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移动智能网共享账户系统的设计与实现 摘要 智能网( i n ，i n t e l l i g e n tn e t w o r k ) 是在原有通信网的基础上，为 了快速方便地提供新业务而设置的一层叠加网络。c a m e l ic u s t o m i z e da p p l i c a t i o n sf o rm o b i l en e t w o r ke n h a n c e dl o g i c ，移动网 络增强逻辑的客户化应用) 是e t s i 制定的g s m 移动智能网标准， 为g s m 移动运营商提供了灵活而强大的业务提供能力。国内已经建 成了世界上规模最大的g s m 移动智能网，在c a m e l 业务环境下， 各种移动智能网业务不断推出，丰富的业务属性极大地方便了移动用 户的使用，智能网在事实上已经成为核心网络的重要组成部分。 在移动增值业务网络中，计费是一个重要的技术环节，也是一种 基本的网络能力。当前移动增值业务网络的计费方式分为实时计费和 非实时计费两种，其中实时计费方式可以有效地防止恶意欠费和消费 欺诈，因此受到运营商的推崇，发展迅速。实时计费同时也是移动智 能网提供的重要功能之一。随着移动增值业务网络的发展，新的移动 数据和语音业务大量涌现，多业务并发共享账户成为业务提供和实时 计费的重要特征。然而当前移动智能网的传统实时计费模型和机制不 支持这种计费特征，一个账户上仅能同时运行一个业务实例，极大地 限制了广大的实时计费用户对新业务的使用，多业务并发共享账户实 时计费成为当前移动智能网中一个亟待解决的问题。本文针对此问题 进行了研究，提出了一个基于c a m e l 3 系统的解决方案，在此基础 上进行了智能网共享账户系统的设计与实现。 本文首先概述了智能网的原理和g s m 移动智能网的基本特点， 作为本论文后续研究阐述的理论基础和参照点。第二部分介绍了多业 务并发共享账户实时计费的概念，说明了现有移动智能网系统支持共 享账户实时计费的情况，作为背景说明，对s c p 的软件结构、已有 c a m e l 3s c p 系统和该系统中共享账户实时计费的实现策略、基于 通用消息的s c p 结构进行简要介绍。在此基础上，通过分析已有 c a m e l 3s c p 系统中共享账户实时计费实现方式的局限和弊端，结 合对c a m e l 3 中业务计费方式的研究和基于通用消息的s c p 结构的 特点，明确了在向通用消息移植过程中实现共享账户系统的解决方 案，并对方案中关键部分进行了详细的分析和设计，包括s c f 中s i b 的改造和计费进程的实现。接下来提出了在目前已实现的共享账户系 统还需要深入研究的几个问题并进行简单的讨论，对这些问题的解决 也是进行系统优化的下一步目标。论文的最后介绍了p a r l a y o s a 体 系结构中的计费业务能力特征，并对照现有智能网共享账户系统的具 体实现方式，对共享账户系统向下一代网络中的计费业务能力系统演 进的可行性进行初步探讨。 关键词：移动智能网( m i n )多业务并发共享账户实时计费 c a m e l 3 p a r l a y o s a 计费业务能力特征 t h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no f a c c o u n ts h a r e ds y s t e mi nm o b i l e i n t e l l i g e n tn e t w o r k a bs t r a c t i n t e l l i g e n tn e t w o r k ( i n ) i san e t w o r ka r c h i t e c t u r eo v e rt h e t e l e c o m m u n i c a t i o n n e t w o r k ，a l l o w i n gn e ws e r v i c e st ob ep r o v i d e d r a p i d l ya n de f f i c i e n t l y c a m e li so n eo ft h em o b i l ei n t e l l i g e n tn e t w o r k ( m i n ) t e c h n o l o g i e sb a s e do n g s m ，w h i c hs t a n d a r d i z e db ye t s i c a m e lo f f e r sf l e x i b l ea n dp o w e r f u lc a p a b i l i t i e so fs e r v i c ep r o v i d i n gf o r g s mc a r r i e r s n o wt h eb i g g e s tg s mi nn e t w o r kh a sb e e nc o n s t r u c t e di n c h i n a ，p r o v i d i n gv a r i o u ；k i n d s o fi ns e r v i c e ：i nt h ec a m e l1uhlna p r o v i d i n gv u si n d s i c e seis e r v i c e， e n v i r o n m e n t l u x u r i a n ta n da t t r a c t i v e s e r v i c ef e a t u r e s g i v e t h e c o n v e n i e n c et oc u s t o m e r s i nh a st u r n e di n t ot h ek e yp a r to ft h em o b i l e t e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k i nt h em o b i l ev a l u e a d d e ds e l w i c en e t w o r k ，c h a r g i n gi sa ni m p o r t a n t t e c h n i q u e ，a n da l s oab a s i cn e t w o r kc a p a b i l i t y a tp r e s e n tt h e r ea r et w o t y p e so fc h a r g i n gm e t h o d ：r e a l t i m ec h a r g i n ga n dn o n r e a l t i m ec h a r g i n g r e a l t i m ec h a r g i n gc a n p r e v e n to v e r d r a w i n ga n dc h e a t i n g ，s oi ti sh i g h l y p r a i s e db yc a r r i e r sa n dd e v e l o p e dr a p i d l y r e a l t i m ec h a r g i n gi sa l s oa n i m p o r t a n tf u n c t i o nm i ns u p p l i e s w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h em o b 、i l e v a l u e a d d e ds e r v i c en e t w o r k ，n e wm o b i l ed a t aa n dv o i c es e r v i c e ss p r i n g u p ，a n dr e a l t i m ec h a r g i n gf o ra c c o u n ts h a r e dc o n c u r r e n tm u l t i s e r v i c e s b e c o m e sa ni m p o r t a n tc h a r a c t e r i s t i co fs e r v i c ep r o v i s i o na n dr e a l t i m e c h a r g i n g n e v e r t h e l e s s ，t h et r a d i t i o n a lm i nc h a r g i n gm o d e l ，i nw h i c h o n l yo n es e r v i c ei n s t a n c ec a nr u ns i m u l t a n e o u s l yo no n ea c c o u n t ，d o e s n o ts u p p o r tt h i s c h a r g i n gc h a r a c t e r i s t i c + i tp l a c e sr e s t r i c t i o n s o nt h e s p r e a d i n g o ft h en e wr e a l t i m e c h a r g i n gs e r v i c e s ；t h e r e f o r er e a l t i m e c h a r g i n gf o ra c c o u n ts h a r e dc o n c u r r e n tm u l t i s e r v i c e sb e c o m e sap r o b l e m i nm i na tp r e s e n t t h i st h e s i sf o c u s e so nt h i sp r o b l e ma n dp r e s e n t sa s o l u t i o nb a s e do nc a m e l 3s y s t e m ，a sw e l la sa na c c o u n ts h a r e ds y s t e m w h i c hh a sb e e nd e s i g n e da n di m p l e m e n t e d t h ep r i n c i p l eo fi n t e l l i g e n tn e t w o r ka n dg s mm o b i l e i n t e l l i g e n t n e t w o r ki si n t r o d u c e di nt h et h e s is f i r s t ，w h i c h i st h et h e o r e t i c a l f o u n d a t i o na n dr e f e r e n c ep o i n to ft h el a t t e rr e s e a r c h i nt h es e c o n dp a r t ， a f t e rt h e c o n c e p to fr e a l t i m ec h a r g i n gs y s t e mf o ra c c o u n ts h a r e d c o n c u r r e n tm u l t i s e r v i c e si se x p l a i n e d ，t h es u p p o r tt ot h ea c c o u n ts h a r e d c h a r g i n gb yp r e s e n tm i ni si l l u s t r a t e d ，a n dt h es c ps o f t w a r es t r u c t u r e ， c a m e l 3s c ps y s t e ma n dt h ei m p l e m e n t a t i o no ft h ea c c o u n ts h a r e d c h a r g i n gi ni t ，g e n e r a lm e s s a g ei n t e r f a c ea n ds c ps t r u c t u r eb a s e do ni t a r ed e s c r i b e da st h eb a c k g r o u n do ft h ei m p l e m e n t a t i o no fan e wa c c o u n t s h a r e ds y s t e mi nc a m e l 3e n v i r o n m e n t b a s e do nt h i s ，t h el i m i t a t i o na n d d e f e c to ft h ei m p l e m e n t a t i o no fa c c o u n ts h a r e dr e a l t i m ec h a r g i n gi nt h e p r e s e n tc a m e l 3s y s t e mi sa n a l y z e d ，c o m b i n e dw i t ht h es t u d yo ft h e c h a r g i n gm e t h o di nc a m e l 3a n dt h ec h a r a c t e r i s t i co fs c ps t r u c t u r e b a s e do ng e n e r a lm e s s a g ei n t e r f a c e ，t h es o l u t i o no fi m p l e m e n t i n gt h e a c c o u n ts h a r e ds y s t e mi sp r e s e n t e d ，a n dt h ek e yp a r ti nt h es o l u t i o ni s a n a l y z e da n dd e s i g n e di nd e t a i l ，i n c l u d i n gt h er e c o n s t r u c t i o no fs i bi n “s c f a n dt h ei m p l e m e n t a t i o no ft h ec h a r g i n gp r o c e s s t h e ns o m ef u r t h e r o p t i m i z a t i o nw o r ko nt h ei m p l e m e n t e dc h a r g i n gs y s t e m ，w h i c hi st h e f o l l o w u pt a s ki sb r o u g h to u ta n db r i e f l yd i s c u s s e d a tl a s tt h ec h a r g i n g s e r v i c ec a p a b i l i t yf e a t u r ei np a r l a y o s aa r c h i t e c t u r ei si n t r o d u c e da n d c o m p a r e dw i t ht h ei m p l e m e n t a t i o no fa c c o u n ts h a r e ds y s t e mi nm i n ， a f t e rt h a tt h ef e a s i b i l i t yo ft h ee v o l u t i o nf r o mt h ea c c o u n ts h a r e ds y s t e m t ot h ec h a r g i n gc a p a b i l i t ys y s t e mi nn g ni sd i s c u s s e d k e yw o r d s ：m i nc a m e l 3 r e a l t i m ec h a r g i n gf o ra c c o u n t s h a r e dc o n c u r r e n tm u l t i s e r v i c e s p a r l a y o s ac h a r g i n gs c f 北京邮电大学硕士学位论文 移动智能网共享账户系统的设计与实现 1 l j l 刖吾 智能网( i n ，i n t e l l i g e n tn e t w o r k ) 是在原有通信网的基础上，为了快速方便 地提供新业务而设置的一层叠加网络。c a m e l 是e t s i 制定的g s m 移动智能网 标准，为g s m 移动运营商提供了灵活而强大的业务提供能力。实时计费是移动 智能网提供的重要功能之一。随着移动增值业务网络的发展，新的移动数据和语 音业务大量涌现，多业务并发共享账户日益成为业务提供和实时计费的重要特 征。然而当前移动智能网的传统实时计费模型和机制不支持这种计费特征，一个 账户上仅能同时运行一个业务实例，极大地限制了广大的实时计费用户对新业务 的使用，多业务并发共享账户计费成为当前移动智能网中一个亟待解决的问题。 本文针对此问题进行了研究，提出了一个基于c a m e l 3 系统的解决方案，在此 基础上进行了移动智能网共享账户系统的设计与实现。 在研究生学习期间，作者在北京邮电大学国家重点实验室从事的研发工作主 要包括： 负责c m i n 0 2 一s c p 系统中神州行预付费业务的开发和维护，为神州行 开通g p r s 、多彩回铃音、音信互动等业务提供支持； e 负责3 g 实验网智能网项目中预付费、虚拟专用网、一号通业务的开发 和功能性测试； 参与c a m e l 3 系统产品化工作，完成c a m e l 3 共享账户计费系统和 c a m e l 3 模拟s s f 的开发； 参与p a r l a y 网关与应用服务器项目产品化工作，对p a l a ya p i 与c a p 消 息映射进行完善，基于p a r l a ya p i 完成预付费、虚拟专用网、一号通业 务的开发和功能性测试。 其中，作者所从事的研发工作主要是关于移动智能网业务尤其是预付费业 务，重点对预付费用户的计费方式和多业务并发情况下的共享账户实时计费等问 题进行了研究、设计和开发。因此，本论文将围绕该内容展开，对作者在研发过 程中的心得和成果进行总结。 本文共分五章，第一章介绍了智能网的原理和g s m 移动智能网的基本特点。 第二章提出了共享账户计费的概念，简述了本文设计实现共享账户系统的开发背 景。第三章介绍了基于c a m e l 3 系统的共享账户计费系统的方案设计和具体实 现。第四章介绍为了完善该系统下一步还需要进行的几点工作。第五章介绍了在 p a r l a y o s a 中提供的计费业务能力特征，并对共享账户系统向下一代网络中的计 费业务能力系统演进的可行性进行初步探讨。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文 移动智能网共享账户系统的设计与实现 第一章智能网与g s m 移动智能网 1 1 智能网的概念 智能网( i n t e l l i g e n tn e t w o r k ，i n ) n 儿铂是在原有通信网的基础上设置的层 叠加网络，是快速、方便、经济、灵活、有效地生成和实现各种新业务的体系结 构。其目标是为现在、未来的所有通信网络服务，包括电话网( p s t n ) 、综合业 务数字网( i s d n ) 、移动通信网( g s m ，c d m a 等) ，宽带综合业务数字网 ( b i s d n ) ，因特网( i n t e r n e t ) 等等，不断为各种网络提供满足用户需要的新业 务。智能网与现有通信网的关系如图1 1 所示。 s c p 业务控制点 s d p 业务数据点 i p 智能外设 s s p 业务交换点 图1 - 1 智能网与现有通信网的关系 智能网可按照其所服务的通信网络划分为固定智能网、宽带智能网、移动智 能网等。本论文中研究的智能网主要是移动智能网。 在i t u ti nc s 1 建议中，给出了智能网的概念模型( i nc o n c e p tm o d e l ， i n c m ) ，用于i n 体系结构的设计和描述。i n c m 本身并不是一个体系，它只是 设计和描述智能网体系的一个框架。从原则上讲，i n c m 不但适用于c s 一1 ，也 适用于智能网的其它能力集。如图1 2 所示，i n c m 由四个平面组成，每一个平 面分别面向不同的相关人员，概括地表达了由智能网所构成的网络在不同方面所 提供的能力。这四个平面分别为： 1 ) 业务平面( s e r v i c ep l a n e ，s p ) ：从业务用户和业务提供者的角度出发，是 面向业务的视图。每种业务由一个或多个业务特征( s e r v i c ef e a t u r e s ，s f s ) 构 成。在i n 的业务平面中把业务细分成业务特征是出于模块化和重用化的考虑。 2 1 整体功能平面( g l o b a lf u n c t i o n a lp l a n e ，g f p ) ：面向业务的设计者，它将 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 ! ! 室堕皇奎兰堡圭兰篁笙苎 鳖垫塑壁塑茎兰些2 墨堑塑堡盐兰壅翌 i n 结构网看成一个完整的实体，由与业务无关的构件( s e r v i c ei n d e p e n d e n t b u i l d i n gb l o c k ，s i b ) 构成业务。 3 ) 分布功能平面( d i s t r i b u t e df u n c t i o n a lp l a n e ，d f p ) ：面向智能网的设计与 实现者，它模拟了i n 结构网的分布式视图。其中的单元称为功能实体( f u n c t i o n e n t i t y ，f e ) ，一个或多个功能实体动作( f u n c t i o ne n t i t y a c t i o n s ，f e a s ) 及功能 实体问的信息流( i n f o r m a t i o nf l o w s ，i f s ) 构成s i b ，提供给业务设计者。 4 ) 物理平面( p h y s i c a lp l a n e ，p h p ) ：面向网络运营者和设备提供者，它模拟 i n 结构网的物理内容，识别可存在于实际i n 结构网中的不同物理实体( p h y s i c a l e n t i t y ，p e ) 和规程，说明哪个f e 在哪个p e 中实现。 1 2 智能网体系结构 图1 - 2 智能网概念模型 智能网的体系结构如图1 3 所示，包括i p ( i n t e l l i g e n tp e r i p h e r a l ，智能外设) 、 s s p ( s e r v i c es w i t c h i n gp o i n t ，业务交换点) 、s c p ( s e r v i c ec o n t r o lp o i n t ，业务 控制点) 、s m p ( s e r v i c em a n a g e m e n tp o i n t ，业务管理点) 、s m a p ( s e r v i c e m a n a g e m e n ta c c e s sp o i n t ，业务管理接入点) 、s c e ( s e r v i c ec r e a t i o ne n v i r o n m e n t ， 业务生成环境) 等节点。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文 移动智能网共享账户系统的设计与实现 图1 3 智能网体系结构 一般地，一项新业务由s c e 生成，经过验证后由s m p 提交给s c p 。业务在 s c p 内执行，业务的一次执行由s c p 与s s p 共同协作完成。i p 提供智能网业务 所需的专用资源。在业务执行的过程中，s c p 控制i p 向用户播放录音通知和收 集拨号数据等。此外，智能网体系结构中还包含s m a p ，向用户提供接入到s m p 、 对智能网业务及节点进行管理的接口。 i n 结构网中，s c p 与s s p 、i p 通过标准s s 7 互连，完成业务的呼叫控制； s c p 与s m p 可以通过公用数据网( 如x 2 5 ) 或高速局域网( l a n ) 连接，完成 系统的业务管理、网络管理及接入管理的控制。 1 3 智能网的特征 智能网技术能够得到i t u t 等标准化组织的大力支持，并在固定网和移动 网上成功地实现了商用? 主要是由于智能网自身吸收了许多先进的技术和思想。 智能网具有以下决定其成功的特征： 网络交换功能同业务控制功能的分离 传统交换机软件既负责呼叫控制又负责承载控制。在智能网出现以前，开发 新业务的方法是：每增加一种新业务，网络中所有交换机都需要增加相应软件模 块。由于交换机数量十分庞大，而且型号各异，交换机的原理、结构、设计方法 和软件都各不相同。因此，每增加一种新业务，必须对网络中所有交换机的软件 进行修改。这样做不但工作量大，而且涉及面广。有些交换机还受设计上的局限 性限制，仅修改软件无法实现新业务：即便是能实现，一：但由于实现的费用高、周 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 6 北京邮电大学硕士学位论文 移动智能网共享账户系统的设计与实现 期长、可靠性差，新业务推广进程非常缓慢。智能网将网络的交换功能和控制功 能分离，把原来位于各个交换机上的业务控制功能集中到新的功能部件( 业务控 制点) 上，而让原有的交换机仅完成基本的交换和业务接入功能，不必为新业务 的引入作任何改动。这样，网络的业务控制功能集中到了业务控制点而不再分散 在各个交换机上，可以快速和方便地加载和修改业务。 方便地生成新的业务的能力 智能网采用了模块化的设计思想，将实现业务的基本功能分成与业务无关的 构件( s i b ) ，如运算、筛选、计费、限制翻译等。s i b 是独立于业务的，可以重 复使用。s i b 的各种不同组合可以组成不同的新业务。s i b 的引入简化了业务的 实现，提高了业务提供和修改的速度。需要生成新的业务时，根据新的业务逻辑， 将已有的s i b 连接，即构成新的业务。将新的业务逻辑和业务数据加载到智能网 设备上，即获得新的业务。另外，在智能网的体系中配有业务生成环境( s c e ) ， 利用s c e 可以方便地开发新的业务。 业务的集中控制和管理 在实现了网络交换功能同业务控制功能的分离后，业务得以集中控制和管 理。业务数据保存在大型集中式数据库中，业务数据得以维护和存储。这种集中 的方式体系结构简单、维护方便，是智能网产品得以迅速应用的重要因素，但这 种集中的方式可能会造成智能网系统性能和可靠性的瓶颈。 1 4 移动智能网 移动智能网技术是随着移动通信系统的发展而发展的。随着第二代移动通信 网的迅猛发展和移动通信业务的迅速增长，用户对移动通信提出了更高的要求， 移动通信运营商之间的竞争也日趋激烈，这使得各移动通信运营商迫切推出移动 智能业务，从而刺激了移动智能网的发展。 移动网的标准与智能网的标准侧重点不同，智能网的标准主要为用户提供增 值业务，而移动网络的目标是无论用户在什么位置，是否处于移动当中，均要为 最终用户提供电信业务。二者既有区别又有联系。而智能化、个人化、宽带化是 整个通信发展的方向，移动网与智能网最终应趋于融合。第三代数字移动通信网 是移动通信网发展的方向，而第三代数字移动通信网网络侧的一个重要特征就是 智能网和移动网的综合。但是要实现移动网与智能网的综合还有很长的路要走， 实现移动网与智能网的互连是实现综合的第一步，而且也可以较快地满足市场对 移动增值业务的需求。因此，在第二代移动通信系统中，国外许多电信厂商和标 准化组织都纷纷推出了移动网与智能网互联的标准或方案，其中应用最广的就是 e t s i 的c a m e l ( c u s t o m i z e da p p l i c a t i o n sf o rm o b i l en e t w o r ke n h a n c e dl o g i c ， 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 j l y , 由b 电大学硕士学位论文 移动智能网共享账户系统的设计与实现 移动网络增强型逻辑的客户化应用) 标准和a n s it i a e i a 的w i n ( w i r e l e s s i n t e l l i g e n tn e t w o r k ，无线智能网) 标准。基于c a m e l 和w i n 标准的移动智能 网产品已在世界范围内得以应用，为运营商带来了巨大的经济利益。 1 5c m i n 0 2 移动智能网系统 c m i n 0 2 移动智能网系统。”是北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 和东信北邮信息技术有限公司开发的具有完全自主知识产权的移动智能网产品。 该系统符合e t s ic a m e l 2 标准以及信息产业部、中国移动通信集团公司制定的 移动智能网协议规范、业务规范和设备规范，能够适应我国移动通信网上设备来 自多个厂家的情况，提供全网漫游的预付费业务及多种移动智能业务。自1 9 9 7 年形成第一个产品版本以来，c m i n 0 2 系统已顺利通过了中国移动通信集团公司 组织的有效性测试、设备测试、业务测试及与多厂商的移动平台的兼容性测试， 并已先后应用于江西移动、安徽移动、天津移动、海南移动、四川移动等十多个 省的移动通信网上，而且已经打入了国际市场。 c m i n 0 2 移动智能网系统根据i t u t 智能网相关建议的思想，除提供e t s i c a m e l 规范所规定的g s m s c f 、g s m s r f 功能实体外，还提供s m f 、s m a f 、 s c e f 等功能实体，其中： g s m s c f ：业务控制功能。包含c a m e l 业务逻辑，用于实现移动智能业 务，与g s m s s f ，g s m s r f 和h l r 之间有接i s 。 g s m s r f ：特殊资源功能。提供语音收发、拨号接入等多种特殊资源，它 和g s m s c f 和m s c 之间有接1 2 1 。 s m f ：业务管理功能。对移动智能网系统及业务进行管理。 s m a f ：业务管理接入功能。对业务管理功能进行接入。 s c e f ：业务生成环境功能。提供新业务的生成环境。 j ? 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文 移动智能网共享账户系统的设计与实现 s m p s c p i p s c e 业务管理点 s m a p 业务控制点 c m p 智能外设 v c 业务生成环境 业务管理接入点 资源管理台 充值中心 图卜4c m i n 0 2 系统组成 如图1 4 所示，c m i n 0 2 系统由以下几个部分组成： s c p ：业务控制点。实现g s m s c f 的功能，是整个移动智能网系统的核 心。提供多种业务逻辑的执行环境。存储业务数据和业务逻辑，针对不同的智能 业务选择和执行相应的业务逻辑，控制业务交换点( s s p ) 的动作，以实现智能 业务的执行和控制。 s m p ：业务管理点。实现s m f 的功能，是移动智能网的业务、用户数 据管理中心。它能提供已开发的业务，支撑正在运营的业务。s m p 与s m a p 一 起组成了一个用户信息管理网络，完成业务管理、用户管理、网络管理、接入管 理、系统管理及计费管理等功能。 令s m a p ：业务管理接入点。实现s m a f 的功能，向用户提供接入到业务 管理功能的接口和界面。 令v c ：充值中心。对用户输入的充值卡卡号和密码进行实时鉴权，根据鉴 权结果向s c p 发送确认或拒绝消息。 i p ：智能外设。存放语音通知，支持文本语音转换等。可以根据s c p 的 指示完成播放录音通知，接收d t m f 信号等功能。 s c e ：业务生成环境。用于业务定义、开发的环境。利用与网络类型、 网络配置无关的s i b 生成新的业务。在每一个新业务被加载到系统以前，s c e 对业务进行验证，以保证网络的安全性和新业务的完整性。 ? 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文 移动智能网共享账户系统的设计与实现 第二章共享账户计费问题的提出及背景 本章首先介绍多业务并发共享账户实时计费的概念及相关问题的提出。然后 说明了现有移动智能网系统支持共享账户实时计费的情况。由于本文设计实现的 c a m e l 3 共享账户系统是在总结了原有的在c a m e l 2s c p 基础上开发的 c a m e l 3s c p 系统的特点和问题，并将其移植到通用消息平台的过程中实现的， 所以作为背景说明，后面三节分别对s c p 的软件结构、c a m e l 3s c p 系统和 c a m e l 3s c p 系统中共享账户实时计费的实现策略、通用消息和基于通用消息 的s c p 结构进行简要的介绍。 2 1 多业务并发共享账户实时计费问题的提出 移动增值业务网络的计费方式主要分为实时计费和非实时计费两种，其中采 用实时计费方式的预付费业务可以有效地防止恶意欠费和消费欺诈，因此受到运 营商的推崇，发展迅速。实时计费同时也是移动智能网提供的重要功能之一。 多业务并发共享账户实时计费，是指对通过实时计费方式使用移动业务的用 户( 如，预付费用户) 而言，可以对其并发的多个业务实例正确计费，而不会出 现透支和计费错误等问题；并保证在账户余额比较小的时候，能够同时使用尽可 能多的业务。 随着网络向3 g 演进，移动增值业务大量增加，其中既包括由运营商提供的 业务，如语音业务、短消息业务、多媒体消，窘、业务、分组数据接入业务、移动定 位业务、i p 多媒体业务等，也包括通过由第三方提供的业务，如内容和应用。用 户可以同时申请和使用多个业务，业务的多个实例可以并发运行。在这种情况下， 移动通信网多业务并发共享账户实时计费的问题变得更加突出。 2 2 现有移动智能网系统支持共享账户实时计费的情况 目前，由于现网应用的c a m e l 2 移动智能网s c p 系统不能对同时发生的两 个呼叫实例进行共享账户实时计费，因此神州行预付费业务无法实现h g - w q 前转， 呼叫等待，呼叫保持等补充业务；同时，预付费业务用户的呼叫与短信、移动梦 网等业务并发时可能发生透支。这极大地限制了预付费业务的进一步发展。 移动智能网技术发展到c a m e l 3 阶段，由于可能出现多种业务并发方式， 包括：( 1 ) 电话呼叫、g p r s 、短信等多个业务可能同时发生；( 2 ) 分组域同一 g p r s 业务会话中可能并发出现多个p d p 上下文，导致共享账户实时计费问题更 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文移动智能网共享账户系统的设计与实现 加突出，成为基于c a m e l 3 的移动智能网系统开发必须解决的问题。 具体到c m i n 0 2 s c p 系统，在面向c a m e l 3 的系统升级中，基本实现了并 发计费的设计目标。但从提供的功能和具体实现过程方面，仍存在明显的缺陷， 如，仍不能支持与短信、梦网业务的共享账户，计费过程与业务的相关性较强， 消息处理过程过于复杂等等。 为解决接入s c p 的外部实体不断增多给s c p 系统的开发和维护带来的工作 量和系统稳定性问题，在c m i n 0 2 s c p 系统中引入了通用消息的概念，并基于 该思想启动了s c p 系统向基于通用消息移植的设计开发工作。对共享账户实时 计费策略的改进和实现是该项工作的重要组成部分。本文就是对此部分工作的总 结。可以看出，论文工作是基于以下开发环境和背景进行的：支持c a m e l 2 的 c m i n 0 2 一s c p 系统软件，它的软件结构为现有s c p 系统( 即，支持c a m e l 3 的 c m i n 0 2 一s c p 系统) 所继承，成为通用的s c p 软件结构；在此基础上进行的支 持c a m e l 3 的系统开发，其中包含了现有的共享账户实时计费功能；通用消息 及现有s c p 系统向基于通用消息移植的开发，这正是论文工作所属的开发项目。 以下对相关的开发背景进行介绍。为简单起见，以下将原有的支持c a m e l 2 的c m i n 0 2 一s c p 系统称为“c a m e l 2s c p 系统”，现有的支持c a m e l 3 的 c m l n 0 2 s c p 系统称为“c a m e l 3s c p 系统”。 2 3s c p 的软件结构 在移动智能网中，s c p 实现了业务控制功能，是整个移动智能网系统的核心。 它提供了业务逻辑的执行环境，存储业务数据和业务逻辑，可以针对不同的智能 业务选择和执行相应的业务逻辑，控制s s p 的动作，以实现智能业务的执行和 控制。s c p 通过信令网与s s p 相连。s c p 可以通过信令网接入到s d p 的数据中， 也可以直接接入。在目前的实现中，通常s c p 与s d p 合设，一个s c p 中含有 s c f 和s d f 两个功能实体。其中，s c f 实现对智能业务的控制功能；s d f 保存 并管理智能业务的业务数据、用户数据、网络数据和资费数据等，s c f 利用这些 数据实现控制功能。 在c m i n 0 2 - - s c p 中，s c p 的系统进程婶1 可以分为两部分：前台进程和后台 进程。 前台进程主要负责直接与外部功能实体交互。包括从外部功能实体接收消 息，对消息作适当处理后转发给后台处理；并且把从后台收到的消息作适当处理 后，发送给外部功能实体。 后台进程主要负责具体的消息处理，进行业务逻辑的调用执行等。 除了前台和后台的进程之外，s c p 中还包含一些监控与维护工具，用于监控 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文 移动智能网共享账户系统的设计与实现 系统状态和维护系统。下面对后台进程和前台进程进行详细介绍。 2 3 1 后台进程 2 3 1 1 后台进程介绍 后台进程包括： ( 一) i n i n i t ：后台启动进程。它负责创建m a n a g e r 、a l a r m js c fs y n c 三个进程， 并且随时监视它们的运行状态。如果发现异常，会对它们进行重启。 ( 二) m a n a g e r ：为了充分利用系统资源，处理消息的s c f 进程一般需要启多个。 m a n a g e r 负责创建多个s c f 进程，并且还启动v m s t m a n 进程，用于检测系统性能。 具体来说，m a n a g e r 具有以下功能： s c f 进程的管理功能。根据例检消息判断s c f 的状态，如果出现异常，则 重启。 s c f 进程的在线升级功能。 前台进程的接入功能。m a n a g e r 作为服务器端，接收前台各种进程的连 接。 消息分发功能。在s c f 与前台进程之间的一次对话有多条消息交互的情 况下( 目前，只与前台中的n 7 s e r v e r 进程之间存在这种情况) ，保存s c f 进程标 识与其所处理对话的对话号的对应关系，以进行消息的分发。 流量控制功能。 负载均衡功能。对于从n 7 s e r v e r 接收到的对话消息，如果是开始消息， 则按负载均衡原则进行分发，否则按照对话号与s c f 进程标识的对应关系分发。 ( 三) s c f ：s c p 软件的主体，负责业务逻辑的解释执行，接收并处理s s p 的 操作，完成数据库的访问，并进行自身的管理与统计信息的提供等。为了提高系 统的性能，s c f 采用多进程方式，各个s c f 进程之间通过共享内存进行通信。 ( 四) s c fs y n c ：与s c f 之间通过基于共享内存的消息队列通信，利用s o c k e t 与s m p 侧的s m p s y n c 连接，两者共同完成s c p 与s m p 数据的同步功能。 ( 五) a l a r m ：负责告警处理。后台的所有进程通过f i f o 与a l a r m 进程通信， 把告警信息发送给a l a r m ，由a l a r m 进程进行统一处理。 ( 六) v m s t m a n ：负责对系统性能进行监视。如果发现异常，向a l a r m 进程发 出告警信息。 s c p 后台的进程创建关系如图2 一l 所示。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文移动智能网共享账户系统的设计与实现 图2 - 1s c p 后台进程创建关系 2 3 1 2s c f 进程结构 s c f 进程主要分为通信模块，任务调度模块，业务逻辑执行模块。以下逐一 介绍，并重点介绍业务逻辑执行模块。 ( 一) 通信模块：主要负责对外的消息发送和接收。s c f 与不同的功能实体 之间采用不同的通信方式和协议。例如：s c f 矛ds s f 之间采用基于七号信令的c a p 协议进行通信，s c f 和s m f 之间采用基于t c p i p 的内部协议进行通信。通信模 块需要根据消息的源目的地址选择相应的协议进行消息的接收和发送。 ( 二) 任务调度模块：s c f 进程是一个典型的多任务应用。首先，每个呼叫 的处理过程之间本质上是并发的。除了呼叫处理之外，s c f 进程还要执行若干个 其他任务，它们之间也是并发的。在s c f 进程内部，首先采用非强占轮转执行的 方式实现了伪并发的基本多任务调度机制。在此基础上，又引入了通用自动机的 概念，并利用基本