再充值。其后，当预付费服务器116从预付费客户机120接收到对预付费分组数据服务的请求时，预付费服务器116在由HAAA服务器114进行AAA操作之后，基于帐户余额向预付费客户机120分配定额。

一般来说，移动节点102的用户可以订购由本地接入提供者网络104所提供的至少两个级别的分组数据服务，即简单IP和移动IP。简单IP能够提供一个级别的IP地址移动性，它允许移动节点在基站138或142之间漫游并由PDSN 110或126服务时保留相同的IP地址。可替换地，移动IP为移动节点102在会话的持续时间保持相同的IP地址，即使移动节点102在不同的PDSN/FA所支持的基站之间漫游。在移动IP中，在FA和HA之间穿过IP网络106建立链路或隧道以传送数据，且移动节点102被分配一个由HA 118所保持的IP地址。如果该移动节点102漫游到另一个PDSN，则相关的FA和新隧道能够建立并从HA中获得IP地址。

图2例示了根据本发明的某些实施例，报告使用直到会话结束的过程200。在过程200中，移动节点202、预付费客户机204、HAAA206和预付费服务器208交互以彼此提供信息来计算分组数据会话持续时间。在步骤210中，移动节点202与预付费客户机204联络以启动分组数据会话。在步骤212中预付费客户机204与HAAA 206联络以对移动节点202进行鉴权和授权并检索与移动节点202相关的定额分配。在步骤214中HAAA 206与预付费服务器208联络以查找与移动节点202相关的定额分配。作为步骤212和214的结果，分组数据会话开始和移动节点202能够开始向/从网络100(图1)发送/接收分组数据。分组数据会话的开始通过图2中T1所表示的时间戳进行标记。这个时间戳能够连同其它会话信息一起存储在预付费客户机204、PDSN(没有示出)或本地代理(没有示出)中。而且，预付费客户机204可以在PDSN、本地代理或外地代理上被实现。

在某一时间点，在步骤216分组数据会话由移动节点202或网络中的另一个设备终止。由于网络失效或由于在预定量的不活动出现之后出现的超时而可以由网络中的另一设备终止该分组数据会话。随着分组数据会话的终止，记录图2中用T2表示的时间戳。时间戳T2是分组数据会话结束时所记录的当前时间。在某些实施例中，为由移动节点202发送和接收的每个分组记录时间戳，且当该分组数据会话结束时，检索所发送或接收的最后的时间戳(时间戳T2)。可以在缓冲器中记录这个时间戳，在缓冲器中时间戳用每个新的时间戳进行盖写。为了确定应当从用户的定额分配中扣除的量，从时间戳T1中减去时间戳T2。时间戳T1与T2的差反映出用户在PDSN或HA(没有示出)中连接的时间，可以不考虑用户是否在活动地使用该数据连接。在步骤218中，预付费客户机204向HAAA 206发送在线计费报告(AR)。在步骤220中HAAA 206发送在线计费报告给预付费服务器208，它能够记录与用户定额分配对照的持续时间定额(DQ)。在某些实施例中，在分组数据会话开始时向预付费服务器208发送时间戳T1，将该时间戳与当前时间进行比较，以监测是否应当由于缺乏可用的定额而终止该分组数据会话。在本发明的某些实施例中也可以在预付费服务器中进行该时间戳定额计算。

图3例示根据本发明的某些实施例，度量作为最后报告的持续时间定额的持续时间使用的过程300。在过程300中，移动节点302、网络设备304、预付费客户机306、HAAA 308和预付费服务器310交互以彼此提供信息来计算分组数据会话的持续时间。在某些实施例中，预付费客户机306在PDSN、本地代理或外地代理上实现。在步骤312中，移动节点302通过网络设备304与预付费客户机306联络以启动分组数据会话。网络设备304可以在基站控制器(BSC)、分组控制功能(PCF)、无线网络控制器(RNC)、外地代理(FA)、本地代理(HA)、分组数据服务节点(PDSN)、或能访问无线链接时间的任何其它网络设备上实现。为了检索与移动节点302相关的定额分配，在步骤314中，预付费客户机306与HAAA 308联络以对移动节点302进行鉴权和授权。在步骤316中，HAAA 308与预付费服务器310联络以查找与移动节点302相关的定额分配。在步骤318中，预付费客户机达到触发持续对时间定额(DQ)的报告的阈值。该阈值可以是基于用户不活动的长度、或任何其它合适的量度的预定时间阈值。该阈值也可以被例如像硬件失效或协议定时器期满这样的事件所触发。

一旦达到该阈值，可能需要在报告之前计算持续时间定额。持续时间定额(DQ)可以在预付费客户机306中利用最后的活动时间戳进行计算。这个最后的活动时间戳可以从网络设备304中获得，因为这个设备可以访问无线链路传输时间并确定数据分组何时被移动节点302发送或接收。这些无线链路传输时间在分组数据会话期间被送到预付费客户机，分组数据会话在步骤312中开始并持续到会话断开为止。该会话可能因为若干原因断开，例如设备失效、预付费定额用光了、或用户结束会话。预付费客户机保持为分组数据会话剩下的时间的标记。可能在收到从PDSN或HA(没有示出)发送的、包含例如像所记录的最后活动时间戳这样的信息的分组数据会话更新时发生步骤318。分组数据会话更新可以是分组数据会话被终止的会话停止，且使用最后活动时间戳计算持续时间定额。在某些实施例中，可能当最后活动时间戳大于某个预定值时，在来自PDSN或HA(没有示出)或网络设备304的一个或多个会话更新之后触发步骤318。步骤318的阈值也可以是响应周期性定时器。作为对步骤318的响应，包含最后报告的持续时间定额的计费报告(AR)消息从预付费客户机306送往HAAA 308。在步骤322中，HAAA 308向预付费服务器310发送计费报告消息。通过从分组数据会话开始时间戳减去最后的活动时间戳，计算出包含在计费报告消息中的最后报告的持续时间定额。可以在预付费客户机306或任何其它合适的网络设备中计算持续时间定额。例如像用户的证书(例如，网络接入标识符(NAI)、用户名、口令、和/或手持机序列号中的至少一个)这样的其它信息可以随该持续时间定额一起发送以识别该持续时间定额属于哪一个移动节点302以便对帐户计费。

正如所例示的那样，响应步骤322的AR消息，在步骤324中预付费服务器310将计费确认(AA)发送到HAAA 308。计费确认可以包含与为移动节点302剩余的定额相等的持续时间定额，在步骤324和326中用Y表示。例如像用户的证书这样的其它信息也可以在计费确认中发送。在步骤326中，HAAA 308将计费确认发送给正在监测分组数据会话的预付费客户机306。

在步骤328中，网络设备304崩溃且没有检测到最后的活动时间戳。因为没有如步骤318中那样达到阈值，无线接入网络(RAN)到PDSN(R-P)、点对点协议(PPP)、或MIP定时器依赖于网络设备304的配置而期满。在步骤330中，没有从网络设备304或PDSN/HA(没有示出)接收到生存期为0的会话停止请求和移动IP(MIP)注册请求。在步骤320中用X表示的最后报告的持续时间定额在步骤332中作为最终的持续时间定额(再一次用X表示)报告给HAAA 308。在步骤334中，HAAA 308向预付费服务器310发送最终的持续时间定额。当没有检测到最后用户活动时，这样做而不是报告0持续时间。在某些实施例中，预付费服务器310可以结束定额分配，因为它已经接收到最终的持续时间定额。

图4例示了根据本发明的某些实施例，基于第3层分组活动的网络服务使用技术400。第3层是开放系统互连模型的路由层且是分组能够基于IP或网络地址进行路由选择的层。基于第3层的持续时间使用技术使用来自分组包封的信息来计算网络服务使用的时间和/或量。这个技术的某些实施例的优点在于使用能够基于用户的分组活动。

正如在技术400中所示的那样，移动节点402、预付费客户机404、HAAA 406和预付费服务器408交互以彼此提供信息来计算分组数据会话的持续时间。在某些实施例中，预付费客户机404在PDSN、本地代理或外地代理上实现。在步骤410中，移动节点402与预付费客户机404连接以启动分组数据会话。正如本领域技术人员会理解的，在移动节点402和预付费客户机404之间的连接可以包含例如像基站、PCF、PDSN或其它的联网设备这样的附加设备。在步骤412中，预付费客户机404与HAAA 406联络以对移动节点402进行鉴权和授权并检索与移动节点402相关的定额分配。在步骤414中，HAAA 406与预付费服务器408联络以查找与移动节点402相关的定额分配。存在与移动节点402相关的定额分配将促使分组数据会话以移动节点402开始，且移动节点402能够开始向/从图1中的网络100发送/接收分组数据。为了例示，分组数据会话的开始用表示为T1的时间戳来标记。这个时间戳可以随其它会话信息一起存储在预付费客户机404、PDSN、或本地代理(没有示出)中。该时间戳可以从分组数据会话中的第一分组提取或从定时机构记录。

在该分组数据会话开始之后，记录由移动节点402发送或接收的IP分组中最后的时间戳。该时间戳可以放置在高速缓存器、缓冲器、队列、随机存取存储器或任何其它合适的存储设备中。在某些实施例中，只要移动节点402发送或接收了分组，对用户活动既考虑控制分组又考虑数据分组。在其它实施例中，仅数据分组可被考虑以确定用户活动。在步骤416中，预付费客户机404为在分组数据会话期间由移动节点402发送或接收的分组记录时间戳。取决于配置，该时间戳和可能其它的分组头部信息可以在存储设备中存储。在某些实施例中，存储了多于一个时间戳且将这些时间戳存储在首先填充空隙然后对较旧的时间戳盖写(最旧的时间戳T1不被盖写；它可以存储在另一个位置或对软件编程以直到该会话结束时才盖写它)的循环缓冲器中。

在步骤418中分组数据会话结束。由于会话超时、用户结束呼叫、或网络中某处存在系统失效，分组数据会话可能结束。当这样的事件发生时，与移动节点发送或接收的最后分组相对应的时间戳T2被检索出来。在步骤420中，将含有包括时间戳T1和T2的持续时间定额(DQ)的在线计费报告(AR)从预付费客户机404发送到HAAA 406。HAAA 406向预付费服务器408转发在线计费报告或该计费报告的部分。预付费服务器408利用持续时间定额从移动节点402的定额分配中扣除。

在本发明的某些实施例中，例如像PDSN 110这样的PDSN被用于检测和记录对于移动节点402的分组活动。如果分组具有目的地或与移动节点402注册的IP地址相匹配的源地址并在PDSN处被接收，PDSN记录该分组被接收的时间。通过当分组通过PDSN路由选择到它的最终目的地时从该分组中复制时间戳，在PDSN处能够进行时间记录。能够在IP控制协议(IPCP)的建立期间获取移动节点402的IP地址，IP控制协议负责在点对点链路(例如在PDSN路由器之间)两端配置、启用、禁用IP协议。在其它的情形中，移动节点402的IP地址能够从移动IP注册或通过动态主机配置协议(DHCP)获得，DHCP是能在组织的网络中管理和自动化IP地址分配的通信协议。在某些实施例中，可以使用其它的路由选择寻址技术并可以使用其它合适的方法来确定该分组是否以具体的移动节点为目的地。

基于上面获得的时间戳，可以通过从T1(会话开始的时间戳)减去T2(接收或发送的最后IP分组的时间戳)计算出分组数据会话的持续时间。在某些实施例中，当该移动节点休止时，可能仍然发送去往移动节点的IP分组。在PDSN、PCF、RNC、BSC或例如像本地代理这样的另一个第3层设备处记录这些分组，这些设备也可以完成持续时间的计算。当该移动节点不可达时，无线接入网络(RAN)在某一点拆除连接，这个连接可以是A3、A8或A10接口连接。A3、A8和A10接口连接是由IS-2000标准所定义的标准连接；本领域的技术人员应当理解的是在本发明中可以使用其它的接口连接。在连接被拆除之后，PDSN或其它的设备可以基于接收去往用户的最后分组的时间，度量分组数据会话的持续时间。如果有点对点协议(PPP)再协商成功，终止最初的分组数据会话并建立新的分组数据会话。第二分组数据会话建立的时间戳(第二T1)是成功PPP再协商完成的时间。

第3层技术的优点是到或从用户的分组是为度量用户活动所考虑的。这不同于接收到任何移动IP消息都被考虑为用户活动(例如不是由用户启动或接收的注册撤消)的方法。

上面的技术也可以被修改为基于量对用户进行计费。代替记录时间戳，可以按字节或按分组的个数记录分组的大小。在某些实施例中，按字节的大小将被加到运行标记中直到分组数据会话被终止。根据在网络中传输的字节数量的成本或根据分组个数扣除分配定额。这个实施例对于对用户将例如像电影、音乐或万维网内容这样的内容下载到他们的移动节点进行计费可能是希望的。移动节点发送和接收的分组个数可以是在分组数据会话中分组的计数，每个分组使计数递增。

尽管在上述的典型实施例中已经描述和例示了本发明，应当理解的是本公开仅是作为例子，可以对本发明的实施细节进行多种改变，而不背离仅由下列的权利要求限定的本发明的精神和范围。