专利名称：根据服务质量确定用户费用的通信系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种通信系统和通信方法。更具体地讲，本发明涉及一种以不同的服务质量提供通信服务的通信系统和通信方法。
优选是相应于提供给用户的通信服务的便利性向用户收取用户费用。
此外，最好对影响通信服务便利性的QoS(服务质量)进行优化。在日本未决专利申请公开(JP-A 2000-32056)中披露了一种用于以最佳通信服务质量提供通信的通信服务质量控制器。
如图1中所示，常规的通信服务质量控制器包括一个数据报传送单元101。数据报传送单元101带有一个输入队列管理器102，一个输出队列管理器103，一个层识别器104，一个属性检测器105，一个通信服务质量确定器106，一个路由确定器107，一个连接通信服务质量管理器108，一个QoS数据库109，一个路由表110，和一个连接通信服务质量表111。
以下说明通信服务质量控制器的一般操作。在这个通信服务质量控制器中，发送目的是由包括在数据报中的协议层3及其后面的协议层的数据确定的。此外，属性检测器105从各协议层4到7或它们中任意一个的信息中提取通信的通信属性。根据对应于提取属性信息的连接的质量信息，通信服务质量确定器105和连接通信服务质量管理器108确定发送数据报的通信服务质量。
为用户提供了各种不同的通信服务。例如，有用于通信的各种不同协议。也存在着各种不同的ToS(服务类型)来传送IP数据报。
在这里，根据通信程序，各种通信服务所需的QoS可能是不同的。例如，根据通信协议和ToS，所需的QoS可能是不同的。
希望根据通信程序来优化控制QoS。具体地讲，希望是根据协议优化来改变QoS。此外，也可以根据ToS优化改变QoS。
日本未决专利申请公开(JP-A-Heisei 4-49439)披露了另一种可能与本发明有关的系统。该系统包括一个客户终端和一个存储数据库的数据库服务器。数据库服务器根据从客户终端发送到服务器的用户ID确定数据库的使用费。但是，其它系统不用于IP数据报的传送。
发明综述因此，本发明的一个目的是提供一种对用户收取与提供给用户的便利相应的使用费的通信系统。
本发明的另一个目的是提供一种根据通信程序优化控制通信系统质量的通信系统。更具体地讲，本发明的目的是提供一种根据用于通信的协议优化改变通信服务质量的通信系统。此外，本发明的目的是提供一种根据ToS优化改变通信服务质量的通信系统。
为了实现本发明的一个方面，一种通信系统包括质量确定单元，网关，用户费用确定单元。质量确定单元确定QoS(服务质量)。网关以QoS传送IP数据报。用户费用确定单元根据QoS确定IP数据报的用户费用。
网关传送包括IP数据报在内的IP数据报组。在这种情况下，QoS优选包括在IP数据报传送中的IP数据报的优先等级。
QoS优选包括传送IP数据报的预定延迟时间的最大容许差。
网关可以包括一个暂时存储IP数据报的缓存器。在这种情况下，QoS优选包括缓存器的大小。
QoS优选包括提供防火墙服务。
QoS也优选包括提供VTN(虚拟个人网)服务。
网关优选带有一个用于接入质量确定单元以设定QoS的API(应用程序接口)。
网关优选检测用于IP数据报传送的协议，质量确定单元根据协议确定QoS。
在这种情况下，质量确定单元可以包括一个指示协议与QoS对应性的第一表，并且参考此第一表确定QoS。
质量确定单元优选根据IP数据报的ToS(服务类型)确定QoS。
在这种情况下，质量确定单元可以包括一个说明在协议、ToS和QoS之间的对应性的第二表，并且参考此第二表确定QoS。
IP数据报包括进行IP数据报通信的用户的IP地址。质量确定单元优选根据IP地址确定QoS。
在这种情况下，质量确定单元可以包括一个说明在协议、IP地址和QoS之间的对应性的第三表，并且参考此第三表确定QoS。
为了实现本发明的另一方面，一种通信系统包括传送IP数据报的网关，和质量确定单元。网关检测用于传送IP数据报的协议。质量确定单元根据检测的协议确定QoS。网关以QoS传送IP数据报。
为了实现本发明的再一个方面，一种通信系统包括传送IP数据报的网关，和用户费用确定单元。网关检测用于传送IP数据报的协议。用户费用确定单元根据QoS确定IP数据报的用户费用。
用户费用确定单元优选根据IP数据报的ToS确定用户费用。
为了实现本发明的再一个方面，一种通信方法包括确定QoS；通过通信系统以该QoS传送IP数据报；和根据该QoS确定使用通信系统的用户费用。
为了实现本发明的再一个方面，一种通信方法包括接收IP数据报；检测用于发送该IP数据报的协议；确定QoS；和以该QoS传送IP数据报。
为了实现本发明的再一个方面，一种通信方法包括通过通信系统传送IP数据报；检测用于发送IP数据报的协议；根据协议确定使用通信系统的用户费用。
附图简要说明图1示出了一种传统通信服务质量控制器；图2示出了本发明的第一实施例的通信系统；和图3示出了本发明的第二实施例的通信系统。
优选实施例说明以下参考
本发明的实施例。第一实施例如图2所示，本发明第一实施例的通信系统包括第一通信网1，第二通信网2，网关3，网关控制器4，用户管理单元5，以及收费单元6。
网关3是一个用于从第一通信网1向第二通信网2传送IP数据报7的代理服务器。网关3包括一个缓存器3a。网关3接收来自第一通信网1的IP数据报7，并且把IP数据报7暂时存储在缓存器3a中。网关3读出存储的IP数据报7，以把IP数据报7传送到第二通信网2。缓存器3a是为通信对话而设置的。网关3为每个通信对话提供一个缓存器，以存储IP数据报7。
网关控制器4控制网关3，并且也确定使用通信系统的用户费用。用户费用是根据通过网关3传送IP数据报7的QoS确定的。
用户管理单元5包括一个用于确定通过网关3传送IP数据报7的QoS的管理表5a。管理表5a说明在用于传送IP数据报7的协议、IP数据报7的ToS(服务类型)与QoS之间的对应性。
收费单元6通过从用户账户转帐而支付确定的用户费用。
在此通信系统中，用户费用是根据IP数据报7的传送QoS而确定的，这导致了根据提供给用户的便利收取用户费用。此外，在该通信系统中，根据用于IP数据报7的传送协议和IP数据报7的ToS优化QoS。
以下详细说明该通信系统的操作。
假设建立了将IP数据报7从第一通信网1发送到第二通信网2的通信对话S1至Sn(n是一个正整数)。在这里，将在对话Si中通信的IP数据报7的一个IP数据报记为IP数据报7i，其中i是一个等于或小于n的自然数。可以在每个建立的对话S1至Sn中可以使用各种不同的协议，例如TCP/IP(传输控制协议/因特网协议)，UDP(用户数据报协议)，和RTP(实时协议)。
传送每个IP数据报7的通信终端根据传送的IP数据报7的内容确定每个对话的协议。例如，通信终端确定在需要高度实时特性的对话中使用RTP，例如用于传送具有动画数据的IP数据报的对话中。
为了以各种不同协议传送IP数据报7，网关3根据SOCKS(RFC1928)进行操作。即使为每个对话使用了不同的协议，网关3也能传送对应于协议的IP数据报7。
网关3接收来自第一通信网1的IP数据报7。从IP数据报7的报头部分的内容中，网关3检测出用于在发送IP数据报7的对话中通信的协议。从IP数据报7i的报头的内容确认在对话Si中所使用的协议。此外，网关3从IP数据报7的报头的内容中检测出IP数据报7的ToS。
网关3利用检测出的协议和ToS确定QoS。预先利用控制信号8将说明协议、ToS和QoS之间对应性的管理表5a的内容从用户管理单元5发送到网关3。网关3参考管理表5a的内容从检测出的协议和ToS确定QoS。
在这里，QoS是用各种指数代表的。在第一实施例中，使用每个IP数据报7的传送的优先等级、离开预定延迟时间的最大容许差、和为每个对话准备的缓存器3a的大小作为代表QoS的指数。网关3确定IP数据报7的传送中的每个IP数据报7的优先等级。QoS包括已确定的优先等级。最大容许差表示IP数据报从发送源到达发送目的地所用时间的变化。当最大容许差比较大时，每单位周期到达发送目的的数据量的变化较大。缓存器3a的大小经常影响IP数据报7传送的平滑性。QoS包括缓存器3a的大小。
管理表5a说明在协议、ToS、每个IP数据报7的传送优先等级、延迟时间变化的最大容许差、和缓存器3a大小之间的对应性。参考管理表5a，网关3根据每个对话中使用的协议和IP数据报7的ToS确定每个IP数据报7的传送优先等级、延迟时间变化的最大容许差、和缓存器3a的大小。
作为一个示例，可以考虑一个利用RTP进行通信的对话。RTP用于数据的实时传送，例如动画数据的传送。利用RTP进行通信的对话需要高度的实时特性。因此，网关3确定利用RTP进行通信的对话的优先等级为高。当通过网关3传送大量的IP数据报71至7n时，以较高的优先等级传送在利用RTP进行通信的对话中发送的IP数据报。因此，在利用RTP进行通信的对话中保持了高度的实时特性。
此外，网关3确定利用RTP进行通信的对话具有延迟时间的最小最大容许差。如上所述，利用RTP进行通信的对话需要保持高度的实时特性。因此，在利用RTP进行通信的对话中将发送的IP数据报的最大容许差保持得很小。因此，例如，在利用RTP发送具有动画数据的IP数据报的对话中，平滑地重放了动画。
此外，网关3确定，对于利用RTP进行通信的对话，在网关中准备的缓存器3a大小应当大。这是由于延迟时间是利用网关3的缓存功能调节的。例如，如果在某个对话的通信中使用的协议，例如RTP，需要小的延迟时间变化，那么网关3利用缓存器3a稳定对话中每个单位周期发送的IP数据报的数据量。因此，网关3减小了对话中发送的IP数据报中的延迟时间变化。当缓存器3a的容量比较大时，很容易稳定数据量。因此，确定在诸如利用RTP进行通信的对话的需要高度实时特性的对话中，缓存器3a的容量应当较大。
在利用另外的协议进行通信的对话中，同样地可以根据使用的协议来确定优先等级、对话中发送的IP数据报的延迟时间变化的最大容许值、和对应于对话准备的缓存器3a的容量。
网关3以用上述过程确定的QoS传送IP数据报7。也就是说，网关3根据为每个IP数据报7确定的优先等级传送IP数据报7。网关3传送IP数据报7，同时保持延迟时间差小于最大容许差。网关3传送IP数据报7，同时使用具有确定大小的缓存器3a。
网关3将确定的QoS、IP数据报7的数据量、和进行IP数据报7通信所需的通信时间作为通知服务信息10通知网关控制器4。网关控制器4根据QoS、数据量和通信时间确定出使用通信系统的用户费用。网关控制器4利用用户费用信息信号11把确定的用户费用报告给收费单元6。收费单元6根据使用费用信息信号11通过从用户账户转帐而支付用户费用。
在第一实施例的通信系统中，向用户收取相应于QoS的用户费用。这意味着用户费用是根据提供给用户的便利性收取的。
此外，QoS是根据协议和ToS优化改变的。当发送IP数据报时，根据协议和IP数据报的ToS需要的QoS是不同的。由于QoS是根据协议和ToS确定的，因此通信是以最优QoS进行的。
可以从另一种观点将第一实施例中的上述通信系统考虑为根据传输中使用的协议和IP数据报的ToS而确定用户费用的系统。也就是说，如果以需要高QoS的协议发送IP数据报，那么收取较高的用户费用。此外，如果发送具有需要高QoS的ToS的IP数据报，那么收取较高的使用费，如果不是这样，那么收取较低的使用费。因此，用户费用是根据提供给用户的便利收取的。
在第一实施例中，QoS可以包括其它指数。例如，通信服务质量可以包括数据差错率之类的参数。也可以不使用第一实施例中使用的一部分通信服务质量的指数。
此外，第一通信网1和第二通信网2可以是一个固定网，或一个移动通信网。另外，第一通信网1和第二通信网2可以是一种像因特网这样的数据通信网。第一通信网1和第二通信网2也可以是任何公共网或专用通信网。第二实施例图3示出了第二实施例中的一个通信系统。该第二实施例中的通信系统与第一实施例中的相同，但是第二实施例中的通信系统可以为每个用户确定QoS，并能响应用户的请求向用户提供防火墙服务和VPN(虚拟个人网)服务。
第二实施例的通信系统包括第一通信网21，第二通信网22，网关23，网关控制器24，管理单元25，和收费单元26。
网关23是一个从第一通信网21向第二通信网22传送IP数据报27的代理服务器。网关23包括缓存器23a。网关23在临时地将IP数据报27缓存在缓存器23a的同时，将IP数据报27从第一通信网21传送到第二通信网22。为每个对话提供缓存器23a。也就是说，网关23具有为每个对话缓存IP数据报27的缓存功能。
网关23带有一个API(应用程序接口)。API使用户能够访问存储在后面将说明的用户管理单元25中的用户管理表25a1至25am。
网关控制器24控制网关23，并且确定使用通信系统的用户费用。用户费用是根据网关23传送IP数据报27的QoS确定的。
管理单元25包括用于确定IP数据报27的传送的QoS的管理表25a1至25am。为每个用户准备了管理表25a1至25am。为一个用户Ck准备了一个管理表25ak。管理表25a1至25am中的每一个都说明在用于通信的协议、IP数据报27的ToS、以及QoS之间的对应性。
此外，管理表25a1至25am中的每一个说明是否为用户C1至Cm中的每一个提供防火墙功能和VPN功能。
提供给网关23的API(应用程序接口)使用户能够访问管理表25a1至25am。用户C1至Cm可以通过API访问管理表25a1至25am，以设置或改变其通信服务的QoS。它也允许每个用户C1至Cm设置是否他们中的每一个通过访问每个管理表25a1至25am接受防火墙服务和VPN服务。
收费单元26通过从用户账户转帐而支付用户费用。
以下详细说明第二实施例的通信系统的操作过程。
假设为进行从第一通信网21到第二通信网22的IP数据报271至27n的通信，建立了对话S1至Sn。在这里n是一个正整数，并且每个IP数据报27i是在一个对话Si中通信的，其中i是等于或小于n的自然数。此时，假设对话Si是由用户C1至Cn中的一个建立的。应当注意，建立对话Si的用户可以与建立对话Si(i≠j)的用户是相同的。根据IP数据报的内容，通信IP数据报的通信终端确定在对话S1至Sn中使用的协议。
网关23从第一通信网21接收要发送的IP数据报27。网关23从IP数据报27的报头中检测在发送IP数据报27的对话中所使用的协议。从IP数据报27i的报头的内容检测在每个对话Si中使用的协议。此外，网关23从IP数据报27的报头的内容中检测每个IP数据报27的ToS。
此外，网关23确认在IP数据报27的报头中注明的IP地址。IP地址指示建立IP数据报27的通信对话的用户。网关23从IP地址识别开始IP数据报27的对话的用户。将开始对话的用户表示为Cj。但是，j是等于或小于m的自然数。
接下来，网关23根据检测的协议和ToS确定每个发送IP数据报27的对话的QoS。网关23参考对应于用户Cj的用户管理表25aj来确定QoS。用户管理表25a1至25am的内容是预先根据控制信号28从用户管理单元25发送到网关23的。每个管理表25a1至25am说明了在协议、ToS和QoS之间的对应性。根据用户的不同，确定的QoS是不同的。
与第一实施例相类似，将每个对话的优先等级，延迟时间的最大容许差，和为每个对话准备的缓存器23a的大小用于QoS。每个管理表25a1至25am说明在协议、ToS、对话的优先等级、延迟时间的最大容许差、和缓存器23a之间的对应性。网关23参考提供给用户Cj的用户管理表25aj确定每个对话的优先等级，延迟时间变化的最大容许差，和准备的缓存器23a的大小。
通过上述过程，网关23以确定的QoS传送IP数据报27。网关23根据优先等级传送IP数据报27，同时保持延迟时间差小于延迟时间的最大容许差。此外，网关23传送IP数据报27，同时使用具有确定大小的缓存器23a。
网关23在提供服务信息30上将QoS、IP数据报27的数据量、和进行IP数据报27的通信所需的通信时间通知给网关控制器24。网关23在通知服务信息30上向网关控制器24报告是否给每个用户提供防火墙服务和VPN服务。
网关控制器24根据QoS、数据量和通信时间确定使用通信系统的用户费用。此时，对于提供了防火墙服务和VPN服务的用户，要对该用户收取额外的费用。网关控制器24在用户费用通知信号30中将确定的用户费用报告给收费单元26。
收费单元26根据用户费用通知信号30，通过从用户账户转移钱而支付用户费用。
在第二实施例的通信系统中，与第一实施例相同，向用户收取对应于QoS的用户费用。这意味着是根据提供给用户的便利性向用户收取用户费用的。此外，在第二实施例中，QoS质量是根据协议和ToS优化改变的。
此外，在第二实施例中，根据用户来确定QoS。因此，以满足每个用户的需要的QoS完成了通信。
在第二实施例中，QoS可以包括指示通信服务等级的其它指数。例如，QoS可以包括数据差错率之类的参数。也可以不使用一部分在第二实施例中使用的通信服务质量的指数。
此外，第一通信网21和第二通信网22可以是固定网和移动通信网中的任何一种。另外，第一通信网21和第二通信网22可以是像因特网这样的数据通信网。第一通信网21和第二通信网22也可以是公共网和专用通信网中的任何一种。
此外，在第二实施例中，可以仅向用户提供防火墙功能和VPN功能中的一种功能，并且可以提供另外的通信功能。
根据本发明，使用通信网的用户费用是根据提供给用户的便利向用户收取的。
根据本发明，QoS是根据通信程序最优地控制的。具体地讲，QoS是根据用于通信的协议最优地改变的。此外，可以根据ToS最优地改变QoS。
根据本发明，提供给用户的QoS是根据用户的需要或请求而改变的。
尽管以某种特定的优选形式对本发明进行了说明，但是应当知道，可以在当前披露的优选形式结构的细节上以及部件的组合和排列上进行改变，而不脱离后面权利要求中定义的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种通信系统，包括确定服务质量(QoS)的质量确定单元(3，5，23，25)；以所述QoS传送IP数据报的网关(3，23)；和根据所述QoS确定所述IP数据报的用户费用的用户费用确定单元(4，24)。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述网关(3，23)传送包括所述IP数据报的IP数据报组，并且所述QoS包括所述IP数据报组传送中所述IP数据报的优先等级。
3.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述QoS包括离开传送所述IP数据报的预定延迟时间的最大容许差。
4.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述网关(3，23)包括暂时存储所述IP数据报的缓存器，所述QoS包括所述缓存器的大小。
5.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述QoS包括防火墙服务的提供。
6.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述QoS包括虚拟个人网服务VTN的提供。
7.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述网关(3，23)带有用于访问所述质量确定单元(3，5，23，25)以设置所述QoS的应用程序接口。
8.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述网关(3，23)检测用于所述IP数据报的传送的协议，所述质量确定单元(3，5，23，25)根据所述协议确定所述QoS。
9.根据权利要求8所述的通信系统，其中所述质量确定单元(3，5，23，25)包括指示所述协议和所述QoS之间对应性的第一表(5a，25a1至25am)，并且参考所述第一表(5a，25a1至25am)确定所述QoS。
10.根据权利要求8所述的通信系统，其中所述质量确定单元(3，5，23，25)根据所述IP数据报的服务类型(ToS)确定所述QoS。
11.根据权利要求10所述的通信系统，其中所述质量确定单元(3，5，23，25)包括说明在所述协议、所述ToS和所述QoS之间对应性的第二表(5a，25a1至25am)，并且参考所述第二表(5a，25a1至25am)确定所述QoS。
12.根据权利要求8所述的通信系统，其中所述IP数据报包括进行所述IP数据报通信的用户的IP地址，所述质量确定单元(23，25)根据所述IP地址确定所述QoS。
13.根据权利要求12所述的通信系统，其中所述质量确定单元(23，25)包括说明在所述协议、所述IP地址和所述QoS之间对应性的第三表(25a1至25am)，并且参考所述第三表(25a1至25am)确定所述QoS。
14.一种通信系统，包括传送IP数据报的网关(3，23)，其中所述网关(3，23)检测用于所述IP数据报的传送的协议；和根据所述协议确定服务质量(QoS)的质量确定单元(3，5，23，25)，其中所述网关(3，23)以所述QoS传送所述IP数据报。
15.根据权利要求14所述的通信系统，其中所述网关(3，23)传送包括所述IP数据报在内的IP数据报组，所述QoS包括所述IP数据报组传送中所述IP数据报的优先等级。
16.根据权利要求14所述的通信系统，其中所述QoS包括离开传送所述IP数据报的预定延迟时间的最大容许差。
17.根据权利要求14所述的通信系统，其中所述网关(3，23)包括暂时存储所述IP数据报的缓存器，并且所述QoS包括所述缓存器的大小。
18.根据权利要求14所述的通信系统，其中所述网关(3，23)带有用于接入所述自量确定单元(3，5，23，25)以设置所述QoS的应用程序接口。
19.根据权利要求14所述的通信系统，其中所述质量确定单元(3，5，23，25)根据所述IP数据报的服务类型确定所述QoS。
20.根据权利要求14所述的通信系统，其中所述IP数据报包括进行所述IP数据报通信的用户的IP地址，并且所述质量确定单元(23，25)根据所述IP地址确定所述QoS。
21.根据权利要求20所述的通信系统，其中所述QoS包括防火墙服务的提供。
22.根据权利要求20所述的通信系统，其中所述QoS包括虚拟个人网服务的提供。
23.一种通信系统，包括传送IP数据报的网关(3，23)，其中所述网关(3，23)检测用于所述IP数据报传送的协议；和根据所述QoS确定所述IP数据报的用户费用的用户费用确定单元(4，24)。
24.根据权利要求23所述的通信系统，其中所述用户费用确定单元(4，24)根据所述IP数据报的ToS确定所述用户费用。
25.一种通信方法，包括确定QoS；通过通信系统以所述QoS传送IP数据报；和根据所述QoS确定使用所述通信系统的用户费用。
26.一种通信方法，包括接收IP数据报；检测用于发送所述IP数据报的协议；确定QoS；和以所述QoS传送所述IP数据报。
27.一种通信方法，包括通过通信系统传送IP数据报；检测用于发送所述IP数据报的协议；根据所述协议确定使用所述通信系统的用户费用。
全文摘要
一种通信系统,包括质量确定单元(3,5,23,25),网关(3,23),和用户费用确定单元(4,24)。质量确定单元确定QoS(服务质量)。网关(3,23)按上述QoS传送IP数据报。用户费用确定单元(4,24)根据QoS确定IP数据报的用户费用。
文档编号H04M15/00GK1344082SQ0114220
公开日2002年4月10日 申请日期2001年9月12日 优先权日2000年9月12日
发明者新田义雄 申请人:日本电气株式会社