GGSN 容量與內(nèi)容計(jì)費(fèi)規(guī)則的關(guān)系模型的研究

崔立玉

（中國電信集團(tuán)公司長春分公司 長春130033）

1 引言

寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展不但給運(yùn)營商帶來了新的機(jī)遇，也帶來了新的挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有與話音業(yè)務(wù)不同的業(yè)務(wù)特征，與話音業(yè)務(wù)相比，其可計(jì)費(fèi)的度量單位更加豐富，要求計(jì)費(fèi)策略更加靈活，并希望能對數(shù)據(jù)內(nèi)容的價(jià)值給予充分的考慮。因此，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的內(nèi)容計(jì)費(fèi)解決方案應(yīng)運(yùn)而生[1,2]。

2 GGSN內(nèi)容計(jì)費(fèi)

內(nèi)容計(jì)費(fèi)在3GPP的R6中稱為基于流的計(jì)費(fèi)（flow based charging，F(xiàn)BC），相對于基于 SGSN（serving GSN，服務(wù)GSN）的計(jì)費(fèi)解決方案，它也被稱為基于GGSN的計(jì)費(fèi)解決方案，簡稱GGSN內(nèi)容計(jì)費(fèi)[3]。

GGSN內(nèi)容計(jì)費(fèi)不是新增的計(jì)費(fèi)方式，而是計(jì)費(fèi)功能和粒度的擴(kuò)展。分組網(wǎng)元GGSN通過數(shù)據(jù)平面功能（traffic plane function，TPF）采集業(yè)務(wù)流相關(guān)信息，實(shí)施與流相關(guān)的計(jì)費(fèi)。GGSN受到計(jì)費(fèi)規(guī)則功能（charging rule function，CRF）的實(shí)時(shí)管理和控制，運(yùn)營商將應(yīng)用功能（application function，AF）實(shí)體定制的計(jì)費(fèi)規(guī)則通過統(tǒng)一的接口實(shí)時(shí)傳送到CRF，從而實(shí)現(xiàn)對業(yè)務(wù)內(nèi)容的計(jì)費(fèi)[4]。其中，GGSN內(nèi)容計(jì)費(fèi)中的計(jì)費(fèi)規(guī)則可根據(jù)某業(yè)務(wù)的服務(wù)內(nèi)容進(jìn)行修改，也可根據(jù)業(yè)務(wù)種類與數(shù)量的變化進(jìn)行新增或刪除，GGSN內(nèi)容計(jì)費(fèi)的靈活性也正體現(xiàn)在此。但是，GGSN內(nèi)容計(jì)費(fèi)的計(jì)費(fèi)規(guī)則設(shè)置在GGSN中，其設(shè)定的條數(shù)與匹配業(yè)務(wù)時(shí)的搜索深度都會對GGSN設(shè)備容量造成一定的影響。

合理地調(diào)整計(jì)費(fèi)規(guī)則的條數(shù)及排列順序，能夠減少規(guī)則匹配所需的時(shí)間，降低內(nèi)容計(jì)費(fèi)對GGSN設(shè)備容量的影響。但是，目前還沒有建立GGSN容量與計(jì)費(fèi)規(guī)則條數(shù)及排列順序之間關(guān)系模型的方法，如何調(diào)整計(jì)費(fèi)規(guī)則條數(shù)及排列順序尚無理論依據(jù)和參考。

3 GGSN容量與內(nèi)容計(jì)費(fèi)規(guī)則的關(guān)系模型

因?qū)GSN設(shè)備容量造成影響的不僅僅是內(nèi)容計(jì)費(fèi)規(guī)則的條數(shù)和排列順序，也包括GGSN設(shè)備的軟硬件配置和話務(wù)模型的各個(gè)參數(shù)。因此，GGSN容量與內(nèi)容計(jì)費(fèi)規(guī)則關(guān)系模型建立的前提是具有一定的軟硬件配置和話務(wù)模型。

3.1 GGSN容量與不同規(guī)則條數(shù)的關(guān)系模型

3.1.1 GGSN容量與規(guī)則條數(shù)的關(guān)系模型

在具有一定軟硬件配置和話務(wù)模型的條件下，統(tǒng)計(jì)各層規(guī)則條數(shù)不同時(shí)的GGSN容量，利用統(tǒng)計(jì)性描述技術(shù)對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理。其中，統(tǒng)計(jì)性描述技術(shù)主要是指對數(shù)據(jù)進(jìn)行分門別類的頻次統(tǒng)計(jì)、求和、求平均值等計(jì)算。

7層規(guī)則條數(shù)一定時(shí)，GGSN容量與3/4層規(guī)則條數(shù)的關(guān)系模型為：

其中，C為GGSN容量，r3/4為3/4層規(guī)則條數(shù)。

3/4層規(guī)則條數(shù)一定時(shí)，GGSN容量與7層規(guī)則條數(shù)的關(guān)系模型為：

其中，r7為7層規(guī)則條數(shù)。

根據(jù)式（1）和式（2）得到GGSN容量與各層規(guī)則條數(shù)的關(guān)系模型為：

3.1.2 GGSN容量與規(guī)則平均搜索深度的關(guān)系模型

規(guī)則條數(shù)對GGSN容量的影響，實(shí)質(zhì)上是規(guī)則平均搜索深度對GGSN容量的影響。用rl代表l層規(guī)則條數(shù)，rl′代表l層規(guī)則平均搜索深度，則rl′與rl的比值為：

其中，l取值為3/4或7。

由式（1）、式（2）和式（4）可以得到當(dāng) rl′一定時(shí)，GGSN容量與rl′的關(guān)系模型為：

其中，l=3/4 時(shí) l′=7，l=7 時(shí) l′=3/4；θl為定值，rl′為變量。

由式（3）和式（4）可以得到GGSN容量與各層規(guī)則平均搜索深度的關(guān)系模型為：

其中，θ3/4和θ7為定值，r3′/4和r7′為變量。

3.1.3 GGSN容量與規(guī)則排列順序的關(guān)系模型

GGSN容量與規(guī)則排列順序的關(guān)系不像GGSN容量與規(guī)則條數(shù)的關(guān)系那樣直觀，規(guī)則的排列順序很難用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法來描述。為此，本文提出一種簡化的方法，該方法能夠在一定程度上反映GGSN容量與規(guī)則排列順序之間的關(guān)系，思路如下。

在規(guī)則條數(shù)相同的情況下，規(guī)則的排列順序不同會使式（4）中的θl不同，亦即規(guī)則平均搜索深度不同，從而導(dǎo)致GGSN容量不同。例如，如果把經(jīng)常被匹配的規(guī)則排在規(guī)則庫的前面，很少被匹配的規(guī)則排在后面，則θl值較低，規(guī)則的平均搜索深度較小，GGSN容量較大；反之，則θl值較高，規(guī)則的平均搜索深度較大，GGSN容量較小。

從以上分析可知，可以把θl當(dāng)作反映規(guī)則排列順序的參數(shù)，建立規(guī)則條數(shù)一定時(shí)GGSN容量與θl的關(guān)系模型，從而在一定程度上反映GGSN容量與規(guī)則排列順序之間的關(guān)系。

由式（4）和式（6）得到當(dāng) rl為定值時(shí)，GGSN容量與 l層規(guī)則排列順序的關(guān)系模型為：

其中，r3/4和r7為定值；θ3/4和θ7為表示規(guī)則排列順序情況的變量。

3.1.4 GGSN容量與規(guī)則條數(shù)和排列順序的關(guān)系模型

在式（7）中，若r3/4和r7為變量，則可以得到 GGSN容量模型為：

其中，r3/4、r7、θ3/4和θ7均為變量。

3.2 GGSN容量與不同規(guī)則平均搜索深度的關(guān)系模型

3.2.1 GGSN容量與規(guī)則平均搜索深度的關(guān)系模型

在具有一定軟硬件配置和話務(wù)模型的條件下，統(tǒng)計(jì)rl′不同時(shí)對應(yīng)的GGSN容量，利用統(tǒng)計(jì)性描述技術(shù)對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理。

r′l′一定時(shí)，GGSN容量與rl′的關(guān)系模型為：

由式（9）可以得到GGSN容量與各層規(guī)則平均搜索深度的關(guān)系模型為：

3.2.2 GGSN容量與各層規(guī)則條數(shù)的關(guān)系模型

由式（4）和式（10）可以得到GGSN容量與rl的關(guān)系模型為：

其中，θ3/4和θ7為定值，r3/4和r7為變量。

3.2.3 GGSN容量與各層規(guī)則排列順序的關(guān)系模型

由式（4）和式（10）得到當(dāng) r3/4和r7為定值時(shí)，GGSN 容量與各層規(guī)則排列順序的關(guān)系模型為：其中，θ3/4和r7為定值，θ3/4和θ7為表示規(guī)則排列順序情況的變量。

3.2.4 GGSN容量與各層規(guī)則條數(shù)和排列順序的關(guān)系模型

在式（12）中，若r3/4和r7為變量，則可以得到GGSN容量模型為：

其中，r3/4、r7、θ3/4和θ7均為變量。

3.3 模型應(yīng)用

為說明上述模型的可靠性，將其應(yīng)用到現(xiàn)網(wǎng)中，并建立了在一定話務(wù)模型下的某GGSN設(shè)備的設(shè)備容量與內(nèi)容計(jì)費(fèi)規(guī)則的關(guān)系模型。本文僅以該GGSN設(shè)備的容量與7層規(guī)則條數(shù)的關(guān)系模型為例進(jìn)行說明。

建立GGSN設(shè)備的容量與7層規(guī)則條數(shù)的關(guān)系模型，所需的測試數(shù)據(jù)為：r3/4分別為 30、50、70、90、110、160、210條 時(shí) ，r7為 130、150、170、190、210、230、250、270、290、340、390、440、490條的GGSN設(shè)備容量（最大激活PDP數(shù)）。利用統(tǒng)計(jì)性描述技術(shù)對原始測試數(shù)據(jù)進(jìn)行加工整理，再通過多元回歸分析法和典型相關(guān)分析法，建立GGSN容量與內(nèi)容計(jì)費(fèi)規(guī)則間的關(guān)系模型。

該GGSN設(shè)備的容量與7層規(guī)則條數(shù)的關(guān)系模型見表1。

模型曲線如圖1所示。

由表1和圖1可知，模型擬合優(yōu)度指標(biāo)的決定系數(shù)R2為0.9999，表明有約99.99%的信息可以被上述模型解釋，擬合優(yōu)度很好；同時(shí)，模型顯著性以及模型參數(shù)顯著性的檢驗(yàn)值均小于10-6量級水平，說明該模型具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的可靠性。

表1 r3/4一定時(shí)，GGSN容量與r7的關(guān)系模型

本文還對3.1、3.2節(jié)中所提及的其他關(guān)系模型進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果也均表明模型具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的可靠性。

4 結(jié)束語

本文首次提出了GGSN容量與內(nèi)容計(jì)費(fèi)規(guī)則條數(shù)和排列順序之間的關(guān)系模型，該模型可定量分析內(nèi)容計(jì)費(fèi)規(guī)則條數(shù)和排列順序?qū)GSN容量的影響，且經(jīng)實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證，模型具有一定統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的可靠性。因此，可應(yīng)用所提出的關(guān)系模型對現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)容計(jì)費(fèi)規(guī)則條數(shù)與排列順序進(jìn)行修改，以減小內(nèi)容計(jì)費(fèi)規(guī)則對GGSN系統(tǒng)容量的不利影響。

1 喬秀全，李曉峰.基于內(nèi)容的3G網(wǎng)絡(luò)分層綜合計(jì)費(fèi)架構(gòu)研究.電信科學(xué)，2004（11）:13～17

2 羅曉曄.內(nèi)容計(jì)費(fèi)，3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)之關(guān)鍵.通信世界，2006（19）:18

3 趙大海，李曉峰.內(nèi)容計(jì)費(fèi)模型探討.電信技術(shù)，2005（12）:59～62

4 孫元寧.內(nèi)容計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)進(jìn)展.電信技術(shù)，2006（7）:19～22