GPRS核心网实时计费方案研究

于富东，杨林，孙逊，卜忠贵

（1 长春电信工程设计院股份有限公司, 长春 130012; 2 中国移动通信集团设计院有限公司,北京 100080）

1 背景

近年来，随着数据业务的爆发式增长，网络规模和处理能力都得到了长足的发展，数据业务占总收入的比例逐渐升高，用户对网络质量的需求越来越高，然而，现网中采用的离线计费策略，使得用户对数据业务的使用感知和流量提醒不及时，为此产生大量被动消费，导致用户投诉增多，主要体现为：

部分手机应用不经设置自动上网下载数据；

部分山寨机的非法应用在用户不知情的情况下悄然产生上网流量；

用户对自己的流量使用没有合理的计算，在套餐耗尽时未能得到及时提醒，产生大量套餐外流量；

部分用户并非主动欠费，因离线计费导致在流量耗尽的情况下未能及时提醒而产生欠费，甚至停机，影响用户使用。

根据对部分省公司现网数据的调研，在2011年12月至2012年2月期间，欠费总额和欠费总用户数都有较大幅度的提升，欠费风险控制和流量及时提醒需求日趋迫切。

在这个背景下，积极部署实时计费策略成为值得研究的课题。

2 实时计费流程和分析

2.1 现网计费流程

目前，电信公司GPRS核心网普遍采用离线计费策略，具体流程为：SGSN产生S-CDR，GGSN产生G-CDR，CDR被传送给CG（计费网关），再到BOSS进行处理，由BOSS对CDR批价后更新帐户余额，最后由BOSS更新HLR签约信息。具体如图1所示。

现网中存在流量提醒的功能，即在GGSN将CDR送到计费网关，然后在传到BOSS过程中，在计费网关处完成切割话单的改造，将费用余额和流量信息提醒给用户，这种策略是在离线计费的基础上进行的改造，实时性效果仍难以满足实际需求。

图1 现网离线计费网络结构图

2.2 实时计费结构

在线实时计费，是由业务支撑系统的BOSS发起，分组域积极配合完成改造的业务。在实时计费改造的初期，为保证计费信息不丢失和网络安全，离线计费和在线计费方式是同时存在的，GGSN在通过Gy接口将计费信息送到OCS（BOSS系统收集GGSN实时计费话单的接入点）的同时，还要将计费信息送到原有计费网关CG。全景图如图2所示。

图2 在线实时计费系统全景图

（1）BOSS系统主要负责以下功能：对用户帐户余额进行更新；根据运营商特定策略筛选实时计费用户，并对HLR中的用户签约信息（ChargingCharacteristics字段）进行操作；通过DCC接口完成与GGSN的信令交互实现对用户的业务使用控制。

（2）GGSN将负责以下功能：作为实时计费和业务控制点，GGSN通过对ChargingCharacteristics字段的判断发起实时计费流程；ChargingCharacteristics字段将在用户附着时由HLR插入到SGSN中，SGSN通过创建PDP上下文消息将此参数传递给GGSN；通过DCC接口完成与BOSS的信令交互实现对用户的业务使用控制；

（3）CC字段：ChargingCharacteristics字段格式如图3所示，使用P2（prepaid charging）作为用户的实时计费属性标识，即当CC字段中P2位置1时，需要网络设备发起对用户的实时计费流程。

图3 ChargingCharacteristics字段格式

离线计费话单中的ChargingCharacteristics字段取值应和HLR中取值保持一致，即实时计费用户在正常情况下离线计费话单CC字段P2位应置1。

当出现HLR中CC字段标识为实时计费（P2为置1），但BOSS中CC字段取值为离线计费（P3位置1）时，BOSS应返回Result Code=4011的CCA-I消息，指示该用户为离线计费用户，后续离线计费话单中CC字段取值应与HLR中保持一致，即P2位置1。

（4）PS-FCI方案：用于解决GGSN到BOSS链路出现异常情况问题的方案。当GGSN检测到与BOSS之间Gy接口链路异常，无法继续进行实时计费时，针对实时计费用户切割生成新的部分话单，并通过话单中PS-FCI字段进行标识，以告知BOSS此话单需要计费处理，届时，将通过CG网关传递实时计费信息。

2.3 实时计费流程

实时计费的流程，如图4所示。

图4 实时计费流程

（1）BOSS根据预先制定的原则定期筛选高风险或需要流量提醒的用户，并修改目标用户HLR签约信息中的CC字段；

（2）用户上线后，SGSN从HLR获取用户签约信息，其中包含CC字段；

（3）SGSN通过PDP激活请求消息将CC字段告知GGSN；

（4）GGSN通过CC字段判断该用户为“实时计费” 用户，触发相应业务流程；GGSN与OCS交互确认该用户可以使用数据业务，GGSN允许用户上线；用户使用数据业务， OCS计算用户可使用的“配额” ，通过DCC接口交互流程通知GGSN，“配额”用完后，GGSN通过DCC接口上报给OCS；

（5）GGSN生成话单；在G-CDR中含“实时计费”和“非实时计费”标识。

3 应用方案

结合电信公司制定的技术规范和测试要求，2011年，已经在部分省份进行了Gy接口测试，为部署实时计费策略奠定了基础。

实时计费方案的部署，主要包括以下内容：

（1）BOSS：新建OCS系统，适配Gy接口协议并统一向欠控平台提供基于NG BOSS数据业务实时计费的接口；

（2）GGSN:激活实时计费功能，支持Gy接口出发实时计费请求；

（3）HLR：激活用户计费签约字段（CC字段）；

（4）CG：改造以支持识别携带实时计费标识的G-CDR，支持将FCI标记透传给BOSS的话单。

3.1 诺西公司改造方案

根据电信公司制定的技术规范和要求，诺西公司提出“Gy接口复用Ga接口及IP地址”的方式，对分组域设备做实时计费改造。具体的操作是：BOSS根据预先制定的阈值，筛选出来的高风险或需要流量提醒的用户，修改目标用户HLR的签约信息中的CC字段，在用户发起业务请求时，SGSN从HLR上获取用户签约信息，在产生PDP激活信息时传递给GGSN，GGSN做支持在线计费的改造，通过Gy接口向上与OCS相联，进行配额确认是否允许用户数据业务。核心网具体建设和改造的内容如表1所示。

表1 诺西设备改造方案

3.2 华为公司改造方案

华为公司提出的解决方案为：与诺西提出的建设方案相近，差别在于Gy口和Ga口两个接口分别通过设备本身的LPU和SPU上联，不能复用。核心网具体建设和改造的内容如表2所示。

3.3 爱立信公司改造方案

爱立信公司提出的解决方案为：通过新建在线计费网关OCG，下联所有GGSN、CG，上联OCS至BOSS系统。根据爱立信在部分省份的使用，OCG可以起到汇聚和路由指定等作用，同时，爱立信OCG的设置，也可以汇聚华为、诺西的GGSN设备，减少GGSN和BOSS侧的网络连接数量，优化网络结构，且对华为和诺西的设备软件无特殊要求。核心网具体建设和改造的内容如表3所示。

表2 华为设备改造方案

表3 爱立信设备改造方案

4 结束语

分组域实时计费方案的部署，能有效地缓解原有离线计费带来的计费时延等问题，在提升用户对数据业务的感知度的同时，也对移动数据业务的收入起到了很好的保障。同时，有利于促进网络承载能力和用户应用的协调发展。对提升电信运营商的社会效应具有重要的意义。

[1] 中国移动通信企业标准. 中国移动分组域实时计费能力技术规范[S]. 2011-10-20.

[2] 中国移动通信企业标准. TD-SCDMA/GSM (GPRS) 双模单待机数字移动通信终端技术要求[S]. 2011-6.

[3] 中国移动通信企业标准. 900/1800MHz TDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务（GPRS）设备测试方法 基站子系统设备[S]. 2010-12.