5G SA架构下的离线话单和在线消息联合排重研究.pdf

C o m m u n i c a t i o n&I n f o r m a t i o n T e c h n o l o g y N o.4.2 0 2 3通信与信息技术2 0 2 3 年第4 期(总第2 6 4 期)5 G S A 架构下的离线话单和在线消息联合排重研究李彩萍，姜文平，刘璟璟中国移动通信集团湖北有限公司业务支撑中心，湖北武汉，4 3 0 0 2 3摘 要：随着5 G 业务全面发展，用户使用5 G 业务的次数和频率越来越多，产生的5 G S A 在线消息和相应的离线话单也快速增长，提出了一种5 G S A 融合计费系统，当计费流程异常时，针对产生的离线话单实现精准排重的方法，可有效提升计费准确性。关键词：5 G S A;融合计费；离线话单；在线消息；联合排重中图分类号：T N 9 1 5.6 3文献标识码：A文章编号：1 6 7 2-0 1 6 4(2 0 2 3)0 4-0 0 4 6-0 41 概述异常离线话单在线话单5 G 在广泛地影响着人们的生活，包括虚拟现实、物联网、无人驾驶、云端游戏、工业、医疗等各个方面。中国通信运营商作为5 G 的牵头者，在全球范围率先启动网络标准化研究，主导推进了5 G 网络需求和架构、5 G 行业专网等多个技术方向的标准化工作，发布了“5 G 之花”5 G 标准的基本需求构架，是I M T-2 0 2 0(5 G)技术和标准体系的主要倡导者和建设者，有力推动了5 G 及未来网络标准体系的构建。5 G S A 网络作为独立组网的5 G 网络，具有速率更快、覆盖更优、功能更强的巨大优势，可以有效支持5 G 全部应用场景，是5 G 网络的演进方向和目标架构。5 G S A 融合计费系统作为5 G S A 网络应用中的关键环节，在应用过程中存在一个难点，当R e s t f u l 消息异常情况，C H F(网管侧计费功能网元)会进行请求消息的重发，如果重发失败，C H F 会将请求消息独立保存到单独的话单，话单中记录了对应消息的信息。对于消息重发场景下需要对消息进行排重，避免重复计费。对于转离线时C H F 生成的话单文件，需要对话单和5 G融合计费已经处理的消息进行联合排重，但由于在线话单的切单规则和离线话单的切单规则不一定相同，因此无法准确地识别出哪些异常离线话单需要计费，哪些异常离线话单不需要计费。业界现有方案是在处理异常离线话单时，通过r e d i s 或者数据库进行话单存储，然后利用关键字进行排重，能匹配到对应的在线话单则对该条异常离线话单做不计费处理，否则做计费处理 2 ,现有技术的排重处理流程如图1:关键字排重不重基-需要计费的话单不需要计费的话单图1 排重处理流程图从图1 中可以看出，现有的排重方式比较单一粗略，依赖于异常离线话单和在线话单的拆单规则要完全相同，显然在实际业务处理过程中无法保证两边的拆单规则完全相同，因此会存在一定的误差。为此研究了5 G S A 架构下的一种精准计费方法，一种基于布隆过滤器+R e d i s H a s h+H b a s e 的5 GS A 在线消息和异常离线话单联合排重的处理方法。2 5 G S A 融合网络系统和5 G S A 融合计费系统2.1 5 G S A 融合网络系统湖北移动拥有超过3 0 0 0 万用户，其中5 G S A 的用户数已经超过1 0 0 0 万。湖北移动作为融合系统建设成果展示和方案可行性的先行者之一，实现了在原有的两套网络系统基础上，建设融合U P F、融合C H F 等融合网络和计费模块，实现用户使用任何类型终端上网，都可以接入到5 G S A 融合网络系统中。在5 G S A 融合网络系统中，用户上网时的在线消息流向收稿日期：2 0 2 2 年1 0 月1 8 日；修回日期：2 0 2 3 年6 月5 日4 6行业观察5 G S A 架构下的离线话单和在线消息联合排重研究大区)基地值息意S A 核心民需试线户书财u5 0 4 控国虚拟量电供云确件团源意南京S A 无线/传输调试线信中心用教ME N U M(H W)I M sS B C虚拟是电生云件省中心试验城市(广州)EK计试验城市(苏州)E P C四计目证盖试验城市(上海)E R C 匠计颜备试验城市(武汉)EC计目设备试础城市(标)I M S 控古机属电信云件流考池地市或边缘T X工屋工型汇型汇屋握入雄入撞入操入虚入4 0 5 0 54 0 0 然4 0 5 0 2 50 s 04 0 3 0 1图3 5 G S A 融合网络图和离线话单。5 G S A 融合计费系统处理的是基于h t t p 2 协议，生成的j s o n 格式的在线消息和二进制的离话单文件B 3。4 G计费系统处理的是基于d i m a t e r 协议，生成的d c c 格式的消息和二进制的离线话单文件。基于融合网络和融合计费系统，用户上网时无论是通过什么网络类型接入，都会采用5 G S A融合计费系统来计费4,当所有用户都切换到融合计费系统后，4 G 计费系统整体下线，将资源整合到5 G S A 融合计费系统中来，提升5 G S A 融合计费系统的可靠性，同时降低系统运行成本。N 5 5 FN E FN R FP C FU D MA Fr a ieoN u nN mnN o de 6A M FS MC H FB O 5 SdMU E风A Ns 3-U P F-D N图2 5 G S A 融合网络结构图为：首先通过接入层创建上网会话信息，经过汇聚层将会话消息传递到大区C H F 模块，C H F 模块将消息传递到各省的O C S(在线计费系统)系统；用户上网时的离线话单流向为：首先通过接入层创建上网会话信息，经过汇聚层将会话消息传递到大区C H F 模块，C H F 模块生成离线话单放到指定目录下，由各省话单采集系统到指定主机指定目录下获取文件。以湖北移动为例现网5 G S A 融合网络结构图如图2 所示，5 GS A 融合网络图如图3 所示。2.3 5 G S A 融合计费系统的离线话单和在线消息的联合排重针对5 G S A 融合计费系统，存在两种情况需要对异常离线话单和对应的在线消息进行联合排重，见图5、图6:异常场量一：C F 接收响皮沟息异常重发机制算常场量二：0 形理存血发机制C 收销南消息所常活深息报时，发后活路物，生现异常单s i sB O 5 SO mS M2.2 5 G S A 融合计费系统现有计费系统到5 G S A 融合计费系统演进，如图4 所示，当前计费系统有两套，一套是处理5 G S A 网络下的在线消息和离线话单，一套是处理4 G S A 网络下的在线消息S M F分：补收图5 C H F 接收响应消息异常图图6 C H F 缓存重发机制计费现状在燃场N h h e g5 0 S A 用户5 0 基站独入5 G沈+文中5 0 5 A A P49在2 2 4 0 4 站DG费2 3 4 6 用户4 G 心钢说入贞计活平文件2/3/4/5 G 担合计费融合目标5 0 5 A 用户5 0 5 A 户四8 4 42 3 4 G 用户S 0 基站酸入4 0 基站独入2 3 4 6 5 站入5 G 心网(举力立5.中南Nd活在姚惯离始计费图4 5 G S A 融合计费系统4 7通信与信息技术2 0 2 3 年第4 期(总第2 6 4 期)5 0 在域G P R S 业务5 G 商线活单分练5 G 温游离继话单分答C C S S R VYNr a t i n g i n d i c a t o r oYc h a g i n g l n o r m a t o n i n 2.N走现网适单处理及数F C L C C 字税记量1 2损辅量调用排重模块2 0h b a s er e d s5 G 消息非量D D EF C L C C=1 2YN分流到D D E 排黑队列走规网运单处遇及数燕车排量X Y _ R A T E _ D O E _ x X X _ x x Xa v e n t _ m/需用排重模块2 1注量查间5 0 南线达单排量是否重单YN打错误正第话单图例：数据车排重结果分流8 1 0 0分拣计费处理图7 排重业务处理流程图联合排重处理流程图如图7 所示。(3)排重键值设置首先在线计费过程中o c s 将c h f 发送过来的每个消息键值信息都保存到r e d i s 中，如果在保存过程中发现已存在相同的键值数据，则将当前消息判定为重复消息，不再计费，否则正常计费 5;在离线话单处理过程中，针对在线异常时产生的首条异常离线话单，调用D D E 联合排重模块，使用和在线消息相同的键值信息去r e d i s 或者h b a s e 中查询，如果能查询到，则将当前话单判定为重复话单，不再计费，否则正常计费，同时会记录下离线话单原有的排重键值，用于离线话单和离线话单之间的排重。5 G s a 的g p r s 排重键值设置为h r e g i o n、s t a r t t i m e、g g s n、t e l n u m,r e c o r d s e q、s e r v i c e c o d e、c h a r g i n g i d 等组成。融合计费服务在排重模块中调用根据请求消息对应的话单生成消息排重键值，并且为了支持调用排重服务异常情况下的重试，需要生成当前发送消息的源标识，对应排重接口中的s o u r c e _ i d,调用排重服务进行消息排重：使用主s e s s i o n 计费事件传递给排重模块，生成排重键值。排重键值选用c h a r g i n g d a t a r e f t i n v o c a t i o n s e q u e n c e n u m b e r,对应离线话单C h a r g i n g S e s s i o n I d e n t i f i e r +R e c o r d S e q u e n c e N u m b e r。在线业务时间取消息的t r i g g e r t i m e s t a m p,离线业务时间取t r i g g e r t i m e s t a m p。具体过程如下：(1)排重服务用布隆过滤器+r e d i s 哈希表进行键值存储使用布隆过滤器完成排重的方案使用三层存储：对排重键值进行布隆过滤器h a s h 处理；将h a s h 计算出的h a s h 值保存到布隆过滤器b i t m a p 中的对应位；排重键值保存到R e d i sh a s h 表，并在键值中记录来源唯一标识；热点外的排重键值保存到H b a s e。(4)排重服务统计模块排重服务统计模块统计每个h a s h 键值对应处理的话单数，统计首次在r e d i s 中进行排重成功的数量，打印首次l u a判断成功数量；统计排重后识别为重单的数量；统计布隆过滤器判断为重单，但是根据键值排重后非重单误判率。(2)增加两个热点范围控制2.4 融合计费系统样例数据布隆过滤器的热点数据范围一个月，即3 1 天(可保证当月内计费正常);布隆过滤器热点数据范围必须大于r e d i sh a s h 表热点数据范围；r e d i s h a s h 热点数据范围设置为小时级。将联合排重应用于一个地市一个月后，进行排重效果确认，确认同一个号码的同一s e s s i o n i d 在线和离线话单中没有重复的序号，且在h b a s e 中没有离线键值，有在线键值，排4 8行业观察5 G S A 架构下的离线话单和在线消息联合排重研究重1 0 0?确。(1)小组以s e s s i o n i d 和t e l n u m 为条件，在清单库看在线和离线序号有没有相同的话单，F C I _ C C=1 2 的为联合排重后确认非重单，需计费的离线话单。(2)在h b a s e 核查没有序号6 9,只有清单库中离线话单生成的几条r e c o r d s e q=6 9 数据，说明本次排重无问题，离线话单的r e c o r d s e q 序号不会被h b a s e 提取。h b a s e 登录系统，根据s e s s i o n 导出h b a s e 里面的数据：e c h o s c a nN N S _ D D E:2 0 2 2 1 2 0 7 _ 0 0 0 0 _ 0 0 7 1 N ,F I L T E R=R o w F i l t e r(=,s u b s t r i n g:6 1 c d f c 5 9-4 a 2 f-2 0 3 3-9 f 5 8-1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 5 1 5 4 5 6 1 4 0 )|h b a s e s h e l l 1 8 7*7 2.l o g-根据键值升序查看日志，确认无6 9 序号的排重键值。s o r t-t -k 4-n 1 8 7*7 2.1 0 g参考文献 1 周婷.中国移动打造5 G 高质量发展“中国模式”E B/O L .(2 0 2 2-0 6-1 6)2 0 2 2 1 2-2 0 .h t t p s:/b a i j i a h a o.b a i d u.c o m/s?i d=1 7 3 4 8 8 0 0 2 6 7 1 7 8 3 8 5 4 6&w f r=s p i d e r&f o r=p c.2 任仲涛，牛军，张亚威，赵长真.电信行业计费系统分布式排重的研究 J .电信技术，2 0 1 9,(1 1):2 5-2 8.3 闫辉，徐启，刘建功，许琦.5 G 网络独立组网中融合计费方案的研究 J .通信电源技术，2 0 2 2,(1 0);2 9-3 1.4 齐磊，顾慧琼，祝好，陈旭.5 G 融合计费系统架构及关键技术 J .电信科学，2 0 2 1,(6):1 6 0-1 6 6.5 姜文平，许志恒，郭畅，李彩萍，渠创.话单信息重复判断方法及装置：C N 2 0 2 0 1 0 9 2 8 2 8 2.7 P .2 0 2 2-0 3-0 8.3 结语采用部分地市进行融合计费系统联合排重后，确认该排重方法可有效解决5 G S A 建设过程中的排重瓶颈点，排重后计费准确率1 0 0 需要计费的首条异常话单占该功能未上线前不计费话单比例约3 5 实现了计费的精准高效和话单的颗粒归仓。未来随着全国大规模开启5 G S A 融合网络系统和5 G S A 融合计费系统建设，系统相关难点的突破，5 G 将为千万人民和千行百业提供了高速、移动、安全、泛在的连接服务，成为产业转型升级的加速器、社会信息流动的主动脉、数字社会建设的新基石。作者简介李彩萍(1 9 8 4-),女，硕士、高级通信工程师，主要研究方向：移动信息系统B O S S 系统和C R M 系统建设，软件架构设计，5 G 计费等方面的研究。姜文平(1 9 7 1-),男，硕士、高级通信工程师，主要研究方向：软件开发及管理、D e v O p s、5 G 计费及开通、电信业务支撑等方面的研究。刘璟璟(1 9 8 3-),女，硕士、通信工程师，从事渠道运营管理、网格化运营项目管理方面的工作。R e s e a r c h o n t h e j o i n t d u p l i c a t i o n o f o f f l i n e C D R a n d o n l i n e m e s s a g e u n d e r 5 GS A a r c h i t e c t u r eL I C a i p i n g,J I A N G W e n p i n g,L I U J i n g j i n gB u s i n e s s S u p p o r t C e n t e r;C h i n a M o b i l e C o m m u n i c a t i o n G r o u p H u b e i C o.,L t d,W u h a n 4 3 0 0 2 3,C h i n aA b s t r a c t:W i t h t h e c o m p r e h e n s i v e d e v e l o p m e n t o f 5 G s e r v i c e s,u s e r s a r e u s i n g m o r e a n d m o r e 5 G s e r v i c e s,a n d t h e n u m b e r o f5 G S A o n l i n e m e s s a g e s a n d c o r r e s p o n d i n g o f f l i n e C D R S a r e i n c r e a s i n g r a p i d l y.T h i s p a p e r p r o p o s e s a 5 G S A c o n v e r g e d c h a r g i n gs y s t e m.W h e n t h e c h a r g i n g p r o c e s s i s a b n o r m a l,i t c a n r e a l i z e a c c u r a t e r e a r r a n g e m e n t f o r t h e g e n e r a t e d o f f l i n e C D R S,w h i c h c a ne f f e c t i v e l y i m p r o v e t h e b i l l i n g a c c u r a c y.K e y w o r d s:5 G S A,C o n v e r g e d b i l l i n g,O f f l i n e C D R,O n l i n e m e s s a g e,C o m b i n e d4 9