GPRS核心網實時計費方案研究

于富東，楊林，孫遜，卜忠貴

（1 長春電信工程設計院股份有限公司, 長春 130012; 2 中國移動通信集團設計院有限公司,北京 100080）

1 背景

近年來，隨著數據業務的爆發式增長，網絡規模和處理能力都得到了長足的發展，數據業務占總收入的比例逐漸升高，用戶對網絡質量的需求越來越高，然而，現網中采用的離線計費策略，使得用戶對數據業務的使用感知和流量提醒不及時，為此產生大量被動消費，導致用戶投訴增多，主要體現為：

部分手機應用不經設置自動上網下載數據；

部分山寨機的非法應用在用戶不知情的情況下悄然產生上網流量；

用戶對自己的流量使用沒有合理的計算，在套餐耗盡時未能得到及時提醒，產生大量套餐外流量；

部分用戶并非主動欠費，因離線計費導致在流量耗盡的情況下未能及時提醒而產生欠費，甚至停機，影響用戶使用。

根據對部分省公司現網數據的調研，在2011年12月至2012年2月期間，欠費總額和欠費總用戶數都有較大幅度的提升，欠費風險控制和流量及時提醒需求日趨迫切。

在這個背景下，積極部署實時計費策略成為值得研究的課題。

2 實時計費流程和分析

2.1 現網計費流程

目前，電信公司GPRS核心網普遍采用離線計費策略，具體流程為：SGSN產生S-CDR，GGSN產生G-CDR，CDR被傳送給CG（計費網關），再到BOSS進行處理，由BOSS對CDR批價后更新帳戶余額，最后由BOSS更新HLR簽約信息。具體如圖1所示。

現網中存在流量提醒的功能，即在GGSN將CDR送到計費網關，然后在傳到BOSS過程中，在計費網關處完成切割話單的改造，將費用余額和流量信息提醒給用戶，這種策略是在離線計費的基礎上進行的改造，實時性效果仍難以滿足實際需求。

圖1 現網離線計費網絡結構圖

2.2 實時計費結構

在線實時計費，是由業務支撐系統的BOSS發起，分組域積極配合完成改造的業務。在實時計費改造的初期，為保證計費信息不丟失和網絡安全，離線計費和在線計費方式是同時存在的，GGSN在通過Gy接口將計費信息送到OCS（BOSS系統收集GGSN實時計費話單的接入點）的同時，還要將計費信息送到原有計費網關CG。全景圖如圖2所示。

圖2 在線實時計費系統全景圖

（1）BOSS系統主要負責以下功能：對用戶帳戶余額進行更新；根據運營商特定策略篩選實時計費用戶，并對HLR中的用戶簽約信息（ChargingCharacteristics字段）進行操作；通過DCC接口完成與GGSN的信令交互實現對用戶的業務使用控制。

（2）GGSN將負責以下功能：作為實時計費和業務控制點，GGSN通過對ChargingCharacteristics字段的判斷發起實時計費流程；ChargingCharacteristics字段將在用戶附著時由HLR插入到SGSN中，SGSN通過創建PDP上下文消息將此參數傳遞給GGSN；通過DCC接口完成與BOSS的信令交互實現對用戶的業務使用控制；

（3）CC字段：ChargingCharacteristics字段格式如圖3所示，使用P2（prepaid charging）作為用戶的實時計費屬性標識，即當CC字段中P2位置1時，需要網絡設備發起對用戶的實時計費流程。

圖3 ChargingCharacteristics字段格式

離線計費話單中的ChargingCharacteristics字段取值應和HLR中取值保持一致，即實時計費用戶在正常情況下離線計費話單CC字段P2位應置1。

當出現HLR中CC字段標識為實時計費（P2為置1），但BOSS中CC字段取值為離線計費（P3位置1）時，BOSS應返回Result Code=4011的CCA-I消息，指示該用戶為離線計費用戶，后續離線計費話單中CC字段取值應與HLR中保持一致，即P2位置1。

（4）PS-FCI方案：用于解決GGSN到BOSS鏈路出現異常情況問題的方案。當GGSN檢測到與BOSS之間Gy接口鏈路異常，無法繼續進行實時計費時，針對實時計費用戶切割生成新的部分話單，并通過話單中PS-FCI字段進行標識，以告知BOSS此話單需要計費處理，屆時，將通過CG網關傳遞實時計費信息。

2.3 實時計費流程

實時計費的流程，如圖4所示。

圖4 實時計費流程

（1）BOSS根據預先制定的原則定期篩選高風險或需要流量提醒的用戶，并修改目標用戶HLR簽約信息中的CC字段；

（2）用戶上線后，SGSN從HLR獲取用戶簽約信息，其中包含CC字段；

（3）SGSN通過PDP激活請求消息將CC字段告知GGSN；

（4）GGSN通過CC字段判斷該用戶為“實時計費” 用戶，觸發相應業務流程；GGSN與OCS交互確認該用戶可以使用數據業務，GGSN允許用戶上線；用戶使用數據業務， OCS計算用戶可使用的“配額” ，通過DCC接口交互流程通知GGSN，“配額”用完后，GGSN通過DCC接口上報給OCS；

（5）GGSN生成話單；在G-CDR中含“實時計費”和“非實時計費”標識。

3 應用方案

結合電信公司制定的技術規范和測試要求，2011年，已經在部分省份進行了Gy接口測試，為部署實時計費策略奠定了基礎。

實時計費方案的部署，主要包括以下內容：

（1）BOSS：新建OCS系統，適配Gy接口協議并統一向欠控平臺提供基于NG BOSS數據業務實時計費的接口；

（2）GGSN:激活實時計費功能，支持Gy接口出發實時計費請求；

（3）HLR：激活用戶計費簽約字段（CC字段）；

（4）CG：改造以支持識別攜帶實時計費標識的G-CDR，支持將FCI標記透傳給BOSS的話單。

3.1 諾西公司改造方案

根據電信公司制定的技術規范和要求，諾西公司提出“Gy接口復用Ga接口及IP地址”的方式，對分組域設備做實時計費改造。具體的操作是：BOSS根據預先制定的閾值，篩選出來的高風險或需要流量提醒的用戶，修改目標用戶HLR的簽約信息中的CC字段，在用戶發起業務請求時，SGSN從HLR上獲取用戶簽約信息，在產生PDP激活信息時傳遞給GGSN，GGSN做支持在線計費的改造，通過Gy接口向上與OCS相聯，進行配額確認是否允許用戶數據業務。核心網具體建設和改造的內容如表1所示。

表1 諾西設備改造方案

3.2 華為公司改造方案

華為公司提出的解決方案為：與諾西提出的建設方案相近，差別在于Gy口和Ga口兩個接口分別通過設備本身的LPU和SPU上聯，不能復用。核心網具體建設和改造的內容如表2所示。

3.3 愛立信公司改造方案

愛立信公司提出的解決方案為：通過新建在線計費網關OCG，下聯所有GGSN、CG，上聯OCS至BOSS系統。根據愛立信在部分省份的使用，OCG可以起到匯聚和路由指定等作用，同時，愛立信OCG的設置，也可以匯聚華為、諾西的GGSN設備，減少GGSN和BOSS側的網絡連接數量，優化網絡結構，且對華為和諾西的設備軟件無特殊要求。核心網具體建設和改造的內容如表3所示。

表2 華為設備改造方案

表3 愛立信設備改造方案

4 結束語

分組域實時計費方案的部署，能有效地緩解原有離線計費帶來的計費時延等問題，在提升用戶對數據業務的感知度的同時，也對移動數據業務的收入起到了很好的保障。同時，有利于促進網絡承載能力和用戶應用的協調發展。對提升電信運營商的社會效應具有重要的意義。

[1] 中國移動通信企業標準. 中國移動分組域實時計費能力技術規范[S]. 2011-10-20.

[2] 中國移動通信企業標準. TD-SCDMA/GSM (GPRS) 雙模單待機數字移動通信終端技術要求[S]. 2011-6.

[3] 中國移動通信企業標準. 900/1800MHz TDMA數字蜂窩移動通信網通用分組無線業務（GPRS）設備測試方法 基站子系統設備[S]. 2010-12.