LTE对国际漫游计费业务支撑的影响

中国移动（深圳）有限公司 | 方杨

近年来，移动通信国际漫游业务的增长趋势呈现出微妙变化，具体表现为一直占据运营商漫游收入龙头地位的传统语音通信业务开始缓慢增长，而数据业务却呈现大幅增长的态势。究其原因，与3G移动通信数据业务的广泛使用是分不开的。随着3G数据业务和智能手机的大面积应用推广，移动互联网业务需求迅猛增长。

然而，移动互联网市场的发展和业务的需求已远远超出了现有移动无线网络的承载能力，迫切要求移动网络除了支持现有的窄带业务效果，更要提高宽带业务效率。在此情况下， LTE应运而生，被视为从3G向4G演进的主流技术。LTE可以为移动运营商带来更大的技术和经济优势，得到全球多数大运营商的支持，目前国际标准组织3GPP制定的LTE技术标准规范已相对比较成熟，GSM组织也相应制定出台了与LTE相关的国际漫游网络和计费规范。

作为移动运营商，除了准备好本土的LTE实施部署工作，更有必要跟踪分析LTE在网络和计费方面的演进对国际漫游领域未来业务支撑的影响，才能在未来更好地与全球其他运营商实现互联互通，满足客户需求的同时，使自身具备更强大的竞争优势。

LTE相对于2G/3G的演进

与现有2G/3G相比，LTE最大的不同在于其终极目标是计划将包括语音、短信、物联网以及移动互联网在内的所有移动业务上的各类业务都通过分组域来承载。最终分组域将完全取代电路域，成为真正全IP网络。

为了实现这个目标，LTE在网络元件、组网方式和路由策略等方面都有了进一步的演进。

网络元件

LTE的通信网络被称为演进型分组系统EPS，这个系统包括两个部分——无线侧和核心网，无线侧就是上述提到的LTE，核心网被称为演进分组核心网EPC。核心网EPC的网元包括移动性管理实体MME、服务网关SGW、公共数据网关PGW、HSS和PCRF。

与2G、3G传统的分组域网元对比可以发现：第一，核心网方面，HSS相当于2G/3G网络中的HLR，MME和SGW相当于把原来的SGSN功能拆分成控制平面和用户平面两个节点，使分组域的架构扁平化，减少用户平面的延迟，PGW类似于GPRS网络中的GGSN，同样是与外部数据网的接口，区别是新增对业务数据流的检测功能；第二，无线侧方面，LTE将3G接入网中RNC节点和NodeB节点合并成为eNodeB，把无线控制功能移到eNodeB中。

组网方式

LTE是对现有2G/3G无线接入网的演进，它延续了3GPP中GSM和UMTS家族的技术演进，可被看作完成了业务扩展这一趋势，即从简单的语音和数据业务向建立多业务空中接口转变。同时，LTE演进也伴随着核心网的演进。众所周知，电路域在2G、3G时代提供了成熟高质量的语音网络，那么在LTE核心网中只有分组域，怎么实现语音通话功能？这也是LTE核心网组网方式不同于以往的地方。为了实现基于分组域的语音和多媒体业务发展的全IP架构，对基于分组业务IMS的有效支持也是LTE的重要发展部分。

IMS是一个独立于接入技术的基于IP的标准体系，它可以与现存的语音网和数据网互通，使得通过各种类型的客户端都可以建立起对等的IP通信，并获得所需的服务质量。在IMS网络架构中，最突出的特点是引入了P-CSCF、S-CSCF、I-CSCF三个会话控制功能实体来完成会话，使用HSS来存储用户数据。在IMS网络中，无论用户处于归属网络还是拜访网络中，所有的会话控制都经过P-CSCF路由回归属网络的S-CSCF，在归属网络中完成所有的业务触发和控制。这种方式便于业务的部署，同时无论用户在哪里，都能获得统一的业务体验。图为IMS的工作模式。

与2G、3G传统的分组域对比可以发现，LTE的分组域不仅要完成原有分组交换业务的功能，同时在完成等同于原有电路交换功能的语音通话方面，分组域还要承载语音通话的话务数据。对于LTE语音通话，通过在原有分组域基础上叠加IMS系统，实现了控制和承载相分离：IMS属于控制层，它的网元主要用来完成信令的接续；分组域的网元属于承载层，主要用来传输用户的话务数据。

路由策略

目前国际GSM组织对于LTE漫游路由方式已经进行了明确的规定。LTE漫游话务路由主要有两种策略：归属地方式和本地方式。

归属地方式，就是用户在拜访地建立鉴权以后，漫游地用户通过归属地PGW接入网络。对于现有分组域的GPRS业务，更多运营商选择由归属网络GGSN接入到外部数据网的方式来部署。这样做是为了避免因为拜访网络和归属网络的业务能力、协议版本不一致带来的兼容性问题，也有利于归属网络运营商对漫游用户的准确计费。

本地方式，就是用户在拜访地建立鉴权以后，漫游地PCRF同步归属地的计费策略，漫游地用户通过拜访地当地PGW接入网络。这种路由方式应用于LTE上的语音通话。从漫游地接入是最优路由，有利于减少数据传输路径、降低通话时延、提高数据速率。

与现有2G/3G相比，LTE国际漫游的话务路由策略没有太大的变化，不同的是LTE的语音通话业务内涵更丰富一些，除了指传统的语音和短信，还包含基于IMS的多种宽带语音业务。

影响国际漫游计费业务支撑

目前，在国际漫游关系建立以后，运营商之间需要按照国际GSM组织制定的统一标准要求进行日常漫游话单数据的传输、处理、结算、高额欺诈的防治等。在现有2G/3G模式中，国际漫游结算和计费的一般流程是拜访运营商从计费网元采集原始话单，结合与漫游伙伴运营商之间签订的IOT结算信息，转换为符合国际标准的TAP格式的计费话单，由拜访运营商发送至归属运营商，归属运营商依据此与拜访运营商完成结算，同时，归属运营商根据自身需要对话单进行二次批价后向用户收取通信费用。

由于国际漫游计费很大程度上取决于网络元素和路由方式，LTE上述方面的演进预示着其实施将对国际漫游计费业务支撑产生一定的影响。

漫游通话话单采集

传统2G/3G模式下语音通话和短信是在电路域完成的，而LTE语音通话和短信是在演进型分组域和IMS完成的。不同的承载方式和网元功能的变化导致了从网元提取的原始话单与计费话单之间的映射关系和方式发生了变化。

现有电路域的语音通话，仅需要从MSC交换机采集原始话单即可获取计费话单所需要的所有信息，满足计费的要求。VoLTE通话中，信令由IMS的网元负责传输，实际的话务数据由演进分组网的网元负责传输，因此VoLTE的计费将需要从两个平面提供的记录去提取话单信息：从承载层的网元SGW和PGW提取话务的相关记录信息，从控制层的网元P-CSCF和S-CSCF提取信令的相关记录信息。由于控制和承载的分离，LTE网络构架中不存在任何一个单一的网元可以同时包含所有IMS业务的计费元素，这也就意味对于VoLTE原始话单的采集无法像现有电路域的语音通话一样从单一网元中提取，而是需要分别从SGSN、SGW、PGW、P-CSCF等多个网元原始话单中收集分话单数据，通过共同的话单编号组合成计费话单。

漫游计费话单格式

由于IMS中传输的IP字段信息和电路域中的字段信息存在差异，为了顺利完成在运营商之间结算以及向终端用户收取LTE漫游费用，国际GSM组织新定义了话单格式来传输VoLTE通话。

对于运营商，需要升级其计价系统、计费文件生成系统。同时，在VoLTE通话原始话单和TAP话单映射时需要对话单字段以下变化点加以考虑。

● 现有电路域或分组域中使用的用户惟一标示IMSI和MSISDN字段在P-CSCF话单中仍然需要使用同样的格式，这在VoLTE通话发生于分组域与电路域跨域交互的情况下尤其重要，只有采用同一格式，才能确保话单检重的正确性。

● 当VoLTE通话只在分组域和IMS系统内完成时，需要使用会话编号来惟一标示属于同一VoLTE通话的分话单。

● 话单检重标准中以下字段有所变化：通话开始时间、会话编号和PGW地址信息。

● 在VoLTE通话建立和完成过程中，记录实体节点SGSN、SGW、PGW和P-CSCF等网元都会涉及其中，TAP话单中需要体现所有的这些结点信息。

● 依据国际GSM组织制定的计费原则，分组域里潜在的承载开销不应在LTE话单中加以收费，因此可能需要拜访运营商为IMS设置专门的APN节点，或者实施更高要求的基于流计费的技术。

● 新增字段，作为主、被叫方在IMS中的用户标示，格式如user@domain。

● 新增LTE业务标示字段，从拜访网络部署了流计费机制的PGW话单中获得。除了LTE语音和短信，LTE后续实施的IMS业务类型也将通过此字段来显示，这些业务如表所示。

流量分级计费

随着数据业务占用越来越多的网络带宽，全球运营商普遍为此支付了高额的建网与扩容成本，投资回报率却大幅降低，出现数据增量不增收的问题。这将要求运营商由过去简单粗放型的网络经营管理方式转型为精细化的智能管道管理方式，转变单一化的流量计费模式，实施流量细分的经营策略，实现基于用户需求和行为的智能资源配置。

LTE的实施为运营商的上述转型提供了可能，由于LTE的网关网元PGW支持基于流计费，可以区分IMS上使用的各种类型的业务，同时，通过PCRF能够实现对网络的实时管控、用户级的策略控制。因此，运营商未来完全可以通过分析流量的经营情况，对用户群进行细分并推出不同的市场经营策略，面向不同的用户群体和业务需求提供差异化的业务和服务。同时，给不同业务分配不同的优先级，可在网络忙时留出更多的资源给高付费用户和业务，并结合激励型市场定价，以在相同的资源下获得更高的收益。

欺诈防治

目前国际漫游高额欺诈防治主要方式是HUR高额报告和NRTRDE（近实时漫游数据交换）。HUR高额报告是按日按使用门限监控用户的通话情况，即用户24小时内通话达到一定门限值，则由拜访运营商发送高额报告至归属运营商的方式。NRTRDE要求拜访运营商在通话开始时间结束后4小时内将出访漫游话单以NRTRDE文件格式发送给归属运营商，由归属运营商的FMS（高额管理系统）在此话单基础上结合一定的检测规则进行高额用户监控检测并对检测结果进行相应的网络和计费处理。相比HUR高额报告，NRTRDE优势是及时性明显提升。

然而，由于LTE数据速率比现有GPRS业务数据速率高数十倍，在短时间内发生高额欺诈的可能性相应提高，给归属运营商带来利润损失的风险也因此而提高，这对实时事件的告警要求更加苛刻，对于归属运营商未来进行高额欺诈监测提出了更高的要求。如果对于LTE通话欺诈防治要求采用NRTRDE方式的话，存在以下两个问题需要解决：第一，目前NRTRDE标准中，GPRS话单的传输是非强制性要求的，也就是说，如果拜访运营商不传输GPRS话单，则归属运营商无法进行这部分用户的高额欺诈监测，因此国际标准在GPRS话单的强制性方面需要作出相应调整；第二，对于归属运营商，为了能及时检测出高额用户，可能希望在比4小时更短的时间内接收到NRTRDE话单，而对于拜访运营商来说，由于LTE需要在演进分组域和IMS系统中进行多点采集话单，与现有2G/3G相比，保持现有4小时的时限将对拜访运营商提出更高要求。在这种情况下，NRTRDE方式逐渐显示出局限性。

值得一提的是，在现有2G/3G下，归属运营商已开始倾向于通过一种新的方式，即利用本地GGSN信令数据源来进行GPRS业务的欺诈防控管理，这种方式无需拜访运营商的配合即可完成欺诈防治，时效性远高于NRTRDE的GPRS话单传输，预计在LTE时代将得到大面积推广。基于LTE网元的变化，归属运营商将通过采集本地PGW的信令数据来满足未来LTE欺诈防控的时限要求。

表 新增LTE业务计费原则和TAP话单类别