一种基于业务模型的网络计费系统

摘要

本发明公开了一种基于业务模型的网络计费系统，特征是在移动交换中心的计费系统中增加一个由单片机外接可擦除可编程只读存储器和随机存取存储器构成计费预处理子系统，其工作参数为来自计费管理子系统的单元费率和系统总带宽及来自接入点控制器的最大丢包率和业务模型；算得的费率输出到计费处理子系统，使得通信网络计费由现有的固定费率变为浮动费率。本发明计费系统不仅可以促使网络运营商不断的网络优化和技术升级，而且可以引导用户自发的调整其业务模型以实现费用最小化，是一个既鼓励运营商提升网络容量，又鼓励用户节约使用带宽、高效传输数据的激励相容的计费方法，有助于用户和运营商之间长期的良性互动，实现网络社会效益的最大化。

主权项

1.一种基于业务模型的网络计费系统，利用全球移动通信系统网络的移动交换中心与用户终端进行协商和提供服务，移动交换中心的计费系统将用户终端每次通信应该收取的费用信息向身份验证、授权和计账服务器汇报，最后由身份验证、授权和计账服务器负责向用户收取费用；计费系统依次执行以下步骤：第一步，用户终端向移动交换中心的接入点控制器发起接入请求，并提交请求业务的业务模型和可以容忍的最大丢包率；第二步，计费预处理子系统首先从接入点控制器获取业务模型和最大丢包率，同时从计费管理子系统获取单元费率和系统总带宽，然后计算费率，最后将费率作为输出传递给计费处理子系统；第三步，计费处理子系统与用户终端进行费率协商：计费处理子系统将费率信息发送给用户终端；用户终端进行是否接收费率的判断，若不接受该费率，则终止接入请求，若接受该费率，则反馈费率接受信息给计费处理子系统；计费处理子系统收到费率接受信息之后，立即激活带宽资源调度器为该业务请求分配带宽，然后将带宽分配信息反馈给用户终端，同时启动计费处理子系统的计时器开始计时；第四步，用户终端收到计费处理子系统反馈的带宽分配信息后开始通信，如果某个时隙用户的业务流量大于分配的带宽，则向带宽资源调度器动态申请额外的带宽资源；如果系统还有剩余带宽，则带宽资源调度器为额外的带宽申请分配资源；反之，则用户终端丢弃这个时隙内超出的分组包；直到通信结束，用户终端向计费处理子系统发送通信结束信息；第五步，计费处理子系统收到用户终端的通信结束信息后，首先停止计时，并将计时器的结束时间减去开始时间得到总的通信时间，然后根据费率和通信时间计算费用，并将计算得到的费用信息传递给计费管理子系统；第六步，计费管理子系统将该用户本次业务通信应该收取的费用信息传递给身份验证、授权和计账服务器；身份验证、授权和计账服务器通过每月向用户寄一份账单，然后由用户自己到银行缴费的方式最终完成对用户的收费；其特征在于：在移动交换中心的计费系统中增加一个由单片机外接一块可擦除可编程只读存储器和一块随机存取存储器构成的计费预处理子系统；该计费预处理子系统工作所需的4个输入参数分别为：来自于计费管理子系统的单元费率和系统总带宽，以及来自于接入点控制器的业务模型和最大丢包率；其计算所得的费率输出到计费处理子系统；所述第一步中的业务模型包含两个参数：即一个时隙内需要传输的分组包的最大数量即峰值速率P_max和需要传输的分组包的数量为p的概率即速率分布函数f(p)；所述第二步中的计费预处理子系统采用如下计算公式：计算一个时隙内需要传输的分组包的平均数量即速率均值：$\mu =\underset{p=0}{\overset{P\max }{\Sigma }}p·f\left(p\right)$计算一个时隙内需要传输的分组包数量的方差速率即方差：${\sigma }^2=\underset{p=1}{\overset{P\max }{\Sigma }}{(p-\mu )}^2·f\left(p\right)$计算系统按照峰值速率分配带宽资源所能够同时支持的用户数即最小用户数：$N=\frac{C}{P_{\max }}$式中的C为系统总带宽；计算系统待传的分组包数量超过系统总带宽所导致的分组包丢弃概率即系统丢包率：$L\left(n\right)=\underset{x=C+1}{\overset{2C+1}{\Sigma }}\left(\frac{x-C}{x}\right)·\mathrm{normpdf}(x,\mathrm{n\mu },n{\sigma }^2),n=N,N+1,···,C$式中normpdf(x，nμ，nσ²)表示均值nμ，方差nσ²的正态分布取x值的概率密度；计算门限用户数K，即符合最大丢包率要求的用户数的最大值：$K=\underset{n}{\mathrm{Max}\arg }\{L\left(n\right)\le L_{\max }<L(n+1),n=N,N+1,···,C\}$式中L_max为最大丢包率；计算针对该业务模型及其可容忍的最大丢包率所应该收取的费率：式中V_unit为单元费率，运算符表示取大于或等于x的最小整数；所述第三步中的带宽资源调度器采用如下公式计算分配带宽的大小：所述第五步中的计费处理子系统根据费率V和通信时间T计算该用户本次业务通信需要收取的费用为：F＝VT。