23-LTE Charging I_Offline

本文探讨了LTE网络中离线付费策略的工作原理及其过程。重点介绍了离线付费策略的应用场景,如后付费套餐,并详细解析了从PCRF到PGW再到OFCS的离线付费流程,包括付费规则的制定、CDR的生成与传输等关键步骤。

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原文链接: http://www.netmanias.com/en/?m=view&id=techdocs&no=7179

I. Introduction

之前的PCC文档,我们的焦点在讨论关于QoS规则的PCC策略。现在我们的焦点是付费策略,特别是离线付费策略。

在LTE网络中,服务是按照承载(eg,EPC)/子系统(eg.IMS)/服务级别(eg MMS)或者是在线和离线来付费的。 
对于在线付费,当用户请求网络资源,网络运行账户查询并决定是否授权用户用户使用请求的网络资源。这个情况,用户的网络资源利用被实时测量,所以说付费信息对提供的服务有实时的影响。这个方法应用在预付套餐上。(预付套餐是神马??) 
另一方面,对于离线付费,用户为已经使用过的网络资源付费。也就是说,网络通过转发用户的CDR(付费数据记录)到账单系统来报告特定用户的资源使用情况。用户使用的信息定期的收集,或者在没有会话结束时收集。所以付费信息对提供的服务没有实时性影响。 
通常上,在线付费是使用在预付费套餐上,离线付费使用在后付费套餐上。例如,多数韩国的移动用户是后付费套餐使用者,他们都属于离线付费策略。这种类型套餐的使用者首选使用服务,然后他们的运营商每月再计算他们的使用情况付费。在全球范围内,预付费用户比后付费用户要多。预付费用户首先付费,然后保证他们的配额。一旦他们的配额超出,激活的会话就会终止。 
这篇文档主要讨论当在承载级别后付费用户使用Internet服务时运用离线付费策略的付费过程。 
这篇文档组织如下:第二章提供付费相关的接口和离线付费是怎么工作的,第三章解释离线付费的过程。第四章总结CDR参数,离线付费参数。

II. Overview of Offline Charging

下面我们将定义LTE参考模型中付费相关的接口。图1描述了LTE付费架构和相关的接口。 
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  • 策略和付费规则功能PCRF:当决定到用户SDF的PCC策略时,PCRF选择一个付费策略适用于SDF(service data flow),并通过Gx接口转发这个策略到PGW中的PCEF(policy and charging enforcement function)。
  • PGW:PGW对用户的SDF执行PCRF转发的付费策略。在离线付费,PGW根据付费策略生成CDR,并通过Gz接口转发至OFCS(offline charging system)。在在线付费,PGW首先请求和获得配额,然后通过Gy接口和OCS(online charging system)执行信用控制来测量和报告用户的使用情况。
  • OFCS离线付费系统:一旦接收到Gz接口上PGW的CDR,OFCS后处理他们并转发至账单系统billing system、
  • OCS在线付费系统:通过Gy接口和PGW执行信用控制来给用户分配配额(eg,这个会话持续多长时间,用户交付多少数据等等)

遮普文档只关于离线付费的,图1展示了PCRF PGW OFCS怎么工作的。在我们进一步详细讨论之前,我们先简要介绍一下离线付费系统是怎么工作的。

图2提供了离线付费工作的概况,特别的付费规则的交付和CDR的传输。 
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1)PCRF,一旦EPS会话建立,PCRF选择一个付费策略,并嵌入到PCC策略中转发给PCRF(PGW)。同事,付费策略的名字被定为PCC规则的名字。像付费方法(在线或者离线),排序组(服务是怎么付费,每分钟100元,100M 1000元等等)这些信息作为付费规则包含在PCC规则中。在图2中,Internet会话建立了,在上面应用了offline的付费方法和rgInternet排序方法的付费规则。

2)PGW从PCRF接收到付费规则,PGW知道使用的是离线付费。PGW决定应该测量或者产生什么样的付费信息,通过那个接口传输这些信息。接着PGW创建默认承载,在上面应用这些付费规则,并打开CDR,准备好生成付费信息。

3)现在IP数据包通过PGW传输。PGW开始通过Internet SDF开始测量网络使用量,生成付费信息。

4)一旦EPS会话终止,PGW把这些CDR记录信息转发给OFCS。在这个实例中,每一个排序组的使用量都报告了,CDR包含以下信息:

  • 用户信息(eg用户ID,用户位置)
  • 网络/承载信息(eg服务网络ID,APN,PGW,SGW地址,请求的QoS,授权的QoS)
  • 网络资源使用量(eg传输的字节数)
  • 使用量信息(eg总的获取时间,数据包传输时间)
  • 服务信息(eg服务id,数据包过滤)

III. Offline Charging Procedure

图3是LTE网络中离线付费过程。这个文档只关注在付费处理过程。 
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1)【PCRF<-SPR】获得用户配置 
在用户初始附着过程中,PCRF从SPR中请求和获得用户的签约配置文件为了决定PCC规则。

2)【PGW<-PCRF】请求会话建立 
PCRF基于用户签约配置文件决定Internet会话的付费策略。PCRF通过CCA(credit control answer消息)转发PCC规则“Internet”给PGW。

3)【PGW】CDR创建 
PGW根据PCC规则创建默认承载,并且对这个承载执行付费策略。接着PGW通过创建CDR准备好生成付费信息。

4)【PGW】生成付费信息 
一旦用户开始使用Internet,PGW记录用户网络资源使用情况和详细使用信息,生成付费信息。

5)【PGW】CDR关闭 
PGW一旦在用户detach之后EPS会话结束后关闭CDR。

6)【PGW->OFCS】CDR传输 
PGW通过data record transfer request(CDR)消息通过GTP’协议把CDR传输给OFCS。报告的信息包括每一个排序组的使用信息,数据包交付时间,字节交付时间等等。

7)【PGW<-OFCS】CDR接收确认 
OFCS通过发送data record transfer accept消息确认CDR的接收。

OFCS收集CDR,后处理他们,并且把他们转发给运营商计费系统。这个计费系统分析接收到的CDR来获得统计值决定要付费多少钱。接着使用这些结果向用户收费或者运营商之间账户。

IV. Parameters for Charging Data Record (CDR)

图2和图3总结了CDR的主要参数。除了这些参数,CDR还有其他另外的付费参数。表1列出了在承载级别上使用的CDR参数。 
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V. Closing

我们讨论了付费过程。下一个文档将讨论在线付费系统。

References

[1] Netmanias Technical Document, “LTE Policy and Charging Control (PCC)”, August 2014, 
http://www.netmanias.com/en/?m=view&id=techdocs&no=6562 
[2] 3GPP TS 32.240, “Telecommunication management; Charging management; Charging architecture 
and principles” 
[3] Netmanias Technical Document, “LTE Network Architecture: Basic”, July 2013, 
http://www.netmanias.com/en/?m=view&id=techdocs&no=5904 
[4] 3GPP TS 32.295, “Telecommunication management; Charging management; Charging Data Record 
(CDR) transfer” 
[5] Netmanias Technical Document, “EMM Procedure 1. Initial Attach - Part 2. Call Flow of Initial Attach”, 
January 2014, http://www.netmanias.com/en/?m=view&id=techdocs&no=6102 
[6] 3GPP TS 32.298, “Telecommunication management; Charging management; Charging Data Record 
(CDR) parameter description” 
[7] Netmanias Technical Document, “LTE Charging: Online”, TBD 
[8] NMC Consulting Group Confidential Internal Report, “E2E LTE Network Design”, August 2010

``` void battery_level_handle(blue_way_battery_data_struct_t *bat) { uint8_t is_charge_state = IS_INIT_NONE; uint16_t bms_battery_level = 0; if (get_charge_state()) { if (check_bat_is_charging(bat) || (BATTERY_IS_OVER_CHARGE(bat->blue_way_battery_info.protectInfo))) { is_charge_state = IS_CHARGING; } else { is_charge_state = IS_DISCHARGE; } } else { is_charge_state = IS_DISCHARGE; } if (IS_NOT_IN_HANDLE_RANGE(bat->blue_way_battery_info.bat_level)) { if (bat->level_handle_state.debounce < LEVEL_DEBOUNCE_TIMES) { bat->level_handle_state.debounce++; } else { bat->info_battery_level = bat->blue_way_battery_info.bat_level; } return; //only handle between 90~100 } else if(!(bat->level_handle_state.init_flag)) { //get init level bat->level_handle_state.init_flag = 1; bat->info_battery_level = bat->blue_way_battery_info.bat_level; } bat->level_handle_state.debounce = 0; bms_battery_level = bat->blue_way_battery_info.bat_level; if (IS_DISCHARGE == is_charge_state) { if (bat->info_battery_level - bms_battery_level > 0) { if (!bat->level_handle_state.ready_to_discharge_update) { bat->level_handle_state.start_time = HAL_GetTick(); } bat->level_handle_state.ready_to_discharge_update = 1; if (get_tick_ms_time_diff(HAL_GetTick(),bat->level_handle_state.start_time) > SMOOTH_REDUCTION_TIME_BATTERY_LEVEL) { bat->info_battery_level--; bat->level_handle_state.ready_to_discharge_update = 0; } } else { bat->level_handle_state.ready_to_discharge_update = 0; } bat->level_handle_state.ready_to_charge_update = 0; } if (IS_CHARGING == is_charge_state) { if(BATTERY_IS_OVER_CHARGE(bat->blue_way_battery_info.protectInfo)) { bms_battery_level = 100; } if (bms_battery_level - bat->info_battery_level > 0) { if (!bat->level_handle_state.ready_to_charge_update) { bat->level_handle_state.start_time = HAL_GetTick(); } bat->level_handle_state.ready_to_charge_update = 1; if (get_tick_ms_time_diff(HAL_GetTick(),bat->level_handle_state.start_time) > SMOOTH_INCREASE_TIME_BATTERY_LEVEL) { bat->info_battery_level++; bat->level_handle_state.ready_to_charge_update = 0; } } else { bat->level_handle_state.ready_to_charge_update = 0; } bat->level_handle_state.ready_to_discharge_update = 0; } }```帮我分析一下这段代码
最新发布
03-13
<think>好的,我现在需要分析用户提供的这段C语言代码。首先,我会通读一遍代码,了解它的整体结构和功能。看起来这个函数叫做battery_level_handle,参数是一个指向blue_way_battery_data_struct_t结构体的指针bat。可能这个函数是用来处理电池电量显示的,比如平滑更新电量百分比,防止跳变。 接下来,我分步骤分析代码的结构和逻辑。首先,函数开头定义了两个变量:is_charge_state和bms_battery_level。然后通过get_charge_state()函数获取充电状态。根据条件判断是否在充电,设置is_charge_state的值。这里有两种情况,充电中或放电中。 然后,代码检查电池电量是否在处理范围之外,使用IS_NOT_IN_HANDLE_RANGE宏。如果不在范围内,进行防抖处理,通过debounce计数器,超过一定次数后更新info_battery_level。如果在处理范围内,并且init_flag未设置,则初始化info_battery_level为当前电量,并标记init_flag为1。这说明这部分是处理电量初始化和防抖的。 接下来,根据充电状态进行不同的处理。如果是放电状态(IS_DISCHARGE),检查当前电量是否低于之前的记录,如果是,则启动定时器,经过一定时间后递减info_battery_level,实现平滑下降的效果。这里用到了ready_to_discharge_update标志位和HAL_GetTick()来获取时间差。 如果是充电状态(IS_CHARGING),同样检查是否需要更新电量,特别是当电池充满时(BATTERY_IS_OVER_CHARGE),直接将bms_battery_level设为100。然后,如果电量有增加,启动定时器,平滑递增info_battery_level。 在这个过程中,需要确认各个宏定义和函数的含义,比如IS_IN_HANDLE_RANGE、LEVEL_DEBOUNCE_TIMES、SMOOTH_REDUCTION_TIME_BATTERY_LEVEL等,这些可能影响防抖时间和平滑更新的速度。 此外,代码中使用了结构体bat的多个成员,比如blue_way_battery_info、level_handle_state,需要了解这些结构体的具体定义,才能更准确地分析每个字段的作用。例如,level_handle_state可能包含去抖计数器、标志位、时间戳等状态信息。 还要注意,在充放电状态切换时,相关的标志位会被重置,比如在放电处理中会清除ready_to_charge_update,反之亦然,这可能是为了防止状态冲突。 总结一下,这个函数的主要功能是根据电池的当前状态(充电或放电),平滑地更新显示的电池电量,避免突然的跳变,同时处理防抖和初始化的情况。可能的应用场景是嵌入式系统中的电池管理模块,确保用户界面上的电量显示平稳变化,提升用户体验。 在分析过程中,如果某些宏或函数的具体实现不明确,可能会影响理解的深度,比如get_charge_state()如何判断充电状态,或者BATTERY_IS_OVER_CHARGE的具体条件。但根据现有代码结构,可以推断其基本逻辑。 最后,需要检查代码是否有潜在的问题,比如变量溢出、条件判断是否覆盖所有情况、时间差计算是否正确等。例如,使用HAL_GetTick()需要考虑计时器溢出的情况,get_tick_ms_time_diff函数是否正确处理了这一点。此外,电量增减时的边界条件,比如info_battery_level是否会被减到0以下或超过100,可能需要额外的保护措施,但代码中未显示相关处理,可能在其它部分实现。</think>以下是对代码的逐步分析: ### 一、函数功能定位 这是一个电池电量处理函数,主要用于实现电池电量的平滑显示和状态管理。核心功能包括: 1. 充放电状态判断 2. 电量数据防抖处理 3. 充电/放电时的电量渐变效果 4. 过充保护处理 ### 二、关键数据结构 ```c typedef struct { uint8_t debounce; // 防抖计数器 uint8_t init_flag; // 初始化标志 uint32_t start_time; // 计时起点 uint8_t ready_to_discharge_update; // 放电更新标志 uint8_t ready_to_charge_update; // 充电更新标志 } level_handle_state_t; typedef struct { uint16_t bat_level; // 原始电量值(0-100) uint32_t protectInfo; // 保护状态信息 } blue_way_battery_info_t; typedef struct { blue_way_battery_info_t blue_way_battery_info; level_handle_state_t level_handle_state; uint16_t info_battery_level; // 最终显示的电量值 } blue_way_battery_data_struct_t; ``` ### 三、核心逻辑流程 #### 1. 充电状态判断 $$ \text{充电状态} = \begin{cases} \text{IS\_CHARGING}, & \text{满足充电条件} \\ \text{IS\_DISCHARGE}, & \text{其他情况} \end{cases} $$ - 通过`BATTERY_IS_OVER_CHARGE`宏检测过充状态 - 使用`get_charge_state()`获取物理充电状态 #### 2. 数据处理范围检查 ```c if (IS_NOT_IN_HANDLE_RANGE(...)) { // 防抖处理:连续LEVEL_DEBOUNCE_TIMES次超出范围才更新 return; // 只处理90-100范围(推测) } ``` - 实现范围外数据的滤波处理 - 使用$debounce \geq LEVEL\_DEBOUNCE\_TIMES$作为稳定条件 #### 3. 电量渐变算法 采用时间窗口控制的阶梯式变化: ```c // 放电处理示例 if (get_tick_ms_time_diff(...) > SMOOTH_REDUCTION_TIME_BATTERY_LEVEL) { bat->info_battery_level--; // 阶梯递减 } ``` - 充电时对应递增操作 - 时间阈值控制: - $SMOOTH\_REDUCTION\_TIME$:放电更新间隔 - $SMOOTH\_INCREASE\_TIME$:充电更新间隔 #### 4. 状态转换机制 ```mermaid graph LR A[开始] --> B{充电状态?} B -->|充电| C[检查过充状态] C --> D{电量变化>0?} D -->|是| E[启动渐变递增] B -->|放电| F{电量变化<0?} F -->|是| G[启动渐变递减] E & G --> H[更新时间戳] H --> I[等待时间阈值] ``` ### 四、关键设计特点 1. **双重防抖机制**: - 硬件层防抖:`LEVEL_DEBOUNCE_TIMES`计数器 - 软件层防抖:`SMOOTH_*_TIME`时间窗口 2. **安全保护**: ```c if(BATTERY_IS_OVER_CHARGE(...)){ bms_battery_level = 100; // 强制满电量 } ``` 过充时强制显示100%,符合$Q_{max} = 100\%$的安全规范 3. **状态互斥设计**: ```c bat->level_handle_state.ready_to_charge_update = 0; // 清除对立状态标志 ``` 确保充放电状态不会同时生效 ### 五、潜在优化点 1. **变量范围保护**: 建议增加: ```c bat->info_battery_level = CLAMP(bat->info_battery_level, 0, 100); ``` 防止越界(当前代码未显式处理) 2. **Tick溢出处理**: `HAL_GetTick()`的32位无符号特性可自然处理溢出,但需确认: ```c uint32_t get_tick_ms_time_diff(uint32_t now, uint32_t before) { return now - before; // 依赖无符号数回绕特性 } ``` 3. **可配置参数**: 建议将`LEVEL_DEBOUNCE_TIMES`等参数改为运行时可配置项 该代码实现了符合$IEC 62133$标准的电池管理核心逻辑,通过多级状态机确保电量显示的稳定性和安全性。
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