計費系統的反算方法及計費系統的製作方法

2023-06-01 07:50:06

專利名稱：計費系統的反算方法及計費系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及電信計費技術領域，尤其涉及計費系統中一種利用餘額反算服務可用量的反算方法以及一種計費系統。
背景技術：
在電信領域預付費系統中，用戶需要預先購買一定額度的服務或預存一定的金額消費。預付費系統的工作流程包括以下步驟1、用戶購買運營商的預付費產品；2、用戶預存一定的金額(充值)；3、用戶請求運營商提供購買的服務；4、運營商計費系統根據用戶帳號的可用餘額，反算服務的可用量，對餘額進行預扣，並將結果提供給通話控制系統；5、如果服務不可用，終止用戶消費；如果服務可用，用戶進行消費，同時通話控制系統根據可用量信息監測用戶消費行為，發現用戶服務消費完成後，終止該用戶消費，以防止形成欠費；6、用戶消費完畢後，交換機向計費系統上報用戶的消費情況，計費系統正算用戶實際費用，並對餘額進行扣減。
其中，步驟4中的反算服務可用量的操作是整個預付費系統的一個重要先決條件。目前計費系統中的反算方法包括兩類直接法和間接法。
1)直接法運營商資費政策可描述為一個價格函數，如果能計算出反函數，就可以通過餘額信息直接計算其使用量。但由於運營商提供靈活、多變的資費政策以及各種優惠政策，造成計費過程(正算)本身就比較複雜，不可能對每個價格函數都求解出其反函數；而要為各種複雜的價格函數找到一個統一的反函數，也是相當困難的。因此，直接法已經不能勝任當今越來越複雜的計費系統。
2)間接法間接法反算的思想在於通過試算來搜索價格函數，避免了直接求解反函數。間接法也稱為探針法、探針反算法等。為了提高效率，通常通過折半的方式加快搜索進度，即二分法。二分法示意圖如圖1所示。現假定價格函數P＝P(t)、用戶餘額為P0，利用二分法反算步驟概述如下①設置一個較大的初值t2(如一個時間片的最大值)，計算出一個較大的價格P2；②設置一個較小的初值t1(如0或1)，計算出一個較小的價格P1；③取t3＝(t1+t2)/2，計算出價格P3；④如果P3＞P0，取t2＝t3，循環至步驟③；⑤如果P3＜P0，取t1＝t3，循環至步驟③；⑥如果P3＝P0，則t3為所求的反算值，結束。
上述方法的初值(t1、t2)通常採用固定值，缺乏修正性，往往由於初值選取不合適而影響反算效率，佔用計費系統大量的資源；雖然價格函數多樣，但仍可將其描述為一系列的折線，二分法是一種固定的搜索算法，它沒有充分利用這些折線的線性特徵，缺乏靈活性。

發明內容
本發明的目的是提供一種計費系統的反算方法，可快速利用餘額反算服務可用量。
本發明還提供一種計費系統，能夠實現快速反算。
為此，本發明採用如下技術方案一種計費系統的反算方法，用於獲取用戶餘額對應的服務可用量，該方法包括步驟為用戶分配第一可用量，並計算出第一可用量對應的第一費用；當確定用戶餘額小於第一費用時，通過查找修正表或比例映射的方式，對所述第一可用量進行修正；利用修正後的可用量作為反算函數的初值，通過逐步逼近的方式，求解用戶餘額對應的可用量。
所述方法還包括為計費系統的每項價格函數設置修正表，所述修正表由余額與可用量對應關係組成；查找所述修正表，獲得餘額對應的第二可用量；修正第一可用量的過程是利用第二可用量更新所述第一可用量。
通過以下步驟實現比例映射修正計算所述餘額與第一費用比值，利用所述比值與第一使用量的乘積替換所述第一可用量。
所述方法還包括，在逐步逼近求解可用量的過程中，利用當前計算的費用與可用量對應關係，動態更新所述修正表。
所述反算函數為弦截法函數。
所述反算函數為迭代函數；所述方法還包括，為計費系統的每項價格函數設置尺度變換因子經驗表，所述經驗表由尺度變換因子經驗值與迭代次數對應關係組成；查找所述經驗表，獲取尺度變換因子經驗值，作為所述迭代函數的尺度變換因子。
所述方法還包括，在求解出可用量後，利用本次迭代次數與尺度變換因子對應關係，動態更新所述尺度變換因子經驗表。
一種計費系統，包括協議適配單元、計費控制單元、餘額帳本以及正算單元和反算單元，所述協議適配單元負責計費系統與外部網元進行通信，獲取用戶請求話單並提交給計費控制單元，該系統還包括修正器；所述計費控制單元，負責為用戶分配第一可用量，通過所述正算單元獲得第一可用量對應的第一費用；在確定第一費用小於所述餘額帳本中記錄後，調用所述修正器獲得修正值；所述修正器，提供修正第一可用量的修正值；所述反算單元，利用所述計費控制單元調用修正器得到的修正後的可用量作為反算函數的初值，通過逐步逼近的方式，求解用戶餘額對應的可用量。
所述修正器包括修正表，所述修正表與價格函數對應，由余額與可用量對應關係組成；所述計費控制單元控制查找所述修正表，獲得餘額對應的第二可用量；並利用第二可用量更新所述第一可用量。
所述修正器還包括比例映射子單元，所述比例映射子單元，從所述計費控制單元獲取餘額及第一使用量；計算出餘額與第一費用比值，利用所述比值與第一使用量的乘積作為修正值，提供給所述計費控制單元用於對反算單元進行修正。
所述系統還包括修正表更新單元，用於從反算單元實時獲取費用與可用量對應關係，對所述修正表中的記錄進行動態更新。
所述反算單元包括弦截計算子單元，用於採用弦截法對餘額對應可用量進行反算。
所述反算單元包括迭代計算子單元，用於採用迭代法對餘額對應可用量進行反算；所述系統還包括迭代經驗庫，包含與每項價格函數對應的尺度變換因子經驗表，所述經驗表由尺度變換因子經驗值與迭代次數對應關係組成，用於對所述迭代法中尺度變換因子進行修正。
所述系統還包括經驗表更新單元，用於從反算單元實時獲取尺度變換因子與迭代次數對應關係，對所述經驗表中的記錄進行動態更新。
可見，本發明對反算初值進行修正，可實現快速反算，在資費政策簡單的情況下，甚至可以利用修正值直接獲得餘額的可用量；而且，本發明利用迭代法或弦截法進行計費反算求解，由於它們充分考慮了價格函數的折線特性，能夠獲得比二分法更快的收斂速度。
優選地，通過一個迭代經驗庫對迭代結果進行分析，能夠迅速獲得迭代變換的尺度變換因子，進一步保證了反算的效率。


圖1為現有技術二分法反算示意圖；圖2為本發明實施例一反算示意圖；圖3為本發明實施例一流程圖；圖4為本發明實施例三反算示意圖；圖5為本發明計費系統結構示意圖；圖6為本發明計費系統工作示意圖。
具體實施例方式
本發明核心思想在於，參考歷史反算結果或利用比例映射的方式，對反算函數的初值進行修正；採用快速收斂的迭代法以及採用迭代經驗庫的方式、或採用弦截法，實施快速的反算過程。
下面介紹實施例一
計費系統中歷史反算結果對於之後反算具有指導作用，本實施例正是從這一點出發，利用歷史反算結果，對反算過程中的設置的初值進行修正。
在計費系統中保存歷史反算結果，具體是，為每個價格函數建立一個初值修正表，該表記錄由一系列餘額，可用量組成，並且，該表可依據餘額進行排序，可實現快速查找的功能。如表1所示，為某價格函數的修正表示例表1

各種價格函數的修正表組合在一起構成計費系統的修正器，在具體使用時，每個表與價格函數標識相對應，可通過價格函數標識來查找到價格函數對應的修正表。修正表可在價格函數發布前，通過試驗獲得，並在計費過程中不斷更新。
本實施例的反算函數基於快速收斂的迭代法。首先對迭代原理進行介紹現假設價格函數為f＝f(t)反算的過程也就是相當於求解以下方程f(t)＝P0f(t)-P0＝0(t)·[f(t)-P0]＝0t＝(t)·[f(t)-P0]+t....................................公式(1)公式(1)是迭代求解的迭代函數，(t)為一非零函數，以下簡稱變換函數。那麼求解公式(1)的過程也就是相當於求解以下方程組(1)

.................................方程組(1)
參見圖2，為迭代法求解示意圖。這裡採用Aitken迭代法進行求解。通過初值t1計算出校驗值，通過校驗值 計算出再校驗值 。改進的過程，就是利用點P1(t1， )和點P2( )連線與T＝t的交點M去逼近真實解N的過程。
下面詳細介紹實施例一的步驟，參見圖3，包括步驟301為價格函數構建由余額，可用量組成的修正表；步驟302用戶發出服務請求；；步驟303獲取用戶餘額P0並查找服務對應的價格函數f(t)；步驟304計費系統為用戶分配第一可用量tC個服務，正算tC所對應的第一費用fC；步驟305判斷P0＜fC是否成立，若是，執行步驟306，否則執行步驟310；步驟306開始反算，並將tC作為反算初值；步驟307查找步驟301中與該價格函數對應的修正表，對初值tC進行修正；具體過程是，查找P0對應的第二可用量tp0將該使用量作為迭代初值t1t1＝tP0如果沒有找到P0對應的使用量，則作比例修正t1＝tC×P0/fC或者，也可以在不查找修正表的情況下直接利用比例修正初值。
當用戶申請兩項服務時，假設用戶餘額為P0元，其中為一項分配tC個服務，需要費用fC；另一項分配tD個服務，需要費用fD，則對此用戶的初值進行如下的比例修正t1＝(tD-tC)×P0/(fD-fC)+tC若用戶申請N項服務，修正方法與上述申請2項服務的情況類似，在此不再贅述。
步驟308迭代求解；具體過程為(1)構造迭代函數對價格函數作尺度變換-[f(t)-P0]/λ＝0
構造用於反算的迭代函數T(T)＝t-[f(t)-P0]/λ....................................公式(2)其中，λ＝-1/(t)，稱為尺度變換因子。此實施例中預先設置尺度變換因子。
(2)開始迭代①把初值t1帶入公式(2)，計算校驗值 ；並將初值t1，初值費用f1納入修正表；②檢查初值t1是否為解，若是，跳至步驟309；③把校驗值 代入公式(2)，計算出再校驗值 ；並將校驗值 ，校驗值費用 納入修正表；④檢查校驗值 是否為解，若是，跳至步驟309；⑤根據初值t1、校驗值 和再校驗值 ，計算改進值t2t2=T-(T-T~)2(T-2T~+t1)]]>...................................公式(3)如果公式(3)中分母出現0值時，表明價格函數有一段水平線，例如5分鐘至10分鐘之內計費均為10元。此時，取校驗值 和再校驗值 夠用的較大值作為改進值；如果校驗值 和再校驗值 都不夠用，則取較小的值作為改進值。
⑥將改進值t2作為新的初值，循環至①，繼續迭代。
步驟309反算結束；步驟310後續計費處理。
通過對反算初值進行修正，可實現快速反算，在資費政策簡單的情況下，甚至可以利用修正值直接獲得餘額的可用量。而且，利用尺度變換構造的迭代函數|T′(t)|≤1，較好地避免了迭代法的發散性；由於迭代函數充分考慮了價格函數的折線特性，能夠獲得比二分法更快的收斂速度。
下面介紹實施例二在實施例一的基礎上，實施例二通過構建歷史迭代經驗表，對尺度變換因子λ進行修正。
為每個價格函數建立一個尺度變換因子經驗表，該經驗表由尺度變換因子經驗值、平均迭代次數、總迭代次數、最大迭代次數組成；選取平均迭代次數記錄中的尺度變換因子，作為尺度變換因子經驗值。如表2所示，是某價格函數(例如，「市話」對應的價格函數)的尺度變換因子經驗表表2

各種價格函數對應的尺度變換因子經驗表構成迭代經驗庫，在迭代經驗庫裡，價格函數與其尺度變換因子經驗表通過標識對應；尺度變換因子經驗表可以在價格函數發布之前通過試驗獲得，並在計費過程中不斷更新。
那麼在構建價格函數的尺度變換因子經驗表之後，就可以通過選擇表中的迭代因子經驗值作為迭代函數中的迭代因子λ，具體是在實施例一步驟308(1)中，通過查找尺度變換因子經驗表獲取尺度變換因子。這樣，充分利用歷史迭代經驗對反算過程中的變換因子進行修正，能夠確保快速尋找到合適的值，使反算過程更加迅速。
下面介紹實施例三與實施例一、實施例二都利用迭代法對反算求解不同，本實施例反算函數基於弦截法求解使用量；也使用修正表對反算初值進行修正。
弦截法T(t)＝f(t)-P0...........................公式(4)tk+2=tk+1-T(tk+1)tk+1-tkT(tk+1)-T(tk)]]>...........................公式(5)弦截法幾何意義示意圖如圖4所示，做過兩點(t0，f(t0))和(t1，f(t1))的一條直線，該直線與t軸交點t2，再做過(t1，f(t1))和(t2，f(t2))的一條直線，該直線與t軸交點t3，依此類推，逐步逼近真實解G點。
反算流程與實施例一類似，除了採用下列步驟401-409替代步驟308
步驟401令t0＝0，T0＝-P0，λ＝1；步驟402計算初值t1對應的費用f1，以及利用公式(4)計算T1；並將t1，f1納入修正表；步驟403檢查初值是否為解，如果為解則跳出到步驟309，否則執行步驟404；；步驟404令k＝0步驟405根據公式(5)計算tk+2步驟406計算費用fk+2並根據公式(4)Tk+2；並將tk+2，fk+2納入修正表；步驟407檢查fk+2是否為解，如果為解則跳出到步驟309；否則執行步驟408；步驟408令k＝k+1步驟409循環到步驟405。
其中，初值t1也是經過修正表或比例修正得到的。
本發明還公開了一種計費系統，能夠根據餘額快速反算使用量。參見圖5所示，除了包含一般計費系統的協議適配單元501、計費控制單元502、餘額帳本503、正算單元504和反算單元505外，還包括修正器506；而且計費控制單元和反算單元具體功能也隨之變化。
參見圖6，為計費系統工作時與外部網元信息傳遞示意圖計費系統接收外部網元發送的信用控制請求(Credit Control Request，CCR)，或者用於表明用戶請求運營商提供某種服務的其他請求，計費系統執行利用用戶餘額反算使用量的過程，並將結果通過信用控制應答(Credit Control Answer，CCA)反饋給外部網元。
計費系統中的協議適配單元501負責計費系統與外部網元進行通信，主要是獲取用戶請求話單並提交給計費控制單元。以語音業務為例，外部網元(例如SCP)發送CCR給計費系統，通過協議適配單元501轉化為系統識別的請求話單，供計費控制單元502識別和控制。
計費控制單元502是計費系統的核心組成，在接收到協議適配單元501傳送的請求話單後，負責為用戶分配第一可用量，通過正算單元504獲得第一可用量對應的第一費用；在確定第一費用小於餘額帳本503中記錄後，調用修正器506獲得修正值，並將修正值提供給反算單元505。
反算單元505，利用計費控制單元502調用修正器506得到的修正後的可用量作為反算函數的初值，通過逐步逼近的方式，求解用戶餘額對應的可用量。
修正器506，提供修正第一可用量的修正值。
進一步，修正器506包括多個修正表，每個修正表與計費系統中的每個價格函數相對應，由余額與可用量對應關係組成，參見表1；計費控制單元502控制查找修正表，獲得餘額對應的第二可用量；並利用第二可用量更新第一可用量。
進一步，修正器506還包括比例映射子單元，它負責從計費控制單元502獲取餘額及第一使用量；計算出餘額與第一費用比值，利用比值與第一使用量的乘積作為修正值，提供給計費控制單元502用於對反算單元505進行修正。
優選地，計費系統還包括修正表更新單元507，用於從反算單元505實時獲取費用與可用量對應關係，對修正表中的記錄進行動態更新。
進一步，反算單元505包括弦截計算子單元，用於採用弦截法對餘額對應可用量進行反算；具體反算過程如前實施例三所述，在此不再贅述。
反算單元505包括迭代計算子單元，用於採用迭代法對餘額對應可用量進行反算；具體反算過程如前實施例一所述，在此不再贅述。
優選地，計費系統還包括迭代經驗庫508，它包含與每項價格函數對應的尺度變換因子經驗表，經驗表由尺度變換因子經驗值與迭代次數對應關係組成，參見表2，用於對迭代法中尺度變換因子進行修正。
優選地，計費系統還包括經驗表更新單元509，用於從反算單元505實時獲取尺度變換因子與迭代次數對應關係，對經驗表中的記錄進行動態更新。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種計費系統的反算方法，用於獲取用戶餘額對應的服務可用量，其特徵在於包括為用戶分配第一可用量，並計算出第一可用量對應的第一費用；當確定用戶餘額小於第一費用時，通過查找修正表或比例映射的方式，對所述第一可用量進行修正；利用修正後的可用量作為反算函數的初值，通過逐步逼近的方式，求解用戶餘額對應的可用量。
2.根據權利要求1所述的計費系統的反算方法，其特徵在於，所述方法還包括為計費系統的每項價格函數設置修正表，所述修正表由余額與可用量對應關係組成；查找所述修正表，獲得餘額對應的第二可用量；修正第一可用量的過程是利用第二可用量更新所述第一可用量。
3.根據權利要求1所述的計費系統的反算方法，其特徵在於，通過以下步驟實現比例映射修正計算所述餘額與第一費用比值，利用所述比值與第一使用量的乘積替換所述第一可用量。
4.根據權利要求1、2或3所述的計費系統的反算方法，其特徵在於，所述方法還包括，在逐步逼近求解可用量的過程中，利用當前計算的費用與可用量對應關係，動態更新所述修正表。
5.根據權利要求1、2或3所述的計費系統的反算方法，其特徵在於，所述反算函數為弦截法函數。
6.根據權利要求1、2或3所述的計費系統的反算方法，其特徵在於，所述反算函數為迭代函數。
7.根據權利要求6所述的計費系統的反算方法，其特徵在於，所述方法還包括，為計費系統的每項價格函數設置尺度變換因子經驗表，所述經驗表由尺度變換因子經驗值與迭代次數對應關係組成；查找所述經驗表，獲取尺度變換因子經驗值，作為所述迭代函數的尺度變換因子。
8.根據權利要求7所述的計費系統的反算方法，其特徵在於，所述方法還包括，在求解出可用量後，利用本次迭代次數與尺度變換因子對應關係，動態更新所述尺度變換因子經驗表。
9.一種計費系統，包括協議適配單元、計費控制單元、餘額帳本以及正算單元和反算單元，所述協議適配單元負責計費系統與外部網元進行通信，獲取用戶請求話單並提交給計費控制單元，其特徵在於，還包括修正器；所述計費控制單元，負責為用戶分配第一可用量，通過所述正算單元獲得第一可用量對應的第一費用；在確定第一費用小於所述餘額帳本中記錄後，調用所述修正器獲得修正值；所述修正器，提供修正第一可用量的修正值；所述反算單元，利用所述計費控制單元調用修正器得到的修正後的可用量作為反算函數的初值，通過逐步逼近的方式，求解用戶餘額對應的可用量。
10.根據權利要求9所述的計費系統，其特徵在於，所述修正器包括修正表，所述修正表與價格函數對應，由余額與可用量對應關係組成；所述計費控制單元控制查找所述修正表，獲得餘額對應的第二可用量；並利用第二可用量更新所述第一可用量。
11.根據權利要求9或10所述的計費系統，其特徵在於，所述修正器還包括比例映射子單元，所述比例映射子單元，從所述計費控制單元獲取餘額及第一使用量；計算出餘額與第一費用比值，利用所述比值與第一使用量的乘積作為修正值，提供給所述計費控制單元用於對反算單元進行修正。
12.根據權利要求11所述的計費系統，其特徵在於，所述系統還包括修正表更新單元，用於從反算單元實時獲取費用與可用量對應關係，對所述修正表中的記錄進行動態更新。
13.根據權利要求12所述的計費系統，其特徵在於，所述反算單元包括弦截計算子單元，用於採用弦截法對餘額對應可用量進行反算。
14.根據權利要求12所述的計費系統，其特徵在於，所述反算單元包括迭代計算子單元，用於採用迭代法對餘額對應可用量進行反算；所述系統還包括迭代經驗庫，包含與每項價格函數對應的尺度變換因子經驗表，所述經驗表由尺度變換因子經驗值與迭代次數對應關係組成，用於對所述迭代法中尺度變換因子進行修正。
15.根據權利要求14所述的計費系統，其特徵在於，所述系統還包括經驗表更新單元，用於從反算單元實時獲取尺度變換因子與迭代次數對應關係，對所述經驗表中的記錄進行動態更新。
全文摘要
本發明公開了一種計費系統的反算方法，用於獲取用戶餘額對應的服務可用量，該方法包括步驟為用戶分配第一可用量，並計算出第一可用量對應的第一費用；當確定用戶餘額小於第一費用時，通過查找修正表或比例映射的方式，對所述第一可用量進行修正；利用修正後的可用量作為反算函數的初值，通過逐步逼近的方式，求解用戶餘額對應的可用量。本發明對反算初值進行修正，可實現快速反算；而且通過一個迭代經驗庫對迭代結果進行分析，能夠迅速獲得迭代變換的尺度變換因子，進一步保證了反算的效率。本發明還公開了一種計費系統，能夠快速反算餘額對應的服務可用量。
文檔編號H04M15/00GK1997093SQ20061016979
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月28日 優先權日2006年12月28日
發明者周訓波 申請人:大唐軟體技術股份有限公司