Способ контроля и управления располагаемым централизованным ip-ресурсом пользователя в пакетно-ориентированной коммуникационной сети при оперативном определении оплаты с контролем предельного значения для передач данных

Способ контроля и управления располагаемым централизованным ip-ресурсом пользователя в пакетно-ориентированной коммуникационной сети при оперативном определении оплаты с контролем предельного значения для передач данных

Реферат

В документе ETSI TS 132200 V 5.3 (=3GPP TS 32.200) описано, для PDP-контекста, определение оплаты, которое применимо для автономного выставления счетов.

Настоящее изобретение относится к способу контроля и управления располагаемым централизованным IP-ресурсом, как например, временем, объемом передаваемых данных, количеством пакетов пользователя в пакетно-ориентированной коммуникационной сети при оперативном определении оплаты с контролем предельного значения для передач данных. В беспроводных и проводных коммуникационных сетях часто применяются способы, которые основываются на передаче пакетов данных (например, IP-пакетов; IP = Интернет-протокол (протокол сетевого уровня из набора протоколов Интернет)). При этом говорят о пакетно-ориентированных коммуникационных сетях. В случае пакетно-ориентированной коммуникационной сети речь может идти, например, о сети мобильной связи третьего поколения, которая работает согласно предписаниям GPRS (GPRS=общие услуги пакетной радиосвязи). В пакетно-ориентированных сетях мобильной связи определение оплаты основывается, в числе прочего, на определении передаваемых IP-пакетов. При этом оплата вычисляется из общего объема IP-пакетов, передаваемых от пользователя и к пользователю, их количества или числа байтов данных. Также оплата может определяться на основе времени передачи. Это потребление ресурсов в рамках заявленного изобретения определяется как IP-бюджет. Существующие службы оперативного определения оплаты для GPRS основываются на контроле IP-бюджета для PDP-контекста. PDP-контекст является примером так называемого соединения уровня 2 пользователя с коммуникационной сетью. Бюджет, предоставляемый в распоряжение вычислителем оплаты для потока данных, определяется текущими параметрами, например, кредитом пользователя, предоставленным в распоряжение шириной полосы или требованиями качества (QoS) для потока данных. При этом несколько потоков данных могут находиться в пределах одного PDP-контекста уровня 2. Конкретный предоставленный в распоряжение IP-бюджет всегда связан с параметрами потока данных. Если в распоряжение предоставлен бюджет, например, 300 кбайт, то этот бюджет может применяться только для потока данных с предварительно заданными значениями ширины полосы или требованиями к качеству. Если бюджет предоставляется, например, для так называемого потока данных «наилучших усилий», то этот бюджет не может в той же мере предоставляться для другого, так называемого потока данных «реального времени». Таким образом, возникает необходимость дифференцированного определения передаваемых данных, причем отдельные потоки данных различаются внутри PDP-контекста уровня 2. Отдельные потоки данных реализуют при этом транзакции одного приложения между двумя или более IP-конечными пунктами. В системе GPRS для этого определяется функция управления, так называемая функция IP-потока. В отношении этой концепции возникает проблема распределения бюджета по отдельным потокам данных. Кроме того, возникает вопрос о способе действия в случае достижения границы бюджета, то есть, когда вычислитель оплаты или сервер оперативного определения оплаты больше не может предоставить по запросу никакого дальнейшего бюджета. До сих пор весь PDP-контекст контролировался управляющим сетевым узлом сети GPRS, так называемым узлом SGSN (обслуживающим узлом GPRS), и, в случае достижения предельного значения бюджета, соединение разъединялось.

При реализации так называемой функции управления IP-потоком бюджеты распределялись бы непосредственно по отдельным потокам данных, и, в случае достижения предельного значения бюджета, соответствующий поток данных прерывался бы, причем остальные потоки данных продолжали бы оставаться.

Однако эта концепция в общем случае является очень жесткой в отношении распределения бюджета и не обеспечивает гибкости при достижении предельного значения бюджета для конкретного потока данных.

Задача заявленного изобретения заключается в создании способа, с помощью которого становится возможным распределение предоставленного в распоряжение пользователя IP-бюджета по отдельным потокам данных гибким и в то же время контролируемым способом.

Эта задача решается соответствующим изобретению способом согласно пункту 1 формулы изобретения. Другие предпочтительные варианты осуществления приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствии с пунктом 1 заявлен способ для контроля и управления предоставленным в распоряжение IP-бюджетом пользователя в пакетно-ориентированной коммуникационной сети при оперативном определении оплаты с контролем предельного значения для передач данных, при котором в сетевом узле коммуникационной сети предусмотрена управляющая функция, которая управляет централизованным IP-бюджетом и которая, в соответствии с предписаниями по определению оплаты от вычислителя оплаты, при использовании ресурсов передачи данных множества потоков нагружает централизованный бюджет в одном соотносимом с пользователем контексте, причем уровень нагрузки определяется в соответствии с потоком данных.

В предпочтительной форме выполнения соответствующего изобретению способа в качестве пакетно-ориентированной коммуникационной сети применяется сеть GPRS. При этом управляющая функция предпочтительно локализована в узле GGSN (шлюзовой узел GPRS) сети GPRS. В примере с системой GPRS, как упомянуто выше, в PDP-контексте находится множество потоков данных. Как описано выше, PDP-контекст представляет собой пример так называемого соединения уровня 2 пользователя с коммуникационной сетью. Аналогичные соединения уровня 2 имеются также в беспроводной локальной коммуникационной сети, так называемой сети WLAN. Соответствующий изобретению способ применим для любых IP-потоков/потоков данных.

В особенно предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению способа со стороны вычислителя оплаты для определения степени загрузки централизованного IP-бюджета отдельными потоками данных соответственно задается весовой коэффициент, зависящий от потока данных, и после передачи объема данных в потоке данных переданный объем данных посредством управляющей функции взвешивается с помощью весового коэффициента, откуда определяется соответствующая доля IP-бюджета, и получаемая отсюда доля IP-бюджета непосредственно вычитается из IP-бюджета. Это означает, что при этом предварительно отдельным потокам данных не распределяются жестко определенные, соответствующие потокам данных IP-бюджеты, а распределение, посредством вычислителя оплаты, осуществляется для всех потоков данных пользователя, или IP-адреса пользователя, или контекста пользователя. Это означает, что управляющая функция сначала имеет в своем распоряжении для распределения весь IP-бюджет, например, пользователя, или IP-адреса, или контекста. Тем самым весь IP-бюджет в равной мере предоставляется в распоряжение для всех потоков данных пользователя, или IP-адреса пользователя, или контекста пользователя. Затем в зависимости от объемов данных, передаваемых в отдельных потоках данных, соответствующая доля IP-бюджета, определяемая посредством соответствующего потоку данных весового коэффициента, непосредственно вычитается из IP-бюджета. В этой форме выполнения имеется счетчик, посредством которого суммируется весь взвешенный объем передачи, который регулярно сравнивается с предварительно заданным IP-бюджетом.

В другой, особенно предпочтительной форме выполнения соответствующего изобретению способа централизованный IP-бюджет нагружается только для использования ресурсов такими потоками данных, которые относятся к контексту, который может быть соотнесен с IP-адресом одного и того же пользователя.

Особенно предпочтительным образом централизованный IP-бюджет нагружается только для использования ресурсов такими потоками данных, которые относятся к одному и тому же контексту. При этом в случае системы GPRS речь идет о соединении уровня 2 или PDP-контексте.

Посредством соответствующего изобретению способа может очень просто и гибко обрабатываться часто встречающийся случай, когда различные потоки данных должны оплачиваться по-разному. В соответствии с этим при нагрузке централизованного IP-бюджета должны приниматься во внимание специфические для потока данных параметры отдельных потоков данных. С этой целью в соответствии с изобретением производится взвешивание осуществляемого соответствующим потоком данных использования ресурсов, прежде чем им будет нагружаться централизованный IP-бюджет. Для этого в соответствии с изобретением вычислитель оплаты в рамках своих предписаний по определению оплаты для управляющей функции, для определения оплаты для потока данных задает специфический для потока данных коэффициент пересчета или коэффициент взвешивания для определения доли IP-бюджета, подлежащей определению соответственно потока данных. Посредством этого весового коэффициента требуемое для передачи данных использование ресурсов может взвешиваться в соответствии с заданными предписаниями для конкретного потока данных. Например, может иметься поток данных «Поток 1» с весовым коэффициентом 1=10 байт на единицу и другой поток «Поток 2» с весовым коэффициентом 2=20 кбайт на единицу. Для каждых передаваемых 100 кбайт потока данных, определенного как «Поток 1», централизованный IP-бюджет нагружается десятью единицами, а для каждых 100 кбайт потока данных, определенного как «Поток 2», напротив, пятью единицами.

Предпочтительным образом вычислитель оплаты для каждого потока данных может задавать весовой коэффициент и сообщить его управляющей функции. Альтернативно этому вычислитель оплаты может также передать индекс для таблицы распределения, сохраненной в управляющей функции, с помощью которого управляющей функции указывается определенное положение в таблице, где сохранен соответствующий весовой коэффициент. Наряду с весовыми коэффициентами, в таблице распределения могут также содержаться и другие указания, касающиеся соответствующего потока данных, как например, предварительно определенные приоритеты или информация о том, должен ли поток данных вообще оплачиваться или является бесплатным. Это означает, что управляющая функция для определения весового коэффициента обращается к таблице, которая для всех соответствующих пользователю потоков данных содержит соответствующие потокам данных указания для определения оплаты. При этом индекс может выбрать в общем случае одну соответствующую пользователю таблицу, когда весовой коэффициент может адресоваться на основе свойств потока данных, или индекс может также указать на определенный весовой коэффициент. Эта таблица в предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению способа статически управляется в управляющей функции. Кроме того, также имеется возможность того, что эта таблица посредством вычислителя оплаты или другой функции передается управляющей функции. При добавлении новых прежде не идентифицированных потоков данных таблица распределения затем расширяется за счет новой записи. Альтернативно посредством вычислителя оплаты может также задаваться дополнительный индекс для существующей таблицы.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению способа для отдельных потоков данных определяются дополнительные приоритеты, которые должны учитываться при достижении порогового значения для оставшегося бюджета. Так например, поток данных, который предназначен для информации сигнализации, может обрабатываться с наивысшим сроком жизни, то есть с высоким приоритетом, а остальные потоки данных могли бы быть завершены. Так может обеспечиваться то, что с помощью оставшегося бюджета может осуществляться «минимальная коммуникация», например, для пополнения счета со стороны пользователя.

В особенно предпочтительной форме выполнения соответствующего изобретению способа при добавлении нового потока данных существующий IP-бюджет продолжает применяться, и у вычислителя оплаты запрашивается, каким образом следует взвешивать использование ресурсов этим потоком данных по отношению к IP-бюджету.

В особенно предпочтительной форме выполнения соответствующего изобретению способа при добавлении нового потока данных существующий IP-бюджет продолжает применяться, но управляющей функции, посредством вычислителя оплаты, выделяется дополнительный IP-бюджет, который суммируется с существующим.

В другой предпочтительной форме выполнения соответствующего изобретению способа управляющая функция, при завершении одного из потоков данных, посылает IP-бюджет назад вычислителю оплаты. Вычислитель оплаты, с учетом нового количества и комбинации потоков данных, выделяет затем для управляющей функции новый IP-бюджет.

В другой предпочтительной форме выполнения соответствующего изобретению способа управляющая функция информирует вычислитель оплаты о добавлении или исключении одного из потоков данных. Вычислитель оплаты сообщает затем управляющей функции, каким образом следует далее применять существующий IP-бюджет.

В другой, особенно предпочтительной форме выполнения соответствующего изобретению способа вычислитель оплаты, при добавлении или исключении потока данных, затребует существующий IP-бюджет назад и посылает управляющей функции, с учетом свойств нового потока данных, а также комбинации различных потоков данных, новый IP-бюджет. Это особенно целесообразно, чтобы согласовать общий бюджет пользователя с новыми условиями.

В другой предпочтительной форме выполнения соответствующего изобретению способа вычислитель оплаты сообщает управляющей функции, посредством таблицы или указателя на положение в таблице, с каким весовым коэффициентом следует заново взвешивать IP-бюджет потока данных в случае изменения параметров (например, изменения параметра качества обслуживания - QoS) этого потока данных.

Другие преимущества показаны ниже с помощью фиг. 1, на которой приведено схематичное представление формы выполнения соответствующего изобретению способа.

Фиг.1 иллюстрирует форму выполнения соответствующего изобретению способа. Показан вычислитель 1 оплаты, управляющая функция 2 и соединение 3 уровня 2. Для пользователя ТЕ посредством мобильного оконечного устройства MS через сеть доступа устанавливается соединение 3 уровня 2 в пакетно-ориентированной коммуникационной сети. Соединение 3 уровня 2 содержит множество потоков данных 4.1.-4.3. Вычислитель 1 оплаты задает управляющей функции 2 для определения оплаты соответствующих потоков данных весовые коэффициенты 6.1.-6.3, установленные для конкретных потоков данных. Управляющая функция 2 управляет IP-бюджетом 7. После передачи объема данных в потоке данных, например, в потоке данных 4.1., передаваемый объем данных взвешивается весовым коэффициентом 6.1. с помощью управляющей функции 2. Отсюда управляющая функция 2 определяет соответствующую долю IP-бюджета 7. Полученная доля IP-бюджета 7 затем непосредственно вычитается из IP-бюджета 7. Это означает, что при этом заранее отдельным потокам данных 4.1.-4.3. не распределяются жестко определенные для конкретных потоков данных доли IP-бюджета 7. Это означает, что управляющей функции 2 сначала в распоряжение предоставлен IP-бюджет 7 во всей своей полноте. При этом IP-бюджет может представлять собой IP-бюджет, который, посредством вычислителя оплаты, соотнесен с пользователем, IP-адресом или контекстом. За счет этого для всех соответственно распределяемых потоков данных 4.1-4.3. весь IP-бюджет 7 предоставлен в распоряжение в равной степени. В зависимости от передаваемых объемов данных в отдельных потоках данных 4.1-4.3. затем соответствующая доля IP-бюджета 7, определенная посредством весовых коэффициентов 6.1.-6.3., соответствующих конкретным потокам данных, непосредственно вычитается из IP-бюджета 7. Для определения соответствующих весовых коэффициентов 6.1.-6.3. управляющая функция 2 обращается к таблице, которая для всех потоков данных, относящихся к пользователю, содержит данные определения оплаты для конкретных потоков данных. Имеется множество возможностей, каким образом для управляющей функции 2 указать соответствующий весовой коэффициент. С одной стороны, вычислитель 1 оплаты может передать индекс для таблицы, сохраненной в управляющей функции 2. При этом индекс может в общем случае выбрать конкретную таблицу для пользователя, в которой весовой коэффициент может адресоваться на основе свойств соответствующего потока данных, или индекс может непосредственно указывать на определенный весовой коэффициент. Эта таблица, например, в управляющей функции 2 управляется статически. Кроме того, также существует возможность того, что таблица может передаваться вычислителем 1 оплаты или другой функцией в управляющую функцию 2.

1. Способ для контроля и управления предоставленным в распоряжение IP-бюджетом пользователя в пакетно-ориентированной коммуникационной сети при оперативном определении оплаты для передачи данных, при котором в сетевом узле коммуникационной сети предусмотрена управляющая функция, которая управляет централизованным IP-бюджетом, предоставленным вычислителем оплаты, и которая, в соответствии с предписаниями по определению оплаты от вычислителя оплаты, при использовании ресурсов передачи данных множества потоков данных нагружает централизованный IP-бюджет в соответствующем пользователю контексте, причем уровень нагрузки определяется в соответствии с потоком данных.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что со стороны вычислителя оплаты, для определения уровня нагрузки централизованного IP-бюджета потоком данных, задается коэффициент пересчета или весовой коэффициент, после передачи объема данных в потоке данных переданный объем данных, посредством управляющей функции, взвешивается с помощью весового коэффициента, откуда определяется соответствующая доля IP-бюджета, и полученная доля IP-бюджета непосредственно вычитается из IP-бюджета.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что управляющая функция для определения весового коэффициента обращается к таблице, которая для соответствующих пользователю потоков данных содержит соответствующие потокам данных указания для определения оплаты.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пакетно-ориентированной коммуникационной сети используется сеть GPRS.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что управляющая функция локализована в сетевом узле GGSN.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при добавлении нового потока данных вычислитель оплаты передает управляющей функции соответственно новый весовой коэффициент, или новую таблицу, или индекс, или идентификатор для табличного элемента.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что централизованный IP-бюджет нагружается только для использовании ресурсов такими потоками данных, все из которых относятся к контексту, который может соотноситься с IP-адресом того же самого пользователя.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что централизованный IP-бюджет нагружается только для использования ресурсов такими потоками данных, все из которых относятся к одному и тому же контексту.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что при добавлении нового потока данных и при использовании ресурсов со стороны нового потока данных, нагружается существующий IP-бюджет.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что управляющей функции посредством вычислителя оплаты выделяется дополнительный IP-бюджет для управления.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что управляющая функция при добавлении и/или исключении, по меньшей мере, одного потока данных передает оставшийся IP-бюджет вычислителю оплаты, и вычислитель оплаты выделяет управляющей функции новый IP-бюджет.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что управляющая функция информирует вычислитель оплаты о добавлении и/или исключении потока данных, и вычислитель данных выдает управляющей функции предписания о дальнейшем применении IP-бюджета.

13. Способ по п.2, отличающийся тем, что вычислитель оплаты сообщает управляющей функции посредством таблицы или указателя на положение в таблице, с каким весовым коэффициентом следует заново взвешивать передаваемый объем данных в потоке данных в случае изменения параметра.