基于PCC架构的在线计费系统的研究和实现

摘要

IP多媒体子系统（IMS）是第三代移动通信伙伴组织（3GPP）在Release5版本标准的基础之上提出的支持IP多媒体业务的子系统。其中策略控制与计费控制一直是IMS研究中的重要部分。
　　 在R7版本中，策略控制功能（PDF）与流计费功能（FBC）进行了合并，在业务控制层和接入/承载层之间形成了策略和计费控制（PCC：Policy and Charging Control）架构，完成资源接纳控制功能，其宗旨是为用户提供差异化的服务，为用户业务流提供承载资源的保障以及基于的流计费策略。目前该架构获得了广泛地认可和接受。
　　 与此同时，随着3G时代的来临，业务种类越来越丰富，业务内容越来越新颖。更多高附加值业务的开展，使得如何建设一个有效的在线计费系统已经成为近年来各通信运营商部署试验的一个热点课题。3GPP在研究下一代移动通信网络标准的同时，也非常关注后台新业务的支撑方案，并提出了一个在线计费系统（Online ChrgingSystems，OCS）的参考性架构，对在线计费系统应该具备的基本功能模块和接口做了建议。但是这个规范只提供了一个系统性的框架结构，而对于OCS本身如何具体实现没有提出详细的要求，缺乏明确而有力的指导。
　　 因此本文的目的是基于PCC网络架构，实现一个能与网元计费触发模块进行交互的在线计费系统。文中将会给出在线计费系统的具体实现方案，包括系统模型的设计、关键的实现策略、数据模型的设计等。同时，为了模拟一个完整的在线计费系统流程，本文给出了网络侧计费触发模块的设计和实现方案，以便和OCS进行信令交互。最后，基于作者对于在线计费的研究和理解，本文还提出了一种对于在线计费流程的优化方案。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的

1.3 论文结构安排

第二章 PCC在线计费框架

2.1 PCC架构介绍

2.1.1 PCC参考架构

2.1.2 功能实体介绍

2.2 OCS框架的研究

2.2.1 OCS参考模型

2.2.2 OCS的功能实体介绍

2.2.3 OCS定义的接口

2.3 Diameter协议介绍

2.3.1 Diameter协议简介

2.3.2 Diameter信用控制协议

2.3.3 Diameter在线计费消息

2.4 计费规则说明

2.4.1 计费方式的确定

2.4.2 基于事件的计费和基于会话的计费

2.4.3 计费模式说明

2.5 在线计费场景

第三章 CTF计费触发功能的设计和实现

3.1 系统开发平台及工具

3.1.1 OSIMS核心网平台介绍

3.1.2 UCT PCF平台介绍

3.2 计费触发功能的设计

3.3 基本计费处理流程设计

3.3.1 初始请求处理

3.3.2 会话更新消息处理

3.3.3 CCA消息处理

3.3.4 收到信用重授权信息

3.3.5 收到TQT/VT定时器超时

3.3.6 流量超过VQT/VT

3.3.7 收到会话终结消息

3.4 基本数据结构

3.5 计费功能的实现

3.5.1 PCEF启动流程

3.5.2 状态机的跳转

3.5.3 计费数据检测和采集

3.5.4 CTF的部分函数接口

第四章 OCS系统的实现

4.1 系统的软件架构设计

4.1.1 通用接口处理模块

4.1.2 计费控制模块

4.1.3 计费处理模块

4.1.4 后台管理模块

4.2 计费相关数据模型设计

4.2.1 客户类

4.2.2 业务类

4.3 系统中主要模块的实现

4.3.1 通用接口处理模块

4.3.2 计费控制模块

4.3.3 计费处理模块

第五章 系统测试

5.1 测试用例说明

5.2 场景说明

5.3 测试结果

第六章 对在线计费流程的一种优化

6.1 OCS配额主动推送流程

6.2 实际应用场景

第七章 结束语

7.1 全文总结

7.2 课题前景展望

参考文献

附录

致谢

攻读硕士学位期间发表的文章