實時內容計費的關鍵技術研究.pdf

1、移動網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)世界的結合引起了移動通信領域一場前所未有的業(yè)務變革。紛繁多變的業(yè)務，不斷擴展的價值鏈以及眾多富有競爭力的商業(yè)模式都向移動計費系統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的包月制以及基于時長或流量的粗放式計費已經(jīng)無法滿足移動互聯(lián)網(wǎng)對數(shù)據(jù)增值業(yè)務的計費需要，人們開始逐漸尋求基于內容價值的精細計費模式，內容計費已經(jīng)成為3G和下一代網(wǎng)絡支撐系統(tǒng)研究中的熱點。
　　 論文對于內容計費的研究主要集中在內容計費的架構和實時計費關鍵技術的實現(xiàn)兩個部

2、分。對于第一個部分的研究，在已有標準規(guī)范的基礎之上提出了新的基于策略和計費控制的體系結構；對于第二個部分的研究，分別從基于內容的區(qū)分服務、基于內容的負載均衡和多業(yè)務共享賬戶計費三個方面提出了相應的策略和算法，以此解決實時計費系統(tǒng)在內容計費架構下的技術實現(xiàn)問題，并對算法進行了實驗驗證和性能分析。
　　 論文對上述研究進行了詳細描述，所取得的主要創(chuàng)新工作歸納如下：
　　 （一）針對內容計費的架構研究，在3GPP規(guī)范的UMTS

3、（Universal Mobile TelecommunicationsSystem）計費架構和IMS（IP Multimedia Subsystem）網(wǎng)絡的FBC（Flow Based Charging）架構基礎之上，提出了一種增強型基于策略和計費控制（ePCC，enhanced Policy and ChargingControl）的內容計費架構。ePCC架構模型拓展了FBC僅支持承載層的策略控制范圍，將計費策略控制延伸到了網(wǎng)絡的所

4、有層次，并考慮了在線計費和離線計費系統(tǒng)在數(shù)據(jù)模型上的融合，使得智能數(shù)據(jù)采集、計費關聯(lián)、基于價值的計費、融合計費、價值鏈利益分配等內容計費功能得到了全面的支持。同時，詳細描述了新的內容計費架構下實時計費系統(tǒng)的一種設計方式。
　　 （二）針對實時內容計費中基于內容的區(qū)分服務研究，將各種網(wǎng)元發(fā)送給在線計費系統(tǒng)（OCS，Online Charging System）的計費請求，按照不同的請求內容劃分成不同類別的隊列，并將Internet

5、中的比例時延區(qū)分（PDD，Proportional Delay Differentiation）模型應用到了OCS服務器，目標是保證不同類別請求的平均系統(tǒng)響應時延到達預定的比值，從而實現(xiàn)基于內容的相對區(qū)分服務。針對PDD模型提出了一種基于系統(tǒng)隊列長度和到達率的概率調度（PSQLAR，Probabilistic scheduling based on System Queue Length and Arrival Rate）算法，算法的基

6、本思想是利用系統(tǒng)隊列的長度、請求的到達率以及預先分配的時延區(qū)分參數(shù)作為調度的優(yōu)先級依據(jù)，在調度時采用概率的方式選取需要服務的隊列請求。實驗結果表明，在考慮服務時延的情況下，PSQLAR性能總是優(yōu)于一些傳統(tǒng)的PDD調度算法，當請求服務時延增加和彼此差別很大時，性能優(yōu)勢相對更大，并且有效地滿足了內容計費環(huán)境下提出的六點QoS（Quality of Service）要求。
　　 （三）針對實時內容計費中基于內容的負載均衡研究，將不同內

7、容的計費請求劃分成不同的類別，并將不同類別請求所產(chǎn)生的負載差異性作為負載均衡策略重點考慮的因素，在此基礎之上提出了一種最小公倍數(shù)能力（LCMC，Least Common Multiple Capacity）負載均衡算法。算法考慮了實時計費集群系統(tǒng)中各個服務器處理能力的差異，各個服務器當前的負載，并特別考慮了不同內容的請求產(chǎn)生的負載差異，采用概率的方式進行請求分發(fā)。實驗結果表明，在高集群異構性和高請求負載異構性的系統(tǒng)中，LCMC能明顯優(yōu)于

8、一些傳統(tǒng)的負載均衡算法，能很好地滿足內容計費架構中實時計費集群系統(tǒng)獨有的特征。
　　 （四）針對實時內容計費中的多業(yè)務共享賬戶計費問題，重點研究同一個賬戶為同時發(fā)生的不同內容的計費請求分配資源的合理性和有效性。提出了一種基于服務質量的資源預留、回收和再分配（3R，resource Reservation，Reclamation，and Redistribution based on QoS）算法，算法在3GPP標準規(guī)范的資源預留