南京邮电大学 刘菁菁

作为电信运营商的核心竞争力之一，计费系统在某种程度上决定了一个电信运营商的兴衰成败。与现有网络相比，3G网络在带宽、传输速率以及QoS方面都有相当显著的优势，为开展宽带多媒体数据应用提供了良好的基础平台。3G业务的这种特点向移动运营商提出了新的运营管理要求：3G网络应能够对其所支持的多种复杂的数据业务进行有效和及时的计费。3G网络提供的灵活服务以及跨专业的服务模式将使3G计费面临前所未有的挑战。

一、3G网络的业务能力

3G网络能够提供比2.5G网络更为灵活、多样化和个性化的业务，3G业务向下兼容2.5G业务。3G的业务类型主要包括以下几种。

1.基本电信业务

电信运营商提供的基本业务包括语音业务、短消息业务(SMS)和紧急呼叫业务。在3G时代，沟通仍是电信消费者的首要需求，以话音业务为核心的基本电信业务仍将占重要位置。

2.承载业务

这类业务主要是支持在用户与网络接入点之间的数据传输的性能，承载业务主要包括基于电路交换的承载业务和基于分组交换的承载业务。承载业务带宽的增加和QoS的保障是3G业务相对于2.5G业务的一个重要特点。

3.补充业务

它是对上述两类业务的改进和补充，不能单独向用户提供，必须与上述两种业务一起提供，包括呼叫提供类、呼叫完成类、集团类、计费类、呼叫限制类、号码识别类等业务。

4.其他数据增值业务

这类业务主要包括基于位置的业务(如：分时/分区的计费业务，移动位置的黄页、紧急定位、选择性大众广播等)，移动互联网业务(如：Email、www等)以及移动多媒体业务(如：以可视电话为代表的电路型实时多媒体业务，以看在线新闻、在线体育转播等应用为代表的基于流媒体的分组型实时多媒体业务，支持多媒体文件下载播放或转发的非实时存储转发型多媒体消息业务等)。

二、3G计费的需求分析

3G网络是一个开放体系，业务运营复杂，提供一种业务可能需要多种服务甚至多个运营商、服务/内容提供商的配合。复杂的价值链带来了复杂的运营模式，这对3G计费提出了更高的要求。总体来说，3G对计费的需求主要表现在实时性和融合性两个方面。

1.3G计费的实时性需求

3G技术的即时特点和服务使得用户期望他们会得到最实时的账目信息。移动运营商及其合作伙伴则期望通过实时地查询和分析通信业务数据来了解市场发展的动态，以便能够真正按照用户的需求迅速地将业务推向市场，增强其市场竞争力并提高收益。因此，当实时计费成为3G强制性标准时，计费系统正面临着极大的挑战。

2.3G计费的融合性需求

传统计费模式的基本特征是各种业务独立计费，并对预付费和后付费分别管理。3G服务及产品类型众多，价格体系也相应复杂。繁杂的资费套餐、优惠打折体系、互联网第三方内容提供方、零售商和相关的补贴与广告收入等诸多因素使得3G商业价值链非常复杂。因此，3G计费必须具备对各种业务及服务进行融合计费的能力并支持对不同付费方式如预付费和后付费的融合。

三、3G业务的计费原理

1.3G计费的体系结构



图1所示是3GPP R4的计费体系结构，可以分为三个域。

(1)电路交换域(CSDomain)：主要实现话音业务和补充业务，与3GPPR99相比3GPP R4核心网在电路域引入了基于承载、控制、业务分离思想的移动软交换技术，将核心网电路域的MSC实体分为移动交换服务器(MSC Server)和媒体网关(Media Gateway：MGW)，因此电路域将由MSC Server/GMSC Server产生CDR(计费原始记录)，发送给计费中心作后续处理。

(2)分组交换域(PSDomain)：主要实现IP承载业务。分组域SGSN/GGSN产生CDR后，经CGF(计费网关功能)发送给计费中心作后续处理。

(3)服务域(ServiceDomain)：主要完成各类数据增值业务，如WAP业务、互联网SMS业务(MMS)、位置应用业务(LCS)等。增值应用域由各业务网关/业务平台产生CDR后发送给计费系统作后续处理。如MMS的CDR由MMSRelay/Server直接传送到计费中心。

上述三个域从各自的计费点采集话单(CDR)并传给后台的计费系统。这里的电路域和分组域由新业务和新计费的要素确定，在话单的格式和内容上有一定的变化，但整个流程并没有大的变化，比如对于分组交换域来说，依然引入CG(计费网关)来做话单采集和预处理。对计费过程带来最大变化的是服务域，由于会引入流媒体等丰富的数据增值业务，将会有更复杂的计费原始记录出现。

此外，业务与承载分离是3G网络的发展趋势。这一趋势突出地表现在移动数据增值业务与不同承载网络之间的关系上。分离的目的是使业务真正独立于网络，使用户可以自行配置和定义自己的业务特征，而不必关心承载业务的网络形式以及终端类型，从而方便、灵活地获得各种所需的业务。电路交换域和分组交换域主要是从网络承载层次进行计费，而服务域则是从上层应用进行计费。因此，3G计费系统必须依据承载和业务两个层次进行计费，实现两个层次在计费过程中的统一。

2.3G计费的主要功能实体

(1)SGSN和GGSN(GPRS服务支持节点和网关支持节点)

SGSN和GGSN使用计费标识符采集计费数据CDR。SGSN和GGSN共产生五种类型的话单(CDR)，即S-CDR、M-CDR、G-CDR、S-SMO-CDR、S-SMT-CDR，这五种话单除G-CDR由GGSN产生外，其他四种均由SGSN产生。

S-CDR反映了无线资源的使用情况；G-CDR反映了对外部数据网资源的使用状况；M-CDR反映了系统在移动管理上的开销，可以通过数据配置决定是否产生该话单；S-SMO-CDR用于记录短消息始发的计费信息；S-SMT-CDR用于记录短消息终结的计费信息。对于同一次PDP过程产生两种类型的话单S-CDR和G-CDR，计费中心一般根据G-CDR计算最终费用，S-CDR主要用于进行统计。

(2)CGF(计费网关功能)

对于同一个PDP上下文可能由于数据量限制、时间限制、计费条件发生变迁(比如费率改变)等原因，会产生多个部分话单。但最终送给用户的账单中一次PDP上下文只有一张话单，所以对于同一个PDP上下文的所有部分话单必须进行合并。CGF的引入简化了计费中心对计费数据的处理，完成了对于部分话单的第一级合并(第二级合并由计费中心完成)，减少了CGF与计费中心间的带宽要求，减轻了计费中心的处理负担。CGF提供了将GGSN和SGSN产生的计费信息送往指定计费中心的机制,主要实现了以下功能：负责收集SGSN和GGSN的计费数据；对计费数据进行较长时间的保存并进行合并分拣等预处理工作；并负责将收集到的计费数据送往计费中心。

计费网关CG作为CGF的实现主要有两种方式：作为一个单独的网络节点实现或作为GGSN、SGSN中的一个功能模块实现。CGF必须提供很高的可靠性与冗余性。一个GSN必须对应多个CGF，这些CGF具有不同的优先级，当高优先级的CGF不能响应GSN时，GSN将会重新定向其它优先级的CGF。

(3)Billing System(计费中心)

负责对计费数据进行处理产生最终的计费账单，计费中心主要有以下功能：采集话单；根据话单计算出费用，进行话单的完全合并(第二级合并)，并进行话单正确性检查。

3.3G计费的基本流程

电信计费过程包括用户从使用业务开始到完成缴费的全过程，大体可分为通信设备计费、原始数据采集、原始数据预处理、批价、账务处理、销账等。

在上述3G体系结构中GGSN、SGSN是形成原始计费数据的关键通信设备。SGSN和GGSN产生的5种话单(CDR)分别记录了无线资源的使用情况、使用时间、呼叫发起和终止时间、外部网络的使用情况等消息；原始话单由CGF采集并进行预处理(记录合并、检错纠错和排重等)，转化为计费软件能处理的格式，然后发至计费中心。计费中心统计的信息有呼叫类型、IMSI(国际移动台识别号码)、MSISDN(移动台国际ISDN号码)、对方号码、小区位置、通话的起始和结束、上下行流量和QoS等；计费中心采集话单后，一般要进行两次批价，第一次批价根据标准话单，结合费率表、号段表、区号表等计费资料对话单进行计费，二次批价在一次批价基础上，根据用户入网时所享受的优惠重新对话单进行计费，以最终生成向用户收费的话单。在漫游的情形下，如果原始话单中没有漫游信息，计费中心应根据原始话单产生的结合号段表来进行判断。

4.3G常见情况下的计费

(1)终端访问PDN(外部分组数据网络)的计费方式如图2所示(图中粗实线部分表示CDR传送)，终端所经过的SGSN与GGSN分别产生S-CDR和G-CDR后，由CGF采集预处理后，送至计费中心做后续处理。

(2)终端访问终端的计费方式如图3所示，两台终端所属的GGSN、SGSN分别产生相应的G-CDR和S-CDR，由CGF采集预处理后，送至计费中心做后续处理。

(3)PDN访问终端的计费方式如图4所示，相应的GGSN与SGSN分别对接收端产生G-CDR和S-CDR，由CGF采集预处理后，送至计费中心做后续处理。

(4)终端漫游访问PDN的计费方式如图5所示，终端漫游地SGSN产生S-CDR，归属地GGSN产生G-CDR。G-CDR由归属地CGF采集送至归属地计费中心；S-CDR由漫游地CGF收集送至漫游地计费中心，然后由漫游地的计费中心将S-CDR送至归属地计费中心，最终S-CDR和G-CDR都由归属地的计费中心进行处理。

四、未来3G计费的发展趋势

目前基本通信业务普遍采用的计费模式是基于使用量的计费，即根据用户使用的业务在网络承载面记录的时长、流量、次数等计费要素，进行批价、计费的过程。随着互联网与电子商务的发展以及人们生活质量的提高，以可视电话、流媒体及高速数据下载等为主的3G业务应用正得到高速发展和普及。传统的基于时长或数据流量的计费方法已不能够解决移动互联网的计费问题。3G计费必须以内容和质量为基础，考虑支持更多的计费模式。目前针对3G计费的研究热点包括以下几个方面。

1.基于内容(Type of Service-ToS)的计费

内容计费指的是运营商可以根据业务提供的不同内容，如为业务内容、业务应用和业务提供方式分别制定计费策略和计费方式。采用内容计费，对于各种不同业务(包括同一业务)，运营商都可以根据其市场运营需要采用不同的计费策略和计费方式，并可以方便地进行业务的打包组合，形成特色套餐业务，使运营商能够推广更个性化、多元化的业务，满足更多用户的需求，从而有力地增强运营商的市场竞争力，使运营商在激烈的市场中脱颖而出。

2.基于服务质量的计费

新一代的无线网络将提供更高的数据传输速度，这就使诸如视频会议和多媒体流等诸多对带宽和实时性要求高的应用成为可能。然而，由于网络等种种原因，这些服务的质量未必能够始终保持期望值，所以服务质量(QoS)的概念应运而生。因此运营商希望能够通过提供QoS协议以保证服务质量达到用户的期望值，或者根据服务质量的具体情况提供相应的折扣，以确保客户的满意度。面向3G的计费系统需要支持类似的QoS协议以及对递交服务水平的评估和必要的价格调整。

3.实时计费

随着对预付费用户开放的业务种类的增多，对预付费用户和业务进行统一管理的需求逐渐增强，对语音业务和数据业务及增值业务进行实时计费的要求也在不断提高。为此，有必要对现有的预付费业务计费方式加以改进，以满足实时计费以及预付费和后付费的融合需求。

五、结束语

随着3G技术和相关业务的成熟，3G商用已被国内各大电信运营商提上了日程表。3G计费发生了很大的变化。3G计费模式相当复杂，要考虑信息种类、质量、速度等综合因素，对不同的服务要有不同的计费标准，所以3G计费要求更加科学化、合理化。因此，3G产业链各方应加强合作，制定科学合理的计费标准，针对不同数据服务采用不同的计费模式。