GSM预付费业务的研究与实现

GSM预付费业务的研究与实现
摘要：  本文首先介绍了GSM预付费业务在欧洲推出和应用的情况、该业务的功能需
        求、类型和特点，最后较详细地讲述了通过设立预付费业务处理中心和智
        能网两种业务实现方案。文章认为，第一种方案对现有GSM网络影响较小，
        易于实现，但不能对用户帐目完全实行监控，功能单一，采用非标准协议，
        对其应用和发展产生限制。第二种方案虽然对现有网络影响大，但除预付
        费业务外，还能提供其它特定业务，且采用标准协议，能提供多供应商的
        运行环境。
主题词：全球移动通信系统用户识别模块预付费业务智能网
    目前GSM普遍采用自动记帐。周期收费的计费方式。这种计费方式加上SIM卡与
移动设备的可分离性，容易给有意拖欠话费者以可乘之机，造成坏账，影响移动电
话的运营。另外，由于SIM卡被盗而造成用户话费大幅增加的情况时有发生。
    预付费业务的弓队可以有效解决这两个问题。预付费业务要求移动用户预先购
买一定价值的通话时长，用户使用时，移动网络对其实时计费，从预先购买的通话
时长里减去本次通话费用，直至预付金额全部用完。用完后，移动网络通知该用户，
用户可以重新给其帐号续费，继续使用移动业务。
    欧洲的GSM预付费业务
    1996年底——1997年初，欧洲GSM市场开始出现预付费SIM卡，主要目的是开拓
移动电话新市场，争取更多的移动用户。市场上的主要应用包括：
    ①控制移动电话的使用，例如公司向雇员发放移动电话并欲控制话费和欲控制
电话费的个人用户；
    ②将移动业务提供给新的用户群，例如无法后付费的用户和对价格敏感的用户
等；
    ③移动电话租赁，例如偶然的旅行者和公司外派人员的租用；
    ④作为公司促销和市场营销工具；
    ⑤为犹豫不决的潜在用户提供试用。
    移动运营商提供预付费业务通常不收月租费，不需用户提供详细个人信息，不
对用户做信用检查，不与用户签订长期合同，不向用户提供帐单。
    起初这种预付费SIM卡业务存在一些问题，一是不能重新续费，如果预付金额用
完，移动用户不得不另买一张预付费SIM卡；二是不能保持移动用户号码（MSISDN），
即每买一张SIM卡，需要重新分配一个新的移动用户号码，这样会给移动用户带来极
大的不便；三是由于这种预付费业务的呼叫资率是预先规定的，因此除了禁止拨叫
附加费率业务号码，还禁止拨叫和接收国际长途。例如，芬兰提供的第一个GSM预付
费业务就仅提供普通移动呼叫、国内呼叫和紧急呼叫。
    针对这些问题，欧洲的GSM市场又及时推出可续费的预付费业务，用户可查询自
己帐号剩余金额以便进行续费。大部分的预付费业务是用户通过电话接入查询帐目，
通过购买一定价值的电话卡进行续费。而葡萄牙的预付费业务在用户的移动终端屏
幕上显示其剩余金额，用户可直接从银行帐号转帐至其移动电话运营者。这种可续
费的预付费业务和预付费SIM卡具有相同的优惠，并解决了续费和移动号码保持的问
题。除正常的移动通信外，通常不同的运营商还提供一些补充业务，如，主叫号码
显示、GSM语音信箱、固定号码播出等。当然，预付费业务必须提供紧急呼叫，即使
预付金额已用完。目前，可续费的预付费业务也还有一些限制，例如用户购买的金额
有一定的有效时间；国内购买的预付费卡不能在国外使用；不能在其他的移动网络使
用；不能支付短消息业务的费用等。
    这种预付费卡主要适用于经济收入较弱、使用移动电话频率较少或不想支付月租
费的人群。对于已经拥有普通注册移动电话的人群，该预付费电话卡主要用于支付办
公时间之外的私人电话。
    在过去的两年里，欧洲大部分国家先后推出了GSM预付费业务，其扩展市场的能
力已得到充分验证。瑞典1998年售出大约125万张卡，英国为57万张，但英国1999年
第一季度新增移动用户190万，这种强劲的增长势头主要归功于预付费业务的推广。英
国四大移动运营商之一的One2One公司的新增移动用户有70％是预付费业务用户，另一
移动运营商Vodafone公司的预付费用户为180万，占其全部移动用户数量的三分之一。
预计到2001年，全球使用预付费业务的GSM用户数将达到40％。葡萄牙移动电话普及
率从1996年的6.7％上升到1998年底的30％，预计至1999年底将达到44％，预付费业务
是降低话费外扩大业务的重要因素。
    尽管预付费业务为西欧的移动运营商大大扩展了市场，分析家仍然对在发展中国
家开放预付费业务持怀疑态度。然而，东欧的乌克兰已成功地推出GSM预付费业务。乌
克兰移动通信公司有11.2万用户，其中2.7万是预付费业务用户。
    同样，预付费业务也为运营商带来巨大收益，例如，瑞典的Tellia公司1999年第
一季度的移动业务收益为4.13亿瑞典克郎，比1998年同期增长2.36亿瑞典克郎，其中
预付费业务扮演了举足轻重的角色。
    由于预付费业务不向用户提供帐单、不对用户进行信用检查，大大降低了移动运
营商的运营费用。意大利的移动运营商TIM公司1997年上半年开具帐单和客户服务的费
用比1996年同期下降15％。而且，预付费业务避免用户欠资，大大改善了运营商的坏
帐和欠帐问题。TIM公司在提供预付费业务后用户欠费仅是原来的1/3－1/4。
    预付费业务实现方案
    1．预付费业务处理节点
    该方案在现有的GSM网络中增加专门的预付费业务处理中心（Prepaid Service
 ProcessCenter， PSPC），具有PSPC的GSM网络见图1。PSPC主要具有以下功能模块：
      ·业务受理模块：处理移动用户对预付费业务的申请和撤消；
      ·帐目查询模块：支持移动用户通过移动终端查询其帐目余额；
      ·续费服务模块：支持移动用户通过移动终端将预先购买的价值凭证资金转至
其预付费帐号上；
      ·实时计费模块：根据移动交换机（MSC）送来的呼叫记录对移动用户的呼叫进
行实时监控和计费，并根据用户的帐目资金情况，通知本地位置寄存器（HLR）激活或
挂起某SIM卡；
      ·帐目信息库：移动用户预付费业务的相关信息库，包括移动用户的SIM卡信息
（例如 IMSI、 MSISDN等）和预付费业务信息（例如帐目余额、用户选择的语言等）；
      ·凭证信息库：预付费业务有效价值凭证的相关信息库，包括凭证的密码PIN和
凭证价值。
    从图1可以看出，预付费业务完全由新设的预付费业务处理中心负责提供。移动用
户申请预付费业预付费业务处理中心方案务时，SIM卡的标识信息连同预付费业务的相
关信息（包括初始信用植、用户选择的语言等）分别存放在PSPC中的帐目信息库和HLR
后，即可提供预付费业务。预付资移动用户呼叫时，由MSC在呼叫完成后或在呼叫过程
中（对较长的呼叫分段记录）立即将呼叫记录送至BPC，由计费模块实时完成呼叫费用
计算，并实时修改帐目信息库中的用户帐目。帐目余额用完时，实时计费模块及时通知
HLR将该SIM卡暂时挂起，直至该移动用户续费为止。移动用户可以拨入指定的接人码查
询余额或续费。
    该方案对现有GSM网络的要求一是MSC在呼叫结束或呼叫过程中将呼叫记录送至PSPC
的实时计费中心；二是HLR接受PSPC的激活或挂起SIM卡的请求，并在用户申请业务时将
SIM卡的相关信息送至PSPC。因此对现有的GSM网络影响小，易于建设。
    但是，预付费业务处理中心方案还不能提供对用户帐目的完全实时监控，原因是
PSPC的实时计费中心只能在呼叫结束后或呼叫过程中分段计费。而且该方案功能单一，
只能提供预付费业务。由于采用非标准协议，预付费业务处理中心的方案很难提供多供
应商的运行环境，未来很难向智能网过渡。
    2．基于IN技术
    移动智能网是预付费业务的另一种实现方案。欧洲电信标准化委员会（FISI）已颁
布了移动智能网的技术标准，即移动网络增强逻辑的客户化应用（CustomizedApplica-
tionsfor M0bile nerwork  Enhanced LogicCAMEL）。
      HLR中存有移动用户的CAMEL业务的申请信息。当用户改变位置或改变业务申请信
息时，HLR将信息送给访问位置寄存器（VLR）。当信关移动交换中心（GMSC）请求路由
信息时，HLR将该移动用户的智能业务申请信息送给GMSC，GMSC向gsmSSF（gsm service
Switching Function）请求呼叫处理指不，gsmSSF据此控制该呼叫的进行。
      MSC从VLR处得到用户的CAMEL业务申请信息，在监视呼叫过程中将呼叫状态信息
上报给gsmSSF，gsmSSF据此控制该呼叫的进行。
      gsmSCF（gsm Service ControlFunction）：是具有CAMEL业务逻辑的功能实体。
gsmSSF是提供GMSC。MSC与gsmSCF间的接口的功能实体。
      HLR－VLR、 HLR－GMSC以及HLR－gsmSCF间采用GSM的移动应用协议MAP刚（Mobile 
ApplicationProtocal），gsmSSF－gsmSCF间采用支持移动的智能网应用协议INAP，即
CAP（CAMEL Application  Proto cal），GMSC／MSC－gsmSSF间则采用非标准的内部
协议。
    采用IN方案时，预付费业务由gsmSCF和gsmSSF共同完成，gsmSCF中存放有移动用户
的帐目信息和预付费的业务逻辑。当预付费移动用户拨打／接听电话（与后付费用户相
同）时，MSC或GMSC查询用户信息并将呼叫上报给gsmSSF和gsmSCF，gsmSCF根据业务逻
辑控制呼叫的进行，并对呼叫进行实时计费监控。当帐目余额达到或低于运营者规定的
门限值时，gsmSCF通知gsmSSF终止呼叫，并通知该预付费移动用户续费。
    当移动用户进行呼叫查询或续费时，用户拨人指定的接入码，gsm SCF指示gsmSSF
与移动用户进行通信，或是提示用户帐目信息，或提示用户输入价值凭证密码，gsmSCF
自动将相应的价值凭证上的金额划到用户的帐户上。
    采用IN技术要求GSM具有IN能力，不仅 GMSC／ MSC需要更新以具有psmSSF的功能，
而且还需增加新的节点gsmSCF，对GSM网络影响较大。但是使用规技术，不仅能够提供
预付费业务，还能快速、方便地提供运营者特定的其他业务。由于网络中各节点之间采
用标准协议，因而能够提供多厂商的运行环境。