专利名称：一种带宽控制方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及宽带接入技术，特别涉及宽带接入技术中的带宽控制方法及系统。
背景技术：
宽带通信网络是由网络供应营商提供，以允许各用户终端之间以及各用户终端与业务/服务提供商之间进行通信。在现有宽带通信网络中，用户要预先通过网络管理者向网络供应商请求并定购带宽及接入方式。当用户要接入时，用户请求采用预定的接入方式接入通信网络，所述接入方式包括非对称数字订阅线路(ADSL)、光纤接入、通用分组无线业务(GPRS)等等。在用户的请求被接受之后，网络供应商将配置网络以向该用户分配其所定购的带宽，该带宽是用户在使用网络时所能占用的最大带宽，又叫最大允许使用带宽。在用户接入网络后，网络一般情况下不对用户的带宽进行控制，除非用户重新请求接入网络或更改接入方式，否则其带宽将不会改变。
通常在通信网络中，为了提高网络资源利用率和业务质量，诸如为用户提供接入、认证、计费功能的多业务带宽接入服务器等网络接入设备要对接入网络的数据的流量进行控制。在实际应用中，提供给用户的带宽往往随网络状况以及用户距离的变化而变化。一般来说，本地城域网带宽往往比较大，可以支持比较高的本地访问流量，而城域网通往互联网(Internet)的接口的外部带宽往往要小于城域网的内部带宽。这里，所述流量指的是单位时间内的最大流量，即带宽，而对单位时间的流量进行控制也就是进行带宽控制。因此，如果不对用户的带宽进行控制，就容易造成带宽分配冲突或者不能充分利用分配给用户的带宽资源。
在另一方面，用户对于不同业务的带宽需求也不同。比如当用户使用在线的流媒体业务时，其带宽需求会比一般的网页浏览业务要大；而且，各类业务的实时性要求也可能不同，如在线流媒体对实时性要求高，不希望出现延迟等情况，而某些业务如内容下载等业务虽然带宽要求高，但实时性要求低。因此，当用户同时使用带宽需求不同的各种业务时，用户在带宽分配上当然希望能够区别对待这些业务。如果网络不对各种业务所占带宽进行控制，则某些业务的质量将会大幅度下降，从而很难保证合理的网络资源利用率。
目前的网络接入设备所采用的带宽控制方法通常有两种一、以用户为单位，对拥有不同带宽权限的用户进行不同的带宽大小限制；二、以数据的源地址和目的地址的组合为单位进行带宽控制。上述两种方法都只是对用户或根据接入类型/地址来进行总的带宽控制，而并不能对同一用户或同一接入类型/地址下的各种业务类型或各种业务进行针对性的带宽控制，这两种带宽控制手段虽然能够满足不同业务的基本需要，但是仍无法真正实现网络带宽控制、不能有效提高网络资源利用率。比如某移动终端用户采用GPRS方式以24KB的带宽接入，该带宽是该用户的所有采用GPRS方式承载的业务所共用的，因此，无法对GPRS承载的各种业务所占带宽分别实施控制。
综上所述，现有的宽带通信网络中的带宽控制机制还不够理想，不能针对通信网络所承载的各种业务的特点来实施带宽控制，从而不能有效保证各类业务质量、并会造成网络资源利用率降低。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种带宽控制方法及系统，能针对各种业务类型实施带宽控制，以提高带宽资源利用率、提高网络整体的业务质量。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的
本发明公开了一种带宽控制方法，该方法包括当用户定购业务时，确定当前定购的业务所属的业务类型，为该业务类型分配最大允许使用带宽并设置该业务类型的带宽控制策略；当用户使用业务时，统计用户使用的各业务类型实际占用的带宽；针对实际占用带宽超出为其分配的最大允许使用带宽的业务类型，按带宽控制策略对该业务类型的带宽占用进行调整。
其中，在确定当前定购的业务所属的业务类型之后，进一步包括判断用户是否已定购过该业务类型，如果是，则修改该业务类型的最大允许使用带宽，或者保持该业务类型的最大允许使用带宽不变；否则为该业务类型分配最大允许使用带宽并设置该业务类型的带宽控制策略。
其中，在按带宽控制策略对业务类型的带宽占用进行调整之前，进一步包括通过与用户终端的交互来确定当前使用的带宽控制策略。
其中，所述统计用户使用的各业务类型实际占用的带宽的方法为在终端接入侧，接收各个用户终端的数据流，对数据流中的数据包进行解析，确定每一数据包所属的用户、业务及业务类型；通过统计各用户使用的各业务类型对应的全部数据包计算得到各用户使用的各业务类型当前实际占用的带宽。
其中，该方法实现于网络接入服务器NAS之中，所述NAS为用于非对称数字订阅线路ADSL接入的宽带接入服务器BAS、或用于局域网LAN接入的BAS、或用于通用分组无线业务GPRS接入的GPRS网关支持节点GGSN或GPRS服务支持节点SGSN。
其中，所述统计用户使用的各业务类型实际占用的带宽的方法为在业务接入侧，接收各个应用服务器AS的数据流，针对每一AS的数据流，对该AS的数据流中的数据包进行解析，确定每一数据包所属的用户、业务及业务类型并统计得到在该AS的数据流中各用户使用的各业务类型对应的数据包；集中统计每一AS的数据流中各用户使用的各业务类型对应的数据包得到各用户使用的各业务类型对应的全部数据包，并计算得到各用户使用的各业务类型当前实际占用的带宽。
其中，该方法实现于移动网络中的数据业务管理平台DSMP之中。
本发明还公开了一种带宽控制系统，该系统包括统计单元，用于从外部接收数据流，通过解析数据流统计得到各用户使用的各业务类型当前实际占用的带宽并输出给控制单元；信息单元，用于记录各用户定购的各业务及其所属业务类型、以及各业务类型的带宽控制策略和最大允许使用带宽，输出各业务类型的带宽控制策略和最大允许使用带宽给所述控制单元；控制单元，用于从所述统计单元接收各用户使用的各业务类型当前实际占用的带宽，从所述信息单元接收各用户使用的各业务类型的最大允许使用带宽；针对当前实际占用带宽超出最大允许使用带宽的业务类型，从信息单元查询得到该业务类型的带宽控制策略，并按该带宽控制策略对该业务类型的带宽占用进行调整。
其中，所述统计单元包括检测模块，用于从外部接收数据流，解析数据流中的各个数据包，确定各个数据包所属的用户、业务及业务类型并输出用于指示数据包所属用户、业务及业务类型的数据包信息给统计模块；统计模块，用于从检测模块接收数据包信息，依据该数据包信息统计得到各个用户当前使用的各业务类型实际占用的带宽并输出给所述控制单元。
其中，所述信息单元包括定购业务处理模块，用于从外部接收用户的定购业务信息，确定用户定购的业务及其所属业务类型，确定各用户定购的各业务类型的最大允许使用带宽和带宽控制策略并输出给信息记录模块；信息记录模块，用于从定购业务处理模块接收各用户定购的各业务类型的最大允许使用带宽和带宽控制策略，输出各用户当前使用的各业务类型的最大允许使用带宽和带宽控制策略给所述控制单元。
其中，所述信息记录模块包括
用户业务信息模块，用于从所述定购业务处理模块接收各用户定购的各业务类型的最大允许使用带宽并保存，输出用户当前使用的各业务类型的最大允许使用带宽给所述控制单元；带宽控制策略信息模块，用于从所述定购业务处理模块接收各用户定购的各业务类型的带宽控制策略并保存，输出所述控制单元查询的业务类型的带宽控制策略该控制单元。
其中，所述信息记录模块进一步包括带宽占用信息模块，用于从所述统计单元接收各用户当前使用的各业务类型实际占用的带宽并保存。
其中，所述统计单元和控制单元为独立设置的实体或集成于终端接入控制设备之中；所述信息单元为独立设置的实体或集成于用户档案管理设备之中。
其中，所述终端接入控制设备为NAS，所述NAS为用于ADSL接入的BAS、或用于LAN接入的BAS、或用于GPRS接入的GGSN或SGSN；所述用户档案管理设备为归属位置寄存器HLR、或用户归属服务器HSS、或客户关系管理CRM服务器、或通用用户信息GUP服务器。
其中，该系统包括多个统计单元；该系统进一步包括集中统计单元，用于从各个统计单元接收各统计单元各自统计得到的当前各用户使用的各业务类型实际占用的带宽，集中统计得到当前各个用户使用的各业务类型实际占用的带宽总量并输出给所述控制单元。
其中，所述统计单元和控制单元为独立设置的实体或集成于业务接入控制设备之中；所述信息单元和集中统计单元为独立设置的实体或集成于用户档案管理设备之中。
其中，所述业务接入控制设备为移动网络中的DSMP；所述用户档案管理设备为HLR、或HSS、或CRM服务器、或GUP服务器。
由上述方案可以看出，本发明的关键在于将用户定购的各个业务划分为各种业务类型，针对每一用户分配用户定购的各业务类型的最大允许使用带宽、并设置各业务类型的带宽控制策略；监控每一用户当前使用的各业务类型中是否有业务类型实际占用的带宽超出为其分配的最大允许使用带宽，并采用所设置的带宽控制策略对这些带宽占用超出最大允许使用带宽的业务类型当前实际占用的带宽进行调整。
因此，本发明所提供的带宽控制方法及系统，能按业务类型对用户的业务带宽实施控制，使得用户的业务带宽能够得到有效利用，并能满足各种业务类型的要求；本发明能使业务网络的带宽资源得到合理控制，从整体上提高业务质量，为网络进一步扩展多种多样的应用业务提供良好基础，因此具有较高的商用价值。
图1为应用本发明的通信网络组网示意图；图2为本发明方法中定购业务流程一较佳实施例的流程图；图3为本发明方法应用于终端接入侧时，带宽控制流程一较佳实施例的流程图；图4为本发明系统应用于终端接入侧时，一较佳实施例的组成结构示意图；图5为本发明方法应用于业务接入侧时，带宽控制流程一较佳实施例的流程图；图6为本发明系统应用于业务接入侧时，一较佳实施例的组成结构示意图；图7为本发明实施例中的信令交互流程图。
具体实施例方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
本发明提供了一种带宽控制方法，其主要设计思想为预先为每一用户分配该用户定购的各类业务的最大允许使用带宽、以及各类业务的带宽控制策略；监控每一用户当前使用的各类业务中是否有某类业务占用的带宽超标，当监控到有某类业务占用的带宽超标时，根据该用户的该类业务的带宽控制策略对该类业务的带宽进行调整。这里，所谓带宽超标就是指业务实际占用的带宽超出为其分配的最大允许使用带宽。本文所述最大允许使用带宽实际上就是一种为用户分配的带宽使用门限值，通常指用户定购的带宽值，而非用户实际使用的带宽值。一般情况下，用户实际使用的带宽大小要小于该用户的最大允许使用带宽。
基于本发明方法的设计思想，本发明还提供了一种带宽控制系统，用于对各用户当前使用的各类业务占用的带宽进行监控，保存带宽控制策略和各类业务的最大允许使用带宽，并依据带宽控制策略对带宽超标的业务进行带宽调整。该带宽控制系统主要包括三部分统计单元、控制单元和信息单元。
图1为应用本发明的通信网络的组网示意图。图1中，与本发明相关的实体主要包括用户终端、终端接入控制设备、用于承载应用业务的通信网络、用于向网络提供应用业务的业务接入控制设备和应用业务服务器(AS，Application Server)、以及带宽控制系统。其中，用户终端、终端接入控制设备、通信网络、业务接入控制设备和AS为现有网络的实体，而带宽控制系统为依据本发明增加在现有通信网络中的实体，该带宽控制系统包括统计单元、控制单元和信息单元，其中控制单元分别与信息单元和统计单元相连。图1中仅示出通信网络的一种实例而已，在该通信网络实例中仅包括两个用户终端、三个AS、两个业务接入控制设备、一个终端接入控制设备。但在实际的通信网络中，用户终端、AS、业务/终端接入控制设备的数量可观、连接关系也相当复杂。以下仅以图1所示通信网络为例来阐述本发明系统与通信网络中各个实体之间的连接关系，并不用于限定通信网络中各个实体的具体数量和连接方式。
图1所示实例中，用户终端有两个终端1和终端2，AS有三个AS1、AS2和AS3，业务接入控制设备有两个业务接入控制设备1和业务接入控制设备2，终端接入控制设备只有一个，通信网络分别连接终端接入控制设备、业务接入控制设备1和业务接入控制设备2。终端1和终端2连接终端接入控制设备，以接入通信网络；各个AS则通过通过业务接入控制设备接入通信网络，如图1所示，AS1和AS2连接业务接入控制设备1，AS3连接业务接入控制设备2。本发明可应用于终端接入侧或业务接入侧，所以本发明带宽控制系统可设置于业务接入侧或设置于终端接入侧；当该带宽控制系统设置于业务接入侧时，该带宽控制系统中的统计单元接收来自网络中各个业务接入控制设备的数据流，如图1中业务接入控制设备1和业务接入控制设备2的数据流，根据接收到的数据流统计当前各业务实际占用的带宽；当该带宽控制系统设置于终端接入侧时，该带宽控制系统中的统计单元接收来自终端接入控制设备的数据流并统计当前各业务实际占用的带宽。
由于本发明应用于终端接入侧和业务接入侧时的方法处理有所不同，而且本发明带宽控制系统设置于终端接入侧和业务接入侧时的组成结构也有所不同，所以下面结合附图对本发明应用于这两种情况下的方法处理和系统组成结构分别加以说明。
首先，无论本发明应用于终端接入侧还是业务接入侧，带宽控制系统都要在定购业务的流程中完成最大允许使用带宽、带宽控制策略等的设置，该定购业务流程可参见图2。
图2为本发明方法中定购业务流程一较佳实施例的流程图。由于本文主要阐述带宽控制方法，因此以下所述定购业务流程也仅与带宽控制相关，对于定购业务过程中与带宽控制无关的部分，本发明并未涉及，因此本文对此也不作描述。如图2所示，具体处理步骤包括步骤201带宽控制系统中的信息单元从外部接收用户的定购业务信息，根据该定购业务信息确定当前用户所定购的业务的类型。比如用户定购的业务是因特网协议电视(IPTV)业务，该IPTV业务在类型上属于流媒体类业务；或者，用户定购的业务是体育节目，该体育节目在类型上属于IPTV类业务。这里，根据实现需要，有某些业务并不能与其它业务组成同一业务类型，这些业务本身就可构成一种业务类型，因此本发明所述的业务类型可能对应一个或多个业务。但是，本发明对于所划分的具体业务类型、以及用户定购的具体业务并不进行限定。
在现有的通信网络中，针对用户可能定购的每一业务都有统一详细的定义以及业务类型的划分，并且每一业务具有自身唯一的业务标识，每一业务类型也具有自身唯一的业务类型标识。这里，所述定购业务信息可包含用户标识、业务标识、带宽要求，还可进一步包含业务类型标识等信息，可以根据业务标识确定对应的业务及其所属的业务类型，也可根据业务类型标识直接确定对应的业务类型。
步骤202所述信息单元判断当前定购的业务类型是否已被该用户定购过，即当前用户定购的业务类型是否为该用户定购的新的业务类型，如果已被定购过，即不是新业务类型，则执行步骤205；如果未被定购过，即是新业务类型，则执行步骤203。
这里，所述当前定购的业务类型指步骤201确定的业务类型。信息单元将实时维护用户与其所定购的业务及业务类型之间的对应关系表，因此，可根据用户的定购业务信息中的用户标识和业务类型标识查询该对应关系表，从而判断该用户是否已定购过属于该业务类型的业务。
步骤203为该新的业务类型分配带宽，并将该新业务类型的带宽全部分配给该业务，该新业务类型的带宽可以看成是该业务的最大允许使用带宽。
步骤204设置该新的业务类型以及该业务的带宽控制策略，结束当前处理流程。
步骤205为该业务分配最大允许使用带宽，同时对该业务所属的业务类型的最大允许使用带宽进行调整、和/或保持该业务类型的最大允许使用带宽不变而对当前用户定购的属于该业务类型的各个业务所对应的最大允许使用带宽进行调整。这里需要特别说明的一点是所述最大允许使用带宽并非业务实际占用的带宽，在用户使用业务时，业务实际占用的带宽通常要小于为业务分配的最大允许使用带宽。
这里，在为业务或业务类型分配最大允许使用带宽时，可能涉及与用户终端的交互，通过用户的选择与确认来为业务或业务类型分配最大允许使用带宽；当然，也可能无需与用户终端交互，用户的定购业务信息中可能携带用于分配最大允许使用带宽的相关信息，则可直接依据当前用户的定购业务信息以及用户的签约信息来确定为业务或业务类型分配的最大允许使用带宽。其中，需要强调的是，在确定业务或业务类型的最大允许使用带宽时，必须判断用户定购或选择的最大允许使用带宽是否超出用户网络能力所能支持的带宽，如果超出，则应拒绝用户定购或选择的最大允许使用带宽，提示用户重新定购或选择。比如用户的网络类型以及终端能力等限制了该用户终端在物理能力上能够达到的最大带宽是2MB，那么如果用户定购某业务时选择的最大允许使用带宽超过了2MB，则是不允许的，应提示用户重新选择最大允许使用带宽。
步骤206设置该业务的带宽控制策略。
在本发明中，至少要为每一业务类型设置带宽控制策略，也可以进一步为某业务类型下的一个或多个业务分别设置带宽控制策略，并且为某业务设置的带宽控制策略不应与该业务所属业务类型的带宽控制策略产生矛盾。比如业务类型A的带宽控制策略为按优先级顺序保证该业务类型A之下各业务的带宽，并可进一步为该业务类型A之下的业务a设置带宽控制策略为扩充带宽直至达到业务要求。在图2的实施例中，既为每一业务类型设置了带宽控制策略，也为业务类型下的各业务设置了带宽控制策略；如果仅仅设置每一业务类型的带宽控制策略，则上述步骤204中不必设置当前业务的带宽控制策略，步骤206也不必执行。为防止某业务的带宽控制策略与该业务所属业务类型的带宽控制策略产生矛盾，可以将该业务的带宽控制策略设置为该业务类型的带宽控制策略的一个子策略，这样在执行该业务类型的带宽控制策略之后，才能基于该业务类型的带宽控制策略执行该业务的带宽控制策略。这里，本发明对于带宽控制策略的具体内容并不进行限定。
其中，所述带宽控制策略可能为一组函数或是规则的组合。控制单元可
016383327674915165535这样就实现了按照流的负载分担。
在现有技术中，在负载分担的下一跳较多时，因为每次都要读取Hash门限，那么在高速设备中会出现对某一快存储区的访问竞争，导致出现瓶颈，所以高速设备的性能很难做到很高。同时，由于路由的变化，在下一跳需要增加删除路径时，会出现大量流更换路径，造成潜在的不必要的大量乱序。下面详细说明这个问题。
其中改变下一跳的流标识(ID)范围为如下所示，其中图中灰色部分为改变路径的部分。
总共改变路径的流的比例为((65535-49151)+(43690-32767)+21845-16383))/65536＝50％但当我们增加了一条路径(下一跳)时，最多只需要有25％的流量改变路径到这条路上即可，也就是说有50％-25％＝25％的流量不需要改变路径。
改变路径，就意味着在切换的时间段内，这些流可能会出现乱序。我们通过上述例子可以看到，使用这种方法，除了需要切换的流量外，还有很大比例各业务类型占用的带宽综合超出为用户分配的总带宽时，则可首先保证优先级高的业务类型的带宽，而阻塞优先级低的业务类型的带宽。上述针对业务类型层面的带宽控制策略也不应与针对业务层面的带宽策略相矛盾，比如可将针对业务层面的带宽控制策略设置为针对业务类型层面的带宽控制策略的子策略。
由此，本发明可按业务类型的划分方式将带宽控制划分为多个层次来进行，并为每一层次设置带宽控制策略，以实现面向大量业务的分层机制的带宽控制。比如用户定购的各个业务可划分为三个层次1、业务类型，2、业务类型下的子业务类型和/或业务，3、子业务类型下的业务；此时，可为这三个层次分别设置带宽控制策略，并在各层次内部依据该层次对应的带宽控制策略对该层次内的业务类型和/或业务实施带宽控制。其中，为每一层次设置的带宽控制策略可以为一个带宽控制策略或者为多个带宽控制策略的集合；还可以为某一层次设置两种带宽控制策略，包括一、用于控制该层次中各业务类型和/或业务之间带宽占用的带宽控制策略，比如上述基于优先级的带宽控制策略；二、用于控制某业务类型或业务本身带宽占用的带宽控制策略，比如上述扩充带宽直至达到业务要求的带宽控制策略。
基于上述定购业务流程和带宽控制策略的描述，本发明带宽控制系统可对各用户的各种业务实施有效的带宽控制。
图3为本发明方法应用于终端接入侧时，带宽控制流程一较佳实施例的流程图。本发明的带宽控制流程可周期性定时触发或由事件触发，具体触发方式需根据实现需求而定，本发明不作限定。如图3所示，具体处理步骤包括步骤301识别用户终端的上行或下行的数据包，确定每一用户终端对应的各个上行或下行数据包，然后针对每一用户终端执行如下步骤302至步骤305。
这里，本发明方法可实现于终端接入控制设备之中，该终端接入控制设备可以方便的对每个用户终端的数据包进行统计，比如通过用户终端的地址来判断各个数据包分别所属的用户终端，所述用户终端的地址可以为IP地址或电话号码等标识终端接入的信息。所谓上行数据包为由用户终端发往网络侧的数据包，所谓下行数据包为由网络侧发往用户终端的数据包；其中，网络的上行和下行可能为对称传输或非对称传输，在实际应用时可按需求在上行和/或下行应用本发明进行带宽控制。
步骤302识别各个数据包所属的业务及业务类型。其中，通过数据包头附加的业务分类信息，如业务识别码，可以识别出该数据包所属的业务，从而依据该数据包所属的业务确定该数据包所属的业务类型；也可通过其它的方法来识别各个数据包所属的业务及业务类型，比如通过检查数据包的IP5元组(tuple)特性来识别业务及业务类型。所谓5tuple就是指数据包的5个IP特性，包括源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号和IP层协议号。
这里，在图2的定购业务流程中，带宽控制系统已维护了各业务与其所属业务类型之间的对应关系，因此在确定数据包所属业务之后能确定该业务所属的业务类型。如下表2为业务、业务类型、业务识别码之间的对应关系表。
表2依据以上表2，当识别到数据包的业务标识码为“10110101”时，可确定该数据包属于业务2且对应业务类型B。
步骤303根据当前识别到的用户终端的数据包统计各业务在单位时间内的流量，该流量就是当前用户终端使用的各业务实际占用的带宽大小，根据各业务占用的带宽能够计算得到各业务类型占用的带宽。然后，查询为该
以上具体实施例描述的是N点输入2点输出的数据传输装置，实际上，本发明可能扩展到多输入多输出(N输入M输出)的数据传输，包括N个分支处理模块，对输入的数据进行接收处理，根据数据帧中携带的标志信号将数据分成M类；每个分支处理模块均连接有M个随机存储器(RAM)，用于对应缓存M类不同的数据类型，然后针对各类数据的存储情况产生数据发送申请信号到相应的轮询排队模块；M个分支数据的轮询排队模块，对不同分支处理模块传输来的某一同类型数据进行轮询排队后输出到后级，一个轮询排队模块对应处理一类数据，M个轮询排队模块分别输出M类不同的数据排队结果。
如表2所示的是本实施例的输入数据帧格式，其中Da-Db位代表的是标志信号表2
其中，统计单元用于从终端接入控制设备接收用户终端的数据流，通过解析接收到的数据流来统计用户终端当前使用的各业务和业务类型实际占用的带宽并输出给控制单元；定购业务处理模块用于从外部接收用户的定购业务信息，依据该定购业务信息确定用户定购的业务及业务类型、该业务及业务类型对应的带宽控制策略、为用户定购的业务分配最大允许使用带宽，将用户定购的业务及业务类型信息、以及所分配的最大允许使用带宽作为用户的业务信息输出给所述信息记录模块，并将所确定的带宽控制策略也输出给信息记录模块；所述控制单元用于从统计单元接收用户终端当前使用的各业务及业务类型实际占用的带宽，从信息记录模块接收用户终端对应的用户业务信息，在确定当前使用的业务及业务类型的带宽占用超标时，从信息记录模块读取该超标的业务及业务类型对应的带宽控制策略，并按此带宽控制策略对该超标的业务及业务类型的带宽进行调整，以实现带宽控制。
如图4所示，所述统计单元可以包含检测模块和统计模块两部分，而信息记录模块可包含用户业务信息模块和带宽控制策略信息模块。其中，检测模块用于从外部接收用户终端的数据流并对数据流中的各个数据包进行解析，确定各个数据包所属的用户终端、业务及业务类型，并将每一数据包对应的用户终端、业务及业务类型等作为数据包信息输出至统计模块；所述统计模块用于根据来自检测模块的各个数据包信息统计每一业务的流量，得到每一业务单位时间内的流量即业务当前实际占用带宽，并随后得到每一业务类型当前实际占用的带宽，输出自身统计得到每一业务及每一业务类型当前实际占用的带宽给控制单元；所述用户业务信息模块用于从定购业务处理模块接收用户业务信息并输出给控制单元，而所述带宽控制策略信息模块则用于保存每一用户终端的业务及业务类型对应的带宽控制策略，输出带宽控制策略给控制单元。
另外，根据实现的需要，网络还可能要针对用户终端使用各类业务时的实际带宽占用情况进行计费，而网络中用于计费的实体通常要从信息单元来提取带宽占用信息。因此，所述信息记录模块可进一步包含带宽占用信息模块，其用于记录各用户终端当前使用的各业务及业务类型实际占用的带宽，此时，所述统计模块可进一步输出各用户终端当前使用的各业务及业务类型实际占用的带宽给信息记录模块中的带宽占用信息模块。
图4所示为针对一个用户终端的带宽控制系统，在该带宽控制系统中分别包含一个统计单元、一个控制单元和一个信息单元。而该系统应用于包含大量用户终端的通信网络中时，统计单元可能用于统计一个或多个用户终端的数据流，控制单元可能用于控制一个或多个用户终端的带宽；而信息单元则可能连接一个或多个控制单元，也可能连接一个或多个统计单元。本文就不再将这些实现方式在图中一一示出，并且不管采用何种实现方式，统计单元、控制单元和信息单元的工作原理均与以上所述相同，所以也不再对这些实现方式下本发明系统的处理原理一一描述，但均在本发明的保护范围内。
图5为本发明方法应用于业务接入侧时，带宽控制流程一较佳实施例的流程图。如图5所示，具体处理步骤包括步骤501检测各个业务对应的用户终端。
这里，在业务接入侧，带宽控制系统要检测各个AS的数据包，每一AS实际上可以提供一种或多种业务，根据数据包携带的路由信息和地址信息能够确定数据包对应的用户终端和业务。
步骤502确定步骤501确定的各用户终端当前各自使用的各业务及业务类型，并针对每一用户终端执行如下步骤503至步骤505所述的处理。
这里，通过步骤501所述对数据包的处理，能够统计得到各个用户终端当前所使用的业务，从而能进一步依据在定购业务过程中维护的各业务与业务类型之间的对应关系确定各个用户终端当前使用的业务所属的业务类型。
步骤503统计各个业务当前实际占用的带宽，并进一步得到各业务类型当前实际占用的带宽。查询在定购业务流程中为各业务类型分配的最大允许使用带宽。
这里，由于在业务接入侧，可能存在多个统计单元，这些统计单元可实现于多个业务接入控制设备中，每一业务接入控制设备连接一个或多个AS，每一统计单元实际上是依据自身所在业务接入控制设备连接的各个AS的数据包来进行统计的。但是，同一用户终端可能同时使用多个AS提供的业务，这样同一用户终端对应的多个AS就有可能连接多个统计单元，所以一个统计单元统计得到的某一用户终端使用的各业务类型占用的带宽并不能代表该用户终端使用的各业务类型当前实际占用的带宽，需要将所有统计单元统计得到的各用户终端使用的各业务类型占用的带宽进行汇总，集中统计得到各用户终端使用的各业务类型实际占用的带宽总量。由于，信息单元用于集中保存用户业务信息和带宽控制策略信息，一个信息单元可集中连接多个统计单元，因此可以将各个统计单元统计得到的各用户终端使用的各业务类型占用的带宽上报至信息单元，由该信息单元进行集中统计。
步骤504判断是否有业务类型当前实际占用的带宽超出所分配的最大允许使用带宽，即是否有业务类型占用的带宽超标，针对每一超标的业务类型执行步骤505；而对于未超标的业务类型则不作任何处理，结束当前处理。
步骤505确定该业务类型对应的带宽控制策略，从中选择一种带宽控制策略，并按所选的带宽控制策略来控制该业务类型的带宽。
当本发明系统应用于业务接入侧时，可以采用图4所示的系统。其中，统计单元用于从业务接入控制设备接收AS的数据流，通过解析接收到的数据流来确定各个数据包对应的用户终端、业务及业务类型，从而统计得到各个用户终端当前使用的各个业务和业务类型实际占用的带宽并输出给控制单元；定购业务处理模块用于从外部接收用户的定购业务信息，依据该定购业务信息确定用户定购的业务及业务类型、该业务及业务类型对应的带宽控制策略、为用户定购的业务分配最大允许使用带宽，将用户定购的业务及业务类型信息、以及所分配的最大允许使用带宽作为用户的业务信息输出给所述信息记录模块，并将所确定的带宽控制策略也输出给信息记录模块；所述控制单元用于从统计单元接收用户终端当前使用的业务及业务类型实际占用的带宽，从信息记录模块接收用户终端当前使用的业务及业务类型对应的用户业务信息，在确定当前使用的业务及业务类型带宽占用超标时，从信息记录模块读取超标的业务及业务类型对应的带宽控制策略，并按此带宽控制策略对该超标的业务及业务类型的带宽进行调整，以实现带宽控制。采用此种组成结构的系统时，应具备一个前提条件就是对于每一个用户终端来说，其所使用的各种业务的AS均连接同一统计单元。
当然，对于一个用户终端来说，其所使用的各种业务的AS并不一定连接同一统计单元，此时应采用以下图6所示的带宽控制系统。
图6为本发明系统应用于业务接入侧时，一较佳实施例的组成结构示意图。本实施例包括统计单元、控制单元和信息单元，还包含集中统计单元。所述统计单元包括检测模块和统计模块；所述信息单元包括信息记录模块和定购业务处理模块，该信息记录模块包含用户业务信息模块和带宽控制策略模块。该系统中，统计单元有多个、且均与集中统计单元连接，由于各统计单元的功能和组成结构相同，因此图6中仅示出一个统计单元，这里特此说明。该系统实施例可以为独立设置的实体，或集成于业务接入侧的业务接入控制设备中，所述业务接入控制设备通常指移动网络中的数据业务管理平台(DSMP，Data Service Management Platform)等等。所述信息单元可以为独立设置的实体或集成于用户档案管理设备之中，所述用户档案管理设备可以为HLR、或HSS、或CRM服务器、或GUP服务器等等。
其中，检测模块用于从业务接入控制设备接收AS的数据流，通过解析接收到的数据流来确定各个数据包对应的用户终端、业务及业务类型，并将每一数据包对应的用户终端、业务及业务类型等作为数据包信息输出至统计模块；统计模块用于根据接收到的各个数据包信息统计得到各个用户终端当前使用的各个业务和业务类型实际占用的带宽并输出给信息单元中的集中统计单元；定购业务处理模块用于接收外部的用户的定购业务信息，依据该定购业务信息确定用户定购的业务及业务类型、该业务及业务类型对应的带宽控制策略、为用户定购的业务分配最大允许使用带宽，将用户定购的业务及业务类型信息、以及所分配的最大允许使用带宽作为用户的业务信息输出给所述用户业务信息模块，并将所确定的带宽控制策略输出给带宽控制策略信息模块；所述用户业务信息模块用于从定购业务处理模块接收用户业务信息并输出给控制单元；而所述带宽控制策略信息模块则用于保存每一用户终端的业务及业务类型对应的带宽控制策略，输出带宽控制策略给控制单元；所述集中统计单元用于从各个统计单元接收各统计单元各自统计得到的当前各用户使用的各业务类型实际占用的带宽，集中统计得到当前各个用户使用的各业务类型实际占用的带宽总量并输出给控制单元；所述控制单元用于从集中统计单元接收用户终端当前使用的各业务及业务类型实际占用的带宽，从用户业务信息模块接收用户终端的用户业务信息，在确定当前使用的各业务及业务类型带宽占用超标时，从带宽控制策略信息模块读取超标的业务及业务类型对应的带宽控制策略，并按此带宽控制策略对该超标的业务及业务类型的带宽进行调整，以实现带宽控制。这里，所述集中统计单元可以与本发明系统中的其它单元相互独立，而考虑到信息单元用于集中保存用户终端的用户业务信息和带宽控制策略，所以该集中统计单元也可集成于信息单元之中。
另外，根据实现的需要，网络还可能要针对用户终端使用各类业务时的实际带宽占用情况进行计费，而网络中用于计费的实体通常要从信息单元来提取带宽占用信息。因此，所述信息记录模块可进一步包含带宽占用信息模块，其用于记录各用户终端的各业务及业务类型实际占用的带宽，所述集中统计单元可进一步输出各用户终端当前使用的各业务及业务类型实际占用的带宽给所述带宽占用信息模块。
图6所示为针对一个用户终端的带宽控制系统，在该带宽控制系统中分别包含与一个用户终端相关的一个或多个统计单元、该一个或多个统计单元连接的一个集中统计单元、一个控制单元、和一个信息单元。而该系统应用于包含大量用户终端和AS的通信网络中时，统计单元可能用于统计一个或多个AS的数据流，控制单元可能用于控制一个或多个AS的业务带宽，集中统计单元也可能连接一个或多个控制单元，而信息单元则可能连接一个或多个控制单元，也可能连接一个或多个集中统计单元，本文就不再将这些实现方式在图中一一示出，并且不管采用何种实现方式，统计单元、集中统计单元、控制单元和信息单元的工作原理均与图6所述相同，所以也不再对这些实现方式下本发明系统的处理原理一一描述，但均在本发明的保护范围内。
这里需要特殊说明的是本发明所述系统的组成结构仅针对一个用户终端，依据该针对一个用户终端的系统能够直接扩展得到针对多个用户终端的带宽控制系统。此时，从逻辑上看，针对每一用户终端的带宽控制系统的功能相同、且相互独立；而从物理上看，多个用户终端的带宽控制系统可能集成于同一实体，不同用户终端对应的统计单元、和/或控制单元、和/或信息单元也可能集成于同一实体，在物理上依据本发明思想的针对多个用户终端的带宽控制系统的组成结构及连接关系将与用户终端数量、实现需要等多种因素相关，该系统的组成结构及连接关系的实现组合将无法穷举。因此，本文对于此针对多个用户终端的带宽控制系统不作详述，但均在本发明的保护范围之内。
图7为本发明实施例中的信令交互流程图。本实施例涉及的处理实体包括用户终端、控制单元和信息单元。如图7所示，具体处理包括步骤700控制单元通过从信息单元接收的用户业务信息、以及从统计单元或集中统计单元接收的当前用户使用的各业务及业务类型实际占用的带宽，确定当前用户使用的业务及业务类型中是否有业务或业务类型占用的带宽超标。
步骤701～步骤702所述控制单元向信息单元查询步骤700所述超标的业务或业务类型对应的带宽控制策略，信息单元返回带宽控制策略给控制单元。
步骤703判断是否要与用户终端交互来确认带宽控制策略，如果是，则执行步骤704；否则执行步骤706。
步骤704～步骤705控制单元发送消息来请求用户终端确认带宽控制策略，所发送的消息可以指示当前要进行带宽控制的业务或业务类型的名称、待处理的带宽控制策略、处理的可能结果、以及涉及到的相关计费信息等；用户终端再返回确认给控制单元，来通知控制单元采用哪种带宽控制策略来实施带宽控制。
步骤706控制单元按带宽控制策略控制当前用户终端使用的超标的业务或业务类型的带宽。
步骤707控制单元判断是否需要记录带宽控制的处理结果，如果是，则执行步骤708；否则结束当前处理。
这里，当带宽控制的处理结果涉及到计费等其它处理时，要对带宽控制的处理结果进行记录，由控制单元将处理结果信息发送给信息单元，或者先在控制单元的本地缓存再发送给信息单元。该带宽控制的处理结果信息也可在发送给信息单元的同时反馈给用户终端。
步骤708控制单元发送当前带宽控制的处理结果信息给用户终端和信息单元。该处理结果信息可包含用户标识、被处理的业务和/或业务类型标识、所使用的带宽控制策略、处理后的带宽等信息。
综上所述，应用本发明方法及系统能按业务类型对用户终端使用的业务带宽进行控制，使得用户定购的业务带宽能依据各种业务类型的特性得以有效利用，并能保证各种业务的质量；基于本发明思想，还能进一步对用户使用的大量业务实施分级方式的带宽控制；本发明能使各种规模的业务网络的带宽资源得到合理控制，提升整个业务网络的资源利用率，并能满足用户的各种业务需要，对于运营商和业务提供商来说具有较高的商用价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种带宽控制方法，其特征在于，该方法包括当用户定购业务时，确定当前定购的业务所属的业务类型，为该业务类型分配最大允许使用带宽并设置该业务类型的带宽控制策略；当用户使用业务时，统计用户使用的各业务类型实际占用的带宽；针对实际占用带宽超出为其分配的最大允许使用带宽的业务类型，按带宽控制策略对该业务类型的带宽占用进行调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定当前定购的业务所属的业务类型之后，进一步包括判断用户是否已定购过该业务类型，如果是，则修改该业务类型的最大允许使用带宽，或者保持该业务类型的最大允许使用带宽不变；否则为该业务类型分配最大允许使用带宽并设置该业务类型的带宽控制策略。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在按带宽控制策略对业务类型的带宽占用进行调整之前，进一步包括通过与用户终端的交互来确定当前使用的带宽控制策略。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述统计用户使用的各业务类型实际占用的带宽的方法为在终端接入侧，接收各个用户终端的数据流，对数据流中的数据包进行解析，确定每一数据包所属的用户、业务及业务类型；通过统计各用户使用的各业务类型对应的全部数据包计算得到各用户使用的各业务类型当前实际占用的带宽。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法实现于网络接入服务器NAS之中，所述NAS为用于非对称数字订阅线路ADSL接入的宽带接入服务器BAS、或用于局域网LAN接入的BAS、或用于通用分组无线业务GPRS接入的GPRS网关支持节点GGSN或GPRS服务支持节点SGSN。
6.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述统计用户使用的各业务类型实际占用的带宽的方法为在业务接入侧，接收各个应用服务器AS的数据流，针对每一AS的数据流，对该AS的数据流中的数据包进行解析，确定每一数据包所属的用户、业务及业务类型并统计得到在该AS的数据流中各用户使用的各业务类型对应的数据包；集中统计每一AS的数据流中各用户使用的各业务类型对应的数据包得到各用户使用的各业务类型对应的全部数据包，并计算得到各用户使用的各业务类型当前实际占用的带宽。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法实现于移动网络中的数据业务管理平台DSMP之中。
8.一种带宽控制系统，其特征在于，该系统包括统计单元，用于从外部接收数据流，通过解析数据流统计得到各用户使用的各业务类型当前实际占用的带宽并输出给控制单元；信息单元，用于记录各用户定购的各业务及其所属业务类型、以及各业务类型的带宽控制策略和最大允许使用带宽，输出各业务类型的带宽控制策略和最大允许使用带宽给所述控制单元；控制单元，用于从所述统计单元接收各用户使用的各业务类型当前实际占用的带宽，从所述信息单元接收各用户使用的各业务类型的最大允许使用带宽；针对当前实际占用带宽超出最大允许使用带宽的业务类型，从信息单元查询得到该业务类型的带宽控制策略，并按该带宽控制策略对该业务类型的带宽占用进行调整。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述统计单元包括检测模块，用于从外部接收数据流，解析数据流中的各个数据包，确定各个数据包所属的用户、业务及业务类型并输出用于指示数据包所属用户、业务及业务类型的数据包信息给统计模块；统计模块，用于从检测模块接收数据包信息，依据该数据包信息统计得到各个用户当前使用的各业务类型实际占用的带宽并输出给所述控制单元。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述信息单元包括定购业务处理模块，用于从外部接收用户的定购业务信息，确定用户定购的业务及其所属业务类型，确定各用户定购的各业务类型的最大允许使用带宽和带宽控制策略并输出给信息记录模块；信息记录模块，用于从定购业务处理模块接收各用户定购的各业务类型的最大允许使用带宽和带宽控制策略，输出各用户当前使用的各业务类型的最大允许使用带宽和带宽控制策略给所述控制单元。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述信息记录模块包括用户业务信息模块，用于从所述定购业务处理模块接收各用户定购的各业务类型的最大允许使用带宽并保存，输出用户当前使用的各业务类型的最大允许使用带宽给所述控制单元；带宽控制策略信息模块，用于从所述定购业务处理模块接收各用户定购的各业务类型的带宽控制策略并保存，输出所述控制单元查询的业务类型的带宽控制策略该控制单元。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述信息记录模块进一步包括带宽占用信息模块，用于从所述统计单元接收各用户当前使用的各业务类型实际占用的带宽并保存。
13.根据权利要求8至12任一项所述的系统，其特征在于，所述统计单元和控制单元为独立设置的实体或集成于终端接入控制设备之中；所述信息单元为独立设置的实体或集成于用户档案管理设备之中。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述终端接入控制设备为NAS，所述NAS为用于ADSL接入的BAS、或用于LAN接入的BAS、或用于GPRS接入的GGSN或SGSN；所述用户档案管理设备为归属位置寄存器HLR、或用户归属服务器HSS、或客户关系管理CRM服务器、或通用用户信息GUP服务器。
15.根据权利要求8至12任一项所述的系统，其特征在于，该系统包括多个统计单元；该系统进一步包括集中统计单元，用于从各个统计单元接收各统计单元各自统计得到的当前各用户使用的各业务类型实际占用的带宽，集中统计得到当前各个用户使用的各业务类型实际占用的带宽总量并输出给所述控制单元。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述统计单元和控制单元为独立设置的实体或集成于业务接入控制设备之中；所述信息单元和集中统计单元为独立设置的实体或集成于用户档案管理设备之中。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述业务接入控制设备为移动网络中的DSMP；所述用户档案管理设备为HLR、或HSS、或CRM服务器、或GUP服务器。
全文摘要
本发明公开了一种带宽控制方法，该方法包括当用户定购业务时，确定当前定购的业务所属的业务类型，为该业务类型分配最大允许使用带宽并设置该业务类型的带宽控制策略；当用户使用业务时，统计用户使用的各业务类型实际占用的带宽；针对实际占用带宽超出为其分配的最大允许使用带宽的业务类型，按带宽控制策略对该业务类型的带宽占用进行调整。本发明还公开了一种系统，应用本发明方法及系统能灵活对业务带宽实施控制，有效利用系统资源。
文档编号H04L12/54GK1859195SQ20061000804
公开日2006年11月8日 申请日期2006年2月23日 优先权日2006年2月23日
发明者汪芳山, 钟杰萍 申请人:华为技术有限公司