下一代网络中基于用户体验质量策略的计费方法

技术领域

本发明涉及下一代网络(Next Generation Network，简称NGN)中基于QoE (Quality of Experience，用户体验质量)策略的计费方法，该方法可以适用于会 话业务和非会话业务。属于通信计费的技术领域。

背景技术

NGN是相对于传统电信网络来说的一个概念。传统电信网主要以话音业务为主， 辅之以少量的数据业务，由于技术的限制，很难开发出更丰富的业务，难以满足用 户日益增长的需要。随着互联网的兴起，这种局限性更加明显。传统的电信网引入 了相当一部分的互联网技术(如IP技术)和概念，融合了固定和移动网络，形成了 下一代网络，并在这张网络上面提供所有电信服务，包括语音、数据传输和大量的 新业务，这将是一种新的拥有各种高质量增值服务的开放式体系结构。下一代网络 综合了传统电信网和互联网等网络的最佳特性。

和消费其它的商品一样，用户使用运营商提供的网络服务，就必须为其支付相 应的费用，这就涉及到了资费问题。下一代网络选择合适的资费模型有着非常重要 的作用：首先，为了弥补下一代网络服务提供者的成本费用，有必要对使用了下一 代网络的用户收取费用；第二，价格是一种调节拥塞和实现下一代网络稀缺资源有 效分配的工具；第三，价格可以传递各种市场信息，反映出各种网络服务产品的供 求关系，引导消费者使用，指导运营商进行经营决策。

下一代网络是在现有的电信网络基础上，引入了部分互联网的技术和方法，最 终将会融合成一个几乎无所不包的网络。因而，在计费上，下一代网络不能仅仅考 虑现有的公用电话交换网上的一套方法，对互联网上的计费方法也应当予以借鉴和 使用。

目前在互联网的计费方式中，QoS(Quality of Service，服务质量)计费是一 热点，但由于QoS偏重于网络和技术，对用户不透明，因此利用用户体验过并愿意 接受的QoS服务，即QoE(Quality of Experience，体验质量)，计费显得更为合 理。

QoE涉及到用户对于特定等级的QoS服务的整体接受程度，包括用户期望、服 务质量等。激烈的市场竞争使运营商意识到，提高终端用户的满意度，留住用户并 扩大用户规模是其生存和盈利的关键，下一代网络业务成功的关键是用户对网络服 务质量(QoS)的体验质量(QoE)是否满意。

QoS机制主要从网络的角度进行业务管理和提供业务的差异性，网络实体根据 不同的质量需求来处理不同业务。QoE是从终端用户的角度来体验服务质量。QoS 和QoE的区别详见表1：

表1QoS与QoE的对比

从表1中可以看出，QoS主要关注技术问题，从网络硬件与软件出发来评价与 保证网络的性能；QoE则主要围绕用户的主观感知，以主观感知为主要内容对业务 进行评价与分析。尽管关注的侧重点有所不同，QoE与QoS之间是息息相通的，用 户虽然不能直接评判网络性能，但可以通过体验客观的网络性能即QoS来保证用户 的业务感知水平有所提高，即提高用户的QoE水平。

当用户对服务质量不满并产生对更高服务质量进行支付的意愿时，通过终端上 的特定按钮发送一个初始信号，QoS代理在收到用户发出的初始信号后，主动向用 户分配高于原有服务等级一级的网络资源。此时用户拥有Δt(Δt时间依据各网络 运营商自身网络情况决定，可长可短，但必须达到用户可感知与网络经济性的效果) 的体验评价时间，如果用户对接收到的服务质量满意，就获得高一级的服务质量； 如果用户对服务质量不满意，可以选择发送结束信号来终止服务等级的提高，也可 以再次发送不满意信号来获取更高一等级的服务质量。此过程的流程如图1“从用 户的QoE体验到网络的QoS水平”所示：

提供不同等级的服务质量，需要相应的差异化的价格；对可感知的QoS保证服 务，即基于QoE进行计费，具有更重要的意义。

发明内容

技术问题：考虑到现有的电信网计费方式和因特网计费模式的不足而提出本发 明。为此，本发明旨在提供一种下一代网络中基于用户体验质量策略的计费方法。

技术方案：根据本发明，首先提供一种基于于QoE策略的计费方法，该方法适 用于会话业务和非会话业务。

QoS代理QB(QoS Broker)，QoS用户终端QC(QoS Client)，服务质量QoS， 网络资源控制功能实体NRCFE(Network Resource Control Function Entity)，体 验质量QoE，计费功能BF(Billing Function)，

该方法包括以下处理(见图2)：

1).用户在使用网络服务过程中，对现阶段的服务质量不满或需求更高服务质 量，申请更高一级的服务等级；

2).QoS代理QB接收到QoS用户终端QC的资源申请后，将更高一级服务质量 QoS信息发送给网络资源控制功能实体NRCFE，进行更高一级QoS资源可用性检查；

3).NRCFE将QoS资源可用性检查结果反馈给QB，如果网络可以满足更高一级 服务质量的要求，QB通知NRCFE为该连接分配满足更高一级服务要求的资源，且将 为QC生成一个相关的体验质量QoE计费策略下发给计费功能BF系统，如果不满足， 则拒绝该更高一级QoS服务的申请；

4).QC接收到QB的资源申请回复，进行体验；

5).用户在规定的体验期Δt结束前通过QC予以确认对该等级服务是否满意， 如果满意，则告知QB该策略生效，或者循环步骤1)申请更高一级的服务等级，或 者选择重新回到原始等级；

6).用户业务流传送，QB用已生效的策略对用户进行控制；

7).用户业务结束，通过QB释放网络资源；

8).QB通过NRCFE释放网络资源，并将该用户的QoE计费信息发送给BF系统。

用户通过QC申请资源的具体过程如下：

a)当用户在使用网络服务过程中对现阶段的服务质量不满或需求更高服务质量 并产生对更高服务质量支付的意愿时，用户通过QC向接入路由器AR发起更高一级 服务申请；

b)AR在接收到QC的服务申请后，向QB申请资源；

c)QB在有可利用的QoS资源情况下，向AR下发可以支持的服务；

d)QC在接收到AR转发过来的服务信息后，触发QC的应用程序，向服务提供 平台SPP发送应用程序初始信息，服务提供平台SPP在接收到信息后，对该连接的 服务等级授权和配置，然后向QC回复初始信息；

e)QC在获得SPP的回复信息后，向AR发送QoS请求；

f)QB接收到AR转发过来的QC的QoS请求后，返回QoS的设备和配置信息， QC确认QoS设备信息后，就可以以更高一级的服务使用该网络了。

有益效果：

(1)解决了如何定义QoS等级来保证基本服务水平问题。由于QoS的服务等级 并没有直接考虑用户的主观感受，所以很难确定用户对通信质量的基本要求应该定 在什么等级。而出现QoE的衡量标准之后，用户可以通过体验来获得通常情况下对 服务质量的需求，在紧急情况或特殊情况下，用户可以通过在使用时对QoE的实时 判别来调整相应的QoS等级，当情况结束时，仍然恢复到原有水平。这样既满足了 用户通用需要，又能较好的调节网络资源的分配，达到控制网络拥塞的效果。

(2)充分依据用户需要来改变服务质量。在提供服务时从终端用户的实际需要 出发，避免了强行推送和被迫选择。本方法依据用户的主动需要为用户提供不同等 级的服务，为内容计费中用户根据内容的不同选择与之相应的QoS等级提供了很好 的保证，从而也提高了内容计费的灵活性与可能性。

(3)只有当用户对服务质量有更高需要并可能进行实时的调整时，才收取额外 的费用；在用户主动要求服务降级的情况下满足顾客不同等级的需要，增加了计费 的透明度。

(4)在网络发生拥塞时，用户可以与运营商的QoS保证机制有机结合，采用不 同的服务等级，从而避免网络拥塞。

附图说明

图1是用户QoS体验流程图，

图2是用户通过QoE评价享受QoS等级变化过程，

图3是用户通过QC申请资源的过程。

图4是用户实际享受QoS、支付意愿函数与信息交互示意图。

具体实施方式

(1)用户在使用网络服务过程中，对现阶段的服务质量不满或需求更高服务质 量，申请更高一级的服务等级；

(2)QB(QoS Broker，QoS代理)接收到QC(QoS Client，QoS用户终端)的 资源申请后，将更高一级QoS信息发送给NRCFE(Network Resource Control Function Entity)进行更高一级QoS资源可用性检查；

(3)NRCFE将QoS资源可用性检查结果反馈给QB，如果网络可以满足更高一级 服务质量的要求，QB通知NRCFE为该连接分配满足更高一级服务要求的资源，且将 为QC生成一个相关的QoE计费策略下发给BF(Billing Function，计费功能)系 统，如果不满足，则拒绝该更高一级QoS服务的申请。

(4)QC接收到QB的资源申请回复，进行体验；

(5)用户在规定的体验期(用Δt表示)结束前通过QC予以确认对该等级服务 是否满意，如果满意，则告知QB该策略生效，或者循环(1)申请更高一级的服务 等级，或者选择重新回到原始等级。

(6)用户业务流传送，QB用已生效的策略对用户进行控制；

(7)用户业务结束，通过QB释放网络资源；

(8)QB通过NRCFE释放网络资源，并将该用户的QoE计费信息发送给BF系统。

其中，用户通过QC申请资源的具体过程如下(见图3)：

a)当用户在使用网络服务过程中对现阶段的服务质量不满或需求更高服务质量 并产生对更高服务质量支付的意愿时，用户通过QC向AR(Access Router，接入路 由器)发起更高一级服务申请；

b)AR在接收到QC的服务申请后，向QB申请资源；

c)QB在有可利用的QoS资源情况下，向AR下发可以支持的服务(QoS信息及 规范文档)；

d)QC在接收到AR转发过来的服务信息后，触发QC的应用程序，向SPP(Service Provision Platform，服务提供平台)发送应用程序初始信息，SPP在接收到信息 后，对该连接的服务等级授权和配置，然后向QC回复初始信息；

e)QC在获得SPP的回复信息后，向AR发送QoS请求；

f)QB接收到AR转发过来的QC的QoS请求后，返回QoS的设备和配置信息， QC确认QoS设备信息后，就可以以更高一级的服务使用该网络了。

其中，上述的应用程序初始信息包括以下任何一种或其组合：DSCP (Differentiated Services Code Point，差分服务代码点)、TOS(Type of Service 服务类型)、移动终端对可能支持的QoS配置、网络服务应用映射QoS参数。

另外，在上述处理中，在无可利用的QoS资源的情况下，QB拒绝用户申请更高 等级服务及其资源的请求。

(1)QoS代理判断

QoS代理判定用户最终是否获得更高级别的QoS服务的表达式σ(t)可以有如下 表达：

σ(t)＝w(t)∧(h(t)∨(1-σ(t-Δt)))               公式(1)

其中，w(t)表示用户的对更高级QoS的支付意愿，w(t)∈{0，1}，

h(t)表示用户对试传输QoS服务质量的评估，即用户QoE，h(t)∈{0，1}，

当用户愿意支付更高级服务即w(t)＝1，并且至少满足下列条件之一时：

1)用户对提高的QoS质量满意，即h(t)＝1；

2)用户仍处于对提高的QoS评测时段，即1-σ(t-Δt)＝1；

σ(t)＝1，用户获得更高级别的QoS服务。

(2)QoE费用计算

当用户使用更高级别的QoS服务时，需要为相应的提高的QoS支付QoE费用， 其表达式如下：

f(QoE)＝(te-ts)*Pe                         公式(2)

ts表示σ(t)由0变为1的时刻，即用户在同意支付后，对提高的QoS表示满 意，并继续使用高服务等级的网络资源；te表示用户的σ(t)恢复为0，即用户停 止了高服务等级资源的占用时刻。Pe表示结束时刻用户所使用的服务等级对应的单 位时间的费率。

如图4所示，可以看到用户通过自主QoE的评价交互，享受QoS等级的变化情 况：时间t1表示用户发起要求信息，此时σ(t)由0变为1，网络申请资源，改变服 务质量，t1就相当于公式(1)中的ts，当用户发送结束服务的信息时，即t4时刻， 相当于公式(1)中的时刻te。则用户在该时间段为高等级QoS付出的费用为

f(QoE)＝(t4-t1)*p3                         公式(3)

如果用户在Δt时刻内没有按时回复消息，则系统将自动回复到原有值，此时 σ(t)＝0，用户不需要支付费用；如果用户在Δt时刻内仍然对改善的服务质量不满 意，如t2所示，从而获得更高级的服务质量，并在t3时刻内进行再次确认，用户对 服务质量改变所选择的等级范围可由运营商依据自己的网络能力给出门限值。

以上讨论的是服务质量提高一级的情况，用户在使用中可能不断对服务质量提 出新的要求，假设在一次使用中服务质量提高n次，则用户需要为相应的提高的QoS 支付的QoE费用表达式如下：

$f\left(\mathrm{QoE}\right)=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}(t_{\mathrm{ei}}-t_{\mathrm{si}})*P_{\mathrm{ei}}$ 公式(4)

tsi表示第i次服务质量的提高中σ(t)由0变为1的时刻，即用户在同意支付后， 对提高的QoS表示满意，并继续使用高服务等级的网络资源；tei表示第i次服务质 量的提高中用户的σ(t)恢复为0，即用户停止了此服务等级资源的占用时刻。Pei 表示结束时刻用户所使用的服务等级对应的单位时间的费率。

(3)总费用计算

用户在使用某一QoS等级服务的过程中，由于对服务质量不满而申请更高等级 的服务质量，该过程所需的总费用为：

F＝f(QoS)+f(QoE)

其中，f(QoS)为用户使用通用等级的QoS所需要缴纳的费用。