一种统计资源申请过程中流量的网关、系统及方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种统计资源申请过程中流量的网关、系统及方法。

背景技术

第三代合作伙伴计划(3GPP，3rd Generation Partnership Project)演进的分组系统(EPS，Evolved Packet System)由演进的通用移动通信系统陆地无线接入网(E-UTRAN，Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)、移动管理单元(MME，Mobility Management Entity)、服务网关(S-GW，ServingGateway)、分组数据网络网关(P-GW或者PDN GW，Packet Data NetworkGateway)、归属终端服务器(HSS，Home Subscriber Server)、3GPP的认证授权计费(AAA，Authentication、Authorization and Accounting)服务器，策略和计费规则功能实体(PCRF，Policy and Charging Rules Function)及其他支撑节点组成。

图1是根据相关技术的EPS系统架构的示意图，其中策略控制和计费控制(PCC，Policy and Charging Control)是其中的一部分，EPS架构中PCC各功能实体可分布如下：PCRF是策略和计费规则功能实体，策略和计费执行功能实体(PCEF，Policy and Charging Enforcement Function)存在于P-GW中，承载绑定和事件报告功能实体(BBERF，Bearer Binding and Event ReportFunction)可存在于S-GW中，业务的应用功能实体(AF，Application Function)存在于运营商网络协议(IP，Internet Protocol)业务网络，终端签约数据库(SPR，Subscription Profile Repository)可与HSS合一。

在3GPP中，通过接入点名称(APN，Access Point Name)可以到对应PDN网络。通常将UE到PDN网络的一个连接称为一个IP连接接入网(IP-CAN，IP Connectivity Access Network)会话。

PCC适用于所有3GPP IP-CAN，其架构如图2所示，PCRF主要负责策略和计费规则的制定，通过Gx接口将制定的PCC策略和计费规则下发给PCEF，PCEF安装、执行PCC策略，并上报相关事件，与计费系统交互计费信息。

PCRF通过Gxx接口将业务服务质量(QoS，Quality ofService)规则下发给BBERF，BBERF不和计费系统交互计费信息，只负责承载绑定和相关事件的上报。AF通过Rx接口向PCRF提供业务信息，SPR保存了终端签约的业务信息，PCRF可以通过Sp接口向SPR查询终端签约的业务信息。PCEF通过Gy接口将在线计费信息发送给在线计费系统(OCS，Online ChargingSystem)进行在线计费的统计，通过Gz接口将离线计费信息发送给离线计费系统(OFCS，Offline Charging System)。

目前，在PCC架构中，PCRF可以动态地下发PCC策略给PCEF，策略信息中包含QoS和计费的信息。PCRF根据AF提供的业务相关信息、PCEF上报的承载相关信息以及SPR中终端签约的业务信息，制定PCC策略。

当终端发起某个数据业务，GW(PCEF)在收到该上行或下行业务数据流的首个数据 包后，经过DPI(深度包检测)功能检测获取该业务数据流的业务标识，向PCRF发起请求消息，带上该业务标识，请求该业务数据流的PCC规则。收到PCRF的响应消息，若下发PCC规则请求失败则终止该业务数据流，对规则申请响应期间的数据包不作相关流量统计；若下发有效PCC规则，GW(PCEF)则安装执行。若对该数据流执行离线计费功能，则从PCC规则生效开始对该数据流执行离线计费流量统计，对规则申请响应期间的数据包不作相关流量统计。若为在线计费，则当PCC规则生效后GW向OCS发送请求消息，请求流量配额。收到OCS的响应消息后，若下发有效配额，则从配额下发成功开始对该数据流执行在线计费流量统计，对规则申请响应和配额申请响应期间的数据包均不作相关流量统计；若响应消息中没有有效配额则终止该业务数据流，对规则申请响应和配额申请响应期间的数据包均不作相关流量统计。可见，GW(PCEF)的流量统计中，对需要向PCRF申请动态PCC规则和/或需要向OCS申请资源的业务数据流，必定会存在流量丢失。而S-GW的流量统计，所有的数据包都会纳入流量统计。

由此，必然导致S-GW和P-GW的流量对照不一致。且如果是执行在线计费功能S-GW和OCS的流量对照也会不一致。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种统计资源申请过程中流量的网关、系统及方法，可实现对资源申请而导致丢弃的流量进行统计，从而解决了流量对照问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种统计资源申请过程中流量的方法，

当终端或网络发起数据业务后，对于终端的每个业务数据流，网关统计策略控制和计费控制(PCC)规则申请及响应过程中的流量，和/或在线计费系统(OCS)资源申请及响应过程中的流量。

进一步地，所述网关创建用于记录资源申请过程中的流量的业务数据容器，当资源申请过程中发生流量时，所述网关将流量记录到所述业务数据容器中。

进一步地，所述网关统计PCC规则申请及响应过程中的流量的方法为，对于所述终端的每个业务数据流，网关收到所述业务数据流的首个数据包时开始为该业务数据流请求PCC规则，并开始记录PCC规则申请及响应过程中的流量，直到所述网关收到策略和计费控制功能实体下发的PCC策略时，所述PCC规则申请及响应过程中的流量统计完成；

所述网关统计OCS资源申请及响应过程中的流量的方法为，对于所述终端执行在线计费的业务数据流，网关向OCS发起资源申请时开始记录OCS资源申请及响应过程中的流量，直到所述网关收到OCS下发的信用配额时所述OCS资源申请及响应过程中的流量统计完成。

进一步地，若统计粒度为终端，则当所述终端的第一个IP-CAN会话开始创建时，网关为所述终端生成标识业务数据容器的流量业务标识，使用该终端所有IP-CAN会话的业务数据流在资源申请过程中的流量均记录在所述业务数据容器中；

若统计粒度为IP-CAN会话，当所述终端的IP-CAN会话开始创建时，网关为该正在创建的IP-CAN会话生成标识业务数据容器的流量业务标识，使用所述IP-CAN会话的所有业务数据流在资源申请过程中的流量均记录在所述业务数据容器中；

若统计粒度为业务数据流，则当网关收到所述业务数据流的首个数据包时为所述 业务数据流生成标识业务数据容器的流量业务标识，所述业务数据流在资源申请过程中的流量均记录在所述业务数据容器中；

若统计粒度为接入点，则当所述终端通过所述接入点的第一个IP-CAN会话始创建时，网关为所述接入点创建标识业务数据容器的流量业务标识，使用通过所述接入点的所有IP-CAN会话的业务数据流在资源申请过程中的流量均记录在所述业务数据容器中。

进一步地，所述方法适用于演进的分组系统及通用移动通信系统；

在所述演进的分组系统中，所述统计流量的网关为分组数据网络网关；

在所述通用移动通信系统中，所述统计流量的网关为GGSN。

进一步地，所述业务数据流包括终端发起的上行数据流及网络侧发起的下行数据流。

本发明还提供一种统计资源申请过程中流量的网关，用于终端或网络发起数据业务后，对于终端的每个业务数据流，统计策略控制和计费控制(PCC)规则申请及响应过程中的流量，和/或在线计费系统(OCS)资源申请及响应过程中的流量。

进一步地，所述网关还用于创建一用于记录资源申请过程中的流量的业务数据容器，以及资源申请过程中发生流量时，所述网关将流量记录到所述业务数据容器中。

进一步地，所述网关统计PCC规则申请及响应过程中的流量是指，对于所述终端的每个业务数据流，所述网关收到所述业务数据流的首个数据包时开始为该业务数据流请求PCC规则，并开始记录PCC规则申请及响应过程中的流量，直到所述网关收到策略和计费控制功能实体PCRF下发的PCC策略时，所述PCC规则申请及响应过程中的流量统计完成；

所述网关统计OCS资源申请及响应过程中的流量是指，对于所述终端执行在线计费的业务数据流，网关向OCS发起资源申请时开始记录OCS资源申请及响应过程中的流量，直到所述网关收到OCS下发的信用配额时，所述OCS资源申请及响应过程中的流量统计完成。

进一步地，若统计粒度为终端，则当所述终端的第一个IP-CAN会话开始创建时，网关为所述终端生成标识业务数据容器的流量业务标识，使用该终端所有IP-CAN会话的业务数据流在资源申请过程中的流量均记录在所述业务数据容器中；

若统计粒度为IP-CAN会话，当所述终端的IP-CAN会话开始创建时，网关为该正在创建的IP-CAN会话生成标识业务数据容器的流量业务标识，使用所述IP-CAN会话的所有业务数据流在资源申请过程中的流量均记录在所述业务数据容器中；

若统计粒度为业务数据流，则当网关收到所述业务数据流的首个数据包时为所述业务数据流生成标识业务数据容器的流量业务标识，所述业务数据流在资源申请过程中的流量均记录在所述业务数据容器中；

若统计粒度为接入点，则当所述终端通过所述接入点的第一个IP-CAN会话始创建时，网关为所述接入点创建标识业务数据容器的流量业务标识，使用通过所述接入点的所有IP-CAN会话的业务数据流在资源申请过程中的流量均记录在所述业务数据容器中。

进一步地，所述网关适用于演进的分组系统及通用移动通信系统；

在所述演进的分组系统中，所述统计流量的网关为分组数据网络网关；

在所述通用移动通信系统中，所述统计流量的网关为GGSN。

本发明还提供一种统计资源申请过程中流量的系统，所述系统包括网关，用于终 端或网络发起数据业务后，对于终端的每个业务数据流，统计策略控制和计费控制(PCC)规则申请及响应过程中的流量，和/或在线计费系统(OCS)资源申请及响应过程中的流量。

进一步地，所述系统为演进的分组系统及通用移动通信系统；

在所述演进的分组系统中，所述统计流量的网关为分组数据网络网关；

在所述通用移动通信系统中，所述统计流量的网关为GGSN。

本发明提供一种统计资源申请过程中流量的网关、系统及方法，可实现对资源申请而导致丢弃的流量进行统计，解决了EPS系统及UMTS(通用移动通信系统)系统中的流量对照问题；且实现方式简单易行。

附图说明

图1为EPS系统架构示意图；

图2为PCC系统架构示意图；

图3为本发明应用实例一的方法流程示意图；

图4为本发明应用实例二的方法流程示意图；

图5为本发明应用实例三的方法流程示意图。

具体实施方式

为了解决流量对照问题，需要对这些由于资源申请而导致丢弃的流量进行统计，同时，根据需要对该部分流量作相关计费，因此，本发明提供一种统计资源申请过程中流量的网关、系统及方法。

本实施例提供一种统计资源申请过程中流量的网关，用于统计终端或网络发起数据业务后，统计终端的数据业务在资源申请过程中的流量；

具体地，网关创建一用于记录资源申请过程中的流量的业务数据容器，当资源申请过程中发生流量时，网关将流量记录到该业务数据容器中。

资源申请过程中的流量包括：PCC规则申请及响应过程中的流量，和/或OCS资源申请及响应过程中的流量；

对于终端的每个业务数据流，网关收到该业务数据流的首个数据包时开始为该业务数据流请求PCC规则，并开始记录PCC规则申请及响应过程中的流量，直到网关收到PCRF下发的PCC策略时，PCC规则申请及响应过程中的流量统计完成；

对于终端执行在线计费的业务数据流，网关向OCS发起资源申请时开始记录OCS资源申请及响应过程中的流量，直到所述网关收到OCS下发的信用配额时所述OCS资源申请及响应过程中的流量统计完成。

上述流量的统计粒度可以是终端，也还可以IP-CAN会话、APN(接入点)，还可以是业务数据流；统计粒度可根据需要设置，本发明对此不作限制。

若统计粒度为终端，则当该终端的第一个IP-CAN会话开始创建时，网关为该终端生成标识业务数据容器的流量业务标识，使用该终端所有IP-CAN会话的业务数据流在资源申请过程中的流量均记录在该业务数据容器中；

若统计粒度为IP-CAN会话，当该终端的IP-CAN会话开始创建时，网关为该正在创建的IP-CAN会话生成标识业务数据容器的流量业务标识，使用该IP-CAN会话的所有业务 数据流在资源申请过程中的流量均记录在该业务数据容器中；

若统计粒度为业务数据流，则当网关收到该业务数据流的首个数据包时为该业务数据流生成标识业务数据容器的流量业务标识，该业务数据流在资源申请过程中的流量均记录在该业务数据容器中；

若统计粒度为接入点，则当终端通过该接入点的第一个IP-CAN会话始创建时，网关为该接入点创建标识业务数据容器的流量业务标识，使用通过该接入点的所有IP-CAN会话的业务数据流在资源申请过程中的流量均记录在该业务数据容器中。

业务数据流可以是终端发起的上行数据流，也可以是网络侧发起的下行数据流，对于GW在资源申请过程中的流量统计，处理流程一致，只是前者是针对上行业务数据流的流量统计，后者是针对下行业务数据流的流量统计。

所述网关使用于EPS系统及UMTS系统，在EPS系统中，统计流量的网关为P-GW，在UMTS系统中，统计流量的网关为GGSN。

本实施例提供一种统计资源申请过程中流量的系统，包括：网关、PCRF及OCS；

网关用于统计终端发起数据业务后，统计该终端的数据业务在资源申请过程中的流量，包括PCC规则申请及响应过程中的流量，和/或OCS资源申请及响应过程中的流量；具体方式同以上描述的网关实施例所述；

网关还可以用于当其他网元(如OCS等)获取资源申请过程中的流量时，将记录的资源申请过程中的流量发送至该网元，或在统计结束时，主动将记录的资源申请过程中的流量发送至相关网元。

本实施例提供一种统计资源申请过程中流量的方法，包括：当终端发起数据业务后，网关统计该终端的数据业务在资源申请过程中的流量。

具体地，网关创建用于记录资源申请过程中的流量的业务数据容器，当资源申请过程中发生流量时，网关将流量记录到该业务数据容器中。

资源申请过程中的流量包括：PCC规则申请及响应过程中的流量，和/或OCS资源申请及响应过程中的流量。

流量的统计粒度可根据需要设置为终端、IP-CAN会话、APN或业务数据流等，本发明对此不作限制；

若统计粒度为终端，则当该终端的第一个IP-CAN会话开始创建时，网关为该终端生成标识业务数据容器的流量业务标识，使用该终端所有IP-CAN会话的业务数据流在资源申请过程中的流量均记录在该业务数据容器中；

若统计粒度为IP-CAN会话，当该终端的IP-CAN会话开始创建时，网关为该正在创建的IP-CAN会话生成标识业务数据容器的流量业务标识，使用该IP-CAN会话的所有业务数据流在资源申请过程中的流量均记录在该业务数据容器中；

若统计粒度为业务数据流，则当网关收到该业务数据流的首个数据包时为该业务数据流生成标识业务数据容器的流量业务标识，该业务数据流在资源申请过程中的流量均记录在该业务数据容器中；

若统计粒度为接入点，则当所述终端通过该接入点的第一个IP-CAN会话始创建时，网关为该接入点创建标识业务数据容器的流量业务标识，使用通过该接入点的所有IP-CAN会话的业务数据流在资源申请过程中的流量均记录在该业务数据容器中。

GW对在资源申请过程中收到的数据包进行流量统计的方式同其他过程中流量统计方式。

下面结合附图和应用实例对本发明的技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

应用实例一

本应用实例以统计粒度为终端，且使用在线计费数据流为例进行说明；

当UE发起某个业务，PCEF向PCRF发起IP-CAN会话创建，当为该UE创建第一个IP-CAN会话时，GW创建一记录资源申请过程中流量的业务数据容器，该业务数据容器记录PCC规则申请及响应过程中的流量，以及OCS资源申请及响应过程中的流量；具体流程如图3所示：

步骤301：该终端的第一个IP-CAN会话开始创建，GW为该终端创建一记录资源申请过程中流量的业务数据容器，以及标识该业务数据容器的流量业务标识；

步骤302：GW收到该终端的某业务数据流的首个数据包，PCEF向PCRF发送请求消息，动态请求PCC规则，请求该业务数据流的PCC规则；

从收到该业务数据流的首个数据包起，GW开始对该业务PCC规则申请和响应期间的数据包执行流量统计，并将这期间的流量记录到上述业务数据容器。

步骤303：PCRF收到请求消息后，根据需要可能向SPR发起签约信息获取流程，向SPR发送签约信息请求消息，SPR将相关签约信息返回给PCRF。

步骤304：PCRF存储接收的签约信息，并制定PCC策略。

步骤305：PCRF向PCEF返回响应消息，下发PCC策略给PCEF。

至此，该业务数据流PCC规则申请及响应过程中的流量统计完成；对于该终端的其他业务数据流在PCC规则申请及响应过程中的流量统计均执行步骤302至步骤305的操作。

步骤306：GW收到PCC规则后安装执行，若对该业务数据流执行在线计费功能，则需要发起如步骤307所示的OCS资源申请流程。

步骤307：GW(PCEF)向OCS发送请求消息，申请信用配额；

GW开始对OCS资源申请和响应期间的数据包，执行特殊业务数据流的流量统计，并将这期间的流量计入上述业务数据容器。

步骤308：OCS收到请求消息后，向GW(PCEF)返回响应消息，带上信用配额。

步骤309：GW(PCEF)收到响应消息后，判断该下发信用配额有效，对该业务数据流的后续数据包执行在线计费流量统计；

至此，该业务数据流OCS资源申请及响应过程中的流量统计完成；对于该终端的其他业务数据流在OCS资源申请及响应过程中的流量统计均执行步骤307至步骤309的操作。

步骤310：继续后续业务。

业务数据流包括终端发起的上行数据流及网络侧发起的下行数据流。

应用实例二

本应用实例以统计粒度为IP-CAN会话，且使用离线计费数据流为例进行说明；

当UE发起某个业务，PCEF向PCRF发起IP-CAN会话创建。当为该UE创建IP-CAN 会话时，GW为该IP-CAN会话创建一记录资源申请过程中流量的业务数据容器，该业务数据容器记录PCC规则申请及响应过程中的流量；具体流程如图4所示：

步骤401：为某终端创建一个IP-CAN会话时，GW为该IP-CAN会话创建一记录资源申请过程中流量的业务数据容器，以及标识该业务数据容器的流量业务标识；

步骤402：当GW收到该终端的某业务数据流的首个数据包，PCEF向PCRF发送请求消息，动态请求PCC规则，请求该业务数据流的PCC规则；

从收到该业务数据流的首个数据包起，GW对该业务PCC规则申请和响应期间的数据包执行流量统计，并将这期间的流量计入上述业务数据容器。

步骤403：PCRF收到请求消息后，根据需要可能向SPR发起签约信息获取流程，向SPR发送签约信息请求消息，SPR将相关签约信息返回给PCRF。

步骤404：PCRF存储接收的签约信息，制定PCC策略。

步骤405：PCRF给PCEF返回响应消息，下发PCC策略给PCEF。

至此，该业务数据流PCC规则申请及响应过程中的流量统计完成；对于使用该IP-CAN会话时其他业务数据流在PCC规则申请及响应过程中的流量统计均执行步骤402至步骤405的操作。

步骤406：GW收到PCC规则后安装执行；并判定需要执行离线计费功能。

步骤407：对该业务数据流的后续数据包执行离线计费流量统计。

步骤408：继续后续业务。

业务数据流包括终端发起的上行数据流及网络侧发起的下行数据流。

应用实例三

对于没有未使用PCC架构的系统，执行在线计费功能时，资源申请过程中的流量统计执行同样的处理。本应用实例以统计粒度为终端，且使用在线计费数据流为例进行说明；

当UE发起某个业务，GW发起IP-CAN会话创建，当为该UE创建第一个IP-CAN会话时，GW创建一记录资源申请过程中流量的业务数据容器，该业务数据容器记录OCS资源申请及响应过程中的流量；具体流程如图5所示：

步骤501：该终端的第一个IP-CAN会话开始创建，GW为该终端创建一记录资源申请过程中流量的业务数据容器，以及标识该业务数据容器的流量业务标识；

GW收到该终端的某业务数据流的首个数据包，对该业务数据流执行在线计费功能，则需要发起如步骤502所示的OCS资源申请流程。

步骤502：GW向OCS发送请求消息，申请信用配额；

GW开始对OCS资源申请和响应期间的数据包，执行特殊业务数据流的流量统计，并将这期间的流量计入上述业务数据容器。

步骤503：OCS收到请求消息后，向GW返回响应消息，带上信用配额。

步骤504：GW收到响应消息后，判断该下发信用配额有效，对该业务数据流的后续数据包执行在线计费流量统计；

至此，该业务数据流OCS资源申请及响应过程中的流量统计完成；对于该终端的其他业务数据流在OCS资源申请及响应过程中的流量统计均执行步骤502至步骤504的操作。

步骤505：继续后续业务。

业务数据流包括终端发起的上行数据流及网络侧发起的下行数据流。

上述方法适用于EPS系统中的S-GW和P-GW、OCS的流量对照问题，也适用于UMTS系统中的SGSN和GGSN、OCS的流量对照问题；在EPS系统中统计流量的GW为P-GW，在UMTS系统中统计流量的GW为GGSN。