CN1599303A - Cdma智能网用户包交换数据业务的网络结构及其计费方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种CDMA智能网用户包交换数据业务的网络结构及其计费方法。由于CDMA移动交换机使用了3G1x的包交换数据业务后，业务的计费跳过了移动交换中心(MSC)呼叫控制层，因此计费任务只有通过包控制功能实体(PCF)来完成。而目前的PCF实行的是流量计费和事后计费原则，这种非实时的事后计费方式并不适用智能网预付费用户。因此，本发明提出一种新的包交换数据业务网络结构及其计费方法，在包控制功能实体(PCF)与智能网业务控制点(SCP)之间引入计费用接口(PCF－SCP)，该计费用接口至少在PCF和SCP之间传递三个消息，从而实现对包交换数据业务进行实时或者定期计费。

Description

CDMA智能网用户包交换数据业务的网络结构及其计费方法
                                技术领域
本发明涉及CDMA的3G1x包交换数据业务，尤其涉及包交换数据业务的网络结构及其计费方法。
                                背景技术
包交换数据业务是3GPP2中一个极为重要的业务，它可以使用户获得在移动中访问网络等先进的通讯功能。这种业务的数据交换通道并没有通过移动交换中心Mobile SwitchCenter(MSC)和智能网业务控制点Service Control Point(SCP)，突破了传统交换机只能支持64K时隙交换的瓶颈。在数据包交换业务中，数据传递将绕开交换中心，手机Mobile Station(MS)通过基站控制中心Base Station Center(BSC)与包控制功能实体Packet ControlFunction(PCF)，最后直接与包交换数据服务网络Packet Data Service Network(PDSN)进行数据交换。移动交换中心(MSC)和智能网业务控制点(SCP)均只承担着鉴权的作用，也就是说MSC和SCP仅起到检查用户是否允许使用数据业务，账号中的余额是否允许继续呼叫等功能，而数据业务的数据流则是通过手机<->BSC<->PCF<->PDSN这条路径来完成。
CDMA移动交换机使用了3G1x的包交换数据业务后，业务的计费跳过了移动交换中心(MSC)呼叫控制层，因此计费任务只有通过包控制功能实体(PCF)来完成。而目前的PCF实行的是流量计费和事后计费原则，这种非实时的事后计费方式可以适用普通的CDMA用户，但是并不适用智能网预付费用户。因为，智能网预付费用户的金额存放在智能网业务控制点(SCP)上，PCF无法对余额进行实时扣除。所以说，目前的包交换数据业务网络结构并不适用于预付费用户的计费，否则就极有可能造成帐户欠费而使运营商和最终用户造成损失。然而，智能网业务和数据业务恰恰又是CDMA具有市场竞争力的增长点，两者由于计费不能很好的融合将给CDMA数据业务拓展带来阻碍。
                                发明内容
为了解决智能网预付费用户使用包交换数据业务时无法实时计费的问题，本发明提出一种新的包交换数据业务的网络结构及其方法，使得CDMA智能网用户(包括普通用户和预付费用户)均可使用包交换数据业务，并且进行准确计费。
本发明是这样实现的，一种CDMA智能网用户包交换数据业务的网络结构，包括，移动交换中心(MSC)和智能网业务控制点(SCP)，该两个模块承担对用户的鉴权；基站控制中心(BSC)、包控制功能实体(PCF)和包交换数据服务网络(PDSN)，手机通过该三个模块进行数据交换。在包控制功能实体(PCF)与智能网业务控制点(SCP)之间引入计费用接口(PCF-SCP)。该计费用接口定义为基于应用层协议的协议栈，PCF与SCP具有相同对等的协议栈来支持它们之间进行消息传递，实现对包交换数据业务进行实时或者定期计费。
该计费用接口至少包含传递三个消息进行计费，所述三条消息分别为包控制功能实体(PCF)向智能网业务控制点(SCP)发起的连接(Connect)消息，SCP向PCF送回的连接返回结果(Connect Return Result)，以及PCF向SCP发起的断开(Disconnect)消息。
如上所说的网络结构中，利用计费用接口对包交换数据业务进行计费的方法，包括如下具体步骤：
a.当包控制功能实体(PCF)确认数据业务已经接续成功后，应通过该计费用接口向智能网业务控制点(SCP)发送连接(Connect)消息，以正式通知SCP连接事件；
b.智能网业务控制点(SCP)通过该计费用接口回送连接返回结果(Connect ReturnResult)消息，并把预付费用户可以使用的存款余额包含在该应答消息中一并发送给包控制功能实体(PCF)；如果为非预付费智能网用户，SCP则不向PCF送余额，而送回默认值。
c.包控制功能实体(PCF)根据存款余额信息来进行呼叫控制；
d.手机与包交换数据业务网络建立连接；
e.手机与包交换数据服务网络(PDSN)进行数据交换；
f.当数据业务传递结束后，手机侧发起释放消息；
g.基站控制中心(BSC)通知移动交换中心(MSC)释放；
h.基站控制中心(BSC)通知包控制功能实体(PCF)释放；
i.包控制功能实体(PCF)通过该计费用接口主动发起断开(Disconnect)消息给智能网业务控制点(SCP)，并把使用的金额情况和断开原因送给SCP，SCP进行实时扣款。如果为非预付费智能网用户，PCF把非预付费用户使用的金额情况和断开原因送给SCP，SCP进行记录并按规定时间定期给用户开出账单。
其中，在上述步骤c中包控制功能实体(PCF)根据存款额信息来进行呼叫控制进一步包括如下步骤：
I.包控制功能实体(PCF)时时监测用户存款余额的情况，当PCF检测到余额不足时，则不再进行上述步骤d-i，PCF直接向基站控制中心(BSC)侧发起释放消息；
II.基站控制中心(BSC)通知手机释放；
III.基站控制中心(BSC)通知移动交换中心(MSC)释放；
IV.包控制功能实体(PCF)主动向智能网业务控制点(SCP)发起断开(Disconnect)消息，并将用户使用金额和释放原因一并发送给SCP。
本发明提出了一个新的计费用接口(PCF-SCP)，该接口的定义可以使包交换数据网络结构更为完整，以覆盖将来更为复杂的业务需要。利用该接口解决了智能网用户的计费问题，使全部CDMA用户都支持包交换数据业务，为数据业务能够进一步普及打下技术基础。同时，该接口的建立可以使消息流程和网络模型更为完整，并可以从该接口的扩展定义中覆盖将来有可能衍生出的新业务功能。
                           附图说明
图1所示的是CDMA智能网用户包交换数据业务的网络结构模型；
图2所示的是PCF-SCP计费用接口的协议栈模型；
图3所示的是PCF-SCP计费用接口的消息定义流程；
图4所示的是新增接口后CDMA智能网用户进行包交换数据业务的呼叫及计费流程；
图5所示的是余额不足时PCF主动释放包交换数据业务的流程。
                           具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，CDMA智能网用户包交换数据业务的网络结构包括，移动交换中心(MSC)11和智能网业务控制点(SCP)12，该两个模块承担对用户的鉴权；基站控制中心(BSC)13、包控制功能实体(PCF)14和包交换数据服务网络(PDSN)15，手机通过该三个模块进行数据交换。在PCF14与SCP12之间引入计费用接口16(PCF-SCP)。
如图2所示，在本实施例中，该计费用接口16可以被定义为基于MAP(移动应用部分，Mobile Application Part)21为应用层协议的协议栈。这个应用层协议的选择不是唯一的，只是为了更好地说明接口的实施性，当然我们也可以选用其它应用层协议，比如TCP/IP协议或者7号信令等等。选用该协议栈的目的是为了尽可能保持与目前CDMA使用的协议一致，包控制功能实体(PCF)与智能网业务控制点(SCP)具有相同对等的协议栈来支持它们之间进行消息传递，以满足消息发送和接收。
从图2我们也可以看出，PCF和SCP协议栈依次包括MTP(消息传递部分，Message TransferPart)层24，SCCP(信号连接控制部分，Signalling Connection Control Part)层23以及TCAP(处理容量应用层，Transaction Capabilities Application Part)22。对于PCF和SCP来说，基本只须进行应用层的消息解包和封包工作。
该计费用接口16至少包含传递三个消息进行计费，具体消息流向如图3所示，该三条消息分别为包控制功能实体(PCF)向智能网业务控制点(SCP)发起的连接(Connect)消息，该消息属于询问许可(Query With Permission)消息类型，简写为Q+P。SCP向PCF送回的连接返回结果(Connect Return Result)消息，该消息属于连接响应(Response)消息类型，简写为RES。以及PCF向SCP发起的断开(Disconnect)消息，该消息属于单向(Unidirectional)消息类型，简写为UNI。
我们根据MAP协议对参数进行定义，值得一提的是，这种定义并不是唯一的，但是需要注意新消息和新参数定义不要与已有的扩展规范冲突。所有消息和参数的定义可参照TIA/EIA-41-D规范，本实施例中对消息和参数进行了如下定义。
A：消息定义部分
1.下述图表为新消息：连接(Connect)消息参数的定义
连接消息参数(CONNECT INVOKE Parameters)                       定时(Timer)：15秒
项目(Field) 值(Value)     类型(Type)   参考(Reference)
标识(Identifier) 设定(SET)     必须(M)   参考值＝100
长度(Length) 变长(Vatiable Octers)     必须(M)
内容(Contents)
            移动用户号码(MDN)     必须(M)   参见6.5.2.80
参数说明：
移动用户号码(MDN)：表明计费针对的用户
2.下述图表为新消息：连接返回结果(Connect Return Result)消息参数的定义
连接返回结果消息参数(CONNECT RETURN RESULT Parameters)
项目(Field) 值(Value)   类型(Type)   参考(Reference)
标识(Identifier) 设定(SET)   必须(M)   参考值＝101
长度(Length) 变长(Vatiable Octers)   必须(M)
内容(Contents)
移动用户号码(MDN)   必须(M)   参见6.5.2.80
余额数字(BalanceNumber)   必须(M)   需新定义
参数说明：
移动用户号码(MDN)：用户号码，表明计费针对的用户
余额数字(Balance Number)：余额，其定义为六个数字，前4位为小数点前面的数字，后两位为小数点后面的数字。以元为单位。
3.下述图表为新消息：断开(Disconnect)消息参数的定义
连接断开消息参数(DISCONNECT INVOKE Parameters)                定时(Timer)：无
项目(Field) 值(Value)   类型(Type)     参考(Reference)
标识(Identifier) 设定(SET)   必须(M)     参考值＝102
长度(Length) 变长(Vatiable Octers)   必须(M)
内容(Contents)
移动用户号码(MDN)   必须(M)     参见6.5.2.80
使用金额数字(BillNumber)   必须(M)     需新定义
释放原因(ReleaseCause)   必须(M)     参见6.5.2.el
参数说明：
移动用户号码(MDN)：用户号码，表明计费针对的用户
使用金额数字(BillNumber)：表示消费的金额，其定义为六个数字，前4位为小数点前面的数字，后两位为小数点后面的数字，以元为单位。
释放原因(ReleaseCause)：呼叫释放原因。
B：参数定义部分
移动用户参数(MDN)和释放原因(Release Cause)这两个参数在IS826规范中已经定义，为了方便理解，我们仍然将其定义也写在了“参数定义部分”。
1.下述图表为移动用户参数(MDN)定义：
项目(Field) 值(Value)   类型(Type)   参考(Reference)
标识(Identifier) 移动用户号码(MDN)   必须(M)   参考6.5.1.2
长度(Length) 变长(Vatiable Octers)   必须(M)   参考6.5.1.2
内容(Contents)
8比特 7比特 6比特 5比特 4比特 3比特 2比特 1比特 字节(octet)
                     数字类型(Type of d gits) 第1字节
                    数值属性(Nature of number) 第2字节
    编码计划(Numbering Plan)     编码(Encoding) 第3字节
                     数字位数(Number of Digits) 第4字节
    第2个BCD码     第1个BCD码 第5字节
    第4个BCD码     第3个BCD码 第6字节
    ……     …… ……
    第n个BCD码     第n-1个BCD码 第m字节
2.下述图表为释放原因参数(Release Cause)的定义：
项目(Field)   值(Value) 类型(Type)   参考(Reference)
标识(Identifier)   释放原因(ReleaseCause) 必须(M)   参考6.5.1.2
长度(Length)   1 必须(M)   参考6.5.1.2
内容(Contents)
8比特 7比特 6比特 5比特 4比特 3比特 2比特 1比特 字节(octet)
                      释放原因(Release Cause) 第1字节
该值为1：表明主叫主动挂机，呼叫释放
该值为2：表明被叫挂机，指由PCF发起的断线释放，一般由金额不足引起。
3.下述图表为新增参数，余额数字(BalanceNumber)的具体定义：
项目(Field) 值(Value) 类型(Type) 参考(Reference)
标识(Identifier) 余额数字(Balance Number) 必须(M) 参考值＝9FFF35
长度(Length) 3 必须(M)
内容(Contents)
8比特 7比特 6比特 5比特 4比特 3比特 2比特 1比特 字节(octet)
             第2个BCD码            第1个BCD码 第1字节
             第4个BCD码            第3个BCD码 第2字节
             第6个BCD码            第5个BCD码 第3字节
4.下述图表为新增参数，使用金额数字(BillNumber)的具体定义：
项目(Field) 值(Value) 类型(Type) 参考(Reference)
标识(Identifier) 使用金额数字(BillNumber) 必须(M) 参考值＝9FFF36
长度(Length) 3 必须(M)
内容(Contents)
8比特 7比特 6比特 5比特 4比特 3比特 2比特 1比特 字节(octet)
          第2个BCD码            第1个BCD码 第1字节
          第4个BCD码            第3个BCD码 第2字节
          第6个BCD码            第5个BCD码 第3字节
定义好了接口的消息和参数，就可以利用该PCF-SCP计费用接口进行包交换数据业务的计费了，如图4所示的是新增接口后CDMA智能网用户进行包交换数据业务的呼叫及计费流程。其具体流程为：
(1)Origination：手机(MS)发起请求。
(2)BS ACK Order：基站控制中心(BSC)收到请求后应答。
(3)CM Service Request：基站控制中心(BSC)向移动交换中心(MSC)发起请求。
(4)ORREQ：移动交换中心(MSC)进行必要检查后发起始呼请求。
(5)orreq：智能网业务控制点(SCP)对请求进行应答。
(6)anlyzd：移动交换中心(MSC)要求智能网业务控制点(SCP)进行业务检查分析。
(7)anlyzd：如果智能网业务控制点(SCP)检查后认为用户具有包交换数据业务功能，则允许继续呼叫。
(8)Assignment Req(SCP Address)：移动交换中心(MSC)发起空中信道分配请求，将智能网业务控制点(SCP)地址从MSC发送给基站控制中心(BSC)，并通过BSC把该信息通知包控制功能实体(PCF)。
(9)Setup：基站控制中心(BSC)与包控制功能实体(PCF)之间建立A8，A9的信令和业务通道连接。
(10)A10/A11 Connect Procedure：包控制功能实体(PCF)和包交换数据服务网络(PDSN)建立A10和A11信令业务通道连接。
(11)Connect：基站控制中心(BSC)与包控制功能实体(PCF)之间建立连接的确认消息。
(12)Assignment Complete：基站控制中心(BSC)通知移动交换中心(MSC)连接结束，移动交换退出呼叫控制层。
(13)Connect：当包控制功能实体(PCF)确认数据业务已经接续成功后，应通过计费用接口向智能网业务控制点(SCP)发送连接(Connect)消息，以正式通知SCP连接事件。
(14)Connect Return Result：智能网业务控制点(SCP)通过计费用接口回送连接返回结果(Connect Return Result)消息，并把该用户可以使用的余额包含在该应答消息中发送给包控制功能实体(PCF)，如果为非预付费智能网用户，则不送余额，或送默认值。这样，PCF就可以根据存款额信息来进行呼叫控制。
(15)Establish Connect：手机与包交换数据服务网络(PDSN)建立连接。
(16)Transmitting Packet Data：手机与包交换数据服务网络(PDSN)进行数据交换。
当手机主动发起释放请求时：
(17)RLS：当数据业务传递结束后，手机(MS)侧发起释放消息。
(18)RLS：基站控制中心(BSC)通知移动交换中心(MSC)释放。
(19)RLS：基站控制中心(BSC)通知包控制功能实体(PCF)释放。
(20)Disconnect：包控制功能实体(PCF)应通过计费用接口主动发起断开(Disconnect)消息给智能网业务控制点(SCP)，并把使用的金额情况和断开原因送给SCP，使得SCP能够实时扣款。
图5是包控制功能实体(PCF)检测到用户余额不足的情况下主动发起的释放情况，前面的连接和计费过程，即消息(1)-消息(16)的步骤与图4一致。
(17)RLS：当余额不足时，包控制功能实体(PCF)可以首先发现该情况，并向基站控制中心(BSC)侧发起释放消息
(18)RLS：基站控制中心(BSC)通知手机(MS)释放
(19)RLS：基站控制中心(BSC)通知移动交换中心(MSC)释放
(20)Disconnect：包控制功能实体(PCF)主动通过计费用接口向智能网业务控制点(SCP)发起断开(Disconnect)消息，其中应包括使用金额和释放原因。
从上面我们可以看到，利用新增的计费用接口很好的解决了智能网用户使用包交换数据业务的计费问题。我们也可以理解，此处显示和描述的实施例是起到举例说明本发明原理的作用，本技术领域的专业人员可以在不脱离本发明的范围和精神的前提下，对实施例进行各种修改，这种修改均属于本发明的范围内。

Claims (7)

1、一种CDMA智能网用户包交换数据业务的网络结构，所述结构包括
移动交换中心(Mobile Switch Center)和智能网业务控制点(Service Control Point)，该两个模块承担对用户的鉴权；
基站控制中心(Base Station Center)、包控制功能实体(Packet Control Function)和包交换数据服务网络(Packet Data Service Network)，手机通过该三个模块进行数据交换；
其特征在于，在包控制功能实体(PCF)与智能网业务控制点(SCP)之间引入计费用接口(PCF-SCP)。
2、如权利要求1所述的网络结构，其特征在于，所述计费用接口传递至少三条消息进行计费，所述三条消息分别为包控制功能实体(PCF)向智能网业务控制点(SCP)发起的连接(Connect)消息，SCP向PCF送回的连接返回结果(Connect Return Result)消息，以及PCF向SCP发起的断开(Disconnect)消息。
3、如权利要求1所述的网络结构，其特征在于，所述计费用接口定义为基于应用层协议的协议栈，所述包控制功能实体(PCF)与智能网业务控制点(SCP)具有相同对等的协议栈来支持它们之间进行消息传递，实现对包交换数据业务进行实时或者定期计费。
4、一种权利要求1-3任一所述结构中的计费方法，所述结构包含计费用接口，其特征在于，利用所述计费用接口对包交换数据业务进行计费的方法，包括如下具体步骤：
a.当包控制功能实体(PCF)确认数据业务已经接续成功后，应通过所述计费用接口向智能网业务控制点(SCP)发送连接(Connect)消息，以正式通知SCP连接事件；
b.智能网业务控制点(SCP)通过所述费用用接口回送连接返回结果(Connect ReturnResult)消息，并把预付费用户可以使用的存款余额包含在该应答消息中一并发送给包控制功能实体(PCF)；
c.包控制功能实体(PCF)根据存款余额信息来进行呼叫控制；
d.手机与包交换数据服务网络建立连接；
e.手机与包交换数据服务网络(PDSN)进行数据交换；
f.当数据业务传递结束后，手机侧发起释放消息；
g.基站控制中心(BSC)通知移动交换中心(MSC)释放；
h.基站控制中心(BSC)通知包控制功能实体(PCF)释放；
i.包控制功能实体(PCF)通过所述计费用接口主动发起断开(Disconnect)消息给智能网业务控制点(SCP)，并把使用的金额情况和断开原因送给SCP，SCP进行实时扣款。
5、如权利要求4所述的计费方法，其特征在于，在步骤c中包控制功能实体(PCF)根据存款额信息来进行呼叫控制进一步包括如下步骤：
i.包控制功能实体(PCF)实时监测用户存款余额的情况，当PCF检测到余额不足时，则不再进行权利要求4中所述步骤d-i，PCF直接向基站控制中心(BSC)侧发起释放消息；
ii.基站控制中心(BSC)通知手机释放；
iii.基站控制中心(BSC)通知移动交换中心(MSC)释放；
iv.包控制功能实体(PCF)主动向智能网业务控制点(SCP)发起断开(Disconnect)消息，并将用户使用金额和释放原因一并发送给SCP。
6、如权利要求4所述的计费方法，其特征在于，在步骤b中，如果为非预付费智能网用户，智能网业务控制点(SCP)则不向包控制功能实体(PCF)送余额，而送回默认值。
7、如权利要求4所述的计费方法，其特征在于，在步骤i中，如果为非预付费智能网用户，包控制功能实体(PCF)把非预付费用户使用的金额情况和断开原因送给智能网业务控制点(SCP)，SCP进行记录并按规定时间定期给用户开出账单。
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