ONLINE-VERGEBÜHRUNG MIT GRENZWEERTÜBERWACHUNG VON DATENÜBERTRAGUNGEN Beschreibung Verfahren zur Kontrolle und Steuerung eines zur Verfügung stehenden zentralen IP-Budgets eines Teilnehmers in einem pa- ket-basierten Kommunikationsnetz bei einer Online-Vergebüh- rung mit Grenzwertüberwachung von Datenübertragungen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrol- le und Steuerung eines zur Verfügung stehenden zentralen IP- Budgets, wie beispielsweise Zeit, Übertragungsvolumen, Paket- anzahl, eines Teilnehmers in einem paket-basierten Kommunika- tionsnetz bei einer Online-Vergebührung mit Grenzwertüberwa- chung von Datenübertragungen. In drahtlosen und drahtgebunde- nen Kommunikationsnetzen werden häufig Kommunikationsverfah- ren verwendet, welche auf der Übertragung von Datenpaketen (z. B. IP-Paketen, IP=Internet Protokoll) beruhen. Man spricht dabei dann von paket-basierten Kommunikationsnetzen. Bei ei- nem paket-basierten Kommunikationsnetz kann es sich bei- spielsweise um ein Mobilfunknetz der dritten Generation han- deln, welches nach GPRS-Vorgaben arbeitet (GPRS=General Pa- cket Radio System). In paketbasierten Mobilfunknetzen basiert eine Gebührenerfassung unter anderem auf einer Erfassung der übertragenen IP-Pakete. Die Gebühren berechnen sich dabei aus dem Gesamtvolumen der von und zu einem Nutzer übertragenen IP-Pakete, deren Anzahl oder der Anzahl der Datenbytes. Eben- so können die Gebühren aufgrund der Übertragungszeit bestimmt werden. Dieser Ressourcenverbrauch wird im Rahmen der vorlie- genden Erfindung als IP-Budget bezeichnet. Existierende Onli- ne Gebühren-Dienste für GPRS basieren auf einer Überwachung des IP-Budgets für einen PDP-Kontext. Ein PDP-Kontext ist ein Beispiel einer sogenannten Layer2-Verbindung eines Teilneh- mers zu dem Kommunikationsnetz. Das durch den Gebührenrechner für einen Datenstrom zur Verfügung gestellte Budget wird

durch aktuelle Parameter, wie beispielsweise ein Guthaben des Teilnehmers, eine zur Verfügung gestellte Bandbreite oder durch eine Qualitätsanforderung (QoS) eines Datenstroms be- stimmt. Dabei können sich mehrere Datenströme innerhalb eines Layer 2/PDP-Kontextes befinden. Ein konkret zur Verfügung ge- stelltes Budget ist immer an die Parameter eines Datenstromes gebunden. Stellt ein Budget beispielsweise 300kB zur Verfü- gung, so kann dieses Budget nur für einen Datenstrom mit den vorgegebenen Bandbreiten oder Qualitätsanforderungen verwen- det werden. Wird das Budget beispielsweise konkret für einen sogenannten"Best Effort"Datenstrom zur Verfügung gestellt, so kann dieses Budget nicht in der gleichen Höhe für einen anderen, beispielsweise einen sogenannten"realtime"Daten- strom genutzt werden. Es stellt sich somit die Notwendigkeit einer differenzierten Erfassung von Übertragungsdaten, wobei die einzelnen Datenströme innerhalb eines Layer 2/PDP- Kontextes unterschieden werden. Einzelne Datenströme reali- sieren dabei Transaktionen einer Anwendung zwischen zwei oder mehreren IP Endpunkten. In GPRS wird dazu eine Steuerfunkti- on, eine sogenannte IP-Flow Funktion definiert. Bei diesem Konzept stellt sich nun das Problem der Zuordnung von Budgets auf die einzelnen Datenströme. Ferner stellt sich die Frage nach einer Verfahrensweise im Falle des Erreichens der Bud- getgrenze, das heißt, wenn der Gebührenrechner bzw. der Onli- ne Charging-Server auf Nachfrage kein weiteres Budget mehr zur Verfügung stellen kann. Bisher wurde der gesamte PDP- Kontext durch einen Steuernetzknoten des GPRS-Netzes, einen sogenannten SGSN überwacht und im Falle des Erreichens der Budgetgrenze wurde die Verbindung getrennt.

Bei Realisierung der sogenannten IP Flow Funktion würden die Budgets direkt den einzelnen Datenströmen zugeordnet werden und im Falle des Erreichens der Budgetgrenze würde der ent-

sprechende Datenstrom unterbrochen, wobei die verbleibenden Datenströme weiter bestehen bleiben würden.

Dieses Konzept ist allerdings sehr starr in Bezug auf die Budgetverteilung und erlaubt keine Flexibilität bei Erreichen der Budgetgrenze in Bezug auf einen konkreten Datenstrom.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es nunmehr, ein Verfahren bereitzustellen, mit dessen Hilfe es möglich wird, flexibel und gleichzeitig kontrolliert ein für einen Teilneh- mer zur Verfügung stehendes IP-Budget auf die einzelnen Da- tenströme zu verteilen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein erfindungsgemäßes Verfah- ren gemäß Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Kontrolle und Steue- rung eines zur Verfügung stehenden IP-Budgets eines Teilneh- mers in einem paket-basierten Kommunikationsnetz bei einer Online-Vergebührung mit Grenzwertüberwachung von Datenüber- tragungen bereitgestellt, bei dem eine Steuerfunktion in ei- nem Netzknoten des Kommunikationsnetzes vorgesehen wird, die ein zentrales IP-Budget verwaltet und die nach Vergebührungs- vorgaben von einem Gebührenrechner bei einer Ressourcennut- zung einer Datenübertragung mehrerer Datenströme in einem dem Teilnehmer zuordenbaren Kontext das zentrale IP-Budget be- lastet, wobei die Höhe der Belastung datenstromspezifisch be- stimmt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als paket-basiertes Kommunikationsnetz ein GPRS-Netz verwendet. Die Steuerfunktion ist vorzugsweise da-

bei in einem GGSN des GPRS-Netzes lokalisiert. Im Beispiel von GPRS befinden sich, wie eingangs bereits erwähnt, mehrere Datenströme in einem PDP-Kontext. Wie bereits erläutert stellt ein PDP-Kontext ein Beispiel einer sogenannten Layer2- Verbindung eines Teilnehmers zu dem Kommunikationsnetz dar.

Analoge Layer2-Verbindungen gibt es auch in einem drahtlosen lokalen Kommunikationsnetz, einem sogenannten WLAN (Wireless Local Area Network). Das erfindungsgemäße Verfahren ist für beliebige IP-Flows/Datenströme anwendbar.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens wird seitens des Gebührenrechners zur Bestimmung der Höhe der Belastung des zentralen IP-Budgets durch die einzelnen Datenströme jeweils ein datenstromspezi- fischer Gewichtungsfaktor vorgegeben und nach Übertragung ei- nes Datenvolumens in dem Datenstrom das übertragene Datenvo- lumen durch die Steuerfunktion mit dem Gewichtungsfaktor ge- wichtet, daraus ein entsprechender Anteil des IP-Budgets er- mittelt und der sich daraus ergebende Anteil des IP-Budgets unmittelbar von dem IP-Budget abgezogen. Das bedeutet, dass hierbei im Vorfeld den einzelnen Datenströmen keine festen datenstromspezifischen IP-Budgets zugeordnet werden, sondern eine Zuteilung durch den Gebührenrechner findet für die ge- samten Datenströme eines Teilnehmers oder einer IP-Adresse des Teilnehmers oder eines Kontextes des Teilnehmers statt.

Das bedeutet, dass die Steuerfunktion zunächst das gesamte IP-Budget beispielsweise eines Teilnehmers oder einer IP- Adresse oder eines Kontextes zur Verteilung zur Verfügung hat. Dadurch steht allen Datenströmen eines Teilnehmers oder einer IP-Adresse des Teilnehmers oder eines Kontextes des Teilnehmers das gesamte IP-Budget gleichermaßen zur Verfü- gung. Je nach übertragenem Datenvolumen in den einzelnen Da- tenströmen wird dann der entsprechende mittels des daten-

stromspezifischen Gewichtungsfaktors bestimmte Anteil des IP- Budgets vom IP-Budget unmittelbar abgezogen. Bei dieser Aus- führungsform existiert ein Zähler, auf den das gesamte ge- wichtete Übertragungsvolumen addiert wird, und welcher regel- mäßig mit dem vorgebenden IP-Budget verglichen wird.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zentrale IP-Budget nur für Ressourcennutzungen von solchen Datenströmen belastet, die alle zu einem Kontext gehören, der einer IP-Adresse des- selben Teilnehmers zuordenbar ist.

Besonders bevorzugt wird das zentrale IP-Budget nur für Res- sourcennutzungen von solchen Datenströmen belastet, die alle zu demselben Kontext gehören. Im Falle von GPRS handelt es sich dabei dann um eine Layer 2-Verbindung oder einen PDP- Kontext.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann sehr einfach und flexibel der häufig eintretende Fall behandelt werden, dass verschiedene Datenströme unterschiedlich vergebührt werden sollen. Demnach müssen bei einer Belastung des zentralen IP- Budgets die datenstromspezifischen Parameter der einzelnen Datenströme berücksichtigt werden. Zu diesem Zweck findet er- findungsgemäß eine Gewichtung der durch den jeweiligen Daten- strom erfolgten Ressourcennutzung statt bevor das zentrale IP-Budget damit belastet wird. Hierzu gibt der Gebührenrech- ner erfindungsgemäß im Rahmen seiner Vergebührungsvorgaben der Steuerfunktion zur Vergebührung eines Datenstroms einen datenstromspezifischen Umrechnungsfaktor bzw. Gewichtungsfak- tor zur Bestimmung des datenstromspezifisch zu bestimmenden Anteils des IP-Budgets vor. Mittels dieses Gewichtungsfaktors kann die bei einer Übertragung angefallene Ressourcennutzung

entsprechend den Vorgaben für den Datenstrom gewichtet wer- den. Beispielsweise kann es einen Datenstrom Flow 1"mit ei- nem Gewichtungsfaktor 1 = 10Bytes pro Unit und einen weiteren Datenstrom Flow 2"mit einem Gewichtungsfaktor 2 = 20kByte pro Unit geben. Für jede übertragenen 100kByte des Daten- stroms"Flow 1"wird das zentrale IP-Budget mit zehn Einhei- ten (Units) belastet, für jede 100kByte des Datenstrom Flow 2"dagegen mit fünf Einheiten (Units).

Vorzugsweise kann der Gebührenrechner für jeden Datenstrom einen Gewichtungsfaktor vorgeben und der Steuerfunktion mit- teilen. Alternativ dazu kann der Gebührenrechner auch einen Index auf eine in der Steuerfunktion hinterlegten Vertei- lungstabelle übermitteln, mit dessen Hilfe der Steuerfunktion die maßgebende Position in der Tabelle angegeben wird, wo der betreffende Gewichtungsfaktor hinterlegt ist. Neben den Ge- wichtungsfaktoren kann die Verteilungstabelle auch weitere Angaben in Bezug auf den entsprechenden Datenstrom enthalten, wie beispielsweise vorbestimmte Prioritäten oder eine Infor- mation darüber, ob der Datenstrom überhaupt vergebührt wird oder gebührenfrei ist. Das bedeutet, dass die Steuerfunktion zur Ermittlung des Gewichtungsfaktors auf eine Tabelle zu- greift, die für alle einem Teilnehmer zuordenbaren Datenströ- me datenstromspezifische Vergebührungsangaben umfasst. Dabei kann der Index generell eine für den Teilnehmer spezifische Tabelle auswählen, in dem der Gewichtungsfaktor auf Grund der Eigenschaften des Datenstroms adressiert werden kann, oder der Index kann gleich auf einen bestimmten Gewichtungsfaktor zeigen. Diese Tabelle wird in einer bevorzugten Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Steuerfunktion statisch verwaltet. Ferner besteht aber auch die Möglichkeit, dass diese Tabelle durch den Gebührenrechner oder eine andere Funktion zur Steuerfunktion übertragen wird. Bei Hinzukommen

neuer, bisher nicht identifizierbarer Datenströme wird dann die Verteilungstabelle um einen neuen Eintrag erweitert. Al- ternativ kann auch ein zusätzlicher Index auf eine existie- rende Tabelle durch den Gebührenrechner vorgegeben werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Verfahrens werden für die einzelnen Datenströme zu- sätzlich Prioritäten definiert, welche beim Erreichen eines Schwellwertes für das Restbudget berücksichtigt werden. So zum Beispiel kann ein Datenstrom, der für Signalisierungsin- formationen ausgezeichnet ist, mit höchster Lebensdauer, das heißt hoch priorisiert behandelt werden ; die übrigen Daten- ströme würden beendet werden. So kann gewährleistet werden, dass mit einem verbleibenden Restbudget eine"Minimalkommuni- kation", beispielsweise zum Aufladen des Kontos seitens des Teilnehmers erfolgen kann.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens wird beim Hinzukommen eines neuen Da- tenstroms das existierende IP-Budget weiter verwendet und es wird beim Gebührenrechner angefragt, wie die Ressourcenutzung durch diesen Datenstrom im Bezug auf das IP-Budget zu gewich- ten ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens wird beim Hinzukommen eines neuen Da- tenstroms das existierende IP-Budget weiter verwendet, es wird aber der Steuerfunktion durch den Gebührenrechner ein zusätzliches IP-Budget zugeordnet, welches diese zum existie- renden addiert.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Verfahrens sendet die Steuerfunktion beim Beenden ei-

nes der Datenströme das IP-Budget an den Gebührenrechner zu- rück. Der Gebührenrechner teilt dann unter Berücksichtigung der neuen Anzahl und Kombination der Datenströme der Steuer- funktion ein neues IP-Budget zu.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Verfahrens informiert die Steuerfunktion den Gebüh- renrechner über das Hinzukommen oder Wegfallen eines der Da- tenströme. Der Gebührenrechner teilt der Steuerfunktion dann mit, wie das existierende IP-Budget weiter zu verwenden ist.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens fordert der Gebührenrechner beim Hinzukommen oder Wegnehmen eines Datenstroms das existierende IP-Budget zurück und sendet der Steuerfunktion unter Berück- sichtigung der Eigenschaften des neuen Datenstroms sowie der Kombination der verschiedenen Datenströme ein neues IP- Budget. Dieses ist insbesondere sinnvoll um das Gesamtbudget des Teilnehmers den neuen Gegebenheiten anzupassen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Verfahrens teilt der Gebührenrechner der Steuerfunk- tion mittels einer Tabelle oder einem Zeiger auf eine Positi- on in einer Tabelle mit, mit welchem Gewichtungsfaktor das IP-Budget eines Datenstroms im Falle einer Parameteränderung (z. B. Qos-Änderung) dieses Datenstroms neu zu gewichten ist.

Weitere Vorteile werden anhand der folgenden Figur aufge- zeigt. Es zeigt Fig. 1 Schematische Darstellung einer Ausführungsform des er- findungsgemäßen Verfahrens

In Figur 1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Es ist ein Gebührenrechner 1, eine Steuerfunktion 2 und eine Layer2-Verbindung 3 dargestellt.

Für einen Teilnehmer TE wird mittels eines mobilen Endgerätes MS über ein Zugangsnetz die Layer2-Verbindung 3 in dem paket- basierten Kommunikationsnetz aufgebaut. Die Layer2-Verbindung 3 enthält mehrere Datenströme 4. 1.-4. 3. Der Gebührenrechner 1 gibt der Steuerfunktion 2 zur Vergebührung der jeweiligen Da- tenströme datenstromspezifische Gewichtungsfaktoren 6. 1.-6. 3. vor. Die Steuerfunktion 2 verwaltet ein IP-Budget 7. Nach Ü- bertragung eines Datenvolumens in einem Datenstrom, bei- spielsweise in Datenstrom 4.1. wird das übertragenen Datenvo- lumen mittels des Gewichtungsfaktors 6.1. durch die Steuer- funktion 2 gewichtet. Daraus wird durch die Steuerfunktion 2 ein entsprechender Anteil des IP-Budgets 7 ermittelt. Der daraus sich ergebende Anteil des IP-Budgets 7 wird dann un- mittelbar von dem IP-Budget 7 abgezogen. Das bedeutet, dass hierbei im Vorfeld den einzelnen Datenströmen 4. 1.-4. 3. keine festen datenstromspezifischen Anteile des IP-Budgets 7 zuge- ordnet werden. Das bedeutet, dass der Steuerfunktion 2 zu- nächst das IP-Budget 7 in seiner Gesamtheit zur Verteilung zur Verfügung steht. Das IP-Budget 7 kann dabei das Budget sein, das durch den Gebührenrechner einem Teilnehmer, einer IP-Adresse oder einem Kontext zugeordnet worden ist. Dadurch stehen allen entsprechend zuordenbaren Datenströmen 4. 1.-4. 3. das gesamte IP-Budget. 7 gleichermaßen zur Verfügung. Je nach übertragenem Datenvolumen in den einzelnen Datenströmen 4.1.- 4.3. wird dann der entsprechende mittels des datenstromspezi- fischen Gewichtungsfaktors 6. 1.-6. 3. bestimmte Anteil vom IP- Budget 7 unmittelbar abgezogen. Zur Ermittlung der jeweiligen Gewichtungsfaktoren 6. 1.-6. 3. greift die Steuerfunktion 2 auf eine Tabelle zu, die für alle einem Teilnehmer zuordenbare Datenströme datenstromspezifische Vergebührungsangaben um-

fasst. Es gibt nun mehrere Möglichkeiten, wie der Steuerfunk- tion 2 der entsprechende Gewichtungsfaktor angegeben wird.

Zum Einen kann der Gebührenrechner 1 einen Index auf die in der Steuerfunktion 2 hinterlegte Tabelle übermitteln. Dabei kann der Index generell eine für den Teilnehmer spezifische Tabelle auswählen, in der der Gewichtungsfaktor auf Grund der Eigenschaften des entsprechenden Datenstroms adressiert wer- den kann oder der Index kann unmittelbar auf einen bestimmten Gewichtungsfaktor zeigen. Diese Tabelle wird beispielsweise in der Steuerfunktion 2 statisch verwaltet. Ferner besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Tabelle durch den Gebüh- renrechner 1 oder eine andere Funktion zur Steuerfunktion 2 übertragen wird.