GGSN 容量與內容計費規則的關系模型的研究

崔立玉

（中國電信集團公司長春分公司 長春130033）

1 引言

寬帶數據業務的迅猛發展不但給運營商帶來了新的機遇，也帶來了新的挑戰。數據業務具有與話音業務不同的業務特征，與話音業務相比，其可計費的度量單位更加豐富，要求計費策略更加靈活，并希望能對數據內容的價值給予充分的考慮。因此，數據業務的內容計費解決方案應運而生[1,2]。

2 GGSN內容計費

內容計費在3GPP的R6中稱為基于流的計費（flow based charging，FBC），相對于基于 SGSN（serving GSN，服務GSN）的計費解決方案，它也被稱為基于GGSN的計費解決方案，簡稱GGSN內容計費[3]。

GGSN內容計費不是新增的計費方式，而是計費功能和粒度的擴展。分組網元GGSN通過數據平面功能（traffic plane function，TPF）采集業務流相關信息，實施與流相關的計費。GGSN受到計費規則功能（charging rule function，CRF）的實時管理和控制，運營商將應用功能（application function，AF）實體定制的計費規則通過統一的接口實時傳送到CRF，從而實現對業務內容的計費[4]。其中，GGSN內容計費中的計費規則可根據某業務的服務內容進行修改，也可根據業務種類與數量的變化進行新增或刪除，GGSN內容計費的靈活性也正體現在此。但是，GGSN內容計費的計費規則設置在GGSN中，其設定的條數與匹配業務時的搜索深度都會對GGSN設備容量造成一定的影響。

合理地調整計費規則的條數及排列順序，能夠減少規則匹配所需的時間，降低內容計費對GGSN設備容量的影響。但是，目前還沒有建立GGSN容量與計費規則條數及排列順序之間關系模型的方法，如何調整計費規則條數及排列順序尚無理論依據和參考。

3 GGSN容量與內容計費規則的關系模型

因對GGSN設備容量造成影響的不僅僅是內容計費規則的條數和排列順序，也包括GGSN設備的軟硬件配置和話務模型的各個參數。因此，GGSN容量與內容計費規則關系模型建立的前提是具有一定的軟硬件配置和話務模型。

3.1 GGSN容量與不同規則條數的關系模型

3.1.1 GGSN容量與規則條數的關系模型

在具有一定軟硬件配置和話務模型的條件下，統計各層規則條數不同時的GGSN容量，利用統計性描述技術對統計數據進行分析整理。其中，統計性描述技術主要是指對數據進行分門別類的頻次統計、求和、求平均值等計算。

7層規則條數一定時，GGSN容量與3/4層規則條數的關系模型為：

其中，C為GGSN容量，r3/4為3/4層規則條數。

3/4層規則條數一定時，GGSN容量與7層規則條數的關系模型為：

其中，r7為7層規則條數。

根據式（1）和式（2）得到GGSN容量與各層規則條數的關系模型為：

3.1.2 GGSN容量與規則平均搜索深度的關系模型

規則條數對GGSN容量的影響，實質上是規則平均搜索深度對GGSN容量的影響。用rl代表l層規則條數，rl′代表l層規則平均搜索深度，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 rl′一定時，GGSN容量與rl′的關系模型為：

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

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

其中，θ3/4和θ7為定值，r3′/4和r7′為變量。

3.1.3 GGSN容量與規則排列順序的關系模型

GGSN容量與規則排列順序的關系不像GGSN容量與規則條數的關系那樣直觀，規則的排列順序很難用恰當的數學方法來描述。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容量與規則排列順序之間的關系，思路如下。

在規則條數相同的情況下，規則的排列順序不同會使式（4）中的θl不同，亦即規則平均搜索深度不同，從而導致GGSN容量不同。例如，如果把經常被匹配的規則排在規則庫的前面，很少被匹配的規則排在后面，則θl值較低，規則的平均搜索深度較小，GGSN容量較大；反之，則θl值較高，規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當作反映規則排列順序的參數，建立規則條數一定時GGSN容量與θl的關系模型，從而在一定程度上反映GGSN容量與規則排列順序之間的關系。

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

其中，r3/4和r7為定值；θ3/4和θ7為表示規則排列順序情況的變量。

3.1.4 GGSN容量與規則條數和排列順序的關系模型

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容量與不同規則平均搜索深度的關系模型

3.2.1 GGSN容量與規則平均搜索深度的關系模型

在具有一定軟硬件配置和話務模型的條件下，統計rl′不同時對應的GGSN容量，利用統計性描述技術對統計數據進行分析整理。

r′l′一定時，GGSN容量與rl′的關系模型為：

由式（9）可以得到GGSN容量與各層規則平均搜索深度的關系模型為：

3.2.2 GGSN容量與各層規則條數的關系模型

由式（4）和式（10）可以得到GGSN容量與rl的關系模型為：

其中，θ3/4和θ7為定值，r3/4和r7為變量。

3.2.3 GGSN容量與各層規則排列順序的關系模型

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

3.2.4 GGSN容量與各層規則條數和排列順序的關系模型

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 模型應用

為說明上述模型的可靠性，將其應用到現網中，并建立了在一定話務模型下的某GGSN設備的設備容量與內容計費規則的關系模型。本文僅以該GGSN設備的容量與7層規則條數的關系模型為例進行說明。

建立GGSN設備的容量與7層規則條數的關系模型，所需的測試數據為：r3/4分別為 30、50、70、90、110、160、210條 時 ，r7為 130、150、170、190、210、230、250、270、290、340、390、440、490條的GGSN設備容量（最大激活PDP數）。利用統計性描述技術對原始測試數據進行加工整理，再通過多元回歸分析法和典型相關分析法，建立GGSN容量與內容計費規則間的關系模型。

該GGSN設備的容量與7層規則條數的關系模型見表1。

模型曲線如圖1所示。

由表1和圖1可知，模型擬合優度指標的決定系數R2為0.9999，表明有約99.99%的信息可以被上述模型解釋，擬合優度很好；同時，模型顯著性以及模型參數顯著性的檢驗值均小于10-6量級水平，說明該模型具有統計學意義上的可靠性。

表1 r3/4一定時，GGSN容量與r7的關系模型

本文還對3.1、3.2節中所提及的其他關系模型進行了驗證，結果也均表明模型具有統計學意義上的可靠性。

4 結束語

本文首次提出了GGSN容量與內容計費規則條數和排列順序之間的關系模型，該模型可定量分析內容計費規則條數和排列順序對GGSN容量的影響，且經實測數據驗證，模型具有一定統計學意義上的可靠性。因此，可應用所提出的關系模型對現網內容計費規則條數與排列順序進行修改，以減小內容計費規則對GGSN系統容量的不利影響。

1 喬秀全，李曉峰.基于內容的3G網絡分層綜合計費架構研究.電信科學，2004（11）:13～17

2 羅曉曄.內容計費，3G數據業務之關鍵.通信世界，2006（19）:18

3 趙大海，李曉峰.內容計費模型探討.電信技術，2005（12）:59～62

4 孫元寧.內容計費標準的技術進展.電信技術，2006（7）:19～22