5G融合计费系统架构及关键技术

陈军艳

摘要：随5G技术发展速度不断加快，5G融合计费工作已然成为移动通信企业重要业务发展方向。为充分发挥出5G融合计费系统积极作用，应基于生态业务运营角度，对5G融合计费系统进行结构优化与关键技术的比选。基于此，本文以5G技术计费设计要点为主，设置5G融合计费系统框架，阐述5G融合计费系统关键技术，以期进一步提升建立融合计费系统实际应用期间的技术可行性与经济适用性。

关键词：5G融合计费系统;架构;关键技术

前言：现阶段5G技术已经融入到各领域生产经营管理过程中，成为社会信息传输主脉络，为加快各产业升级，构建信息化、数字化社会奠定的坚实技术基础。为有效应对信息化转型对多元化业务场景提出的更高要求，还需要着重关注5G融合计费系统的设计工作，确保5G融合计费系统能更好适用于不同计费场景。

1、5G融合计费系统设计要点

1.1规范及技术驱动设计要点

在原有4G网络运营期间，在线计费系统与离线计费系统互为独立。其中，离线计费系统需要借助核心网络生成的计费信息编制阶段性计费表[1];借助CDR系统将账单余额内容进行集中整合并处理。网络资应当经由经由返回授权与系统评价功能做好在线计费功能交互，使计费信息编制形成事实计费清单。

在5G技术下，核心网络采用了服务化构架，通过将原有通信网源设置为众多网络功能实体，各实体之间可实现独立运行、协同运转，满足5G网络系统自动化管理要求。

在5G核心网服务化构架中，在构建计费支撑网络体系过程中需要着重关注计费系统框架编制工作，将在线计费与离线计费项目共同编织成多元化业务场景，并组合形多量纲计费模式。借助统一的服务化接口，实现与各网员的对接目标。

1.2业务驱动设计要点

5G网络下，海量机器型通信、增强型移动宽带、可靠低时延通信技术均带来了多元化业务场景，形成了多量纲计费商业模式。各领域通信技术发展及数字化转型工作对网络速率、时延响应水平的要求日渐提升，需要对5G融合计费系统功能进行不断完善，进一步增强5G融合计费系统运行期间的可靠性。

现有5G计费网络结构更为复杂，业务场景数量增多，应当对内容型计费、毫秒频率及高频发需求计费、宽带时延及连接数据网络属性进行深入分析及探讨，进一步优化5G融合计费系统功能。

2、5G融合计费系统的框架构建

2.15G融合计费系统结构

在5G融合计费系统框架构建工作开展期间，需要首先保障系统与5G网络协议特征相符，对5G融合计费流程与框架体系进行切实优化。通过开展现有融合计费系统的耦合、重新部署等工作，优化支撑网络与5G核心网络计费时间的交互、在线与离线融合等计费功能。

构建5G融合计费系统框架期间，应做好业务接入网关、及组网模式的优化与协同组合工作[2]。其中，业务接入网关的新增应当严格遵守现有服务化协议，对核心网元计费数据、服务注册信息及功能进行切实优化。融合计费系统应当综合用户在线与离线计费评价需求，进一步完善运行功能，组合成内容完整的计费数据单以及话单。通过实现多维度计费、计费余额管理等功能，使融合计费系统具备更为强大的容错服务功能。组网模式优化应当对当前离线与计费系统数据采集、数据分拣供能进行进一步完善，确保系统能够在实际运行过程中对信息字段以及单字段进行高质高效处理。

2.25G融合计费系统支撑功能

结合当前5G融合计费系统设计要点，明确融合计费系统支撑功能。

第一，计费数据服务功能。基于新网络协议，使计费系统能够对计费时间进行解析、模式转换、保障计费事件的检错水平，对计费数据的格式进行统一调控，进一步提高数据综合利用率;

第二，计费网关功能。要求5G融合计费系统还需要对计费数据进行拆分及合并，生成話单记录，重点提升话单持久化及异常话单的生成水平;

第三，计费容错功能[3]。5G融合计费系统还需要具备较高的计费服务容错功能，能够切实满足在线服务异常转离线服务的要求;

第四，计费处理流程重构。通过细致分析融合计费架构处理目标与任务，对在线与离线计费处理流程进行融合及优化;

第五，计费组建重构。5G融合计费系统需要内部配有5G新套餐以及新标识，做好5G业务分析、5G信息批价、信息分发入库、余额管理等工作;

第六，数据管理功能重构。在原基础上增加5G资源产品、5G信息合并表以及更新后的账单信息内容，，确保设计出的计费支撑系统能够为后续更加复杂化的5G通信服务提供必要支持;

第七，构建协议数据单元以及流计费。增加PDU装置，建筑构件，构建拓展话单模型，对5G关键要素信息进行集中整合。配合使用PDU会话流量计费系统，形成PDU会话内容及流量组合下的维度计费新模式。

第八，新增智能配额控制功能。在5G融合计费系统中，将同步数据标签进行集中收集并管理[4]。配合使用余量资源内容、具体余额数值，对智能计算机用户不同时、不同场景下的配额值进行精准剖析，将数据分析结果发送给各网元，从根本上提升客户服务水平。

3、5G融合计费系统关键技术

3.1服务化架构部署

在5G技术下的融合计费系统开发过程中，还应确保系统具无状态微服务功能，对数据进行分离式管理。引入当前先进的微服务理念，对通信系统内部结构整合及优化。使微服务计费系统的技术可行性及操作灵活性更为显著。

在5G融合计费系统设计过程中使用容器化、高性能的协议，优化5G计费微服务功能，确保5G融合计费系统能够在实际应用过程中具备更为显著的伸缩弹性、自愈水平，降低5G融合计费系统运行期间的故障问题发生几率，有效控制5G融合计费系统运维成本。

基于无状态微服务以及数据应用分离原则，对5G融合计费系统进行分布式架构设计[5]。在应用服务期间，服务实例访问不可差别较大。借助增加或停止服务实力的方式，对应用弹性伸缩量进行控制。配合使用灰度升级手段，对此些应用实例进行在线升级，从根本上保障5G融合计费系统运行期间的技术可行性。

结合服务化架构部署，进一步增强5G计费接口吞吐量，确保设计出的5G融合级别系统能够满足更多的高话务量服务要求，为客户提供高质量服务。

3.2信息处理能力

5G技术核心网络需要采用新的服务信息接口，支撑网络结构应当配备可支撑全部信息的能力。在融合计费系统设计与优化过程中，需使用更为合理的计费手段以及接入网关形式，有序开展计费消息接入、信息服务注册、消息负载均衡、计费功能及单元交互等工作，优化计费时间数据管理功能，确保计费划单能够高质高效开展合并及工作。

在服务接入设计过程中，需要使用开放服务形式，确保服务信息内容以及核心网的网元调度手段，有效调度各通信接口。接收来自新协议的请求消息，并对此些消息进行鉴定与校验。接入消息异步分发， 借助内部会话的方式绑定消息接收以及回应通道。

在数据转换设计过程中，需要对请求信息中的关键字段进行全面解析，并将此些数据作为路由器从维度转化为CCS内部服务的协议[6]。在消息回应过程中，借助CCS内部协议转化为新的协议形式，并将信息由回应信道中发出。

在服务流转时，应当以消费服务的方式为区分原则，确保消费服务请求信息能够与CCS中的负债与计费服务功能相符。结合信息请求内容以及特定字段的路由设施，增强5G融合计费系统的均衡负载水平。

为使5G融合计费系统能够在实际运行过程中满足信息持久目标。还应当对现有系统中的数据库功能进行不断优化，确保数据库能够将请求信息更为持久的储存，使这些信息能够为后续计费服务工作提供重要数据支撑。

在5G融合计费系统负载均衡功能实现过程中，信息请求中的特定字段应当由路由及负载均衡能力控制。

3.3新协议下系统多维度计费能力

相较于4G技术而言，5G技术下的融合框架结构应用了新的PDU。进一步拓展话单模型，要求在会话模型基础上增设 PDU会话计费内容，如会话标识、5G种类、会话与业务连续性模式、网络切片信息等，使5G系统中的关键要素信息均能够在融合计费系统中体现出来。

借助CCS系统，需要构建起现有话单模型以及对外详单模型。确保新建模型能够更好支撑起PDU会话流量计费功能，并将PDU会话内容、流量组合维度等功能结合在一起。

对PDF的局部模型进行拓展，使5G技术能够满足PDU、 FBC计费功能要求。5G融合计费系统内部还应当配备会话信息表、资源量信息表、重查信息表与合并信息表内容。

5G网络下计费功能多样，如离线融合计费、端与端离线计费、位置计费与策略计费均需要进行切实融合。5G融合计价构件中的业务分析模块、批价模块、融合计费分析模块功能进行切实优化。使5G融合计费系统可对在线信息及以下信息的话单内容进行统一处理。

针对存在于5G融合计费系统中的异常话单格式，还需要着重设计出解码模板、查重模板。优化系统业务分析能力，着重对异常话单内容进行联合剔除、计费，使5G融合计费信息以及网上记录能够更好提供给外围。

5G融合计费系统内部的维度功能可为各运营商分配符合其要求的服务内容。例如配备使用边缘计费方式，对用户完成订购工作中的UPF访问部署进行协同分配。设计边缘服务器业务形式，使用户能够获得更多低延时业务体验。结合上行及下行接入速率，组合装配能力，对在线实时内容进行订购，增强不同用户的计费体验感，最大限度控制5G机融合计费系统运行成本。

3.4数据业务智能计费技术

要求在5G融合系统设计过程中需要配置智能配额控制模块，借助5G智能分析手段，对同步标签数据进行高效接收与处理。着重关注免费资源剩余量、余额信息的整合及处理工作，针对不同用户及用户生活场景的配合情况开展计算，计算后的数据能够形成智能标签动态数据，数据生成后可集中上传给核心网元。

在数据业务智能计费过程中，需要配合使用人工智能技术，通过收集并分析用戶信息、订购信息、历史消费信息、流量信息等构建起用户风险控制计算模型，直观展现出实际计费情况。

借助大数据，技术数据台内容可结合数据模型组合形成标签数据值，满足定时触发与用户信息变更触发要求，将数据集中传输给CCS。

利用CCS接收用户大数据标签，并对此写标签进行更新及存储。借助智能配额控制模块，使大数据标签能够遵照现有配置规则构建起更加全面细致的配额模型。将全面配合规则投放到数据库中，如在期间配合规则出现变更问题，则需要对这些数据进行立即的更新及加载，从根本上保障5G融合计费水平。

如在系统运行期间的初始数据申报授权业务时，应当结合余量、免费资源剩余信息，做好信息的最终配额工作。在更新消息触发后，智能配合控制模块可以更新后的数据信息触发后，需要结合控制模块内容进一步分配数据用量，为用户提供匹配计费规则，进一步增强计费期间的质量与效率。

着重关注5G融合计费系统异常容错能力的优化工作，通过构建系统带答应机制以及异常信息持久化机制，使异常话单能够得到及时处理。

总结：总而言之，在当前5G融合计费系统设计过程中，需要着重关注多元化业务场景的构建及差异化体验项目实施工作。要求5G融合计费构架应当处于不断优化及完善中，增强5G融合计费系统运营期间的专业化、体验化水平，最大限度满足客户多元化需求，使5G技术能够为移动通信运营市场的现代化建设提供充足动力。

参考文献

[1]黃元元. 5G核心网SA组网方案及4G/5G互操作探讨[J]. 电信快报，2020（02）：30-33.

[2]鲍洁茹，朱震宇. 5GC服务化架构部署与运维的难点浅析[J]. 电信科学，2020，36（S1）：66-74.

[3]陈亚权，朱建军，方琰崴，李立平. 5G SA计费演进方案及关键技术[J]. 信息通信技术，2020，14（05）：49-56.

[4]朱蓓. TD-LTE核心网中基于分组交换技术的话音通信技术研究[D].南京邮电大学，2018.

[5]马璐. 服务化5G网络资源管理与编排研究[D].北京邮电大学，2019.

[6]李睿，李家正. 5G时代 电信运营商资费模式需创新[J]. 通信世界，2019（19）：35-38.