GPRS計(jì)費(fèi)淺析

摘 
要：GPRS作為從第二代移動(dòng)通信向第三代移動(dòng)通信過渡的方案，在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)上邁出了重要一步。作為一種新興業(yè)務(wù)，其計(jì)費(fèi)系統(tǒng)與通信過程控制非常緊密地結(jié)合在一起。在介紹GPRS的計(jì)費(fèi)特點(diǎn)及信息采集點(diǎn)基礎(chǔ)上，描述了GPRS計(jì)費(fèi)記錄分析與處理，并提出了未來GPRS計(jì)費(fèi)將面臨的問題。

關(guān)鍵詞：GPRS，計(jì)費(fèi)，通話明細(xì)記錄（CDR）

——當(dāng)今第二代移動(dòng)通信主要以提供話音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主，第三代移動(dòng)通信則在改善話音業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，以提供中高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及多媒體業(yè)務(wù)為主要特征。

——目前在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，
Internet應(yīng)用性能較差，是帶寬使用效率低、連接設(shè)置時(shí)間較長和無線鏈路容量低等原因所致。GPRS對以上幾方面進(jìn)行了改進(jìn)，它突破了GSM網(wǎng)只能提供電路交換的思維定式，只通過增加相應(yīng)的功能實(shí)體和對現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進(jìn)行部分改造來實(shí)現(xiàn)分組交換。這種改造的投入相對來說并不大，但得到的用戶數(shù)據(jù)速率卻相當(dāng)可觀。GPRS通過減少連接建立時(shí)間、支持X．25和IP協(xié)議來提供資源的優(yōu)化使用。

——一、GPRS的計(jì)費(fèi)特點(diǎn)及信息采集點(diǎn)

——GPRS在GSM網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上增加了服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)（SGSN）、網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)（GGSN）、計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)（CG）
等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并通過GPRS骨干網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各設(shè)備之間的連接。SGSN和GGSN本質(zhì)上都是非標(biāo)準(zhǔn)的路由器，SGSN在分組網(wǎng)絡(luò)中的地位類似于電路交換網(wǎng)中的MSC，而GGSN主要負(fù)責(zé)對外部網(wǎng)絡(luò)（如IP網(wǎng)絡(luò)，X．25網(wǎng)等）的互連。

——網(wǎng)絡(luò)在向用戶提供服務(wù)的同時(shí)需要記錄用戶對網(wǎng)絡(luò)資源的占用情況，計(jì)費(fèi)從本質(zhì)上說是根據(jù)用戶對網(wǎng)絡(luò)資源的使用情況按照一定的規(guī)則計(jì)算費(fèi)用。由于各種業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)資源的占用狀況不同，因此其計(jì)費(fèi)策略也不同。GPRS的計(jì)費(fèi)也與其業(yè)務(wù)特性有著密切的關(guān)系。

——GPRS采用無線接入手段，而無線頻譜是網(wǎng)絡(luò)非常寶貴的資源，因此對無線資源的占用情況是計(jì)費(fèi)的重要組成部分，這一點(diǎn)與現(xiàn)行GSM語音的無線話費(fèi)類似。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)固然是一個(gè)相對完整的網(wǎng)絡(luò)，但是仍然存在與外部固定網(wǎng)絡(luò)的通信，因此對外網(wǎng)資源的使用情況也是計(jì)費(fèi)的重要組成，這與GSM語音通信中長途話費(fèi)類似。手機(jī)在各地漫游導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)營商對手機(jī)管理的開銷增大，而且存在復(fù)雜的運(yùn)營商之間的費(fèi)用結(jié)算，這些管理開銷最終以漫游費(fèi)的形式出現(xiàn)。

——GPRS最引以自豪的是在無線接入鏈路上實(shí)現(xiàn)了分組化傳送。分組數(shù)據(jù)計(jì)費(fèi)一般以數(shù)據(jù)量為依據(jù)。

——GPRS共有5種類型的通話明細(xì)記錄（CDR）話單，即S－CDR，M－CDR，G-CDR，S－SMO－CDR和S－SMT－CDR。這5種話單除G-CDR由GGSN產(chǎn)生外，其它4種記錄均由SGSN產(chǎn)生。S－CDR反映了無線資源的使用情況；G-CDR反映了對外部數(shù)據(jù)網(wǎng)資源的使用狀況；M－CDR反映了系統(tǒng)在移動(dòng)性管理上的開銷；S－SMO－CDR和S－SMT－CDR這兩種話單記錄利用GPRS承載的短消息服務(wù)。

——GPRS系統(tǒng)會(huì)在移動(dòng)性管理上花費(fèi)系統(tǒng)許多開銷，雖然在GSM系統(tǒng)中也是如此，但是在GSM系統(tǒng)中僅對漫游問題作了收費(fèi)的規(guī)定，手機(jī)移動(dòng)可能引發(fā)的位置更新、越區(qū)切換甚至越局切換并沒有加收服務(wù)費(fèi)用。從理論上說，如果一個(gè)手機(jī)在基本靜止和高速運(yùn)動(dòng)時(shí)（可能發(fā)生數(shù)次越區(qū)切換和位置更新）發(fā)生的通話時(shí)長相同，但是兩者在系統(tǒng)開銷上差異很大。GPRS的M－CDR中有一項(xiàng)Change
of Location，它記錄了手機(jī)所經(jīng)歷的RAI，即一旦發(fā)生路由區(qū)域更新（Routing
Area Updating），就記錄相應(yīng)的RAI。系統(tǒng)提供M－CDR作為計(jì)費(fèi)基礎(chǔ)是有一定道理的。GSM系統(tǒng)中的計(jì)費(fèi)原則對用戶的心態(tài)有一定的慣性，所以不宜選用M－CDR。

——綜上所述，GPRS計(jì)費(fèi)依據(jù)是SGSN產(chǎn)生的S－CDR和GGSN產(chǎn)生的G-CDR。

——二、GPRS計(jì)費(fèi)記錄分析與處理

——在圖1中，與GPRS計(jì)費(fèi)相關(guān)的實(shí)體有SGSN，GGSN，計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)（BS）。SGSN的S－CDR和GGSN中的G-CDR是計(jì)費(fèi)的依據(jù)，分別反映了無線數(shù)據(jù)量和對外數(shù)據(jù)量。

——S－CDR中主要包含以下信息：用戶標(biāo)識(shí)，如MSISDN，IMSI及手機(jī)的網(wǎng)絡(luò)能力（分為A，B，C等三類）；節(jié)點(diǎn)IP地址，包括發(fā)起本次通話的ＳGSN的IP地址和當(dāng)前GGSN的IP地址；分組數(shù)據(jù)協(xié)議（PDP）信息，即網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起PDP上下文的標(biāo)志（Network
Initiated PDP Context）、PDP上下文的計(jì)費(fèi)標(biāo)識(shí)及PDP類型（X．25，IP）等；通話位置，即發(fā)起本次通話的位置小區(qū)代碼（Local
Area Code）；APN信息，包括APN的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)、APN的運(yùn)營商標(biāo)識(shí)；通話時(shí)間，即發(fā)起本次通話的日期、時(shí)間和持續(xù)時(shí)長；數(shù)據(jù)流量及包括上行數(shù)據(jù)流量、下行數(shù)據(jù)流量及對應(yīng)的持續(xù)時(shí)長。G-CDR記錄包含的字段與S－CDR類似，但不包含手機(jī)位置信息。

——GPRS既可采用以時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)費(fèi)，也可采用以流量為標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)費(fèi)，S－CDR和G-CDR都支持這兩種計(jì)費(fèi)方式。以時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)費(fèi)，即根據(jù)用戶上網(wǎng)時(shí)長作為計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)；以流量為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)費(fèi)，即根據(jù)用戶上網(wǎng)所下載的數(shù)據(jù)量和上傳的數(shù)據(jù)量作為計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。GPRS采用分組交換技術(shù)，意味24h實(shí)時(shí)在線，用戶可以隨時(shí)從Internet上獲取所需信息，因此以流量為計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)較符合GPRS的特性；以時(shí)間為計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)顯然限制了用戶對GPRS的使用，GPRS的優(yōu)越性得不到發(fā)揮。

——對于GPRS而言，通信過程用一次PDP上下文來描述。以手機(jī)訪問外網(wǎng)資源為例，在訪問之前必須建立PDP上下文，圍繞PDP上下文定義了許多信令消息，用于用戶與網(wǎng)絡(luò)之間協(xié)商QoS參數(shù)、動(dòng)態(tài)分配手機(jī)IP地址、選擇GGSN、分配外部的PDP合法地址、建立SGSN與GGSN之間的隧道等。一旦PDP上下文激活，數(shù)據(jù)傳送就可以進(jìn)行。PDP上下文的核心是PDP地址的占用；一次通信過程指從PDP地址分配、占用到釋放，期間SGSN可能會(huì)發(fā)生變化（手機(jī)移動(dòng)），其它參數(shù)也可能會(huì)變更（如QoS等），這通過PDP上下文更新信令來完成。對于一次PDP上下文過程，同時(shí)存在S－CDR和G-CDR，而且由于數(shù)據(jù)通信持續(xù)時(shí)間長、包含的情況復(fù)雜，因此在GPRS業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)（GSN）上一次會(huì)話會(huì)產(chǎn)生多個(gè)部分記錄（Partial
Record），描述一次PDP上下文的多個(gè)記錄需要一個(gè)標(biāo)識(shí)符號(hào)來表示它們屬于一次會(huì)話，這個(gè)標(biāo)識(shí)符號(hào)就是C-ID。C-ID在SGSN與GGSN之間建立PDP上下文的過程中確定下來，這樣保證了一次會(huì)話S－CDR與G-CDR的關(guān)聯(lián)性。GGSN與C-ID的組合在很長時(shí)間內(nèi)是唯一的。

——流量記錄是GPRS計(jì)費(fèi)的核心問題。在GPRS中，上、下行流量具備不對稱性，所以分別計(jì)費(fèi)。
GPRS支持多種QoS輪廓，其QoS體現(xiàn)在5個(gè)方面，即延時(shí)、可靠性、優(yōu)先級(jí)、平均吞吐量及峰值吞吐量，每個(gè)方面都有一些可選等級(jí)。對流量的描述采取列表的形式，按照每種QoS輪廓分別統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)量。注意不同用戶、不同業(yè)務(wù)對QoS的要求不同，而無線環(huán)境又是時(shí)變的，網(wǎng)絡(luò)能夠提供的QoS隨用戶使用情況、信道質(zhì)量因素等諸多原因而具備不確定性，因此一次會(huì)話過程中的QoS輪廓會(huì)變化，每次變化就在列表中增加一項(xiàng)。

——原始的CDR記錄在GSN中產(chǎn)生，但是GSN并不能長久保存CDR，因?yàn)镃DR產(chǎn)生的量太大，于是引入了計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)的功能，用于存放CDR并對原始CDR進(jìn)行預(yù)處理。如前所述，一次PDP上下文對應(yīng)多個(gè)部分記錄，計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)將根據(jù)GGSN與C-ID將屬于一次會(huì)話的部分記錄予以合并以形成一張完整的話單。計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)還具有話單預(yù)處理、過濾、剔除等功能，并將合并后的話單傳往計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。

——三、未來GPRS計(jì)費(fèi)面臨的問題

——在手機(jī)與Internet進(jìn)行的數(shù)據(jù)通信中，將來還可能涉及到移動(dòng)通信企業(yè)與ICP之間的費(fèi)用結(jié)算問題。G-CDR是由GGSN產(chǎn)生的話單記錄，可作為結(jié)算的依據(jù)，而目前GPRS計(jì)費(fèi)一般是以S－CDR為準(zhǔn)，主要面向手機(jī)用戶收費(fèi)。

——目前預(yù)付費(fèi)用戶（如神州行業(yè)務(wù)用戶）是一種非常有代表性的業(yè)務(wù)方向，其特點(diǎn)是實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)。不同系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)卡服務(wù)的方法不同，例如智能電話網(wǎng)（包括移動(dòng)智能網(wǎng)）的預(yù)付費(fèi)以完善的七號(hào)信令為依托，在信令中攜帶計(jì)費(fèi)信息，現(xiàn)行中國IP電話卡服務(wù)以RAS和RADIUS協(xié)議消息攜帶計(jì)費(fèi)信息，而GPRS尚未規(guī)定如何進(jìn)行實(shí)時(shí)卡用戶計(jì)費(fèi)。實(shí)際上GPRS的預(yù)付費(fèi)服務(wù)比電話預(yù)付費(fèi)實(shí)現(xiàn)難度要大許多，其中不僅有技術(shù)上的難度，也有計(jì)費(fèi)政策的因素，QoS的不確定性也增加了根據(jù)卡的余額推算出剩余多少數(shù)據(jù)量的難度。

——四、結(jié) 語

——GPRS作為從第二代移動(dòng)通信向第三代移動(dòng)通信過渡的方案，在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)上邁出了重要一步。作為一種新興業(yè)務(wù)，其計(jì)費(fèi)系統(tǒng)與通信過程控制非常緊密地結(jié)合在一起。計(jì)費(fèi)也為運(yùn)營商掌握網(wǎng)絡(luò)狀況、用戶行為分析提供了原始數(shù)據(jù)，深入理解GPRS的計(jì)費(fèi)特點(diǎn)是設(shè)計(jì)成熟計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的前提。